Spinal position sense in patients with mechanical low back pain

Abstract

Altered seated spinal postures and altered motor control have been associated with abnormal processing of sensory inputs, such as proprioception which in turn has specific characteristics between subgroups of patients with low back pain. Aims: The main objective of this study was to investigate whether a sub-group of patients with low back pain displayed greater repositioning error, with reference a seated posture, than asymptomatic individuals. In addition, we aimed to synthesize an 3D marker-based model for the quantitative assessment of the superior body’s postural configuration. Moreover, we aimed to verify the intra- and inter-tester reliability of positioning asymptomatic individuals into two discrete sitting postures and the reliability of markers’ placement for postural evaluation. Last but not least, it was examined the perception of physiotherapists regarding the configuration and the significance of seated posture in rehabilitation. Methods: A 3D marker-based model was synthesized from numerous studies examining human posture. 25 and 26 individuals were recruited for intra-tester and inter-tester reliability assessment, respectively, as well as for reliability of markers’ placement between days. 544 physiotherapists were surveyed regarding the significance of postural education in rehabilitation and their perception on optimal sitting and standing posture. Finally, 15 patients with low back pain were matched with 15 asymptomatic individuals with aim to evaluate the lumbo-pelvic repositioning error, pain, functional disability, and depression. Results: Substantial or almost perfect relative reliability (ICC >0.67 in both studies), with very good absolute reliability (SEM <2.7°) was found for both intra- and inter-tester (within- and between-day) reliability. Education regarding optimal sitting and standing posture was considered “considerably” or “very” important by 93.9% of physiotherapists. Three different sitting postures were selected as the optimal posture by 97.5% of physiotherapists. While this reflects a lack of complete consensus on optimal posture, the most commonly selected postures were all some variation of upright lordotic sitting. No significant differences (all p>.05) were detected between patients with low back pain and asymptomatic individuals in error direction, magnitude and variability. Conclusions: The proposed 3D marker-based spinal model provides the most specific sagittal measurement of surface spinal curves, head and pelvis position, in reference to both a lordotic and neutral seated postures. The postural positioning of asymptomatic individuals into sitting postures can be performed with very good reliability for most spinal angles. However, while the degree of error is typically small, the small range of movement occurring at many spinal angles suggests that determining what is a clinically meaningful change in posture is difficult. Survey results reinforce previous data suggesting that upright lordotic sitting postures are considered optimal, despite a lack of strong evidence that any specific posture is linked to better health outcomes. Finally, the lack of evidence of deficits in proprioception in patients with mild low back pain and directional preference into extension, in contrast to other studies, can be partially explained by variations in methodology, the population of patients studied, and especially their level of pain.

Τροποποιημένες σπονδυλικές στάσεις και τροποποιημένος κινητικός έλεγχος έχουν συσχτετιστεί με μη φυσιολογική επεξεργασία κεντρομόλων αισθητικών σημάτων στο κεντρικό νευρικό σύστημα, όπως η ιδιοδεκτικότητα, η οποία εν συνεχεία παρουσιάζει συγκεκριμένα χαρακτηριστικά μεταξύ υπό-ομάδων ασθενών με οσφυαλγία. Σκοποί: Ο βασικός σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να αξιολογήσει αν μία υπό-ομάδα ασθενών με οσφυαγία παρουσίαζει μεγαλύτερα ελλείμματα ιδιοδεκτικότητας, αναφορικά με μία σαφώς καθορισμένη καθιστή στάση, σε σύγκριση με υγειή ασυμπτωματικό πληθυσμό. Επιπρόσθετα, στόχος ήταν η σύνθεση ενός 3D εμβιομηχανικού μοντέλου για την ποσοτική αξιολόγηση της καθεστηκυίας σπονδυλικής διαμόρφωσης στο χώρο. Ακόμα, στοχεύσαμε στην αξιολόγηση της ένδο-ταξικής αλλά και μεταξύ εξεταστών αξιοπιστίας, τόσο στην τοποθέτηση και επανεκπαίδευση υγειών ατόμων σε δύο διαφορετικές καθιστές στάσεις, όσο και στην τοποθέτηση των ανακλαστήρων για την εμβιομηχανική αξιολόγηση του άνω κορμού. Τέλος, διερευνήθηκε η αντίληψη των φυσικοθεραπευτών σχετικά με τη σημαντικότητα της σπονδυλικής διαμόρφωσης στην καθιστή θέση, αλλά και στην επανεκπαίδευση της καθεστηκυίας στάσης. Μέθοδοι: Ένα 3D εμβιομηχανικό μοντέλο συντέθηκε από προηγούμενα δημοσιεμένα μοντέλα αξιολόγησης στάσης τμημάτων της σπονδυλικής στήλης. 25 και 26 άτομα συμπεριελήφθηκαν αντιστοίχως, για την αξιολόγηση της ένδο-ταξικής αλλά και μεταξύ εξεταστών αξιοπιστίας, όπως επίσης και για την τοποθέτηση των ανακλαστήρων για την εμβιομηχανική αξιολόγηση του άνω κορμού σε δύο διαφορετικές χρονικές στιγμές. 544 φυσικοθεραπευτές δημοσκοπήθηκαν σχετικά με τη σημαντικότητα της επανεκπαίδευσης της καθεστηκυίας στάσης, αλλά και την αντίληψή τους σχετικά με την «ιδανική» καθιστή και όρθια στάση του σώματος. Τέλος, 15 ασθενείς με οσφυαλγία μηχανικής αιτιολογίας και 15 υγειή άτομα αξιολογήθηκαν σχετικά με το λάθος επαναπροσδιορισμού της καθιστής στάσης (μέτρηση ιδιοδεκτικότητας), τον πόνο, τη λειτουργική ανικανότητα, και την κατάθλιψη. Αποτελέσματα: Υψηλή και πολύ υψηλή «σχετική αξιοπιστία» (ICC >0.67 και στις δύο μελέτες), με πολύ καλή «απόλυτη αξιοπιστία» (SEM <2.7°) βρέθηκε για την ένδο-ταξική αλλά και μεταξύ εξεταστών αξιοπιστία. Η σημαντικότητα της επανεκπαίδευσης της στάσης (καθιστής και όρθιας) κρίθηκε ως «πολύ» και «πάρα πολύ» σημαντική από το 93.9% των ερωτηθέντων φυσικοθεραπευτών. Τρεις από τις επτά καθιστές θέσεις επιλέχθηκαν ως «ιδανικές» από το 97.5% των φυσικοθεραπευτών. Το παραπάνω εύρημα υποδηλώνει ασυμφωνία σχετικά με την «ιδανική» στάση, ενώ παράλληλα δείχνει οι πιο συχνά επελεγμένες καθιστές στάσεις να είναι παραλλαγές μιάς ευθυτενούς λορδωτικής στάσης. Τέλος, καμία στατιστικά σημαντική διαφορά (όλες p>.05) δεν βρέθηκε μεταξύ ασθενών με οσφυαλγία και υγειών στο μέγεθος, την κατεύθυνση και τη μεταβλητότητα του λάθους επαναπροσδιορισμού της στάσης. Συμπεράσματα: To 3D εμβιομηχανικό μοντέλο που δημιουργήθηκε παρέχει την πιο ακριβή και αξιόπιστη οβελιαία καταγραφή και αποτύπωση των σπονδυλικών κυρτωμάτων, της κεφαλής και της λεκάνης, τόσο σε λορδωτική όσο και σε ουδέτερη σπονδυλική καθιστή στάση. Η τοποθέτηση και επανεκπαίδευση ατόμων στην καθιστή στάση μπορεί να πραγματοποιηθεί με πολύ καλή αξιοπιστία στα περισσότερα σπονδυλικά κυρτώματα. Όμως, ενώ το μέγεθος του λάθους μέτρησης είναι τυπικά μικρό, το μικρό εύρος τροχιάς κίνησης σε πολλά σπονδυλικά κυρτώματα υποδηλώνει ότι ο καθοριμός της κλινικά σημαντικής αλλαγής όσων αφορά στην καθιστή στάση, είναι δύσκολος. Οι απαντήσεις των ερωτηθέντων φυσικοθεραπευτών ενισχύουν τα αποτελέσματα προηγουμένων μελετών ότι ευθυτενείς καθιστές στάσεις θεωρούνται ως «ιδανικές», παρά την έλλειψη ισχυρών αποδείξεων ότι οποιαδήποτε καθιστή στάση μπορεί να οδηγήσει σε βέλτιστη σπονδυλική υγεία. Τέλος, η απουσία αποδείξεων ιδιοδεκτικού ελλέμματος σε ασθενείς με ήπια οσφυαλγία μηχανικής αιτιολογίας και «προτίμηση εκτατικής κινητικής κατεύθυνσης», μπορεί μερικώς να εξηγηθεί από τις μεθοδολογικές αποκλίσεις μεταξύ των μελετών, τους πληθυσμούς οσφυαλγίας που αξιολογήθηκαν, αλλά και τα επίπεδα πόνου που παρουσιάζαν οι ασθενείς.