Essai-Ceinture pour le Mal de Dos

Diminuer les Douleurs de votre Dos

STOP AU MAL DE DOS

PLoS One. 2015; 10 (8): e0136375.

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Sam Eldabe, Éditeur

Données associées

Matériel supplémentaire
Déclaration de disponibilité des données

Abstrait

introduction

L'articulation sacro-iliaque (SIJ) est une source courante de lombalgie. Cependant, les signes cliniques et fonctionnels et les symptômes en corrélation avec la douleur SIJ sont largement inconnus. Les ceintures pelviennes sont couramment appliquées pour traiter la douleur SIJ, mais sans preuves solides de leurs effets analgésiques. Cette étude cas-témoins compare les données cliniques et fonctionnelles des patients SIJ et des sujets témoins sains et évalue les effets de la ceinture sur la douleur SIJ.

Méthodes

17 patients SIJ et 17 témoins sains ont été inclus dans cette étude prospective. L'enquête abrégée 36 et l'échelle de notation numérique ont été utilisées pour caractériser la qualité de vie liée à la santé chez les patients dans un suivi de six semaines et les effets de réduction de la douleur des ceintures pelviennes. Les données d'électromyographie ont été obtenues à partir du grand fessier, du biceps fémoral, du rectus femoris et du vaste médial. Les altérations de l’activité musculaire, la variabilité et les schémas de marche ont été comparés chez les patients et les témoins ainsi que les effets des ceintures dans un environnement dynamique lors de la marche.

Résultats

Des améliorations significatives ont été observées dans le questionnaire abrégé 36 des patients SIJ, en particulier dans les sous-scores de santé physique. Des baisses mineures ont également été observées dans l'échelle numérique d'évaluation de la douleur. Les modifications de l'activité musculaire et de la variabilité liées à la ceinture étaient similaires chez les patients et les témoins, à une exception près: l'activité du droit fémoral a diminué de manière significative chez les patients avec application de la ceinture lors de la marche. D'autres effets de ceinture comprennent une amélioration de la cadence et de la vitesse de marche chez les patients et les témoins.

Conclusions

Les ceintures pelviennes améliorent la qualité de vie liée à la santé et sont potentiellement attribuées à une diminution de la douleur liée aux SIJ. Les effets de la ceinture comprennent une diminution de l'activité du droit fémoral chez les patients et une amélioration de la stabilité posturale pendant la locomotion. Les ceintures pelviennes peuvent donc être considérées comme un traitement rentable et à faible risque de la douleur SIJ.

introduction

L'articulation sacro-iliaque (SIJ) est à l'origine de douleurs lombaires chez 15% à 30% des patients souffrant de douleurs non radiculaires (1–7). Bien que le SIJ soit structurellement optimisé pour transmettre les charges entre le tronc et le membre inférieur (8, 9), il devient fréquemment impliqué dans des conditions douloureuses du bassin et des membres inférieurs en raison de son anatomie complexe (10), constituée de synoviale (9, 11 –13) et les régions fibreuses (14, 15). Cependant, l'ISJ est difficile à identifier comme la source spécifique de la lombalgie (2–4, 6, 16) et est donc sous-estimée dans les examens de routine (3, 7, 17–19). De plus, plusieurs tests établis pour identifier le SIJ comme générateur de douleur (2–4, 6, 16, 20) manquent de spécificité ou de sensibilité (21). En pratique clinique, le diagnostic de douleur SIJ est souvent posé par exclusion (22) et se situe finalement à la fin d'interventions thérapeutiques prolongées sans le succès escompté (3, 23, 24).

De plus, les corrélats morphologiques ou fonctionnels de la douleur SIJ sont largement inconnus (25, 26). Seules quelques études tentent de clarifier la relation causale entre la douleur SIJ et l'anatomie pelvienne ou des membres inférieurs (12, 27–33) ou l'activation musculaire. De telles données morphologiques et fonctionnelles pourraient potentiellement aider à distinguer les patients SIJ des témoins sains et donc fournir une meilleure compréhension des pathomécanismes qui sous-tendent la douleur SIJ.

Selon les directives de l'association internationale pour l'étude de la douleur, les dysfonctionnements de l'ISJ doivent être principalement gérés de manière non chirurgicale, les interventions chirurgicales étant limitées aux cas réfractaires au traitement (6, 20, 34, 35). L'application de ceintures pelviennes fait partie d'une variété de mesures conservatrices dans le traitement de la douleur SIJ (36). Ces ceintures sont peu coûteuses et sans effets secondaires indésirables signalés. Cependant, il existe des preuves limitées concernant l'efficacité clinique des ceintures pelviennes et les mécanismes sous-jacents font l'objet de controverses en cours (33, 36, 37).

Notre présente étude examine les données cliniques et fonctionnelles de patients atteints de SIJ à des sujets témoins sains de même âge et les effets analgésiques immédiats des ceintures pelviennes dans un cadre dynamique et compare les données sur l'activité musculaire et le schéma de marche lors de la marche. De plus, des données d'enquête abrégées 36 ont été obtenues dans un suivi de six semaines pour quantifier les effets sur la santé liés à la ceinture chez les patients atteints de SIJ. Il a été émis l'hypothèse que les ceintures pelviennes sont capables de réduire la douleur liée aux SIJ et d'améliorer la qualité de vie liée à la santé chez les patients atteints de SIJ dans un suivi de six semaines. On a en outre émis l'hypothèse que les ceintures pelviennes modifient l'activité musculaire, la variabilité de l'activité musculaire et les schémas de marche et que ces changements étaient différents chez les patients SIJ par rapport aux témoins sains.

Matériel et méthodes

Cette étude a été approuvée par le comité d'éthique de l'Université de Leipzig (numéro 063-11-07032011; fichier S1) et enregistrée sur ClinicalTrials.gov (NCT02027038 de N.H .; Fichier S2). Le consentement écrit a été ratifié par tous les participants. Le comité d'éthique a approuvé le protocole de l'essai clinique présenté sur les Figs et avant le début de l'essai. Le consentement écrit a été ratifié par tous les participants. L'investigateur principal (N.H.) a retardé l'enregistrement de l'étude jusqu'à la fin de l'acquisition des données pour des raisons de confidentialité concernant les méthodes de l'étude, en particulier la résonance magnétique avec les mesures morphométriques associées (38). Les auteurs confirment que tous les essais en cours et connexes pour cette intervention sont enregistrés.

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Diagramme de flux CONSORT modifié.

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Résumé de la configuration expérimentale; COP = centre des enregistrements de pression, EMG = données d'électromyographie, IRM = imagerie par résonance magnétique.

informations générales

La population de l'étude comprenait 24 patients souffrant de douleurs provenant de l'articulation sacro-iliaque (SIJ) et 18 témoins de même âge sans antécédents de troubles musculo-squelettiques, recrutés entre août 2011 et décembre 2012 (; tableau S1). Les patients ont été envoyés de plusieurs cliniques orthopédiques ambulatoires et ont été inclus sur la base des critères suivants: durée de la douleur d'au moins 12 semaines, au moins trois tests de provocation de la douleur SIJ positifs comprenant le test de poussée de cuisse, le test de compression, l'élévation de jambe droite active test, signe de Patrick, test de Gaenslen et de Faber (2, 6, 20) et soulagement de la douleur temporale d'au moins 75% après injection intra-articulaire d'anesthésiques (39–41). En outre, les données des patients ont été enregistrées, y compris les antécédents du patient, les médicaments, les injections précédentes et la thérapie physique et d'autres tentatives de traitement de la SIJ. Les critères d'exclusion de l'ensemble de la population étudiée étaient les suivants: fractures, troubles musculaires, maladies articulaires dégénératives et inflammatoires, implants métalliques, claustrophobie, troubles somatoformes et grossesse. Tous les participants ont été interrogés sur leur état de santé et leurs antécédents médicaux avant de subir un deuxième examen physique pour confirmation du diagnostic. Un organigramme (42) et le protocole d'étude sont donnés sur les figures et, respectivement, selon les directives STROBE (43).

Tableau 1

Résumé des données de base des patients souffrant de douleurs articulaires sacro-iliaques (SIJ), de la durée de la douleur et des données de l'échelle d'évaluation numérique (NRS).

Les valeurs moyennes ± écarts types sont données. IMC = indice de masse corporelle

Patients SIJ contrôles
Âge (années) 45,1 ± 11,0 43,7 ± 19,9
la taille (m) 1,7 ± 0,1 1,7 ± 0,1
Poids (kg) 73,2 ± 11,3 68,1 ± 9,3
IMC (kg / m2) 24,9 ± 3,4 24,2 ± 3,9
Durée de la douleur (mois) 54,5 ± 49,7
Échelle de notation numérique 2 dernières semaines 5,0 ± 1,9
pas de ceinture 4,0 ± 1,8
tension modérée 3,4 ± 2,1
tension maximale 4,0 ± 1,9

Trois IRM Tesla (MAGNETOM TRIO, Siemens AG, Erlangen, Allemagne) ont été obtenues à partir de la colonne lombaire, du bassin entier et du SIJ ainsi que des deux articulations de la hanche de tous les participants pour écarter les causes inflammatoires de la douleur SIJ ou des pathologies extra-articulaires qui potentiellement provoquer des symptômes comparables (12, 44) avant des investigations complémentaires. De plus amples informations sur la configuration IRM sont publiées ailleurs (38). Les effets de la ceinture pelvienne (SacroLoc, Bauerfeind AG, Zeulenroda-Triebes, Allemagne) ont été étudiés dans les conditions suivantes: sans application de ceinture pelvienne, sous tension modérée et tension maximale de la ceinture pelvienne. L'ampleur de la tension modérée a été adaptée par les participants comme étant adaptée aux situations quotidiennes, selon le fabricant. La tension maximale était définie comme une tension tolérable sans percevoir de douleur ou d'inconfort liés à la ceinture pelvienne en position debout. Chaque ceinture pelvienne a été utilisée exclusivement pour un participant. Quatre tailles de vêtements différentes de la ceinture étaient disponibles, étant adaptées en fonction de la circonférence pelvienne de chaque participant.

Enquête sur la santé du formulaire 36 abrégé (SF36) et échelle de notation numérique (NRS)

Tous les participants ont été interrogés le jour de l'enquête sans application de ceinture concernant leur qualité de vie liée à la santé au moyen de l'enquête de santé SF36 (45, 46) (). Les patients ont également été interrogés dans le cadre du suivi avec le SF36 (version 2) après six semaines d'utilisation de la ceinture pelvienne sous tension modérée. Pour cette période de suivi, les patients ont été invités à porter la ceinture au moins trois heures par jour à leur propre discrétion. À des fins de comparaison avec la population générale (allemande), les valeurs de toutes les sous-échelles SF36 ont été transformées en valeurs z selon Bullinger et al. (46). Un NRS en 11 points a été utilisé pour enquêter sur les patients sur l'intensité de leur douleur SIJ. Les patients ont été interrogés rétrospectivement pendant les deux semaines précédant l'étude et prospectivement le jour de l'enquête sans appliquer la ceinture pelvienne et avec la ceinture pelvienne sous tension modérée et sous tension maximale.

Électromyographie de surface (EMG), capture vidéo et distribution de la force plantaire

L'EMG de surface a été obtenu à partir des muscles de la jambe dominante de tous les participants simultanément avec la capture vidéo et les données de schéma de marche lors de la marche. Le biceps fémoral, le grand fessier, le vastus médial, le droit fémoral et le muscle tibial antérieur ont été inclus avec l'électrode de référence placée au niveau de la malléole latérale du côté respectif. Les conditions sans ceinture pelvienne et avec ceinture pelvienne sous tension modérée et maximale ont été étudiées, enregistrant dix cycles chacune (Figs et). Les données EMG ont été capturées à 1000 Hz selon les recommandations SENIAM (47) avec un système EMG Bagnoli-8 et un filtre passe-bande allant de 5 à 450 Hz (Delsys Inc., Boston, MA, USA). Dans les ensembles de données EMG, l'étape de marche unique d'intérêt de chaque cycle de marche a été identifiée manuellement au moyen des données vidéo (Handycam DCR-PC120, Sony Corp., Tokyo, Japon) et de l'activité du muscle tibial antérieur. Ensuite, la racine carrée moyenne (RMS) a été calculée à partir de l'amplitude du signal de chaque muscle dans l'étape respective de chaque cycle, en utilisant le logiciel RStudio (version 0.97.551, RStudio Inc., Boston, MA, USA). Le RMS résultant des dix cycles de marche (c) de chaque participant a été moyenné pour calculer les valeurs moyennes (

RMS¯

) comme suit:

RMS¯pas de ceinture=1cje=1cRMSpas de ceinture;c=dix,

RMS¯tension modérée=1cje=1cRMStension modérée;c=dix,

et

RMS¯tension maximale=1cje=1cRMStension maximale;c=dix.

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R: Application d'une ceinture pelvienne (SacroLoc, Bauerfeind AG, Zeulenroda-Triebes, Allemagne) à une femme témoin de 26 ans. B: Enregistrement des données de schéma de marche sur des plaques de force chez tous les participants sans ceinture pelvienne, sous compression modérée et maximale tolérable.

Le RMS moyen de l'affection sans ceinture pelvienne (

RMS¯pas de ceinture

) a été définie comme valeur de référence. Les altérations relatives de l'activité RMS liées à l'application de la ceinture pelvienne ont ensuite été calculées pour chaque participant dans les conditions avec ceinture pelvienne sous modérée (ΔRMStension modérée) et tension maximale (ΔRMStension maximale):

ΔRMStension modérée=RMS¯tension modéréeRMS¯pas de ceintureRMS¯pas de ceinture×100%,

et

ΔRMStension maximale=RMS¯tension maximaleRMS¯pas de ceintureRMS¯pas de ceinture×100%.

Si les valeurs ΔRMS uniques de la condition respective sous tension modérée et maximale variaient de plus de 200% par rapport au

RMS¯pas de ceinture

chez un participant, les données de ce muscle ont été supposées être erronées et ces données ont été exclues d'une évaluation plus approfondie. Les valeurs moyennes et les écarts types du ΔRMS ont ensuite été calculés pour les patients SIJ et les témoins. En outre, la variabilité des données RMS a été calculée pour chacun des muscles de chaque participant dans chaque condition d'application de la ceinture pelvienne avant que les valeurs moyennes et les écarts types de la variabilité musculaire ne soient résumés pour les patients et les témoins SIJ.

Les paramètres de marche tels que la vitesse de marche, la cadence et la largeur des pas ont été mesurés à l'aide d'une plate-forme de distribution de pression capacitive mesurant 153,0 cm x 60,5 cm (FDM 1.5, zebris Medical GmbH, Isny, Allemagne; 11 264 capteurs, 1,22 capteurs / cm2; ). La plage de température de la plate-forme était de 15 ° C à 40 ° C et la plage de pression était de 1 N / cm2 jusqu'à 120 N / cm2 avec une précision de ± 5%. Les données ont été collectées à une fréquence d'images de 100 Hz. La plate-forme de distribution de pression a été intégrée dans une plate-forme en bois mesurant un mètre sur trois pour minimiser tout ciblage des sujets sur la plaque de mesure. Les participants ont été invités à marcher sur la plate-forme pieds nus et à un rythme choisi par eux-mêmes. De plus, les participants ont été encouragés à fixer leur point de vue sur une cible au niveau des yeux derrière la plate-forme pour éviter un schéma de marche atypique attribuable à l'adaptation de la taille des pas ou à accélérer les opérations de freinage sur la plate-forme. En raison des dimensions de la plate-forme, deux ou plusieurs étapes consécutives de chaque participant pourraient être mesurées dans chaque essai.

analyses statistiques

Les données ont été analysées statistiquement à l'aide de Microsoft Excel 2010 (Redmond, WA, USA) et SPSS version 20.0 (Armonk, NY, USA). La distribution normale a été déterminée avec le test de Kolmogorow-Smirnow ou avec le test de Shapiro-Wilk. Les caractéristiques de base et les sous-échelles SF36 ont été évaluées avec le test t de Student ou le test U de Mann-Whitney. Un test non paramétrique (test de Friedman) a été utilisé pour étudier les modifications des valeurs NRS. Les valeurs RMS, leurs variations et les données de schéma de marche ont été comparées entre les patients SIJ et les témoins avec le test U de Mann-Whitney. Le test de rang signé de Wilcoxon et le test de Friedman avec analyses post-hoc ont été utilisés pour comparer les données des différentes conditions d'application de la ceinture chez les patients SIJ et les contrôles pour

Δ¯RMS

et variabilité RMS, respectivement. P-des valeurs inférieures ou égales à 5% étaient considérées comme statistiquement significatives. Les analyses de taille et de puissance d'effet sur le NRS, les scores physiques SF36 et les scores sommaires SF36 ont été calculés post hoc (48) compte tenu du nombre limité de patients SIJ disponibles pour cette étude. Le logiciel G * Power (V 3.1.9.2, Kiel, Allemagne) a été utilisé à cet effet. De plus, en raison de la petite taille de l'échantillon, le résultat p-les valeurs des comparaisons multiples sont restées non ajustées pour minimiser le risque d'erreurs de type β (49).

Résultats

Les données de 17 patients souffrant de douleurs SIJ (10 ♀, 7 ♂) et 17 témoins sains (11 ♀, 6 ♂) ont été incluses dans cette investigation prospective (). L'âge moyen des patients était de 45,1 ± 11,0 (valeur moyenne ± écart-type) ans et l'indice de masse corporelle (IMC) moyen était de 24,9 ± 3,4 kg / m2. Les témoins avaient un âge moyen de 43,7 ± 19,9 ans et un IMC moyen de 24,2 ± 3,9 kg / m2. L'âge, la taille corporelle, le poids et l'IMC ne variaient pas significativement entre les patients SIJ et les témoins. La durée de la douleur SIJ dans le groupe de patients était en moyenne de 54,5 ± 49,7 mois. Les scores NRS et d'autres données de base sont donnés dans le tableau S1. Sept patients SIJ et un contrôle ont été exclus pour les raisons suivantes: claustrophobie en IRM (cinq patients SIJ) et pathologie conflictuelle après examen physique (1 patient SIJ et 1 contrôle).

Un autre patient SIJ a été exclu après l'interprétation des enregistrements IRM a montré une pathologie gynécologique conflictuelle. Le côté dominant s'est avéré être le côté (le plus sévèrement) affecté chez 10 des 17 patients SIJ (58,8%), les données musculaires correspondantes étant évaluées dans cette étude. Les données RMS, les données de variabilité RMS et les données d'analyse de la marche n'étaient pas normalement distribuées.

L'application de la ceinture pelvienne est liée à des sous-échelles physiques SF36 considérablement améliorées

Le jour de l'enquête, le taux de réponse à l'enquête SF36 était de 17/17 (100%) pour les patients SIJ et de 17/17 (100%) pour les témoins. Le taux de réponse du SF36 de suivi de six semaines pour les patients SIJ était de 15/17 (88%). Le groupe témoin était similaire à la population moyenne allemande, comme indiqué par les valeurs SF36 transformées en z proches de z = 0 (, tableau S2). Dans l'enquête réalisée avant l'application de la ceinture pelvienne, les patients SIJ étaient plus contraints dans les échelles physiques que dans les échelles mentales et sociales (). Cette constatation est étayée par les valeurs z négatives dans les sous-scores du fonctionnement physique et de la douleur corporelle indiqués dans, étant plus d'un écart-type plus bas (Δz <-1) que la référence saine (z = 0). De plus, les patients SIJ étaient moins contraints dans les sous-échelles mentales et sociales (Δz ~ -0,5; ), étant proche de la population moyenne SF36. Avant l'application de la ceinture, les patients SIJ ont obtenu des scores significativement inférieurs aux témoins sains de même âge dans le fonctionnement physique (p <0,001; Tableau S3), rôle fonctionnant physique (p = 0,04), douleur corporelle (p <0,001), résumé physique (p <0,001), et aussi en vitalité (p = 0,011) et le fonctionnement social (p = 0,004), comme indiqué par le SF36. La comparaison du résumé physique SF36 des patients SIJ sans application de ceinture et des contrôles a révélé une taille d'effet comprise entre 1,89 et 3,35 et une puissance statistique de 1,00 (). La taille de l'effet du résumé mental SF36 entre les patients SIJ et les témoins était de 0,14 avec une puissance post-hoc de 0,10.

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Enquête abrégée 36 auprès de patients souffrant de douleurs articulaires sacro-iliaques, contrôles et comparaison avec des patients lombalgiques: l'application de la ceinture de six semaines a amélioré la qualité de vie liée à la santé des patients.

PF = fonctionnement du rôle physique, RP = rôle physique, BP = douleur corporelle, GH = perceptions générales de la santé, VT = vitalité, SF = fonctionnement du rôle social, RE = rôle du fonctionnement émotionnel, MH = santé mentale.

Tableau 2

Short Form 36 (SF36) a transformé des scores de patients souffrant de douleurs articulaires sacro-iliaques (SIJ) avant l'application de la ceinture pelvienne (avant) et dans un suivi de six semaines avec l'application de la ceinture pelvienne (après).

Les valeurs moyennes ± écarts types sont données.

Taille de l'effet (d) Puissance
Échelle de notation numérique
2 dernières semaines vs pas de ceinture 0,43 0,52
2 dernières semaines vs tension modérée 0,73 0,89
2 dernières semaines vs tension maximale 0,46 0,57
Pas de courroie vs tension modérée 0,35 0,40
Tension modérée vs maximale 0,31 0,34
Enquête sur la santé du formulaire 36 abrégé
Résumé physique avant / après 0,66 0,83
Contrôles récapitulatifs physiques vs patients avant 3,35 1,00
Contrôles récapitulatifs physiques par rapport aux patients post 1,89 1,00
Résumé mental avant vs après 0,24 0,24
Contrôles sommaires mentaux vs patients avant 0,14 0,10
Contrôles de résumé mental par rapport aux patients post 0,46 0,35

Tableau 3

Analyses post-hoc de la taille et de la puissance de l'effet sur l'échelle de notation numérique et le résumé physique et le résumé mental du formulaire abrégé 36.

Taille de l'effet (d) Puissance
Échelle de notation numérique
2 dernières semaines vs pas de ceinture 0,43 0,52
2 dernières semaines vs tension modérée 0,73 0,89
2 dernières semaines vs tension maximale 0,46 0,57
Pas de courroie vs tension modérée 0,35 0,4
Tension modérée vs maximale 0,31 0,34
Enquête sur la santé du formulaire 36 abrégé
Résumé physique avant / après 0,66 0,83
Contrôles récapitulatifs physiques vs patients avant 3,35 1
Contrôles récapitulatifs physiques par rapport aux patients post 1,89 1
Résumé mental avant vs après 0,24 0,24
Contrôles sommaires mentaux vs patients avant 0,14 0,1
Contrôles de résumé mental par rapport aux patients post 0,46 0,35

Dans le suivi de six semaines des patients SIJ, une amélioration a été observée dans la plupart des sous-scores (). Le fonctionnement physique et la douleur corporelle se sont le plus améliorés avec des augmentations de la valeur z de +0,75 et +0,50, respectivement (; tableau S2). Le rôle du fonctionnement physique, la santé générale et les sous-scores mentaux sont restés largement inchangés dans le suivi (-0,14 < Δz <+0,14; ; Tableau S2). La comparaison statistique avec les données SF36 obtenues auprès des participants avant l'application de la ceinture a montré que des différences significatives subsistaient dans le rôle de fonctionnement physique (p <0,001), douleur corporelle (p <0,001) et les scores physiques résumés (p <0,001; Tableau S4). Cependant, des augmentations ont été observées dans ces scores de patients SIJ dans le suivi de six semaines, dans le fonctionnement physique (p = 0,002), douleur corporelle (p = 0,006) et dans le score de synthèse physique (p = 0,013; ; ). Une taille d'effet de 0,66 et une puissance statistique de 0,83 ont été déterminées dans les analyses post-hoc pour les améliorations physiques synthétiques SF36 chez les patients SIJ ().

Une comparaison avec le groupe de référence de la lombalgie chronique a montré que les perceptions de santé des patients SIJ sont meilleures le jour de l'examen ainsi que dans le suivi de six semaines: les patients SIJ ont obtenu au moins un écart type (Δz > 1) plus élevé que le groupe de référence de la lombalgie chronique dans le fonctionnement du rôle physique, la vitalité, le fonctionnement du rôle social et les sous-scores du fonctionnement émotionnel du rôle, et étaient plus proches des témoins sains que du groupe des lombalgies ().

Tableau 4

Comparaison des altérations de l'activation musculaire entre les patients SIJ et les témoins liés à une tension modérée et maximale.

ΔRMStension modérée ΔRMStension maximale
Patients SIJ contrôles p Patients SIJ contrôles p
Muscle
Biceps fémoral 8,9 ± 19,0 3,5 ± 15,6 0.505 10,5 ± 23,9 0,1 ± 21,0 0.170
Fessier 14,8 ± 26,7 13,8 ± 38,7 0.675 27,5 ± 45,7 10,6 ± 49,2 0.473
Rectus femoris -19,5 ± 16,4 2,9 ± 27,0 0.023 11,5 ± 62,1 1,8 ± 34,0 0.484
Vastus médial -14,1 ± 20,7 5,3 ± 17,9 0.660 -14,4 ± 15,2 7,2 ± 34,6 0.740

L'application de la ceinture pelvienne est potentiellement attribuée à une diminution de l'intensité de la douleur chez les patients SIJ

Le NRS des patients SIJ était de 5,0 ± 1,9 pour la période de deux semaines précédant le jour de l’investigation et a diminué de manière significative le jour de l’investigation: 4,0 ± 1,8 (p = 0,002) sans utiliser de ceinture pelvienne mais après examen physique, 3,4 ± 2,1 (p <0,001) sous modérée et 4,0 ± 1,9 (p = 0,001) sous tension maximale de la courroie, respectivement (;; Tableau S1). La comparaison des NRS des patients le jour de l’enquête a révélé que les NRS n’étaient pas significativement différents, comparant l’absence de courroie à une tension modérée (p = 0,083), pas de courroie à la tension maximale (p = 0,763) et tension modérée à maximale (p = 0,285), bien qu'aucune courroie à tension modérée n'ait montré une tendance claire. Les analyses de taille et de puissance de l'effet post-hoc ont montré de petites tailles d'effet et un manque de puissance statistique pour ces comparaisons (), à l'exception de la comparaison de la période de deux semaines avant l'enquête et de la ceinture pelvienne appliquée sous tension modérée (taille de l'effet: 0,73; puissance post-hoc: 0,89).

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Échelle d'évaluation numérique des patients souffrant de douleurs articulaires sacro-iliaques le jour de l'enquête sans et avec application de ceinture pelvienne: L'application de la ceinture pelvienne est liée à une diminution significative de la perception de la douleur, par rapport aux deux dernières semaines de perception sans application de ceinture.

** p <0,01.

L'activité du rectus femoris diminue considérablement chez les patients SIJ sous application de la ceinture pelvienne

Les données EMG de dix patients SIJ et 17 contrôles ont été incluses pour évaluer le RMS. Comparaison des

Δ¯RMS

les données ont révélé que l'application de la ceinture pelvienne augmentait l'activité musculaire chez les témoins, tandis que l'activité musculaire des patients SIJ augmentait ou diminuait sous une tension de ceinture modérée ou maximale (;, tableau S5). Avec la ceinture modérément appliquée, le

Δ¯RMS

du rectus femoris était significativement plus faible chez les patients SIJ (), par rapport aux témoins (p = 0,02), ce qui n'était pas le cas sous tension maximale. Comparaison de

Δ¯RMS


tension modérée et

Δ¯RMS


tension maximale dans le groupe de patients SIJ a en outre montré qu'il y avait des changements significativement différents dans l'activation du rectus femoris (p <0,01).

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Résumé des différences d'activation musculaire entre les patients présentant des douleurs articulaires sacro-iliaques et des témoins et des effets liés à la ceinture pelvienne.

La variabilité RMS est similaire chez les patients et les témoins SIJ et largement inchangée par l'application de la ceinture pelvienne

La comparaison de la variabilité RMS a montré que la variabilité était toujours non significativement plus importante chez les patients SIJ que chez les témoins. La seule exception était la variabilité RMS du grand fessier sous tension modérée, étant non significativement plus grande chez les témoins (tableau S6). L'application de la ceinture pelvienne a provoqué des changements infimes dans la variabilité RMS chez les participants (tableau S7).

L'application de la ceinture pelvienne augmente la cadence et la vitesse de marche chez les patients SIJ et chez les témoins

Une plus grande tension de la courroie augmentait la cadence et la vitesse de marche chez les patients SIJ et chez les témoins (Figs et;). La cadence était significativement différente sous tension modérée entre les patients SIJ (53,1 pas / min) et les témoins (55,5 pas / min, p = 0,03) et avaient tendance à être différents sous tension maximale (cadencePatients SIJ = 53,9 pas / min, cadencecontrôles = 57,3 pas / min; p = 0,09). La largeur des marches avait tendance à être plus grande chez les patients SIJ (10,1 cm) que chez les témoins (8,1 cm; p = 0,09) sans application de ceinture.

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Analyses de la marche de patients souffrant de douleurs articulaires sacro-iliaques et de témoins sains sans et avec application de ceinture pelvienne: Cadence: ○ = pas de ceinture pelvienne; Δ = application de la ceinture pelvienne avec une tension modérée; □ = application de la ceinture pelvienne avec une tension maximale.

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Analyses de la marche de patients souffrant de douleurs articulaires sacro-iliaques et de témoins sains sans et avec application de ceinture pelvienne: vitesse de marche; ○ = pas de ceinture pelvienne; Δ = pelvic belt application with moderate tension; □ = pelvic belt application with maximum tension.

Table 5

Comparison of gait pattern data of SIJ patients and controls without pelvic belt application, under moderate and maximum belt tension.

Gait pattern data no belt moderate tension maximum tension
SIJ patients controls p SIJ patients controls p SIJ patients controls p
Cadence (steps/min) 52.3±5.0 53.8±4.4 0.985 53.1±5.0 55.5±3.8 0.034 53.9±5.0 57.3±5.1 0.088
Gait velocity (km/h) 3.4±0.4 3.7±0.3 0.823 3.5±0.5 4.0±0.5 0.149 3.6±0.5 3.9±0.3 0.122
Step width (cm) 10.1±3.1 8.1±2.9 0.091 9.8±2.8 8.8±2.5 0.325 9.9±2.1 8.8±2.0 0.213

The inner-group comparison showed that within the SIJ patient group, cadence and gait velocity increased significantly, comparing the cadence under maximum tension (53.9 steps/min) to moderate tension (53.1 steps/min; p = 0.02) and to the cadence without the pelvic belt (52.3 steps/min; p = 0.05; Figs and ;,). Gait velocity increased significantly from 3.4 km/h under moderate tension to 3.6 km/h under maximum tension (p = 0.03). In the controls and under maximum tension, cadence (57.3 steps/min) and gait velocity (3.9 km/h) increased significantly, as compared to the cadence (53.8 steps/min; p = 0.04) and gait velocity (3.7 km/h; p = 0.02; and Tables and ) without belt.

Table 6

Inner-group comparison of the gait pattern data within SIJ patients or controls without pelvic belt application, under moderate and maximum tension (p-values refer to the data given in ).
Gait pattern data no belt: moderate tension no belt: maximum tension moderate: maximum tension
p-value SIJ patients controls SIJ patients controls SIJ patients controls
Cadence (steps/min) 0.216 0.542 0.020 0.038 0.048 0.146
Gait velocity (km/h) 0.496 0.193 0.029 0.021 0.104 0.129
Step width (cm) 0.593 0.726 0.593 0.726 0.593 0.726

Discussion

This is the first study that investigates SIJ-related pain and the effects of pelvic belts in a dynamic and case-controlled setting. The SIJ is a major target in the treatment of low back pain with a 500% increase of the costs related diagnosing and treating SIJ pain in the last decade (50–52). The primary aim of this study was to quantify pain-relieving effects of pelvic belts in SIJ patients and to investigate belt-related alterations in muscle activity and gait parameters when walking. The second aim was to identify differences in muscle activity and gait parameters between SIJ patients and controls.

Pelvic belts significantly improve health-related quality of life and are potentially attributed to decreased sacroiliac joint-related pain

The SF36 confirms that SIJ patients score lower in the physical subscores than the age-matched controls, and to a lesser extent also in the mental and social subscores (). In the six-week follow up of the SIJ patients, most of their subscores were closer to the healthy reference population than to the low back pain group, especially in the physical functioning, role physical and bodily pain (; S2 Table). The effect sizes of the comparison on the SF36 physical summary and the respective post-hoc power analysis underline the finding that pelvic belts are capable of improving health-related quality of life in patients with SIJ dysfunction. Comparable positive effects on the health-related quality of life have been reported when fusing the SIJ surgically (53). The SIJ patients in our study were, however, less affected as to the mental and social subscores despite longer pain duration in our study (54.5 months), as compared to their study (31.2 months). These findings confirm the choice of our inclusion and exclusion criteria being valid to investigate pelvic belt effects on SIJ patients. The controls were equal to or scored slightly higher than the general SF36 population in all subscores, which may be attributed to the absence of musculoskeletal disorders and to their young mean age. In conclusion, the immediate pain-relief and an improvement in health-related quality of life, associated with the application of pelvic belts, can be demonstrated in patients with SIJ dysfunction.

Evaluation of the NRS data of the SIJ patients reveals that pain intensity is significantly lower on the day of investigation with or without belt application, as compared to the condition two weeks prior (; ). The initial NRS drop after examining the patients without belt application may likely be attributed to aspects of iatrogenic health improvement by touching the patient, to a recall bias or to the patients’ expectations on the pain-relieving effects of pelvic belts (54, 55). These expectations may be interpreted to be increasingly met under maximum and extensively fulfilled under moderate belt tension, as indicated by constant or decreasing NRS scores, respectively (56, 57). However, this interpretation is largely hypothetical, though it reflects the physical subscales of the SF36. The minute and statistically non-significant changes and the small effect sizes indicate that the sample size is underpowered to prove clinical relevance (58) except for the comparison between the condition two weeks prior to the study and the condition with the belt under moderate application.

Similar decreases in SIJ-related pain intensity have been reported with manipulative techniques (59, 60). NRS pain declines of more than 50% can be reached in SIJ patients when injecting local anesthetics into the SIJ cavity (22, 61). These effects, however, are temporal and potentially accompanied by adverse side effects (62). Surgical fusion (63–66) and denervation procedures (67–71) potentially provide long-lasting and pain-relieving effects. However, these procedures are expensive, they have high complication rates and there is limited evidence for their long-term outcome (52, 72). It is therefore a wide consensus that surgical interventions should be limited to patients with failed non-surgical treatment (72). Moreover, it was shown recently that less than 50% of patients with surgical intervention to the SIJ return to work (52). Peripheral nerve stimulation may become another minimally invasive option in the treatment of sacroiliac joint dysfunction (73–75). However, long-term results are pending. Therefore, in order to gain more insight into the effects of pelvic belts on pain perceptions and health-related quality of life we surveyed SIJ patients with the SF36 questionnaire, yielding the improvements especially in the especially physical subscales.

Pelvic and limb muscle activity and their variability are largely unaltered by SIJ pain or pelvic belt application with the exception of the rectus femoris when walking

Muscle activity decreases on a significantly different level are observed for the rectus femoris activity in SIJ patients when a pelvic belt was applied under moderate tension, as compared to the change induced by maximum tension (; S5 Table). Further comparison of the condition under moderate compression reveals that rectus femoris activity decreases in SIJ patients but increases in controls and that this alteration is significantly different in SIJ dysfunction (; ). As the rectus femoris connects the anterior inferior iliac spine with the lower extremity, the muscle is capable of exerting torsional forces onto the SIJ when the hip joint is being flexed. This anatomic relation confirms the validity of the active straight leg raise test (ASLR) as a positive pain provocation test, though it has not been investigated in this context before (28, 29, 32). Our data further suggest that increased rectus femoris activity may be causally linked to SIJ pain and that rectus femoris activity decreases when applying a pelvic belt in the sense of form and force closure (30).

Different patterns of muscle activation are observed for the biceps femoris, gluteus maximus, rectus femoris and the medial vastus in SIJ patients and controls (). Our data confirm the findings of Hu and coworkers (29) and Jung et al. (30), who determined increased gluteus maximus activity in healthy females walking with a belt. In contrast to the data in this dynamic setting, higher biceps femoris and gluteus maximus activities have been reported in healthy controls (32) and decreasing biceps femoris activity in SIJ patients related to pelvic belt application (30). These apparently differing results can partly be explained by the varying setup: Jung et al. (30) investigated females when standing with a different type of pelvic belt (Com-Pressor, OPTP, Canada), whereas Shadmehr and coworkers (32) obtained data from females in the lying position without a pelvic belt. However, on basis of our dynamic data with walking SIJ patients, no evidence can be found for changes in the activity of the gluteus maximus muscle discussed elsewhere (76).

Though the variability of muscle activation is always larger in SIJ patients than in controls, this difference does not reach a significant level (S6 Table). Also, pelvic belt application failed to alter the variability of muscle activation to a large extent (S7 Table). These findings indicate that painful affections of the SIJ are not necessarily accompanied by adverse changes in the neuromuscular circuits of the SIJ and that the circuits are robust against the application of external forces. Larger case numbers will help identify pelvic belt effects on muscle activation patterns in more depth. It was shown recently that SIJ manipulation is capable of altering alpha-motoneuron activity (77). Pelvic belts potentially have similar effects on the pelvic and limb muscles, e.g. on muscle latency (32), which may be a subject of future investigations on pelvic belt effects.

Pelvic belts improve postural steadiness of SIJ patients and controls during locomotion

With a pelvic belt applied under maximum tension, cadences and gait velocity increase significantly in SIJ patients and in controls, as compared to the condition without belt (Figs and ; ). In patients, the increase of gait velocity can clearly be attributed to the additional tension exerted to the pelvis under maximum tension. These findings suggest that pelvic belts are capable of improving postural steadiness under maximum tension, but only to a minor extent under moderate tension. SIJ patients maintain their adaptability to external stimuli such as pelvic belts, which can be seen in the gait patterns.

Only sparse data can be found on gait analyses in SIJ patients in existing literature, though its use had been suggested before (78). Two studies that used barpodometry reported altered weight distribution patterns in SIJ patients (59) and volunteers (79) after SIJ manipulation, being accompanied with altered peak pressures (79) when standing. These results could be confirmed in the experiments presented here. Recently, Mendez and coworkers proposed that force transmission to the foot is altered in patients with low back pain (80). In the dynamic situation it can be shown that the feed-forward mechanisms are altered in both SIJ patients and controls, confirming this idea. In conclusion, pelvic belts affect gait patterns under maximum tension. The presence of chains of muscles and connective tissues may likely mechanically explain the effect of pelvic belts on the foot and their ability of increasing steadiness when walking in the sense of postural awareness.

Summary and Conclusions

The given study has shown that pelvic belts significantly improve health-related quality of life, indicated by the SF36, and are potentially linked to decreased sacroiliac joint-related pain, indicated by declines in the NRS. Pelvic belt application is accompanied with altered rectus femoris activity when walking. Furthermore, belts improve postural steadiness. In summary, the pain-reducing effects are accompanied by an altered locomotion in healthy participants and patients with chronic sacroiliac joint dysfunction. Further research is necessary to clarify the cause-and-effect relationships between pain intensity, health-related quality of life and muscle activation patterns. Furthermore, it will be of interest in future studies whether there are responders and non-responders concerning pain decrease and muscle activation patterns.

Limites

Firstly, only a limited number of SIJ patients could be included due to the selection criteria. This approach, however, allowed the determination of SIJ-pain related effects. The number of patients was further reduced to keep the study setup comparable regarding the dominant foot and muscle activation data. Secondly, though the female gender, low BMI and a mean age older than 60 years have been described to be associated in the context of SIJ pain (16, 81), our study population consists of a considerable amount of males, and has a higher BMI and a lower mean age. These circumstances influence the NRS and the SF36 data. Also, the retrospective survey on the NRS scores two weeks prior to the investigation day are likely attributable to a recall bias. Thirdly, only a small number of muscles were investigated and the subsequent evaluation of the RMS data was limited to relative changes in muscle activity and the observed differences in muscle activity were minute. Especially the erector spinae and the abdominal wall muscles are known to be involved in low back pain (29, 31–33). Taking these muscles into account is an issue to be addressed in future studies, which could potentially include gender- or side-dependent effects and the involvement of pelvic floor muscles as well.

Supporting Information

S1 File

Ethics approval including translation.

(PDF)

S2 File

TREND checklist.

(PDF)

S1 Table

Extended baseline data of patients with sacroiliac joint (SIJ) pain, pain duration and numerical rating scale (NRS) data; BMI = body mass index, l = left, r = right, RMS = root mean square, mean values ± standard deviations are given.

(DOCX)

S2 Table

Z-transformed values of the short form 36 (SF-36) survey obtained from healthy controls and patients with sacroiliac joint (SIJ) pain prior to pelvic belt application (pre) and in a six-week follow up (post), referenced by the German population.

UNE Δz = +1 is ranked one standard deviation higher than the German reference, whereas, a Δz of -1 is ranked one standard deviation lower than the German reference. Mean values ± standard deviations are given.

(DOCX)

S3 Table

Short Form 36 (SF36) transformed scores; mean values ± standard deviations are given: Comparison of healthy controls to patients with sacroiliac joint (SIJ) pain prior to pelvic belt application (pre).

(DOCX)

S4 Table

Short Form 36 (SF36) transformed scores; mean values ± standard deviations are given: Comparison of healthy controls to patients with sacroiliac joint (SIJ) pain in a six-week follow up of pelvic belt application (post).

(DOCX)

S5 Table

Muscle activation data: Inner-group comparison of the alterations within SIJs patient and controls related to moderate and maximum tension (p-values refer to the RMS data given in ).

(DOCX)

S6 Table

Muscle activation data: Comparison of the relative variability of muscle activation in SIJ patients and controls in the conditions without pelvic belt, under moderate and maximum belt tension.

(DOCX)

S7 Table

Muscle activation data: Inner-group comparison of the variability in muscle activation within SIJ patients and controls without pelvic belt application, under moderate and maximum tension (p-values refer to the variability data given in S6 Table).

(DOCX)

Acknowledgments

The authors would like to thank Christine Auste for her help with the pictures and images. Doris Oriwol assisted with the statistics. Dr. Markus Malzdorf, Dr. Lutz Seydlitz and Dr. Sebastian Weichert recruited patients for this study. Andreas Hinz helped with the SF36 health survey. Gustav Ferdinand Preller proofread the paper as a native speaker. The Bauerfeind AG granted financial and material support.

Funding Statement

Bauerfeind AG provided financial and material support for this study. The funder had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Data Availability

All relevant data are within the paper and its Supporting Information files.

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