Scoliosis is the most common deformity of the spine affecting from 3 to 6% of human population. The thesis "Moiré and Pedoscan dynamic examinations of patients with scoliosis" summarizes the findings of kinesiology of the spine, pelvis and hip joints and ontogenesis of axial organ straightening. It also deals with the issue of idiopathic scoliosis, its incidence, etiology, classification, diagnosis, treatment options and applied physiotherapy methods. The paper emphasizes the influence of physiotherapy that forms an integral part of medical treatment. A great part of the thesis is devoted to the rasterstereographic and pedobarographic examination. The main purpose of this thesis was to detect and evaluate parameters assessing posture and movement of patients suffering from scoliosis and compare them with a control group. For this purpose, a pedobarographic system Diers pedoscan was used, which detected the distribution of compressive forces on the feet when walking and standing. It was also used a rasterstereographic system Diers formetric III 4D, which allowed for capturing photogrammetric recording of the spine and pelvis using a video-rasterstereography based on the Moiré topography. The study was carried out with a group of 22 females with idiopathic scoliosis up to 40ř according to Cobb aged...

The thesis deals with the issue of walking and standing in patients with a scoliosis. The theoretical part of this thesis summarizes current knowledge of scoliosis, its classification, etiology, pathogenesis and risk factors of the curve progression. Then the most often changes of the stand and gait stereotype and their main causes are discussed. Goal of the practical part was to identify the difference between particular parameters of gait in an experimental group of patients with scoliosis and a control group of healthy individuals. The examination was performed via the dynamic plantography method using the Zebris FDM-T System. 19 probands with scoliosis aged 8 - 19 and a control group of 19 orthopedically healthy patients in a corresponding age distribution have been selected for the study. The results did not provide any statistically significant difference on a significance level p=0,05. However, there were clear differences between the groups referring to bigger asymmetries in stance and gait stereotype in the scoliosis patients group. Since even in a scientific literature there is a difference in opinion on this issue, more research might be necessary for the exact evaluation of the influence of scoliosis on the stance and gait stereotype.

La scoliose idiopathique (SI) est une déformation tridimensionnelle (3D) de la colonne vertébrale et de la cage thoracique à potentiel évolutif pendant la croissance. Cette déformation 3D entraîne des asymétries de la posture. La correction de la posture est un des objectifs du traitement en physiothérapie chez les jeunes atteints d’une SI afin d’éviter la progression de la scoliose, de réduire les déformations morphologiques et leurs impacts sur la qualité de vie. Les outils cliniques actuels ne permettent pas de quantifier globalement les changements de la posture attribuables à la progression de la scoliose ou à l’efficacité des interventions thérapeutiques. L’objectif de cette thèse consiste donc au développement et à la validation d’un nouvel outil clinique permettant l’analyse quantitative de la posture auprès de personnes atteintes d’une SI. Ce projet vise plus spécifiquement à déterminer la fidélité et la validité des indices de posture (IP) de ce nouvel outil clinique et à vérifier leur capacité à détecter des changements entre les positions debout et assise. Suite à une recension de la littérature, 34 IP représentant l’alignement frontal et sagittal des différents segments corporels ont été sélectionnés. L’outil quantitatif clinique d’évaluation de la posture (outil 2D) construit dans ce projet consiste en un logiciel qui permet de calculer les différents IP (mesures angulaires et linéaires). L’interface graphique de cet outil est conviviale et permet de sélectionner interactivement des marqueurs sur les photographies digitales. Afin de vérifier la fidélité et la validité des IP de cet outil, la posture debout de 70 participants âgés entre 10 et 20 ans atteints d'une SI (angle de Cobb: 15º à 60º) a été évaluée à deux occasions par deux physiothérapeutes. Des marqueurs placés sur plusieurs repères anatomiques, ainsi que des points de référence anatomique (yeux, lobes des oreilles, etc.), ont permis de mesurer les IP 2D en utilisant des photographies. Ces mêmes marqueurs et points de référence ont également servi au calcul d’IP 3D obtenus par des reconstructions du tronc avec un système de topographie de surface. Les angles de Cobb frontaux et sagittaux et le déjettement C7-S1 ont été mesurés sur des radiographies. La théorie de la généralisabilité a été utilisée pour déterminer la fidélité et l’erreur standard de la mesure (ESM) des IP de l’outil 2D. Des coefficients de Pearson ont servi à déterminer la validité concomitante des IP du tronc de l’outil 2D avec les IP 3D et les mesures radiographiques correspondantes. Cinquante participants ont été également évalués en position assise « membres inférieurs allongés » pour l’étude comparative de la posture debout et assise. Des tests de t pour échantillons appariés ont été utilisés pour détecter les différences entre les positions debout et assise. Nos résultats indiquent un bon niveau de fidélité pour la majorité des IP de l’outil 2D. La corrélation entre les IP 2D et 3D est bonne pour les épaules, les omoplates, le déjettement C7-S1, les angles de taille, la scoliose thoracique et le bassin. Elle est faible à modérée pour la cyphose thoracique, la lordose lombaire et la scoliose thoraco-lombaire ou lombaire. La corrélation entre les IP 2D et les mesures radiographiques est bonne pour le déjettement C7-S1, la scoliose et la cyphose thoracique. L’outil est suffisamment discriminant pour détecter des différences entre la posture debout et assise pour dix des treize IP. Certaines recommandations spécifiques résultents de ce projet : la hauteur de la caméra devrait être ajustée en fonction de la taille des personnes; la formation des juges est importante pour maximiser la précision de la pose des marqueurs; et des marqueurs montés sur des tiges devraient faciliter l’évaluation des courbures vertébrales sagittales. En conclusion, l’outil développé dans le cadre de cette thèse possède de bonnes propriétés psychométriques et permet une évaluation globale de la posture. Cet outil devrait contribuer à l’amélioration de la pratique clinique en facilitant l’analyse de la posture debout et assise. Cet outil s’avère une alternative clinique pour suivre l’évolution de la scoliose thoracique et diminuer la fréquence des radiographies au cours du suivi de jeunes atteints d’une SI thoracique. Cet outil pourrait aussi être utile pour vérifier l’efficacité des interventions thérapeutiques sur la posture. / Idiopathic scoliosis (IS) is characterized by three-dimensional (3D) deformity of the spine and rib cage which can increase during growth. The morphologic changes of the trunk result in posture asymmetries. Correction of posture is an important goal of physiotherapy interventions among persons with IS to prevent scoliosis progression, to reduce morphologic deformities and their impact on quality of life. Currently, there are no tools that globally quantify changes in posture that may be attributable to scoliosis progression or to treatment effectiveness, that are usable in a clinical setting. The objective of this thesis was thus to develop and validate a new clinical quantitative posture assessment tool among persons with IS. More specifically, this project aims to determine reliability and concurrent validity of posture indices (PI) of this new tool and to verify their capacity to detect changes between standing and sitting positions. We conducted a literature review and selected 34 PI representing frontal and sagittal alignment of the different body segments. We constructed a software-based quantitative posture assessment tool to calculate different PI (angular and linear measurements). The software has a user-friendly graphical interface and allows calculation of PI from a set of markers selected interactively on digital photographs. For the reliability and validity studies, standing posture of 70 participants aged 10 to 20 years old with IS (Cobb angle: 15º to 60º) was assessed on two occasions by two physiotherapists. Markers placed on several bony landmarks as well as natural reference points (eyes, ear lobe, etc.) were used to measure the PI from photographs with the 2D tool and to calculate 3D PI obtained from trunk reconstructions with a surface topography system. Frontal and sagittal Cobb angles and trunk list were also calculated on radiographs. The generalizability theory was used to estimate the reliability and standard error of measurement (SEM) of PI of the 2D tool. Pearson correlation coefficients served to estimate concurrent validity of the 2D trunk PI with corresponding 3D PI and with those obtained from radiographs. Fifty participants were assessed for the comparative study between standing and sitting positions. We compared the average values of each PI in standing and long sitting positions using paired t-tests. Our results show a good level of reliability for the majority of PI of the 2D tool. Correlation between 2D and 3D PI was good for shoulder, scapula, trunk list, waist angles, thoracic scoliosis and pelvis but fair to moderate for thoracic kyphosis, lumbar lordosis and thoracolumbar or lumbar scoliosis. The correlation between 2D and radiograph measurements was good for trunk list, thoracic scoliosis and thoracic kyphosis. Our tool can detect differences between standing and sitting posture for ten out of thirteen PI. A few recommendations specific to this work are: camera height should be adjusted according to the subject’s height; training of judges is important to maximize accuracy in placement of markers; and measurement of sagittal vertebral curves may be facilitated by using markers mounted on pins. In conclusion, the tool developed in this thesis has good psychometric properties to evaluate posture. This tool should contribute to clinical practice by facilitating the analysis of standing and sitting posture. This tool may also be a good alternative to monitor thoracic scoliosis progression in a clinical setting and may contribute to a reduction in the use of x-rays in the follow-up of youths with thoracic IS. It may also be useful to verify the effectiveness of therapeutic interventions on posture.

Plusieurs éléments de la pathogenèse de la scoliose idiopathique de l’adolescent indiquent que les estrogènes pourraient intervenir dans le développement et la progression de cette maladie. Ce projet avait donc pour but d’explorer l’expression et la fonctionnalité des récepteurs aux estrogènes ERα et ERβ ainsi que leurs isoformes dans les ostéoblastes de patients scoliotiques et sains. L’induction des gènes de facteurs influençant la minéralisation et la différenciation des ostéoblastes par les estrogènes a également été étudié. Par immunofluorescence, nous avons remarqué une augmentation de la présence protéique de ERβ dans les ostéoblastes de patients SIA comparé aux sujets contrôles. Les récepteurs aux estrogènes provenant des ostéoblastes des patients sont fonctionnels tout comme ceux des contrôles et aucune différence dans l'interaction ADN-protéine n’a été observée. Il y a également une augmentation de l’expression génique de l’ostéopontine, l’ostéocalcine, le collagène de type I, la phosphatase alkaline et BMP2 dans les ostéoblastes des patients SIA. Un début de minéralisation in vitro a été observé dans les ostéoblastes de patients SIA et contrôles. ERα et ERβ sont présents et fonctionnels dans les ostéoblastes des patients SIA et sains. Leur expression est variable, mais ces variations existent chez les patients SIA et les contrôles. L’implication des estrogènes dans la SIA ne serait donc pas au niveau des récepteurs aux estrogènes mais au niveau de l’interactions des estrogènes avec d’autres facteurs étiologiques tels que la mélatonine, la formation/résorption osseuse ou autres facteurs neuro-endocriniens. / Recent developments in the research on pathogenesis of Adolescent Idiopathic Scoliosis indicate that estrogens could intervene in the development and progression of this disease. Therefore, this project focussed on the expression and functionality of estrogen receptors ERα and ERβ and their isoforms in osteoblasts of scoliotic patients and controls. The induction by estrogens of the expression of factors influencing mineralization and osteoblast differentiation was also studied. We observed by immunofluorescence, an increase of the presence of ERβ in osteoblasts of AIS patients compared to controls. A higher level of expression of osteopontin, osteocalcin, type I collagen, alkaline phosphatase and BMP2 was found in osteoblasts of AIS patients compared to controls. Estrogen receptors in osteoblasts from AIS patients are functional, as they were in controls and no difference in DNA-binding activity was observed. ERα et ERβ are present and functional in osteoblasts from AIS patients and controls. Their expression is variable, but these variations exist in both populations. The implication of estrogens in AIS would therefore be in the interaction between these hormones and other factors influencing the aetiology of AIS like melatonin, bone formation and resorption and neuro-endocrin factors, rather than in a default in the estrogens receptors themselves.

Résumé: La Scoliose Idiopathique de l’Adolescent (SIA) est une condition débilitante qui peut avoir comme résultat une douleur importante, une altération du fonctionnement quotidien et une détérioration de la qualité de vie. Pour les patients qui ne répondent pas au traitement conservateur, la fusion vertébrale, en utilisant des greffes osseuses, est devenue un traitement de choix pour stabiliser la colonne. Des connaissances plus pointues à propos des facteurs impliqués dans l’ostéogénèse et la formation de l’os peuvent raccourcir le processus de guérison et permettre aux patients de réintégrer leurs activités dans un laps de temps plus court. Les plaquettes peuvent jouer un rôle important dans la première étape de la guérison des fractures car elles sont une source autologue de plusieurs facteurs de croissance qui soutiennent la prolifération et la différenciation des ostéoblastes in vivo et in vitro. Au cours des dernières années, plusieurs tentatives ont été réalisées afin de trouver des traitements additionnels pour : 1) Raccourcir le temps de guérison des fractures relativement long ; 2) Obtenir une plus courte période de convalescence pour les patients qui ont besoin de prothèses ; 3) Corriger plus facilement plusieurs maladies congénitales; 4) Améliorer le processus de fusion vertébrale et 5) Développer de nouvelles approches thérapeutiques, notamment au niveau des processus régularisant le remodelage osseux et la régénération des tissus osseux. Dans le cadre de la présente étude, j’ai étudié la contribution possible du facteur de croissance de l’insuline (IGF) et du facteur vasculaire endothélial de croissance (VEGF) sur la maturation de l’ostéoblaste scoliotique dans des cultures cellulaires in vitro et j’ai comparé les résultats avec celles obtenues dans les mêmes conditions mais en stimulant les ostéoblastes avec de la mélatonine. Cette étude préliminaire a été réalisée sur des échantillons d’os récoltés de quatre patients atteints par la Scoliose Idiopathique de l‘Adolescent (SIA), ainsi que sur des échantillons d’os issus de quatre sujets témoins (cas traumatiques). Les résultats montrent que l’IGFs et le VEGFs possèdent une action d’inhibition sur la prolifération d’ostéoblastes scoliotiques et non scoliotiques, et que cette action est proportionnelle à la concentration de ces facteurs. Les ostéoblastes scoliotiques tendent à avoir une prolifération cellulaire plus rapide et plus élevée que les témoins non scoliotiques. De façon générale les ostéoblastes provenant de patients scoliotiques ont une ostéogénèse in vitro plus accélérée que le sujet non scoliotique. De plus, il semble que la mélatonine joue un rôle physiologique dans la différenciation de l’ostéoblaste scoliotique et elle semble aider à avoir une différenciation plus précoce que chez les non traités. Les ostéoblastes scoliotiques expriment un défaut d’expression de l’IGF 1 et d’IGF 1R en présence de la mélatonine. En conclusion, le VEGF A et l’IGF 1 peuvent également promouvoir la différenciation et la prolifération des ostéoblastes humains scoliotiques en culture primaire. / Abstract: The Adolescent Idiopathic Scoliosis (AIS) is a debilitating condition and as a result often produces significant pain, impaired daily functioning and a deterioration of the quality of life. For patients who do not respond to conservative treatment, spinal fusion using bone grafts has become a treatment of choice to stabilize the spine. The more accurate knowledge of the factors involved in osteogenesis and the bone formation can shorten the healing process and reintegrate patients into their daily activities in a shorter period of time. Platelets can play an important role in the first stage of the healing of fractures and they are a source of several autologous growth factors that support the proliferation and differentiation of osteoblasts in vivo and in vitro. A wide variety of techniques and approaches have been investigated for performing spinal fusion, yet surgeons continue to investigate alternative methods with the goal of improving surgical outcome and minimizing morbidity. We can use these methods to: 1.Reduce the relatively long time needed for healing fractures 2. Patients with prosthesis could benefit of a shorter convalescent time 3. Several congenital diseases could be easier to correct and 4. We could stimulate the vertebral fusion 5. Develop new therapeutic techniques, including that of the processes regulating bone remodelling and regeneration of bone tissue. In the present study, we tried to find whether the insulin growth factor (IGF) and the vascular endothelial growth factor (VEGF) have an influence on the scoliotic osteoblasts in vitro cell cultures and we compared the results with those obtained in the same condition but by stimulating osteoblasts with melatonin. This preliminary study was performed on osteoblasts cultured from four patients affected by Adolescent Idiopathic Scoliosis (AIS) and four controls. In all cases of AIS, bone specimens were obtained from the vertebral body or spinous process (in accordance with the surgical procedure performed). Our results show that IGFs as well as VEGF have an inhibitive effect on the proliferation of scoliotic and non-scoliotic cells and the effect is proportional with the growth factor concentration. In general osteoblasts cultured from scoliotic patients have an in vitro osteogenesis quicker than the subject without scoliosis. Moreover, it appears that melatonin plays a physiological role in the differentiation of scoliotic osteoblasts and it appears to help differentiate earlier than in the untreated group. We found that the expression of IGF 1 and IGF 1R in scoliotic osteoblasts was impaired in the presence of melatonin. In conclusion, VEGF A and IGF both can influence the cell differentiation and proliferation of human scoliotic osteoblasts in primary cell culture.

La scoliose idiopathique de l’adolescence constitue la déformation tridimensionnelle de la colonne vertébrale la plus couramment rencontrée chez les adolescents. Cette condition a fait l’objet de plusieurs études quant à ses facteurs étiologiques, ses facteurs de risque de progression et ses approches thérapeutiques. Les études démontrent que l’étiologie de cette pathologie serait multifactorielle, regroupant entre autres des causes génétiques, hormonales, mécaniques et neuromusculaires. Malgré le fait qu’il soit difficile de prédire quelles sont les déformations qui progresseront, certains facteurs tels que l’âge et le sexe du patient, l’âge du début de la ménarche, le type et la sévérité de la déformation ainsi que la maturité osseuse (signe de Risser) ont fait l’objet de nombreuses études et représentent par le fait même des critères de référence utilisés pour estimer cette probabilité. La scoliose idiopathique a souvent été considérée comme une condition non douloureuse, faisant en sorte que peu d’études se sont arrêtées à évaluer les douleurs au dos chez les patients affligés de cette pathologie. On retrouve donc, au cours des vingt dernières années, seulement une dizaine d’études qui ont spécifiquement évalué ce phénomène. Parmi ces études, on note une grande hétérogénéité des facteurs d’inclusion, des définitions des douleurs au dos, de la période de prévalence et des instruments de mesure utilisés, rendant difficile la détermination de cette prévalence. Considérant la relation entre les douleurs exprimées chez les adolescents et celles chez les adultes, ainsi que les coûts sociétaux associés à ces douleurs, il serait important d’obtenir un portrait plus exact de l’ampleur de la douleur chez cette clientèle. ii Les objectifs généraux de cette thèse visaient à (objectif 1) mettre à jour les connaissances relatives à la prévalence des douleurs au dos chez les adolescents avec une scoliose idiopathique (SI), à (objectif 2) vérifier s’il existe une relation entre la sévérité de la déformation, sa localisation et la présence de douleurs au dos chez ces patients, à (objectif 3) valider à nouveau l’aspect psychométrique du questionnaire SRS-22fv et enfin à (objectif 4) explorer une possible prise en charge alternative des patients avec scoliose idiopathique de l’adolescence (SIA) exprimant des rachialgies. La première étude rétrospective que nous avons effectuée a permis d’évaluer de quelle façon les douleurs exprimées par plus de 300 patients étaient rapportées dans les dossiers et d’établir la prévalence de ces douleurs chez ces derniers. De plus, cette étude a évalué le type de prise en charge recommandée lorsque des douleurs étaient mentionnées au dossier. Cette étude a permis de confirmer que près de 50 % des patients avec SIA exprimaient de la douleur au dos et que la majorité de ces derniers (80 %) n’avaient aucune prise en charge de celle-ci. La deuxième étude prospective que nous avons réalisée a évalué les douleurs au dos chez plus de 500 adolescents avec scoliose idiopathique de l’adolescence. Plus de 68 % de ces patients rapportaient la présence de douleurs au dos. Pour les régions thoraciques et lombaires, les douleurs étaient positivement associées avec la sévérité de la scoliose, alors que le port du corset avait un effet modérateur sur la douleur. La troisième étude incluse dans la présente thèse visait à (objectif 3) vérifier la validité de contenu et de construit de la version canadienne-française du questionnaire SRS- 22, soit le SRS-22fv, rempli par les patients recrutés lors de la deuxième étude. Ce iii questionnaire est couramment rempli par les patients scoliotiques. Notre étude a bénéficié d’un échantillon de 352 patients qui ont entièrement répondu au questionnaire SRS-22fv. L’analyse découlant de notre étude nous a menés à produire une version abrégée du SRS-22 contenant 18 éléments, avec une meilleure consistance interne ainsi qu’une variance explicative supérieure, soit 63,3 % pour le SRS-18fv, comparativement à 47,4 % pour le SRS-22fv. La dernière étude que nous avons menée (objectif 4) met en lumière une option de prise en charge alternative des patients avec scoliose exprimant ou non des douleurs au dos. En effet, les manipulations vertébrales font partie des options de traitements couramment utilisées chez les adolescents sains. Une grande incertitude demeure toutefois quant à l’utilisation de cette approche thérapeutique chez les patients avec scoliose idiopathique de l’adolescence. Cette étude a permis de confirmer qu’il y a un manque de données probantes dans ce domaine. Les résultats de cette thèse permettent de mieux comprendre le phénomène de la douleur au dos chez les adolescents avec scoliose idiopathique. Ces douleurs semblent plus prévalentes qu’initialement estimées, et il s’avère qu’un lien semble probable entre l’intensité des douleurs ressenties et la localisation de la courbe, ainsi qu’avec la sévérité de la scoliose chez ces adolescents. / Adolescent idiopathic scoliosis is a three-dimensional spinal deformity. This pathology is the most common spinal deviation encountered in adolescents and has been thoroughly researched over the past few decades regarding its aetiological factors, its risk of progression and management. It is now commonly accepted that the aetiology of adolescent idiopathic scoliosis is multifactorial and includes, among other things, genetic, hormonal, mechanic, and neuromuscular factors. Though predicting which deviation will progress remain challenging, certain factors such as the age of the patient at presentation, its gender, bone maturity (Risser sign), menarchal status, and the severity of the spinal deformity are now widely accepted as factors that may provide some guidance to estimate this probability. Adolescent idiopathic scoliosis has often been considered as a non-painful pathology, and this is perhaps why researchers have failed to assess back pain in this population more systematically. Only a few studies have been published over the last two decades on this subject. Among those studies, inclusion criteria are widely heterogeneous, as is the working definition of back pain, how the prevalence period was estimated, and which outcome measure was relied upon to assess back pain in this population. Because of this, the determination of back pain prevalence in scoliosis patients remains challenging. Considering the relationship between adolescent and adult spinal pain, and the high societal cost associated with this condition, it would be appropriate to obtain a clearer picture of this condition in this population. v The primary objectives of this thesis were to (objectif 1) update the current knowledge of back pain prevalence in adolescent idiopathic scoliosis patients, to (objectif 2) ascertain if a relationship was present between the severity and localisation of the scoliosis and the back pain, too (objectif 3) reassess the psychometric properties of the SRS-22fv questionnaire, and to (objectif 4) explore an alternative back pain management for those patients. The first retrospective study included in this thesis assessed back pain prevalence in 300 adolescent idiopathic scoliosis patients. It also looked at how pain was reported and if pain management was recommended for patients reporting back pain. This study confirmed that back pain was a prevalent condition in this population and that in the vast majority of those reporting back pain, there was no kind of management recommended. The second prospective study assessed back pain prevalence in more than 500 adolescent idiopathic scoliosis patients. Point prevalence of back pain was close to 68 %. For the thoracic and lumbar regions, the pain was positively associated with the severity of the scoliosis and bracing, prescribed to stabilise or prevent the curve progression, had a protective effect. Data collected in the previous study were employed to validate the most commonly utilised outcome measure in adolescent idiopathic scoliosis, the SRS-22. The SRS-22 is a measurement instrument used to ascertain the quality of life and pain in scoliotic patients. The third article includes a report on analyses done regarding the validation of the SRS- 22fv. Complete data were available for 352 adolescents. The study demonstrated that a briefer version (18 items) had a better internal consistency and explained a greater proportion of the variance thus 63,3 % instead of 47,4 % for the SRS-22fv. vi The last study included in this thesis looked at an alternative treatment for the management scoliotic patients with or without back pain. This modality of spinal manipulation is a treatment that healthy adolescents commonly utilised. However, it was found that the rate of utilisation remains unclear within adolescent idiopathic scoliosis patients. A literature review revealed the need to have better-designed studies to assess the efficacy of spinal manipulation in this population adequately. The acquired knowledge throughout this thesis leads us to a better comprehension and understanding of back pain in adolescent idiopathic scoliosis patients. Back pain appears to be more prevalent than initially estimated and a relationship seems to be present between the level of pain intensity and the scoliosis localisation and severity in patients suffering from this pathology.

L’évaluation classique de la posture rachidienne chez les patients porteurs d’une scoliose idiopathique de l’adolescent (SIA) se fait habituellement dans une position contrainte et statique en radiographie standard. Les conséquences sur la fonction rachidienne dynamique de ces déformations sont mal connues. Par ailleurs, les changements de la posture rachidienne au cours de la croissance et avec l’acquisition d’une marche stable n’ont encore jamais été explorés. L’analyse quantifiée du mouvement (AQM) d’une cohorte d’enfants sains a permis de mettre 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. Ces modifications s’accompagnaient de modifications anatomiques, en particulier au niveau des facettes articulaires cervicales. En AQM, les patients porteurs d’une SIA avaient des modifications du schéma de marche avec un décalage de phase à la marche entre la rotation des épaules et du bassin chez les patients scoliotiques. 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. L’analyse de ces patients à 11 mois postopératoire a montré une restauration de certains paramètres grâce à la fusion vertébrale. Notamment, l’arthrodèse rachidienne postérieure de la courbure scoliotique a pour effet de faire disparaître le décalage de phase dans le plan transversal. L’AQM permet de mettre en évidence des modifications de la posture rachidienne chez ces patients et apparait comme un outil d’évaluation fondamental, qui pourrait nous permettre de mieux évaluer les traitements de la SIA. / In adolescent idiopathic scoliosis (AIS) patients, spinal posture is usually assessed in a constraint position with radiographic evaluation. However, the consequences of spinal deformity in these patients on the daily functioning of the spine remains unclear. On the other hand, spinal posture changes with normal growth and mature gait achievement have never been explored.A gait analysis was performed on a cohort of healthy children and highlighted changes in dynamic spinal posture with growth, showing that the trunk was increasingly leaning forward with mature gait achievement. These modifications were associated with anatomical changes, especially in the cervical spine.Changes in gait pattern were also observed in AIS patients thanks to gait analysis. In particular, there was a modification of upper trunk and pelvic rotation during gait. There was no difference in gait pattern according to major curve location. Eleven month postoperatively, our results showed that spinal fusion allowed restoration of a normal gait pattern, especially in the transversal plane.Gait analysis was able to highlight changes in dynamic spinal posture that occur in AIS patients, and thus appears as a major tool for spinal posture assessment in these patients. It could help us to improve the evaluation of the treatments that are proposed for spinal deformity correction.

Although scoliosis is defined as a deviation of the spine in the frontal plane above 10ř according to Cobb, the spine is deformed in three planes. The chest is also affected at the same time. The most common type is idiopathic scoliosis, which has multifactorial etiopathogenesis. The thesis summarizes available information on kinesiology of the spine, classification of idiopathic scoliosis, its incidence, etiology, diagnostics, treatment and specific physiotherapeutic exercises. The practical part is devoted to assessing the symmetry of the patient's torso from the photographic documentation of the posture by SCODIAC 2.3. Indices evaluating hull asymmetry from the back or front (POTSI, ATSI) result from mathematical calculation. The smaller the number, the more symmetrical the posture. Correlation of POTSI index and Cobb angle is explored. 20 patients (18 girls and 2 boys) with idiopathic scoliosis up to 47ř according to Cobb aged between 7 to 18 years were selected for the study. All patients were subjected to anamnestic data collection, kinesiology analysis and a questionnaire. The results were statistically processed. SCODIAC software is one of the options offered to evaluate torso asymmetry and assess posture changes after therapy. It acts as a feedback for a physiotherapist and motivates...

Adolescent idiopathic scoliosis (AIS) is characterised as a three-dimensional deformity of the spine with unknown etiopathogenesis. There is evidence that scoliosis may be associated with abnormalities of the vestibular system. Examination of postural stability and verticality perception is a way to assess vestibular function. The objective of this work is to compare postural stability and subjective visual vertical (SVV) between adolescents with idiopathic scoliosis and healthy controls. Twelve AIS patients and twelve controls participated in the study. Examination of postural stability was performed through a Kistler force platform and the SVV was tested using a pre-programmed computed equipment Synapsys. An instrument for evaluating the perception patients have of their trunk deformity, Trunk Appearance Perception Scale (TAPS), was also part of the examination. Our results did not show a significant difference between the two groups in postural stability and static SVV-S. Statistically significant difference was found on dynamic SVV-D with clockwise rotation (p  0,01): AIS patients (1,19ř ± 1,03ř), control group (-0,17ř ± 0,82ř). There was also a significant difference on absolute deviation of dynamic SVV-D with clockwise rotation (p  0,05): AIS patients (1,50ř ± 0,77ř), control group (0,81ř ±...

La scoliose idiopathique de l'adolescent (SIA) est une déformation tridimensionnelle de la colonne vertébrale qui se développe entre l’âge de 10 et 18 ans et dont la cause est inconnue. Cette maladie touche 2-3 % des adolescents et majoritairement les jeunes filles. Certaines études ont révélé des différences au niveau des paramètres anthropométriques chez les jeunes filles atteintes de la SIA par rapport à des sujets contrôles du même âge, tels qu’un poids, un indice de masse corporelle (IMC) et une densité minérale osseuse (DMO) plus faibles. Les raisons de ces différences demeurent inexpliquées, mais des anomalies au niveau du métabolisme énergétique pourraient y contribuer. En ce sens, certaines hormones impliquées dans le métabolisme énergétique ont été sommairement étudiées dans la SIA, mais cela de manière individuelle alors que ces processus nécessitent l'interaction d'une panoplie d'autres hormones. L’hypothèse centrale de cette thèse est que le métabolisme énergétique est altéré dans la SIA. Les objectifs de nos travaux sont de : (1) Étudier l’association entre la mutation A316T du gène du récepteur de l’incrétine glucagon-like peptide 1 (GLP1-R A316T) et la SIA; (2) Dans des ostéoblastes de patients atteints de la SIA et de contrôles, examiner la régulation de protéines impliquées dans le métabolisme énergétique à l’état basal et suite à des traitements par des effecteurs métaboliques; (3) Étudier le profil métabolique des jeunes filles atteintes de la SIA comparativement à des contrôles du même âge; (4) Étudier la composition et la diversité du microbiote intestinal ainsi que ses métabolites dans la SIA et les comparer à des contrôles. Pour ce faire, nous avons génotypé la mutation GLP1R A316T chez des patients avec SIA et des contrôles. Ensuite, des ostéoblastes ont été incubés avec divers effecteurs métaboliques pour étudier leurs effets sur l’expression de protéines impliquées dans le métabolisme énergétique. Aussi, une étude clinique pilote a été réalisée auprès de 20 patientes adolescentes avec la SIA et 20 contrôles appariées pour l’âge. Nous avons évalué le profil métabolique et anthropométrique des participantes, ainsi que leur alimentation et leur niveau d’activité physique. Un échantillon de selle a également été collecté sur une base volontaire afin d’étudier le microbiote intestinal des patientes et des contrôles. Pour l’étude génétique, dans notre cohorte, la présence de la mutation GLP1R A316T augmentait de 3,4 fois le risque de développer la maladie. Au niveau cellulaire, les ostéoblastes dérivés de patients avec SIA présentaient une expression génique et protéique de la dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) inférieure à celle des contrôles. De plus, les traitements avec les effecteurs métaboliques n’ont pas régulé l’expression de la DPP-4 de la même manière dans les ostéoblastes de sujets avec SIA que dans ceux des contrôles. L’étude clinique pilote a montré que les patientes atteintes de la SIA avaient des niveaux moyens d’adiponectine supérieurs aux contrôles, et un ratio leptine/adiponectine inférieur. De plus, les participantes qui avaient un angle de Cobb supérieur à 25° présentaient des taux plus élevés de résistine comparativement aux contrôles. L’étude du microbiote intestinal a révélé des tendances, telles qu’une plus faible alpha-diversité et abondance relative de Lachnospira et de Bacteroides, ainsi qu’une plus grande abondance relative de Blautia dans le groupe avec SIA. En conclusion, les résultats de nos études génétique, cellulaire et clinique démontrent la présence d’altérations du métabolisme énergétique dans la SIA. Ces travaux soutiennent que les mécanismes possibles peuvent inclurent la mutation d’un gène impliqué dans le métabolisme énergétique, une régulation différente des adipokines et des incrétines ainsi que différentes réponses à des effecteurs métaboliques et une altération du microbiote intestinal et de ses métabolites. / Adolescent idiopathic scoliosis (AIS) is a three-dimensional deformity of the spine that develops between the ages of 10 and 18, the cause of which is unknown. The disease affects 2-3% of adolescents, mostly girls. Some studies have revealed differences in anthropometric parameters in girls with AIS compared to control subjects of the same age, such as lower weight, body mass index (BMI) and bone mineral density (BMD). The reasons for these differences remain unexplained, but abnormalities in energy metabolism may contribute. In this regard, certain hormones involved in energy metabolism have been briefly studied in SIA, but only individually, whereas these processes require the interaction of a panoply of other hormones. The central hypothesis of this thesis is that energy metabolism is altered in AIS. The aims of our work are to: (1) Investigate the association between the A316T mutation in the incretin glucagon-like peptide 1 receptor gene (GLP1-R A316T) and AIS; (2) In osteoblasts from AIS patients and controls, examine the regulation of proteins involved in energy metabolism in the basal state and following treatment with metabolic effectors; (3) To study the metabolic profile of girls with AIS compared with controls of the same age; (4) To study the composition and diversity of the intestinal microbiota and its metabolites in AIS and compare them with controls. To this end, we genotyped the GLP1R A316T mutation in AIS patients and controls. Then, osteoblasts were incubated with various metabolic effectors to study their effects on the expression of proteins involved in energy metabolism. Also, a clinical pilot study was carried out in 20 adolescent female patients with AIS and 20 age-matched controls. We assessed the participants' metabolic and anthropometric profile, as well as their diet and level of physical activity. A stool sample was also collected on a voluntary basis to study the intestinal microbiota of patients and controls. For the genetic study, in our cohort, the presence of the GLP1R A316T mutation increased the risk of developing the disease by 3.4-fold. At the cellular level, osteoblasts derived from patients with AIS showed lower gene and protein expression of dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) than controls. Furthermore, treatments with metabolic effectors did not regulate DPP-4 expression in the same way in osteoblasts from subjects with AIS as in controls. The clinical pilot study showed that AIS patients had higher mean adiponectin levels than controls, and a lower leptin/adiponectin ratio. In addition, participants with a Cobb angle greater than 25° had higher levels of resistin compared with controls. Study of the intestinal microbiota revealed trends such as lower alpha-diversity and relative abundance of Lachnospira and Bacteroides, and greater relative abundance of Blautia in the AIS group. In conclusion, the results of our genetic, cellular, and clinical studies support the presence of alterations in energy metabolism in AIS. Possible mechanisms may include mutation of a gene involved in energy metabolism, different regulation of adipokines and incretins, different responses to metabolic effectors, and alteration of the gut microbiota and its metabolites.