Reliability measure of the rib cage deformity by a postural assessment software in patients with adolescent idiopathic scoliosis / Medida da Confiabilidade da Deformidade da Caixa Torácica por um Software de Avaliação Postural em Pacientes com Escoliose Idiopática do Adolescente

Abstract Adolescent idiopathic scoliosis (AIS) is a three-dimensional deformity of the spine that generates changes in the biomechanics of the rib cage. Digital photogrammetry enables the recording of subtle changes and the interrelationship between parts of the human body that are difficult to measure by other means. The aim of this study was to create angles and thoracic distances and to evaluate the interobserver and intraobserver reliability of these measurements using the Software de Avaliação Postural (SAPO) in patients with AIS. This cross-sectional study evaluated 30 individuals aged between 11 and 18 years with AIS. We used SAPO with the thoracic markers in the form of angles (A) and distances (D) with involves structures like acromion, manubrium, xiphoid process, lower angle of the scapula, last false rib, anterior iliac spine process. Two experienced observers (A and B) analyzed the photos and all followed the same routine of analysis. Intraobserver and interobserver reproducibility was assessed by the Bland-Altman plot and intraclass correlation coefficient (ICC), while intraobserver and interobserver reliability was assessed by the T-Test and Wilcoxon's Test. A high repeatability index was obtained among the evaluations, with twelve of the sixteen variables considered as reliable in all statistical tests. The interobserver analyzes presented excellent correlation coefficients (ICC), showing good reliability for six of the sixteen variables proposed. The SAPO method presented good reproducibility and reliability for most of the thoracic markers created, showing that photogrammetry may be a complementary tool in the evaluation of thoracic alterations in patients with AIS.

Resumo A escoliose idiopática do adolescente (EIA) é uma deformidade tridimensional da coluna que gera alterações na biomecânica da caixa torácica. A fotogrametria digital permite o registro de mudanças sutis e a inter-relação entre partes do corpo humano que são difíceis de medir por outros meios. Objetivou-se criar ângulos e distâncias torácicas e avaliar a confiabilidade interobservador e intraobservador dessas medidas utilizando o Software de Avaliação Postural (SAPO) em pacientes com EIA. Este estudo transversal avaliou 30 indivíduos com idades entre 11 e 18 anos com EIA. Utilizamos o SAPO com os marcadores torácicos na forma de ângulos (A) e distâncias (D), envolvendo estruturas como: acrômio, manúbrio, processo xifóide, ângulo inferior da escápula, última costela falsa, processo da espinha ilíaca anterior. Dois observadores experientes (A e B) analisaram as fotos e todos seguiram a mesma rotina de análise. A reprodutibilidade intraobservador e interobservador foi avaliada pelo gráfico de Bland-Altman e coeficiente de correlação intraclasse (CCI), enquanto a confiabilidade intraobservador e interobservador foi avaliada pelo Teste T e Teste de Wilcoxon. Um alto índice de repetibilidade foi obtido entre as avaliações, com doze das dezesseis variáveis ​​consideradas confiáveis ​​em todos os testes estatísticos. As análises interobservadores apresentaram excelentes coeficientes de correlação (ICC), mostrando boa confiabilidade para seis das dezesseis variáveis ​​propostas. O método SAPO apresentou boa reprodutibilidade e confiabilidade para a maioria dos marcadores torácicos criados, mostrando que a fotogrametria pode ser uma ferramenta complementar na avaliação de alterações torácicas em pacientes com EIA.

Photogrammetry: a proposal of objective assessment of chest wall in adolescent idiopathic scoliosis / Fotogrametria: uma proposta de avaliação objetiva da caixa torácica na escoliose idiopática do adolescente

ABSTRACT Objective: To evaluate the chest wall shape in patients with adolescent idiopathic scoliosis (AIS) in comparison to healthy subjects and the association between the chest wall shape with the spine deformity and lung function in patients with AIS. Methods: This cross-sectional study enrolled 30 AIS patients and 20 healthy subjects aged 11-18 years old. The Cobb angle evaluation was performed in AIS patients. The chest wall shape was assessed by the photogrammetry method, using the Postural Assessment Software (PAS). We created thoracic markers shaped as angles (A) and distances (D), as follows: A2 (right acromion/xiphoid/left acromion), A4L (angle formed between the outer point of the smallest waist circumference and its upper and lower edges on the left side), A7 (angle formed by the intersection of the tangent segments of the upper and lower scapulae angles), D1R/D1L [distance between the xiphoid process and the last false rib on the right (R) and left (L) sides], and D3 (distance between xiphoid process and anterior superior iliac spine). Results: The thoracic markers A2 and A7 were significantly higher, while the A4L and D1R/D1L were significantly reduced in the AIS group compared to the control. Moderate correlations were found between: A2 and the main and proximal thoracic Cobb angles (r=0.50, r=0.47, respectively); D1R/D1L and the main thoracic Cobb angle (r=- 0.40); and the forced expiratory volume in the first second (FEV1) and D3R (r=0.47). Conclusions: The photogrammetry method was able to detect chest wall changes in AIS patients, besides presenting correlation between Cobb angles and lung function.

RESUMO Objetivo: Avaliar o formato da caixa torácica em pacientes com escoliose idiopática do adolescente (EIA), comparando-os com indivíduos saudáveis e analisar a associação do formato da caixa torácica com a deformidade da coluna vertebral e função pulmonar em pacientes com EIA. Métodos: Estudo transversal que avaliou 30 pacientes com EIA e 20 indivíduos saudáveis com idade entre 11 e 18 anos. O ângulo de Cobb foi avaliado em pacientes com EIA. O formato da caixa torácica foi analisado pelo método da fotogrametria, utilizando o Software para Avaliação Postural (SAPO). Foram criados marcadores torácicos descritos como ângulos (A)e distâncias (D): A2 (acrômio direito/processo xifoide/acrômio esquerdo), A4E (ângulo formado entre o ponto externo da menor circunferência da cintura e suas bordas superior e inferior do lado esquerdo), A7 (ângulo formado pela interseção das retas tangentes aos ângulos superior e inferior das escápulas), D1D/D1E [distância entre o processo xifoide e a última costela falsa nos lados direito (D) e esquerdo (E)] e D3 (distância entre o processo xifoide e a espinha ilíaca anterossuperior). Resultados: Os marcadores torácicos A2 e A7 foram significativamente maiores, enquanto o A4E e o D1D/D1E foram significativamente menores no grupo EIA em relação ao controle. Foram encontradas correlações moderadas entre: A2 e os ângulos de Cobb torácico principal e proximal (r=0,50 e r=0,47, respectivamente); D1D/D1E e o ângulo de Cobb torácico principal (r=-0,40); e o volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1) e D3D (r=0,47). Conclusões: O método da fotogrametria detectou alterações na caixa torácica de pacientes com EIA, além de apresentar correlações significativas entre os ângulos de Cobb e a função pulmonar.

Functional exercise capacity, lung function and chest wall deformity in patients with adolescent idiopathic scoliosis / Capacidade funcional de exercício, função pulmonar e geometria da caixa torácica em pacientes com escoliose idiopática do adolescente

AbstractIntroduction The adolescent idiopathic scoliosis (AIS) causes changes on the compliance of the chest. These changes may be associated with impaired lung function and reduced functional exercise capacity of these adolescents. We aimed to evaluate the correlation between functional exercise capacity, lung function and geometry of the chest at different stages of AIS.Materials and methods The study was carried out in a cross-sectional design which were evaluated 27 AIS patients at different stages of the disease. For chest wall evaluation, were created geometry angles/distances (A/D), which were quantified by Software Postural Assessment. The functional exercise capacity was assessed by a portable gas analyzer during the incremental shuttle walk test (ISWT). Besides that, manovacuometry and spirometry were also performed.Results Linear regressions showed that oxygen uptake (peak VO2) was correlated with distance travelled in the ISWT (R2 = 0.52), maximal respiratory pressures, cough peak flow (R2 = 0.59) and some thoracic deformity markers (D1, D2 and A6).Discussion We observed that the chest wall alterations, lung function and respiratory muscle strength are related to the functional exercise capacity and may impair the physical activity performance in AIS patients.Final considerations There is correlation between functional exercise capacity, lung function and geometry of the chest in AIS patients. Our results point to the possible impact of the AIS in the physical activities of these adolescents. Therefore, efforts to prevent the disease progression are extremely important.

ResumoIntrodução A escoliose idiopática do adolescente (EIA) provoca alterações na conformidade da caixa torácica. Essas alterações podem estar associadas ao prejuízo da função pulmonar e à redução da capacidade funcional de exercício desses adolescentes.Materiais e métodos O estudo foi realizado em delineamento transversal no qual foram avaliadas a correlação entre a capacidade funcional de exercício, função pulmonar e a geometria da caixa torácica de 27 pacientes em diferentes estágios da EIA. Para avaliação da geometria torácica foram criados ângulos/distâncias (A/D) que foram quantificados pelo Software de Avaliação Postural. Foram realizadas manovacuometria, espirometria e a capacidade funcional de exercício foi avaliada por meio de um analisador de gases portátil durante o incremental shuttle walk test (ISWT).Resultados As regressões lineares mostraram que o consumo de oxigênio se correlacionou com a distância caminhada no ISWT (R2 = 0,52), as pressões respiratórias máximas, o pico de fluxo de tosse (R2 = 0,59) e alguns marcadores de deformidade torácica (D1, D2 e A6).Discussão Observamos que a alteração da geometria da caixa torácica, a função pulmonar e a força dos músculos respiratórios estão associadas à capacidade funcional de exercício e podem prejudicar o desempenho das atividades físicas dos pacientes com EIA.Considerações finais Existe correlação entre a capacidade funcional de exercício, função pulmonar e a geometria da caixa torácica em pacientes com EIA. Nossos resultados apontam o possível impacto da EIA nas atividades físicas desses adolescentes.