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1 ARTIGO ORIGINAL / ORIGINAL ARTICLE 247 Avaliação tomográfica do fragmento retropulsado nas fraturas toracolombares tipo explosão Tomographic analysis of retropulsed fragment in thoracolumbar burst fractures Osmar Avanzi 1 Lin Yu Chih 2 Robert Meves 3 Maria Fernanda Silber Caffaro 4 Marcelo Toshio Miura 5 RESUMO Objetivo: avaliar o fragmento retropulsado nas fraturas toracolombares tipo explosão, quanto ao comprometimento do canal vertebral, deslocamento, forma, origem e grau de rotação. Métodos: estudo retrospectivo avaliando 138 imagens tomográficas de pacientes com fratura da coluna vertebral tipo explosão nas regiões torácica, toracolombar e lombar com cortes axiais de três a cinco milímetros de espessura, orientados, perpendicularmente, ao eixo longitudinal do canal vertebral da vértebra fraturada e de seus níveis adjacentes. A carga axial em compressão compreende o mecanismo mais descrito da fratura toracolombar tipo explosão, caracterizada pelo acometimento da coluna anterior e média de um segmento vertebral, podendo também lesar a coluna posterior. Estas fraturas apresentam um fragmento ABSTRACT Objective: the axial load in compression comprehends the most described mechanism thoracolumbar burst fractures, characterized by commitment of the anterior column previous and average of a vertebral segment, also being able to injure the posterior column. These fractures present fragments from the vertebral body stop inside of the vertebral canal, that can compress neural structures and some of its characteristics directly influence the difficulty found for orthopedic surgeon in the reduction during surgery. Methods: a study, using tomographic images, with axial and sagital cuts, of 138 patients with thoracolumbar burst fractures, in wich were characterize the retropulsed fragment inside the spinal canal. It was conduzed the origin, form, displacement and degree of rotation. Results: Trabalho realizado pelo Grupo da Coluna do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo - DOT FCMSCSP - Serviço do Prof. Dr. Osmar Pedro Arbix de Camargo São Paulo (SP), Brasil. 1 Professor Adjunto da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo e Chefe do Grupo da Coluna do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo DOT FCMSCSP São Paulo (SP), Brasil. 2 Médico Assistente do Grupo da Coluna do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo - DOT FCMSCSP São Paulo (SP), Brasil. 3 Professor Instrutor e Médico Assistente do Grupo da Coluna do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo - DOT FCMSCSP São Paulo (SP), Brasil. 4 Médica Assistente do Grupo da Coluna do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo - DOT FCMSCSP São Paulo (SP), Brasil. 5 Médico Estagiário do Grupo da Coluna do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo - DOT FCMSCSP São Paulo (SP), Brasil. Recebido: 02/04/ Aprovado: 08/02/2006 COLUNA/COLUMNA.

2 248 Avanzi O, Chih LY, Meves R, Silber MFC, Miura MT ósseo retropulsado para dentro do canal vertebral, que pode comprimir estruturas neurais e algumas de suas características influenciam diretamente a dificuldade encontrada pelo cirurgião ortopédico na redução intra-operatória. Resultados: neste estudo, com a utilização de imagens tomográficas com cortes axiais e sagitais de 138 portadores de fratura toracolombar tipo explosão, caracterizamos o fragmento quanto ao comprometimento do canal vertebral, localização, forma, deslocamento e grau de rotação. Conclusão: na maior parte das vezes, o fragmento possui forma triangular, com originando-se da região póstero-superior do corpo vertebral e deslocando-se cranialmente. A rotação dificilmente ultrapassa 60º. DESCRITORES: Traumatismos da coluna vertebral; Tomografia computadorizada por raios X; Vértebras torácicas/lesões; Vértebras lombares/lesões in the majority of the cases, the fragment has a triangular form, it originates of the posterior - superior region from vertebral body and it dislocates superiorly. Conclusion: the rotation of the retropulsed fragment hardly exceeds 60º. KEYWORDS: Spinal injuries; Tomography, X ray computed; Thoracic vertebrae/injuries; Lumbar vertebrae/injuries INTRODUÇÃO A fratura explosão da coluna toracolombar geralmente ocorre em jovens e é definida como uma falha da coluna anterior e média de um segmento vertebral, devido a uma compressão axial, geralmente associada com mecanismo de flexão 1-4 Em 1963, Sir Frank. Holdsworth realizou a classificação radiográfica da fratura toracolombar e apontou um tipo de fratura associada a uma força em compressão axial, resultando em uma explosão da vértebra 5. Denis, em 1983, publicou a teoria das três colunas, na qual a coluna anterior compreendia o ligamento longitudinal anterior e a metade anterior do corpo vertebral e do anel fibroso do disco intervertebral; a coluna média era representada pelo ligamento longitudinal posterior e metade posterior do corpo vertebral e do anel fibroso do disco intervertebral; já a coluna posterior, pelas articulações dos processos articulares, o processo espinhoso e pelos ligamentos posteriores da coluna vertebral. A fratura tipo explosão após compressão axial apresentava caracteristicamente um comprometimento da coluna anterior e média 6. Em 1983, McAfee et al., demonstraram a importância da tomografia axial computadorizada para documentar lesões do arco posterior vertebral e classificaram a fratura explosão em estável e instável, de acordo com o acometimento da coluna posterior. Se a coluna posterior for lesada, a fratura é potencialmente instável e mais grave do ponto de vista biomecânico 7. Com o advento das imagens tomográficas, verificou-se considerável cominuição do corpo vertebral associada a um comprometimento do canal vertebral por fragmentos ósseos. A retropulsão de um ou mais fragmentos ósseos da região posterior do corpo vertebral, para dentro do canal vertebral é característica das fraturas toracolombares tipo explosão. Em 1994, Magerl et al., publicaram a classificação que atualmente é preconizada pela AO (Arbeitsgemainchaft fur Osteosynthesefragen) para as fraturas da coluna vertebral. Nesta classificação, as lesões vertebrais estão hierarquicamente agrupadas de acordo com a gravidade, que progride do tipo A ao tipo C e similarmente dentro de cada tipo, grupo e subgrupo 8. Três diferentes mecanismos podem ser identificados como denominadores comuns dos tipos: força compressiva, que causa lesões por compressão e explosão (Tipo A); força tênsil, que causa lesões com rupturas transversas (Tipo B) e torque axial, que causa lesões rotacionais (Tipo C) 8-9. Segundo esta classificação, a intervenção cirúrgica nestas fraturas seria indicada para pacientes com déficit neurológico ou que radiograficamente apresentassem mais de 50% de perda da altura anterior do corpo vertebral e significativa cifose regional ou encunhamento do corpo maior que 30º na junção toracolombar ou maior que 10º na coluna lombar 9. O objetivo da cirurgia seria realizar a descompressão neural e a estabilização da coluna vertebral. Todavia, alguns pacientes sem alteração neurológica e que não apresentam estas características radiográficas têm criado controvérsias. Nestes casos, a decisão de intervir cirurgicamente tornou-se discutível e muitas vezes influenciada pelo importante fragmento ósseo que compromete o canal vertebral. O comprometimento do canal vertebral pelo fragmento ósseo retropulsado é freqüentemente descrito na literatura 10-11, porém há outras características deste fragmento que não têm sido enfatizados e podem influenciar tanto na decisão cirúrgica quanto na técnica utilizada para redução intra operatória da fratura 12. Neste estudo, o objetivo foi avaliar o fragmento retropulsado nas fraturas toracolombares tipo explosão, quanto ao comprometimento do canal vertebral, deslocamento, forma, origem e grau de rotação. MÉTODOS Este estudo retrospectivo foi submetido e aprovado pelo Cômite de Ética em Pesquisa da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo. Foram avaliados 138 imagens tomográficas de pacientes com fratura da coluna vertebral tipo explosão nas regiões torácica, toracolombar e

3 Avaliação tomográfica do fragmento retropulsado nas fraturas toracolombares tipo explosão 249 lombar, atendidos no Grupo da Coluna do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo, no período de janeiro de 1983 a outubro de Todos os pacientes estavam documentados com filmes de tomografia axial computadorizada de aparelhos Tomoscan Philips (300, 350, CX/Q, AV, EG), interessando tecido ósseo com janela média de largura de 2000 a 3200 unidades de Hounsfield 13 e nível de janela média de 200 a 300 unidades de Hounsfield com cortes axiais de 3 a 5 milímetros de espessura, orientados perpendicularmente ao eixo longitudinal do canal vertebral da vértebra fraturada e de seus níveis adjacentes. Para avaliação sagital do fragmento ósseo foi realizado cortes de 3 a 5 milímetros de espessura. Os principais critérios de exclusão foram: ausência de exames tomográficos no prontuário, fratura de vértebras em mais de um nível, ferimento por arma de fogo e fratura patológica. Para avaliar o deslocamento caudal ou cranial e o grau de rotação do fragmento ósseo retropulsado, foram excluídas as imagens que possuíam apenas cortes axiais. RESULTADOS Das 138 imagens tomográficas analisadas 100 (72,5%) eram de pacientes do sexo masculino e 38 (27,5%) feminino. A idade variou entre 12 e 96 anos e a média foi de 36,5 anos. A queda de altura foi o mecanismo traumático mais registrado, seguido pelo de acidente de trânsito (Tabela 1). O nível de lesão mais freqüente foi L1, totalizando 57 (41,3%) de todas as fraturas (Tabela 2). Para classificar as fraturas utilizamos o método AO proposto por Magerl e colaboradores 8. As 138 fraturas dos pacientes incluídos foram classificadas como lesões do tipo A. Foram documentados 55 (39,9%) lesões Tipo A3.1, 43 (31,1%) A3.2 e 40 (29,0%) A3.3. O quadro neurológico foi determinado na admissão hospitalar do paciente, conforme a escala proposta por Frankel et al em (Quadro 1). O comprometimento do canal vertebral foi aferido nos cortes tomográficos axiais com régua transparente graduada em milímetros e baseado no diâmetro sagital médio. O diâmetro do canal vertebral normal, antes do trauma, foi estimado pela média dos valores encontrados no correspondente anatômico das vértebras adjacentes ao local fraturado (Figura 1). Conforme o método descrito por Guerra et al., em 1984, as demais características do fragmento tais como, forma, origem, deslocamento e rotação, foram identificadas e descritas com os cortes tomográficos sagitais. O deslocamento também foi aferido em milímetros através de régua. A mensuração em graus da rotação do fragmento foi realizada considerando-se a cortical superior do corpo vertebral e dividida em quatro grupos 12 (Figura 2 e Tabela 3). O quadro neurológico dos 138 pacientes admitidos no hospital foi: quatro (2,9%) Frankel A, dois (1,4%) Frankel B, oito (5,8%) Frankel C, 10 (7,2%) Frankel D e 114 (82,6%) Frankel E (Tabela 4). A média de estreitamento do canal vertebral foi de 36,84%, variando de 5% a 100%. Todos os 138 cortes tomográficos sagitais avaliados demonstraram o fragmento retropulsado de forma triangular originado na da região póstero superior do corpo vertebral. O deslocamento ocorreu no plano sagital em 117 (84,8%) das fraturas estudadas, variando de um a oito milímetros, a maioria em sentido cranial. Quanto a rotação do fragmento ósseo, a média foi de 18,71º, variando de 0º a 145º, todos para anterior. Tivemos a grande maioria no grupo A, com 131 casos (94,9%); nos grupos B e C, apenas sete pacientes, sendo que nenhum deles (grupos A, B e C ) apresentou rotação do fragmento retropulsado maior que 150º (Tabela 5). TABELA 1 Distribuição dos pacientes em relação ao mecanismo do trauma Trauma Freqüência Porcentagem Queda de altura ,8% Acidente automobilístico 14 10,1% Acidente motociclístico 6 4,3% Soterramento 3 2,2% Atropelamento 9 6,5% Total ,0% QUADRO 1 Escala de Frankel et al. (1969) Frankel Déficit neurológico A Paralisia sensitiva e motora completa abaixo da lesão B Paralisia motora completa, porém com alguma sensibilidade residual C Sensibilidade presente com função motora residual, não útil para o paciente D Sensibilidade e função motora presentes, porém abaixo do normal E Sem alteração neurológica Traduzido de: Frankel et al 14 TABELA 2 Freqüência dos pacientes em relação ao nível da fratura Nível Freqüência Porcentagem T7 1 0,7% T9 1 0,7% T10 1 0,7% T11 1 0,7% T ,5% L ,3% L ,5% L ,1% L4 9 6,5% L5 3 2,2% Total ,0%

4 250 Avanzi O, Chih LY, Meves R, Silber MFC, Miura MT Figura 1 Método de aferição do comprometimento do canal vertebral X Y Z X = diâmetro da vértebra superior; Y = diâmetro da vértebra fraturada; Z = diâmetro da vértebra inferior Comprometimento (%) = {1 - {Y / [(X+Z) / 2]}} x 100 Figura 2 Método de mensuração da rotação do fragmento retropulsado. Fratura tipo explosão com 45º de rotação do fragmento ósseo TABELA 3 Divisão em grupos quanto ao grau de rotação Grupo Grau A 0º - 60º B 60º - 90º C 90º - 150º D >150º Fonte: Serviço de Arquivo Médico da ISCMSP SAME TABELA 4 Freqüência dos pacientes em relação à escala de Frankel Frankel Freqüência Porcentagem A 4 2,9% B 2 1,4% C 8 5,8% D 10 7,2% E ,6% Total ,0% TABELA 5 Freqüência dos pacientes quanto ao grau de rotação Grupo Freqüência Porcentagem A ,9% B 2 1,4% C 5 3,6% D 0 0% DISCUSSÃO De acordo com a literatura, as fraturas da coluna vertebral ocorrem predominantemente na transição toracolombar e as fraturas tipo explosão representam 20% das fraturas nesta região 15, Os indivíduos do sexo masculino, com idade variando entre 35 e 45 anos são os mais acometidos e o mecanismo de trauma mais comum é a queda de altura 5,6,7. Neste estudo, foram registrados 41,3% das fraturas na vértebra L1, sendo a maioria dos pacientes (72,5%) do sexo masculino com idade média de 36,5 anos e o mecanismo de trauma predominante foi a queda de altura (76,8%). Descrito por alguns autores, a tomografia axial computadorizada tornou-se um importante exame na avaliação das fraturas toracolombares tipo explosão 7,19. Durante o trauma, um ou mais fragmentos do corpo vertebral retropulsam para o interior do canal vertebral e algumas características no plano sagital, como movimento cranial ou caudal e a rotação do fragmento, que não têm sido enfatizados na literatura, influenciam diretamente o grau de dificuldade encontrado pelo cirurgião ortopédico durante a redução intra-operatória da fratura 12. Jelsma et al., em 1982, publicaram um estudo de 40 pacientes com fratura toracolombar tipo explosão, com o objetivo de investigar as causas de compressão nervosa. Encontraram um fragmento ósseo protruindo para o interior do canal vertebral, originado no canto póstero-superior do corpo vertebral entre os pedículos. Relataram um formato

5 Avaliação tomográfica do fragmento retropulsado nas fraturas toracolombares tipo explosão 251 triangular, sendo constituído pela porção posterior da cortical superior da placa terminal com a cortical óssea da face voltada para o canal vertebral. Também documentaram que o traço de fratura conecta estas duas superfícies corticais 20. Guerra et al., em 1984, documentaram tomograficamente dez casos de fraturas toracolombares tipo explosão com fragmento ósseo retropulsado. Todos os fragmentos surgiram da margem póstero-superior do corpo vertebral e 30% migraram três a oito milímetros em direção cranial ou caudal e tiveram rotação anterior de 30º a 150º 12. Entretanto, Defino, em 2004, afirmou que os fragmentos da parede posterior estão desviados para o interior do canal vertebral, mas não apresentam desvio cranial ou rotação, embora não tenha mencionado o estudo destes pormenores 21.Em nosso trabalho, a origem de todos os fragmentos foi semelhante aos achados de Guerra et al. O deslocamento variou de um a oito milímetros, porém a maioria em sentido cranial e a rotação raramente ultrapassaram 60º para anterior. O deslocamento foi descrito por Guerra et al. em cranial ou caudal, associado com rotação anterior do fragmento 12. No mecanismo de trauma axial associado com algum grau de flexão, o ligamento longitudinal posterior pode estar lesado na região fraturada acima do forame vertebral e permanecer aderido à borda posterior do corpo vertebral, resultando em rotação anterior do fragmento e deslocamento em sentido cranial (Figura 3). Não há relatos na literatura sobre outro tipo de rotação e a descrição acima não explica o deslocamento do fragmento ósseo retropulsado em sentido caudal. Apesar de Guerra et al. terem descrito, em nossos casos não tivemos fraturas que demonstrassem esta situação. A descompressão medular por ligamentotaxia é muito utilizada no tratamento das fraturas toracolombares tipo explosão 22. Esta técnica cirúrgica depende principalmente da integridade do ligamento longitudinal posterior, o qual, de acordo com as descrições de Guerra et al, está rompido na presença de rotação e deslocamento cranial do fragmento ósseo. Portanto, com estas considerações fica a dúvida: se a técnica de ligamentotaxia é eficiente apenas nas fraturas em que não há rotação do fragmento ou alguns casos com rotação de baixo grau não têm lesão do ligamento longitudinal posterior. O fragmento rodado para anterior implica que a camada cartilaginosa da placa terminal, inicialmente de orientação cefálica, passa a ser voltada para anterior. Quando há um componente rotacional menor ou igual a 90º, o fragmento retropulsado tem a cortical posterior voltada para superior e a face cartilaginosa para anterior 12. Segundo Defino descreve, há apenas uma situação em que o fragmento retropulsado apresenta na tomografia aspecto denso e liso de seu bordo posterior, enquanto que o bordo anterior é ligeiramente apagado 21. Se a rotação for pequena ou não houver, o fragmento apenas retropulsar, teremos a imagem citada, osso denso ao Trauma axial Ligamento longitudinal anterior Ligamento Longitudinal Posterior Cortical Posterior do Fragmento Ósseo Retropulsado Fonte: Guerra J Jr, Garfin SR, Resnick D. Vertebral burst fractures: CT analysis of the retropulsed fragment. Radiology. 1984; 153(3): Figura 3 Influência do ligamento longitudinal posterior no deslocamento e rotação do fragmento retropulsado

6 252 Avanzi O, Chih LY, Meves R, Silber MFC, Miura MT longo do aspecto posterior. Porém, se a rotação for maior até 180º, a tomografia axial computadorizada revelará outra imagem, osso cortical denso no aspecto anterior e falta desta densidade no aspecto posterior do fragmento 12. Todas as imagens tomográficas documentadas neste estudo demonstraram osso denso na região posterior do fragmento (Figura 4). A explicação pode estar no grau de rotação encontrado na maioria das fraturas avaliadas, nas quais raramente ultrapassou 60. CONCLUSÕES O fragmento ósseo retropulsado nas fraturas toracolombares tipo explosão tem formato triangular, origina-se na região póstero-superior do corpo vertebral e desloca-se na maioria das vezes cranialmente entre os pedículos, variando de um a oito milímetros. O grau de rotação do fragmento ósseo raramente ultrapassa valores acima de 60. Fonte: Serviço de Arquivo Médico da ISCMSP SAME Osso denso no aspecto posterior do fragmento ósseo Figura 4 Corte tomográfico axial demonstrando osso denso no aspecto posterior do fragmento ósseo REFERÊNCIAS 1. Aydinli U, Karaeminogullari O, Tiskaya K, Ozturk C. Dural tears in lumbar burst fractures with greenstick lamina fractures. Spine. 2001; 26(18):E Dai LY. Remodeling of the spinal canal after thoracolumbar burst fractures. Clin Orthop Relat Res. 2001; (382): Limb D, Shaw DL, Dickson RA. Neurological injury in the thoracolumbar burst fractures. J Bone Joint Surg Br. 1995; 77(5): Tropiano P, Huang RC, Louis CA, Poitout DG, Louis RP. Functional and radiographic outcome of thoracolumbar and lumbar burst fractures managed by closed orthopaedic reduction and casting. Spine. 2003; 28(21): Holdsworth FW. Fractures, dislocations and fractures-dislocations of the spine. J Bone Joint Surg Br. 1963; 45: Denis F. The three column spine and its significance in the classification of acute thoracolumbar spinal injuries. Spine. 1983; 8(8): McAfee PC, Yuan HA, Fredrickson BE, Lubicky JP. The value of computed tomography in thoracolumbar fractures. An analysis of one hundred consecutive cases and a new classification. J Bone Joint Surg Am. 1983; 65(4): Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD, Harms J, Nazarian S. A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries. Eur Spine J. 1994; 3(4): Murphy WM, Leu D. Classificação de fraturas: significado biológico. In: Ruedi TP, Murphy WM, editors. Princípios AO do tratamento de fraturas. São Paulo: Artmed; p Meves R. Correlação entre quadro neurológico e comprometimento do canal vertebral nas fraturas da coluna vertebral toracolombar [tese ]. São Paulo: Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo; Tisot RA. Fratura da coluna vertebral tipo explosão na área da cauda eqüina: correlação entre função neurológica e alterações estruturais no canal vertebral [tese]. São Paulo: Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo; Guerra J Jr, Garfin SR, Resnick D. Vertebral burst fractures: CT analysis of the retropulsed fragment. Radiology. 1984; 153(3): Hounsfield GN. Computerized transverse axial scanning (tomography). 1. Description of system. Br J Radiol. 1973; 46(552): Frankel HL, Hancock DO, Hyslop G, Melzak J, Michaelis LS, Ungar GH, et al. The value of postural reduction in the initial management of closed injuries of the spine with paraplegia and tetraplegia. I. Paraplegia. 1969; 7(3): Mumford J, Weinstein JN, Spratt KF, Goel VK. Thoracolumbar burst fractures. The clinical efficacy and outcome of nonoperative management. Spine. 1993; 18(8): Trafton PG, Boyd CA Jr. Computed tomography of thoracic and lumbar spine injuries. J Trauma. 1984; 24(6): Vaccaro AR, Nachwalter RS, Klein GR, Sewards JM, Albert TJ, Garfin SR. The significance of thoracolumbar spinal canal size in spinal cord injury patients. Spine. 2001; 26(4): Wilcox RK, Boerger TO, Allen DJ, Barton DC, Limb D, Dickson RA, Hall RM. A dynamic study of thoracolumbar burst fractures. J Bone Joint Surg Am. 2003; 85-A(11): Colley DP, Dunsker SB. Traumatic narrowing of the dorsolumbar spinal canal demonstrated by computed tomography. Radiology. 1978; 129(1): Jelsma RK, Kirsch PT, Rice JF, Jelsma LF. The radiographic description of thoracolumbar fractures. Surg Neurol. 1982; 18(4): Defino HLA. Classificação das fraturas da coluna torácica e lombar. Coluna. 2002; 1(1): Kim NH, Lee HM, Chum IM. Neurologic injury and recovery in patients with burst fracture of the thoracolumbar spine. Spine. 1999; 24(3):290-3; discussion 294. Correspondência Osmar Avanzi Departamento de Ortopedia e Traumatologia Rua Cesário Motta Júnior, 112 São Paulo, SP, Brasil CEP: (55) , ramal coluna@santacasasp.org.br