Soutenance de thèse de Sébastien PESENTI

Les pathologies rachidiennes de l’enfant sont un motif fréquent de consultation en orthopédie infantile. Parmi elles, la scoliose idiopathique de l’adolescent est la plus fréquente. L’évaluation de ces patients se fait via la radiographie standard réalisée dans un environnement contraint. Dans ces conditions, il est assez rare de constater des modifications de la posture rachidienne. Or, la simple observation de ces patients à la marche montre que des modifications de la posture existent. Dans l’état actuel des connaissances, l’évolution de la posture rachidienne, et en particulier son aspect dynamique, est assez mal connue. Les hypothèses scientifiques de ce travail étaient : (1) La posture rachidienne dynamique change au cours de la croissance et de l’acquisition d’une marche mature et stable ; (2) Les déformations rachidiennes provoquent une chaîne de compensation globale de la posture touchant les membres inférieurs ; (3) La scoliose idiopathique de l’adolescent entraine des modifications du schéma de marche et une modification de la posture rachidienne globale et (4) Le traitement chirurgical de la scoliose idiopathique de l’adolescent modifie la posture rachidienne dynamique et permet de retrouver un schéma de marche physiologique. L’analyse d’une cohorte d’enfants sains a mis en évidence des modifications de la posture rachidienne dynamique au cours de la croissance, avec une augmentation de la gîte du tronc vers l’avant au fur et à mesure de l’acquisition d’une marche mature. Ces modifications s’accompagnent de modifications anatomiques, en particulier au niveau des facettes articulaires cervicales. Nous avons développé un modèle d’analyse du rachis en analyse quantifiée du mouvement (AQM). Ce modèle montrait des corrélations significatives avec les paramètres radiographiques usuels dans une population d’adolescents porteurs de scoliose idiopathique. Il est donc possible à partir de l’AQM, d’utiliser les mêmes descripteurs qu'en radiographie standard. L’analyse dynamique a montré des modifications du schéma de marche, en particulier dans le plan transversal. Nous avons mis en évidence un décalage de phase entre la rotation des épaules et du bassin chez les patients scoliotiques. Il existait aussi une diminution de la gîte du tronc vers l’avant chez les patients scoliotiques. Ces modifications n’étaient pas corrélées à l’amplitude de la déformation. Par ailleurs, il n’y avait pas de différence dans le schéma de marche entre les patients ayant une courbure thoracique droite et ceux ayant une courbure lombaire gauche. Nous avons analysés, à partir des résultats radiographiques, l’effet de la fusion vertébrale par montage hybride sur l’équilibre global de patients porteurs d’une scoliose idiopathique. Ce type de montage permettait l’obtention d’une fusion intervertébrale de qualité avec une restauration à la fois de l’alignement sagittal et de l’équilibre frontal. L’analyse de ces patients en AQM à 2 ans postopératoire a montré une restauration de certains paramètres grâce à la fusion vertébrale. Notamment, cela permettait de faire disparaître le décalage de phase dans le plan transversal. Cependant, un faible nombre de sujets issus de la cohorte initiale étaient disponibles pour l’analyse à 2 ans de recul, diminuant ainsi la puissance statistique de cette étude. Au total, ces différents travaux ont permis de mettre en évidence des modifications de la posture et de l’anatomie rachidienne accompagnant l’acquisition de la bipédie permanente chez l’enfant et la maturation de la marche. Cette équilibre rachidien est perturbé par la scoliose idiopathique de l’adolescent, à la fois dans le plan sagittal et dans le plan transversal. La réalisation d’une fusion intervertébrale postérieure permet de corriger partiellement ces modifications posturales. Des études avec une cohorte plus importante de patients pourrait permettre de confirmer ces résultats.

Spinal conditions are ofently seen in pediatric orthopedics. Among them, adolescent idiopathic scoliosis (AIS) is the most frequent. Usually, the evaluation of these spinal conditions is performed through radiographic examination. Because this analysis is performed in a constrained position, changes in global spinal posture is rarely seen in these patients. However, when seeing these patients walking, changes in spinal posture in dynamic conditions is obvious. In the current knowledge, the evolution of the dynamic spinal posture with growth and in pathologic condition remains unclear. The hypotheses of this work were: (1) dynamic spinal posture changes with growth and with the achievement of a mature gait; (2) spinal deformities lead to a chain of compensation affecting the lower limbs; (3) adolescent idiopathic scoliosis leads to changes in gait pattern and to a modification of global spinal posture and (4) surgical correction of adolescent idiopathic scoliosis spinal deformities changes dynamic spinal posture and tends to give these patients a normal gait pattern back. The analysis of a cohort of healthy children, aged from 4 to 16 years old has shown changes in gait pattern throughout growth. With achieving mature gait, an anterior tilting of the trunk appears gradually. These changes in global spinal balance are linked to anatomical changes, in particular in the cervical facet joints. We developed a gait analysis model allowing for the analysis of the trunk. In AIS patients, this model has shown significant correlations with the usual radiographic parameters. It means that it is possible, from gait analysis data, to describe the same parameters that are frequently used in radiographic analysis. Dynamic analysis of AIS cohort highlighted numerous changes in gait, when compared to healthy subjects. In particular, we found that the transverse plane was mainly affected by the spinal deformity, with changes in shoulders and pelvis rotation. Additionally, we found changes in the sagittal plane with a decreased anterior tilt of the trunk in AIS patients. These modifications were not correlated to deformity width. Surprisingly, there was no difference in gait pattern between patients with right thoracic curves and those left lumbar curves. From radiographic data, we analyzed the impact of surgical correction with hybrid instrumentation (sublaminar bands and pedicular screws) on the overall spinal balance of AIS patients. We have demonstrated that this kind of instrumentation allows for a good intervertebral fusion, with restoration of both sagittal and coronal spinal alignment. At 2-year follow-up, we found a restoration of some gait parameters. Of note, fusion of the main curvature allowed to restore shoulder and pelvis rotation. However, only a few number of patients were available for analysis at this follow-up. At final, these works have highlighted changes in spinal posture and spinal anatomy with the achievement of a mature gait in children. Dynamic spinal balance is modified by AIS spinal deformity, both in the transversal and sagittal planes. By performing posterior spinal fusion and deformity correction, it is possible to partially restore these gait modifications. However, a longer follow-up with a larger cohort could allow to confirm these findings.