Un paramètre baropodométrique pour l'analyse de la marche du patient hémiplégique : le trajet du centre de pression

doi:10.1016/j.annrmp.2006.05.002

Annales de Réadaptation et de Médecine Physique

Volume 49, Issue 8, November 2006, Pages 609-613

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Résumé

But de l'étude

Si la marche du patient hémiplégique a bénéficié de plusieurs études biomécaniques, la distribution des pressions plantaires n'a été que peu évaluée. Le but de cette étude est d'analyser, en utilisant des semelles embarquées à multicapteurs (système F-Scan), les modifications de la trajectoire du centre de pression (COP) secondaires à l'hémiplégie.

Matériel et méthode

Vingt patients présentant une hémiplégie de cause vasculaire et à statut neurologique stabilisé ont bénéficié d'une analyse de marche (système F-Scan). L'âge moyen était de 50 ans [26–67 ans]. Tous étaient autonomes pour la marche. Le test se déroulait avec les chaussures habituellement portées et sans orthèse. L'enregistrement concernait cinq à six cycles de marche, soit un parcours d'environ 8 m. La trajectoire du COP du pied hémiplégique a été comparée à celle du pied sain. Un groupe de neuf volontaires sains permettait de compléter l'analyse.

Résultats

La trajectoire du COP du pied hémiplégique est constamment modifiée : 1) diminution significative du déplacement postéroantérieur du COP (p = 0,002) associée à un déplacement vers l'avant de son point le plus postérieur (p = 0,005) ; 2) diminution de sa déviation latérale (p = 0,04) ; 3) irrégularités importantes de la progression du COP avec des ralentissements et des reculs. Ces modifications de la trajectoire sont vraisemblablement en grande partie secondaires à l'équin du pied. Aucune de ces modifications n'était observée dans le groupe témoin.

Conclusion

L'utilisation de la technique des semelles embarquées (système F-Scan) permet de mettre en évidence l'importance de la trajectoire du centre de pression pour analyser la marche du patient hémiplégique. Cet examen non invasif pourrait contribuer à mieux poser les indications thérapeutiques et à en évaluer les résultats.

Abstract

Purpose

Hemiparetic gait has been previously evaluated by several biomechanical methods, but plantar pressure distribution has been much less studied. Our purpose was to analyze the changes in the path of the center of pressure (COP) following the occurrence of hemiparesis using an F-Scan in-shoe transducer.

Materials and methods

Twenty patients, mean age 50 years [26–67] with hemiparesis due to vascular causes underwent gait analysis (by the F-Scan system). All patients had steady neurological status and were self-sufficient for gait. Podo-orthoses were removed during the test. Five to six cycles of gait, about 8 m, were recorded. Comparison of the COP path was performed between hemiparetic and healthy foot. The group control consisted of 9 healthy volunteer subjects.

Results

Differences in the COP path were found in the hemiparetic foot of patients: a significant decrease for the anteroposterior displacement (P = 0.002) and the lateral displacement (P = 0.04) and a significant anterior displacement of the more posterior contact COP (P = 0.005). The “gait line” was irregular, with slowing down going forward and, for some, going back. These results are likely consistent with the equine of the foot. No change was observed in the control group.

Conclusion

The use of an F-Scan in the shoe transducer allows for revealing the importance of the COP path in analyzing hemiparetic gait; this noninvasive investigation would be helpful for evaluating the best therapy to propose to and to follow-up patients with hemiparesis.

Section snippets

But de l'étude

Analyser les défauts de marche d'un patient hémiplégique est l'étape nécessaire pour proposer une thérapeutique [3], [10]. La gêne provient-elle de l'importance des paralysies, du déséquilibre musculaire, des syncinésies, de la spasticité ou des rétractions ? Disposer d'une technique instrumentale qui soit non invasive, fiable, simple et relativement peu coûteuse en temps et en matériel est le souhait de tout un chacun.

Le système F-Scan (Tekscan ; Inc., South Boston MA) a été développé pour

Patients

La population étudiée comprend 20 patients (13 hommes, sept femmes), présentant une hémiplégie gauche (n = 12) ou droite (n = 8), d'âge moyen 50 ans [25–67 ans].

L'ancienneté de l'hémiplégie était de 1,5 an [2 mois–5,8 ans]. L'hémiplégie était secondaire à un accident vasculaire ischémique (17 patients) ou hémorragique (trois patients). Tous les patients pouvaient marcher seuls, sans aide technique (n = 4) ou avec une canne (simple n = 7, anglaise n = 1, tripode n = 8).

L'échelle de déambulation FAC (

Population témoin

Il existe une symétrie globale du trajet du COP (Fig. 3, Fig. 4) :

●
la longueur du déplacement postéroantérieur n'est pas significativement différente entre le pied droit et le pied gauche : 15,7 ± 1,1 cm à droite vs 15,9 ± 2,1 cm à gauche ;
●
le déplacement du COP se fait du talon vers la partie médiane de l'avant-pied. La progression, qui se fait à vitesse non constante, est régulière et globalement symétrique ;
●
la trajectoire du COP n'est pas strictement superposable pour les différents pas

Discussion

Il a été montré [11] que les mesures de force avec le F-Scan et avec une plate-forme de force sont fortement corrélées. Il est donc raisonnable d'utiliser le F-Scan qui permet une analyse de la marche dans les conditions habituelles de chaussage.

L'obtention de résultats comparables entre sujets nécessite un protocole strict d'utilisation des semelles embarquées :

●
semelles adaptées en taille à la chaussure du patient de manière à assurer le meilleur contact possible ;
●
calibration des capteurs

Conclusion

La baropodométrie par système F-Scan et notamment l'étude de la trajectoire du COP permet l'analyse quantifiée de la dynamique de l'appui du pied au sol dans des conditions de chaussage habituel, ce qui est particulièrement utile chez le patient hémiplégique.

Chez celui-ci, l'asymétrie de roulement du pied au sol est importante, la trajectoire du COP est constamment perturbée : plus courte, plus antériorisée (marge postérieure augmentée), et présentant davantage d'anomalies de progression.

Ces

Références (13)

T.R. Han et al.
Quantification of the path of center of pressure (COP) using an F-Scan in-shoe transducer
Gait Posture
(1999)
G.F. Harris et al.
Procedures for gait analysis
Arch. Phys. Med. Rehab.
(1994)
S. Meyring et al.
Dynamic plantar pressure distribution measurements in hemiparetic patients
Clin. Biomech. (Bristol, Avon)
(1997)
M.J. Mueller et al.
Generalizability of in-shoe pic pressure measures using the F-Scan system
Clin. Biomech. (Bristol, Avon)
(1996)
A.L. Randolph et al.
Reliability of measurements of pressure applied on the foot during walking by a computerized insole sensor system
Arch. Phys. Med. Rehabil.
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R.W. Bohannon et al.
Inter rater reliability of a modified Ashworth scale of muscle spasticity
Phys. Ther.
(1987)

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Cited by (18)

A review of the utilization of baropodometry in postural assessment
2014, Journal of Bodywork and Movement Therapies
Citation Excerpt :
Overview of the equipment The equipments currently available in the market for an assessment of plantar pressure can be divided into three different types: platforms, which measure the pressure between the foot and soil (Menz and Morris, 2006; Zammit et al., 2010); insoles, which measure the pressure between the foot and the footwear (Robain et al., 2006); a gait track, which works like a longer version of the platform and is more suitable for studying the gait. The basic platform consists of support where the sensors are placed, connected through a USB cable to the computer and the appropriate software.
Postural deviations have been linked to a series of different kinds of pain and dysfunction. Since the human foot is the basis of support and propulsion for gait, and baropodometric analysis assesses dysfunctions of the feet, it may be valuable in terms of postural assessment. Therefore, the aim of this literature review was to investigate which studies have used this baropodometric equipment and how the equipment was used, as well as to discuss the scientific problems and solutions associated with the study and clinical practice of baropodometry. Twenty-eight of the 48 articles found in the Pubmed and Lilacs databases were used. The baropodometer has the potential to provide excellent research in the postural field and related areas. However, baropodometry requires standardization and an improved calibration system. Further significant scientific papers, using properly calibrated equipment, are important in order to improve the quality of the technique and display evidence of its clinical and scientific value.
Walking assessment with instrumented insoles in patients with lower limb spasticity after botulinum toxin infiltration
2012, Neurologia
El objetivo del presente trabajo es la valoración funcional y cinemática en pacientes con espasticidad de miembros inferiores tras lesión encefálica o medular con indicación de infiltración con toxina botulínica (TBA).
Diez pacientes (11 extremidades inferiores) atendidos en unidad de neurorrehabilitación. Examen clínico, funcional (functional ambulation categories, valoración marcha del Hospital de Sagunto) y biomecánico (plantillas instrumentadas Biofoot/IBV versión 5,0) antes y 3 semanas después de la infiltración con TBA. Estadísticos: prueba de la t para muestras relacionadas de las variables clínicas, funcionales y biomecánicas antes y después de la infiltración. Nivel de significación inferior a 0,05. Modo cualitativo para valorar si los cambios en las variables biomecánicas orientan a una aproximación a los parámetros de normalidad.
La infiltración con TBA mejora el tono muscular, el arco articular y la frecuencia de espasmos (p < 0,01). La población infiltrada muestra un nivel alto de satisfacción con la mejora de los síntomas. No hay cambios funcionales en habilidad para la marcha tras la infiltración. En los parámetros biomecánicos mejora de la cadencia de marcha y la presión máxima en retropié se aproxima a la significación estadística cercana a 0,1.
Con la disminución del tono muscular tras infiltración con TBA, mejoran los síntomas clínicos derivados de esta sin cambios funcionales en escalas de marcha. Los cambios en los parámetros biomecánicos indican la necesidad de ampliar los estudios con plantillas instrumentadas en población con espasticidad tras lesión del sistema nervioso central tratada con infiltración de TBA.
Botulinum toxin A (BTA) improves the kinematic parameters of gait in patients with spasticity of lower limbs, but there are no studies in which kinetic parameters are measured with instrumented insoles. We therefore used instrumented insoles to perform a functional assessment of therapeutic results in patients with lower limb spasticity after brain injury or spinal cord infiltration indicating BTA.
Ten patients (11 lower limbs) seen in a Neurorehabilitation Unit. The tests carried out included clinical examination, gait assessment (Functional Ambulation Categories (FAC); Hospital de Sagunto Gait Scale), and biomechanical assessment (Biofoot / IBV version 5.0), before and three weeks after infiltration with BTA. Statistics: t-test for related samples of clinical variables, functional variables and biomechanical variables before and after infiltration. Level of significance P< .05. Qualitative method to assess whether changes in the biomechanical variables tended toward normal values.
BTA improves muscle tone, joint arch and frequency of spasms (P<.01). The patient sample showed a high level of satisfaction with the improvement in symptoms. There were no changes in walking ability after injection. There were no statistically significant changes in biomechanical parameters, but there was improved gait cadence. The relatively small statistical significance close to P=.1 of the peak pressure in the heel after injection indicates the need for further studies with instrumented insoles in people with spasticity due to central nervous system injury.
With the decrease in muscle tone after infiltration with BTA the clinical symptoms associated with muscle tone improved without any functional changes in gait scales. The changes in the biomechanical parameters show that larger studies using instrumented insoles should be performed in the population with spasticity after a central nervous system injury treated with BTA infiltration.
Repeatability and variability of baropodometric and spatio-temporal gait parameters - Results in healthy subjects and in stroke patients
2011, Neurophysiologie Clinique
Citation Excerpt :
To our knowledge, studies to date have not evaluated the repeatability of the recordings with that system. G. Robain et al. [20] analyzed the path of the COP during gait of hemiparetic patients and found significant differences in the paretic side: decrease of the anterior-posterior path length (AP) and of the maximum amplitude of the lateral deviation (ML), increase of the posterior margin (PM), which is the distance between the more posterior point of the COP and the posterior edge of the heel. In stroke patients, the ultimate goal of rehabilitation and other treatments (for spasticity) is to improve the gait pattern mainly by reducing the interlimb asymmetry.
Our purpose was to determine the repeatability and variability of baropodometric and spatio-temporal gait parameters in both hemiparetic patients and healthy subjects. Hypothesis: parameters with a good repeatability and a low variability could be used to follow gait evolution.
Twelve stroke patients and 10 healthy subjects were included. Each participant performed trials (F-Scan^® system and Bessou Locometer) at 48 h intervals under identical conditions. The following parameters were analyzed: displacement of the center of pressure (COP), peaks of pressure under forefoot and hindfoot, step length, single and double support time, and walking velocity. Comparisons were made within and between sessions, inter-trials and between sides.
Neither visit effects in either population nor side effects in healthy subjects were observed. Repeatability assessed by the intraclass correlation coefficient (“ICC agreement” ICC) was excellent to adequate overtime for anterior-posterior (AP) displacement of the COP, step length, simple support time and walking velocity in both hemiparetic patients (ICC 0.92; 0.84; 0.91; 0.94) and healthy subjects (ICC 0.85; 0.44; 0.64; 0.56). The coefficient of variation (CV) was low in paretic side for AP and single support time, and at a less degree for the lateral deviation of the COP (ML) and the posterior margin (PM).
In this study, baropodometric (AP and PM) and spatio-temporal gait (step length, single support time and walking velocity) parameters were found to show good repeatability overtime; these parameters are the ones most likely to be useful in assessing the effects of treatments that are proposed to improve gait in stroke patients.
Évaluer la répétabilité et la variabilité des paramètres baropodométriques et spatiotemporels de la marche chez des patients hémiparétiques et des sujets sains. Hypothèse : les paramètres ayant une bonne répétabilité et une faible variabilité pourraient être utilisés pour suivre les modifications de la marche dans le temps.
Douze patients hémiparétiques et dix volontaires sains ont été inclus, chacun réalisant des tests (F-Scan^® système et Locomètre de Bessou) à 48 heures d’intervalle dans des conditions identiques. Le déplacement du centre de pression (COP), les pics de pression sous l’avant-pied et l’arrière-pied, la longueur du pas, les durées de simple et double appui et la vitesse de marche ont été analysés. Les comparaisons étaient effectuées inter-sessions, inter-essais et inter-côtés.
Aucun effet visite ou effet côté chez les sujets sains. La répétabilité, évaluée par le coefficient de corrélation intraclasse (« ICC agreement » ICC) était excellente dans le temps pour le déplacement antéropostérieur (AP) du COP, la longueur du pas, la durée du simple appui et la vitesse de marche chez les patients hémiparétiques (ICC 0,92 ; 0,84 ; 0,91 ; 0,94) et excellente ou adéquate chez les sujets sains (ICC 0,85 ; 0,44 ; 0,64 ; 0,56). Le coefficient de variation (CV) était faible du côté parétique pour l’AP et la durée du simple appui et à un degré moindre pour la déviation latérale du COP (ML) et la marge postérieure (PM).
Dans cette étude, des paramètres baropodométriques (AP et PM du COP) et spatiotemporels (longueur du pas, durée de simple appui et vitesse) de la marche ont été identifiés comme ayant une bonne répétabilité dans le temps ; ils pourraient être utilisés pour évaluer les effets des traitements proposés pour améliorer la marche du patient hémiparétique.
Impact d’éléments postérieurs d'orthèse sur le déplacement du centre de pression en cas d'aponévrosite plantaire
2020, Revue du Podologue
L’aponévrosite plantaire douloureuse associée à un valgus d’arrière-pied peut être soulagée par des orthèses. Les effets de l’élément supinateur postérieur et du coin supinateur postérieur sur le déplacement du centre de pression lors de la marche ont été analysés à l’aide d’une plateforme baropodométrique. Les deux éléments ont un effet stabilisateur sur le pied, mais le coin supinateur postérieur se révèle être l’élément postérieur le plus efficace sur la diminution de la douleur.
Painful plantar fasciitis associated with a valgus of the hindfoot can be relieved by orthoses. The effects of the posterior supinator element and the posterior supinator wedge on the displacement of the centre of pressure during walking were analysed using a baropodometric platform. Both elements have a stabilising effect on the foot, but the posterior supinator wedge was found to be the most effective posterior element in reducing pain.
The Influence of a Shoe’s Heel-Toe Drop on Gait Parameters during the Third Trimester of Pregnancy
2022, Bioengineering
Effect of customized insoles on gait in post-stroke hemiparetic individuals: A randomized controlled trial
2021, Biology

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Article originalUn paramètre baropodométrique pour l'analyse de la marche du patient hémiplégique : le trajet du centre de pressionA baropodometric parameter to analyze the gait of hemiparetic patients: the path of center of pressure

Résumé

But de l'étude

Matériel et méthode

Résultats

Conclusion

Abstract

Purpose

Materials and methods

Results

Conclusion

Section snippets

But de l'étude

Patients

Population témoin

Discussion

Conclusion

Gait Posture

Arch. Phys. Med. Rehab.

Clin. Biomech. (Bristol, Avon)

Clin. Biomech. (Bristol, Avon)

Arch. Phys. Med. Rehabil.

Inter rater reliability of a modified Ashworth scale of muscle spasticity

Phys. Ther.

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Un paramètre baropodométrique pour l'analyse de la marche du patient hémiplégique : le trajet du centre de pressionA baropodometric parameter to analyze the gait of hemiparetic patients: the path of center of pressure