RESUMO Objetivo: caracterizar as dimensões lineares e angulares do pedículo de C7 para determinar os parâmetros de segurança

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1 Artigo original / original article Morfometria dos pedículos de C7 avaliados por tomografia computadorizada axial Morphometric evaluation of C7 pedicles by axial computed tomography Morfometría de los pedículos de C7 evaluados por tomografía computarizada axial William Gemio Jacobsen Teixeira 1 Henrique Mennucci de Haidar Jorge 1 Thiago Pasqualin 2 Alexandre Sadao Iutaka 3 Marcelo Bordalo Rodrigues 4 Reginaldo Perilo Oliveira 5 Tarcísio Eloy Pessoa de Barros Filho 6 RESUMO Objetivo: caracterizar as dimensões lineares e angulares do pedículo de C7 para determinar os parâmetros de segurança e melhorar o planejamento do procedimento cirúrgico. Métodos: foram avaliadas 100 tomografias computadorizadas cervicais consecutivas, com cortes axiais que demonstravam as maiores dimensões do pedículo de C7. Foram excluídos os pacientes com anormalidades anatômicas cervicais ou idade inferior à 18 anos. As medições realizadas foram as seguintes: diâmetro interno do pedículo (DIP), espessura da cortical interna (ECI) e espessura da cortical externa (ECE), diâmetro externo do pedículo (DEP), angulação do pedículo (APED) no plano axial e angulações mínima ABSTRACT Objective: to evaluate the linear and angular measurements of the C7 pedicle in order to determine the safety parameters and improve surgical planning. Methods: onehundred consecutive cervical computed tomographies were evaluated. Axial tomographic images that showed the largest dimensions of C7 pedicle were utilized for this study. Patients that had cervical abnormalities and those below 18 years of age were excluded. The inner pedicle width (DIP), the internal cortical thickness (ECI), the outer cortical thickness (ECE), the external pedicle width (DEP), the pedicle angulation (APED) and the minimal (AMIN) and maximal (AMAX) acceptable angulation RESUMEN Objetivo: Caracterizar las dimensiones lineares y angulares del pedículo de C7 para determinar los parámetros de seguridad y mejorar el planeamiento del procedimiento quirúrgico. Métodos: fueron evaluadas 100 tomografías computarizadas cervicales consecutivas. Fueron utilizados los cortes axiales que demostraron las mayores dimensiones del pedículo de C7. Fueron excluidos los pacientes con anormalidades anatómicas cervicales o edad inferior a los 18 años. Fueron medidos el parámetro interno del pedículo (DIP), el espesor de la cortical interna (ECI) y el espesor de la cortical externa (ECE), el diámetro externo del pedículo (DEP), la angulación del pedículo (APED) en el plano axial y las Trabalho realizado no Grupo de Coluna do Instituto de Ortopedia e Traumatologia (IOT) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo USP São Paulo (SP), Brasil. 1 Residente do Grupo de Coluna Instituto de Ortopedia e Traumatologia (IOT) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo USP São Paulo (SP), Brasil. 2 Residente do Instituto de Ortopedia e Traumatologia (IOT) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo USP São Paulo (SP), Brasil. 3 Médico Assistente do Grupo de Coluna do Instituto de Ortopedia e Traumatologia (IOT) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo USP São Paulo (SP), Brasil. 4 Diretor do Serviço de Radiologia do Instituto de Ortopedia e Traumatologia (IOT) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo USP São Paulo (SP), Brasil. 5 Chefe do Grupo de Coluna do Instituto de Ortopedia e Traumatologia (IOT) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo USP São Paulo (SP), Brasil. 6 Professor Titular do Instituto de Ortopedia e Traumatologia (IOT) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo USP São Paulo (SP), Brasil. Recebido: 19/6/2008 Aprovado: 28/8/2008 COLUNA/COLUMNA. 2008;7(3):

2 186 Teixeira WGJ, Jorge HMH, Pasqualin T, Iutaka AS, Rodrigues MB, Oliveira RP, Filho TEPB (AMIN) e máxima (AMAX) aceitáveis para a passagem de um parafuso de 3,5 mm de diâmetro. Resultados: a média de idade dos pacientes era de 52,99 anos, sendo 64 do sexo masculino e 36 do sexo feminino. A DEP média foi de 6,2 mm (4-8,3 mm), sendo maior em pacientes do sexo masculino. A DIP média foi de 4,01 mm (1,8-6 mm), sendo maior nos pacientes do sexo masculino. A ECI média foi de 1,32 mm (0,7-1,9 mm), sendo superior à ECE média, correspondendo a 0,87 mm (0,4-1,6 mm). A APED média foi de 41,21º (24º-57,7º). A AMAX média foi de 59,71º (43,7-78,4º) e a AMIN média de 18,53º (3,3-35º). Conclusões: a fixação transpedicular em C7 poderia ser realizada em todos os pacientes estudados. A ampla variação das medidas lineares e angulares reforça a necessidade da avaliação tomográfica pré-operatória dos casos que envolvem a fixação transpedicular de C7. DESCRITORES: Coluna vertebral/ anatomia & histologia; Tomografia computadorizada por raios-x; Fusão vertebral; Procedimentos ortopédicos/ métodos for a 3.5 mm diameter screw placement were measured. Results: the mean age was years. Sixty-four patients were male and 36 female. The mean DEP was 6.2 mm (4-8.3 mm) and it was greater in males. The mean DIP was 4.01 mm (1.8-6 mm) and it was greater in males. The mean ECI was 1.32 mm ( mm) and it was greater than the mean ECE, which was 0.87 mm ( mm). The mean APED was 41.21º (24º-57.7º). The mean AMAX was 59.71º ( º) and the mean AMIN was 18.53º (3.3-35º). Conclusion: transpedicular screw placement in C7 pedicle could be done in all studied patients. The wide variability of linear and angular measurements reinforces the need of preoperative computed tomographic evaluation of all patients that will be submitted to a transpedicular C7 screw placement. KEYWORDS: Spine/anatomy & histology; Tomography, X-ray computed; Spinal fusion, Orthopedic procedures/ methods angulaciones mínima (AMIN) y máxima (AMAX) aceptables para la introducción de un tornillo de 3.5mm de diámetro. Resultados: el promedio de edad fue de años. Fueron 64 pacientes del sexo masculino y 36 del sexo femenino. El DEP promedio fue de 6.2 mm (4-8.3mm) y fue mayor en el sexo masculino. El DIP promedio fue de 4.01mm (1.8-6mm) y fue mayor en el sexo masculino. El ECI promedio fue de 1.32mm ( mm) y fue superior al promedio del ECE, que fue de 0.87mm ( mm). La APED promedio fue de 41.21(24º-57.7º). La AMAX promedio fue de 59.71º ( º) y la AMIN promedio de 18.53º (3.3-35º). Conclusiones: la fijación transpedicular en C7 podría ser realizada en todos los pacientes estudiados. La amplia variación de las medidas lineares y angulares refuerza la necesidad de la evaluación topográfica preoperatorio de los casos que involucran la fijación transpedicular de C7. DESCRIPTORES: Columna vertebral/anatomía & histología; Tomografía computadorizada por rayos X; Fusión vertebral; Procedimientos ortopédicos/ métodos INTRODUÇÃO Na região cervicotorácica há a transição entre a coluna cervical, que é relativamente móvel, com a coluna torácica, que é mais rígida. Esta característica faz com que haja maior estresse sobre os implantes de fixação comumente utilizados pela via posterior 1. Há diversas técnicas que possibilitam a fixação da transição cervicotorácica pela via posterior. Atualmente as mais empregadas são as que utilizam parafusos que podem ser fixados às massas laterais ou aos pedículos. Os parafusos de massa lateral são mais seguros e fáceis de serem implantados. Entretanto, a massa lateral de C7 freqüentemente é pouco espessa e não permite o uso de parafusos longos. Esta característica faz com que a resistência ao arrancamento do parafuso de massa lateral seja menor quando comparado aos parafusos transpediculares 2-3. Já a fixação transpedicular permite o uso de parafusos com comprimento maior, geralmente entre 25 mm a 30 mm. A síntese com parafusos transpediculares também é mais estável quando comparada à fixação nas massas laterais 2-4. O principal problema do uso dos parafusos transpediculares na região cervical está na dificuldade técnica para a inserção dos parafusos devido à dimensão dos pedículos e do risco de complicações graves como lesão das artérias vertebrais, da medula espinal e das raízes nervosas. O uso da radioscopia intra-operatória pode auxiliar na colocação do parafuso. Entrentanto, o posicionamento da radioscopia para obtenção de imagens adequadas é impossível alguns casos. As variações na situação anatômica, dimensões e morfologia do pedículo de C7 faz com que as técnicas cirúrgicas baseadas exclusivamente em reparos ósseos para o ponto de inserção do parafuso sejam potencialmente perigosas. O ponto de entrada pode ser identificado com maior segurança após a visibilização direta do pedículo pela da ressecção da porção inferior do processo articular inferior de C65. Mesmo sob visibilização direta, rupturas corticais foram identificadas em 8-13% dos pacientes 3-4. O objetivo deste trabalho é caracterizar as dimensões lineares e angulares do pedículo de C7 para determinar os parâmetros de segurança e melhorar o planejamento do procedimento cirúrgico. MÉTODOS Foram avaliadas 100 tomografias computadorizadas cervicais consecutivas de pacientes atendidos no Hospital das Clínicas da Universidade de São Paulo, a partir de janeiro de As imagens tomográficas escolhidas

3 Morfometria dos pedículos de C7 avaliados por tomografia computadorizada axial 187 para o estudo foram os cortes axiais que demonstravam as maiores dimensões do pedículo de C7 para cada lado. Para este estudo, foram excluídos os pacientes que apresentaram anormalidades anatômicas na coluna cervical, fratura no nível estudado ou idade inferior à 18 anos. O diâmetro interno do pedículo (DIP) foi medido em milímetros entre a cortical interna e externa do pedículo, na região de menor largura (Figura 1). A espessura da cortical interna (ECI) e espessura cortical externa (ECE) foi medida em milímetros, no mesmo ponto onde foi mensurada a DIP (Figura 2). O diâmetro externo do pedículo (DEP) foi calculado pela somatória da DIP, da ECI e da ECE. A angulação do pedículo (APED) foi medida no plano axial. Foram medidas as angulações mínima (AMIN) e máxima (AMAX) aceitáveis para a passagem de um parafuso teórico, de 3,5 mm de diâmetro, com relação à linha média (Figura 3). Foram calculadas as médias, desvio padrão e medianas das medidas lineares e angulares obtidas para todos os pacientes. Os resultados foram comparados após a estratificação dos pacientes por sexo e por faixa etária. Foram definidas duas faixas etárias: inferior a 65 anos e igual ou superior a 65 anos. RESULTADOS Foram estudados 200 pedículos de 100 tomografias computadorizadas da transição cervicotorácica em pacientes com média de idade de 52,99 (18 a 85) anos, sendo 64 (64%) deles do sexo masculino e 36 (36%) do sexo feminino. A média de idade dos pacientes do sexo masculino era de 54,61 anos e do sexo feminino de 50,11 anos, sem diferença estatística entre os grupos (p=0,07) (Tabela 1). A média do DEP na população estudada foi de 6,2 mm (4-8,3 mm). A média do DIP foi de 4,01 mm (1,8-6 mm). A média da ECI foi de 1,32 mm (0,7-1,9 mm) e da ECE de 0,87 mm (0,4-1,6 mm) (Tabela 2). Houve diferença estatisticamente significativa quando comparadas as medidas das ECI e ECE (Teste de Wilcoxon - p< 0,0001). Quanto à APED no plano axial, a média de angulação medial foi de 41,21º (24º-57,7º). A média da AMAX para a passagem de um parafuso de 3,5 mm foi de 59,71º (43,7-78,4º) e a média da AMIN foi de 18,53º (3,3-35º) (Tabela 2). A média do DEP (6,5 mm) e do DIP (4,25 mm) foi maior nos pacientes do sexo masculino quando comparada à média do DEP (3,55 mm) e do DIP (3,55) no sexo feminino, com diferença estatística com p < 0,0001. A APED não apresentou diferença estatística entre os sexos (p=0,2984), assim como a AMIN para passagem de um parafuso de 3,5 mm. A AMAX foi maior no sexo masculino (60,53º) em relação ao feminino (58,25º) (p=0,0111) (Tabela 3). Quanto à idade dos pacientes, 72 deles apresentavam menos de 65 anos e 28 tinham idade igual ou maior a 65 anos. Não houve diferença estatística com relação ao sexo Figura 1 Mensuração do diâmetro interno do pedículo (DIP) Figura 2 Local de mensuração da espessura da cortical interna (ECI) e da cortical externa (ECE) Figura 3 A linha vertical branca demonstra a identificação da linha média. Medida da angulação máxima (AMAX) e mínima (AMIN) com uma sobreposição de um retângulo de 3,5 mm de largura TABELA 1 Distribuição dos pacientes de acordo com o sexo e a idade Sexo Número Idade de pacientes Média (anos) (anos) Masculino 64 54,61 56 Feminino 36 50,11 51 Total ,99 54 TABELA 2 Valores dos parâmetros estudados Média (desvio-padrão) DEP 6,2 mm (0,81) 6,2 mm DIP 4,01 mm (0,82) 4 mm ECI 1,32 mm (0,21) ECE 0,87 mm (0,19) 0,8 mm APED 41,21º (5,81) 41,5º AMAX 59,71º (6,11) 59,85º AMIN 18,53º (7,07) 17,85º DEP - diâmetro externo do pedículo; DIP - Diâmetro interno do pedículo; ECI - espessura da cortical interna; ECE - espessura cortical externa; APED - angulação do pedículo; AMAX - angulação máxima; AMIN - angulação mínima COLUNA/COLUMNA. 2008;7(3):

4 188 Teixeira WGJ, Jorge HMH, Pasqualin T, Iutaka AS, Rodrigues MB, Oliveira RP, Filho TEPB entre os pacientes com idade inferior e igual ou maior a 65 anos. (p=0,0708) (Tabela 4). Com relação aos grupos de faixa etária inferior e igual ou maior a 65 anos, não houve diferença estatística quando comparados os DEP (p=0,9715), DIP (p=0,9933), ECI (p=0,4233), ECE (p=0,8902). Também não houve diferença estatística quando comparada a APED (p=0,9087) e a AMIN para passagem do parafuso de 3,5 mm (0,9087). Com relação à AMAX, foi maior nos pacientes com idade inferior a 65 anos (60,39º) quando comparado àqueles com idade igual ou maior a 65 anos (58,35º) (p=0,0111) (Tabela 5). TABELA 3 Distribuição por sexo das médias, desvio-padrão e medianas das medidas do DEP, do DIP, da ECI, da ECE, da APED, da AMAX e da AMIN Sexo masculino Sexo feminino Teste estatístico Valor-p Média (desvio- padrão) Média (desvio-padrão) DEP 6,5 mm (0,69) 6,4 mm 5,67 mm (0,73) 5,75 mm p<0,0001 DIP 4,3 mm (0,73) 4,25 mm 3,5 mm (0,72) 3,55 mm p<0,0001 ECI 1,31 mm (0,22) 1,33 mm (0,21) p=0,5291 ECE 0,88 mm (0,20) 0,9 mm 0,84 mm (0,17) 0,8 mm p=0,1923 APED 41,53º (5,89) 41,5 º 40,64 º (5,67) 41,55º p=0,2984 AMAX 60,53º (6,12) 60,2º 58,25 º (5,85) 58,75 º p=0,0111 AMIN 17,9º (7,03) 17,55º 19,67 º (7,04) 20,35 º p=0,0894 TABELA 4 Distribuição por sexo dos pacientes por faixa etária Idade < 65 anos Idade 65 anos Total Sexo masculino Sexo feminino Total Teste exato de Fisher. p=0,0708 TABELA 5 Distribuição por faixa etária das médias, desvio-padrão e medianas das medidas do DEP, do DIP, da ECI, da ECE, da APED, da AMAX e da AMIN DEP DIP ECI ECE APED AMAX AMIN Idade < 65 anos Média (desvio- padrão) 6,2 mm (0,78) 4,01 mm (0,83) 1,32 mm (0,22) 0,87 mm (0,18) 41,38º (5,74) 60,39º (6,12) 18,50º (7,11) 6,25 mm 4 mm 0,8 mm 41,5º 60,6 17,6º Idade >65 anos Média (desvio-padrão) 6,2 mm (0,88) 4,01 mm (0,80) 1,31 mm (0,20) 0,88 mm (0,22) 40,75º (6,02) 57,96º (5,77) 18,63º (7,04) 6,15 mm 4 mm 0,8 mm 41,55º 58,35º 18,9º Teste estatístico Valor-p p=0,9715 p=0,9933 P=0,4233 p=0,8982 p=0,9087 p=0,0111 p=0,9087 DISCUSSÃO A dimensão do pedículo, a espessura das corticais que compõe os seus limites e a sua angulação são relevantes para a segurança do uso dos parafusos transpediculares. A violação das corticais durante a inserção do parafuso pode colocar em risco as estruturas nobres como a medula espinal, a artéria vertebral e as raízes nervosas. Apesar dos riscos, a fixação transpedicular em C7 é anatomicamente possível na maior parte dos casos 4. Os pedículos de C7 apresentam dimensões maiores do que aqueles dos níveis mais craniais. Em C7, a artéria vertebral tem um trajeto por fora do forame transverso em 95% dos pacientes 6-7, tornando o procedimento mais seguro quanto ao risco de lesão arterial.

5 Morfometria dos pedículos de C7 avaliados por tomografia computadorizada axial 189 Sabe-se que há uma grande variabilidade na morfometria e orientação dos pedículos cervicais, o que dificulta o desenvolvimento de técnicas padrão para a localização do ponto de entrada e da angulação ideal para o parafuso 3,8. Seu estudo é importante para melhorar a segurança dos procedimentos cirúrgicos com fixação transpedicular. Na literatura, há estudos que descrevem a dimensão dos pedículos por meio de métodos de mensuração direta de peças anatômicas e métodos de imagem. Karaikovic et al. 9 compararam as medidas lineares de peças anatômicas por paquímetro e por tomografia computadorizada; obtiveram alta correlação entre as medidas, possibilitando assim a comparação de medidas obtidas por métodos diferentes. Em nosso estudo, encontramos uma DEP média de 6,2 mm (4-8,3 mm). Bozbuga et al. encontraram a mesma média em um estudo com peças anatômicas 10. Jones et al. 3, em estudo com 56 peças anatômicas, verificaram uma DEP maior, de 6,9mm (5,4-9,0). Panjabi et al. 12 encontraram uma DEP média menor, de 5,2mm, assim como Xu et al. 13, de 5,3mm (±1,0). Estes dados sugerem que a fixação transpedicular seja possível em todos os pacientes estudados, mas demonstram que há uma grande variabilidade da DEP nas populações estudadas. Com relação ao sexo, encontramos uma diferença estatisticamente significativa quando comparamos a DEP no sexo masculino (6,5 mm) com à do sexo feminino (5,67mm). Estes dados estão de acordo com os publicados por outros autores 11,9. Na casuística de Xu et al. 13, houve também uma média de DEP maior no sexo masculino (5,5 mm) com relação ao sexo feminino (5,1mm), mas sem que houvesse diferença estatísticamente significante. Encontramos uma DIP de 4,01mm (1,8-6mm) nos pacientes deste estudo. Os pacientes do sexo masculino apresentaram DIP de 4,3mm e do sexo feminino de 3,5mm, com diferença estatisticamente significativa. Estes dados estão de acordo com os publicados num estudo tomográfico por Karaikovic et al. 9 que encontraram uma DIP de 4,1 mm (2-8 mm) para o sexo masculino e 3,5 mm (2-5 mm) para o sexo feminino. Yusof et al.11, num estudo tomográfico de 80 pacientes, também observaram uma diferença estatísticamente significativa entre as DIP de pacientes do sexo masculino (2,8mm) e feminino (2,31mm); entretanto, com dimensões médias das DIP inferiores às do nosso estudo e do estudo de Karaikovic et al. 9. Eles concluiram que, na população estudada, a fixação cervical transpedicular colocaria os pacientes em risco maior para violação crítica das paredes dos pedículos. Entretanto, concordamos com Karaikovic et al. 9 que, mesmo nos pacientes com DIP pequeno, é possível fazer um trajeto adequado para a fixação pedicular se o DEP for de tamanho adequado. A média da ECI (1,32 mm) foi maior do que a ECE (0,87 mm) com diferença estatisticamente significante. Estes dados corroboram os achados de outros autores 9, A menor ECE colocaria o forame transverso sob maior risco de penetração da cortical lateral durante a passagem do parafuso 3,14. Entretanto, sabe-se que a artéria vertebral não está presente no forame transverso em 95% dos casos 6-7. Não houve diferença estatística na ECI ou ECE quando comparada entre os sexos ou faixa etária. Sakamoto et al. 15, em um trabalho com avaliação tomográfica, também não encontraram diferença entre os sexos. Entretanto, Yusof et al 11 obtiveram medidas da ECI menor nos pacientes com idade superior a 60 anos, principalmente no sexo feminino. Concluiram que a redução na espessura da cortical do pedículo poderia facilitar a violação do pedículo durante a inserção do parafuso 11. Com relação à APED, obtivemos uma angulação média de 41,21º (24º-57,7º). Não houve diferença estatística quando comparamos a APED entre o sexo masculino e feminino ou por faixa etária superior ou igual a 65 anos ou inferior a 65 anos. Similarmente a este estudo, Jones et al. 3 encontraram uma angulação medial do pedículo de 45º (36º-59º) e Bozbuga et al.10, de 42,3º (35º-48º). Já Sakatomo et al.15 obtiveram um uma angulação medial menor, de 35,6º (± 5,4), sem deferença entre os sexos. Sem levar em consideração o ponto de entrada de um parafuso transpedicular hipotético de 3,5 mm, obtivemos uma média da AMAX de 60,39º e da AMIN de 18,50º, demonstrando que há uma variação ampla de angulação em que o parafuso pode ser introduzido, de acordo com o ponto de entrada. Encontramos diferença estatística na AMAX que foi maior no sexo masculino (60,53º) com relação ao feminino (58,25º) e nos pacientes com idade superior ou igual a 65 anos (58,53º) quando comparado aos pacientes mais jovens (60,39º). Entretanto, a magnitude da diferença não é grande o suficiente para recomendar modificações na prática cirúrgica. Apesar deste estudo demonstrar ser possível a introdução de um parafuso de 3,5 mm de diâmetro com angulações mediais baixas (AMIN média de 18,5º), utilizando um ponto de entrada mais medial, acreditamos que esta prática poderia aumentar o risco de de violação da cortical do forame transverso. CONCLUSÃO Os dados obtidos neste trabalho demonstram que a fixação transpedicular em C7 poderia ser obtida em todos os pacientes estudados. As medidas tomográficas descritas devem auxiliar na fixação transpedicular de C7. A ampla variação das medidas lineares e angulares reforça a necessidade da avaliação tomográfica pré-operatória de todos os pacientes em que o planejamento cirúrgico envolve a fixação transpedicular de C7 para determinação do melhor ponto de entrada, angulação, dimensão do parafuso e segurança.

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