Estudo morfométrico do pedículo das vértebras torácicas e lombares*

O pedículo vertebral tem sido, do ponto de vista morfológico, a porção da vértebra mais estudada nos últimos anos, como conseqüência de sua crescente utilização para a ancoragem de implantes, devido às vantagens biomecânicas que apresenta(5,9,11,17). O primeiro relato de estudo anatômico dos pedículos vertebrais foi realizado na França por Saillant em 1976(13) e está diretamente relacionado ao pioneirismo dos franceses na utilização do pedículo vertebral para a colocação de implantes, que teve seu início com Roy-Camille em 1963(12). Posteriormente, à medida que a aceitação dessa técnica de fixação vertebral aumentou, inúmeros estudos abordando sua morfologia foram realizados(2,5,7,11,14,19).

A inexistência de estudos em nosso meio sobre a estrutura da vértebra, associada à utilização da fixação transpedicular, que temos empregado como técnica de eleição para o tratamento de diferentes patologias da coluna vertebral, foi a grande motivação para a realização deste trabalho, no qual procuramos avaliar diferentes parâmetros, ângulos e relações dessa estrutura com os demais componentes da vértebra, que possuem interesse e aplicação durante procedimentos cirúrgicos.

MATERIAL E MÉTODOS

Foram utilizados no estudo 17 conjuntos de colunas vertebrais de cadáveres humanos, com dimensões compatíveis com os padrões observados em adultos, não tendo sido possível a identificação da idade, raça, sexo ou causa da morte. Não foram observadas malformações congênitas, de desenvolvimento ou conseqüentes a traumatismos, sendo a possível presença de tais alterações motivo de exclusão do material para o estudo.

As vértebras do segmento torácico e lombar foram as escolhidas para o estudo e sua identificação foi realizada utilizan-do-se como referência a coluna cervical na porção proximal ou o sacro na porção distal. Os parâmetros estudados foram: o ângulo transverso, ângulo sagital, diâmetro mínimo, diâmetro máximo, comprimento do pedículo, comprimento do eixo do pedículo, distância da faceta articular inferior ao pedículo e distância da faceta articular ao meio do pedículo (fig. 1).

O diâmetro mínimo do pedículo correspondia a seu menor diâmetro no plano horizontal e o diâmetro máximo a seu menor diâmetro no plano sagital.

O ângulo formado pelas linhas que passavam pelo maior eixo do pedículo e processo espinhoso no plano horizontal foi denominado de ângulo transverso; o ângulo sagital era formado pela linha que passava pelo eixo do pedículo no plano sagital e o plano horizontal.

O comprimento do pedículo correspondia à distância entre a implantação do pedículo na borda posterior do corpo vertebral e sua implantação na faceta articular superior, enquanto o comprimento do eixo do pedículo foi considerado como a distância entre a borda anterior do corpo vertebral e a faceta articular superior.

A distância da faceta articular inferior ao pedículo considerava a distância entre a linha que tangenciava a borda superior da faceta articular inferior no plano horizontal e a borda anterior do pedículo, enquanto a distância da faceta articular ao meio do pedículo considerava a mesma linha que tangenciava o pedículo e outra que passava por sua metade no plano horizontal.

Os parâmetros mencionados foram avaliados por meio de medida direta, efetuada com a utilização de paquímetro de precisão milimétrica (Mitutoyo) ou goniômetro para as medidas angulares. A execução da tomada das medidas foi sempre realizada no lado direito, por uma única pessoa, e para cada parâmetro estudado eram realizadas três medidas sucessivas, considerando-se como valor final para o estudo a média dos valores obtidos.

Os valores eram registrados e, posteriormente, individualmente analisados para cada nível vertebral estudado, observando-se a variação dos valores (média, mediana, desvio-padrão) para cada nível estudado (T1, T2, T3, ... L5), e também analisados em conjunto, tendo sido elaborados gráficos, nos quais a variação dos parâmetros estudados era analisada considerando-se a variação dos diferentes níveis vertebrais.

RESULTADOS

Os resultados das medidas dos parâmetros analisados em todos os níveis das 17 colunas vertebrais estudadas, a média, o desvio-padrão e a mediana estão representados na tabela 1.

O ângulo transverso (formado pelas linhas que passam pelo maior eixo do pedículo e processo espinhoso no plano horizontal) apresentou diminuição de seus valores médios de T1 a T10. A partir de T10 foi observado aumento do valor médio até L5. O menor valor médio observado foi em T9 (8,67 graus) e o maior em L5 (22,88 graus), que apresentava pequena diferença como observado em T1. Os valores médios e seus respectivos desvio-padrão e mediana, correspondentes aos diferentes segmentos torácicos e lombares, estão representados na fig. 2 e tabela 2.

O ângulo sagital (formado pela linha que passa pelo maior eixo do pedículo no plano sagital e o plano horizontal) apresentou pequeno aumento de seus valores médios de T1 a T4, tendo sido observada discreta redução do valor médio ao nível de T5. A partir de T5 foi observado aumento acentuado dos valores médios no sentido caudal. Entre T1 e T10 o eixo do pedículo estava situado abaixo da linha horizontal, motivo pelo qual adotamos o valor negativo para o registro dessas medidas. A partir de T10 o eixo estava situado acima da linha horizontal e os valores foram considerados positivos. O me-nor valor médio foi ao nível de T1 (-10 graus) e o maior ao nível de L5 (13,77 graus) (fig. 3 e tabela 3).

O diâmetro mínimo (menor diâmetro do pedículo no plano horizontal) mostrou redução de seus valores a partir de T1, no sentido craniocaudal, apresentando aumento ao nível de T5 e diminuição ao nível de T6-T7. Essa oscilação dos valores médios foi novamente observada ao nível de T8; a partir de T9 até L5 constatou-se aumento progressivo dos valores médios. O menor valor médio foi observado ao nível de T3 (4,43mm) e o maior ao nível de L5 (9,48mm) (fig. 4 e tabela 4).

O diâmetro máximo do pedículo (menor diâmetro no plano sagital) apresentou aumento dos valores médios a partir de T1, tendo sido observada discreta diminuição dos valores médios a partir de T12 até o nível de L4 e elevação do valor médio em L5. O menor valor médio observado foi ao nível de T1 (8,46mm) e o maior em L5 (16,82mm) (fig. 5 e tabela 5).

O comprimento do pedículo (distância entre a implantação do pedículo na borda posterior do corpo vertebral e sua implantação na faceta articular superior) apresentou aumento de seus valores médios a partir de T1 até T10 e diminuição a partir desse nível até L5. O menor valor médio observado foi ao nível de T1 (7,29mm), estando o valor de L5 muito próximo desse (8,46mm). O maior valor médio foi observado ao nível de T10 (12,32mm) (fig. 6 e tabela 6).

O comprimento do eixo do pedículo (distância entre a borda anterior do corpo vertebral e a faceta articular superior) apresentou aumento de seus valores médios no sentido craniocaudal a partir de T1. O menor valor médio observado foi ao nível de T1 (29,86mm) e o maior ao nível de L5 (50,01mm) (fig. 7 e tabela 7).

A distância da faceta articular inferior ao pedículo apresentou aumento no sentido craniocaudal de T1 a L4, revelando diminuição em L5. O menor valor médio observado foi ao nível de T1 (12,22mm) e o maior ao nível de L4 (22,80mm) (fig. 8 e tabela 8).

A distância da faceta articular inferior ao meio do pedículo apresentou aumento no sentido craniocaudal de T1 a L5. O menor valor médio foi ao nível de T1 (16,08mm) e o maior ao nível de L5 (30,38mm) (fig. 9 e tabela 9).

DISCUSSÃO

Saillant(13) publicou o primeiro estudo anatômico dos pedículos vertebrais, visando a aplicação de parafusos em seu interior. Subseqüentemente, vários autores estudaram a morfologia do pedículo vertebral mais detalhadamente(1,6,7,11,14,19). Pela análise dos resultados, percebe-se que existem diferenças significativas entre os relatos dos diferentes autores no tocante às dimensões e angulações dos pedículos.

Realizamos a tomada das medidas somente pelo lado direito, devido a nossa impressão inicial, baseada nas medidas iniciais, efetuadas durante o planejamento do trabalho, em que os valores obtidos do lado direito e do esquerdo eram muito semelhantes. Sevastik et al.(15) observaram em estudo tomográfico assimetria entre os pedículos vertebrais do segmento torácico (T8-T9-T10), de modo que esse dado deve merecer atenção e consideração nos estudos futuros. Berry et al.(2) também observaram diferenças das medidas, ainda que milimétricas, entre os dois lados.

A comparação dos valores absolutos obtidos em nosso trabalho com os de outros realizados(5,8,13,14,19) apresenta importante limitação, pelo fato de não ter sido possível identificar o sexo e a idade em nosso material estudado, além das características raciais, considerando-se que não existe ainda nenhum relato disponível que apresente dados obtidos em nosso meio.

O ângulo formado pelo plano sagital médio e o plano que separava o pedículo em duas metades iguais ao longo de seu maior eixo foi denominado de ângulo transverso em nosso estudo, e os valores desse ângulo apresentaram diminuição no sentido craniocaudal a partir de T1 até T9, apresentando a partir desse nível valores crescentes até L5. Saillant(13), Berry et al.(2), Zindrick et al.(19), Scoles et al.(14), Weinstein et al.(16) e Hou et al.(5), em colunas vertebrais de chineses, relataram também esse comportamento dos valores do ângulo transversal.

Scoles et al.(14) observaram, em concordância com nossos achados, o mesmo valor angular ao nível de T9, que está em discordância com os relatos de Saillant(13), Zindrick et al.(19), Weinstein et al.(16) e Berry et al.(2), que apontaram T12 como sendo a vértebra de menor valor angular, com inversão da direção do eixo do pedículo para lateral, apresentando valores negativos, não observados em nosso estudo. Saillant(13) também observou baixo valor angular ao nível de T8, mas ainda superior àquele notado em T12. Observou ainda a diminuição dos valores angulares ao nível de T8 e depois T12, sendo o único relato que mostra duas quedas dos valores, ao contrário dos demais, nos quais a redução dos valores foi notada so-mente em único nível.

A presença de maiores valores do ângulo transversal na parte proximal da coluna torácica e distal da coluna lombar encon-tra-se de modo unânime nos outros estudos realizados(2,13,14,16,19).

O aumento do ângulo transversal no sentido craniocaudal é relatado de modo unânime em diferentes estudos morfométricos das vértebras(2,8,11,18) e esse fato deve ser considerado na preparação dos orifícios para a aplicação de implantes no interior dos pedículos.

O ângulo sagital do pedículo apresentou valores crescentes no sentido craniocaudal e nossos dados estão em desacordo com os de Zindrick et al.(19) e Weinstein et al.(16), que observaram diminuição desses valores angulares no segmento lombar.

Saillant(13) observou diminuição dos valores desse ângulo no sentido craniocaudal até T9 e aumento dos valores a partir desse nível em direção caudal. Olsewski et al.(11) observaram aumento do ângulo sagital no sentido craniocaudal do segmento lombar, não verificaram diferença desse ângulo entre os sexos e relataram ainda valores negativos desse ângulo no segmento lombar, fato que não constatamos em nossa amostra. Os valores absolutos relatados por esses autores são muito inferiores aos que observamos. Acreditamos que as discordâncias possam ser atribuídas às diferenças de metodologia empregada em sua mensuração.

O diâmetro mínimo foi a denominação utilizada para definir a espessura do pedículo no plano horizontal; observamos diminuição de seus valores de T1 a T4, apresentando aumento da espessura em direção caudal até L5. Esse comportamento foi também observado de modo uniforme em outros estudos(2,7,13,14,19) e também em esqueletos imaturos(3) inclusive a diminuição relativa dos valores no segmento entre T11 e L1. Olsewski et al.(11) notaram aumento do diâmetro mínimo no sentido craniocaudal do segmento lombar e maiores valores desse diâmetro no sexo masculino. Hou et al.(5) observaram, em colunas de chineses, aumento do diâmetro mínimo no sentido craniocaudal, a partir de T9 até L5. Relataram diminuição dos valores entre T12 e L1, afirmando que o diâmetro mínimo de L1 era sempre inferior ao de T12 e L2, fato que não constatamos, pois verificamos valores médios muito próximos a esse nível. Esses autores observaram diferença significativa desse diâmetro entre os sexos, somente ao nível de T9 e T12. A diminuição da espessura dos pedículos na porção alta da coluna torácica apresenta grande importância clínica, pois os pedículos de T3 a T7 tinham, de modo geral, os meno-res valores, com média abaixo de 5mm.

A grande variação dos valores mínimos e máximos nos diferentes níveis nos quais esse parâmetro foi estudado, também observado em outros trabalhos(14,19), merece também consideração com relação aos diâmetros dos implantes disponíveis, pois se percebe que, em algumas situações, o diâmetro dos parafusos disponíveis pode ser incompatível com sua aplicação.

O diâmetro máximo do pedículo foi a denominação utilizada para definirmos sua espessura ou altura no plano sagital. Nossos resultados estão de acordo com o relato de Berry et al.(2), tendo sido observado aumento dos valores no sentido craniocaudal até o nível de T12, com diminuição dos valores a partir desse nível até L4 e novamente aumento dos valores em L5. Saillant(13) também observou a diminuição dos valores entre T12 e L2, mas relatou, contrariando os achados de Zindrick et al.(19) e Berry et al.(2), tendência de aumento dos valores no segmento lombar até L3. Observamos o aumento dos valores de L5 em relação aos de L4, em concordância com a descrição de Berry et al.(2), que estão, porém, em discordância com os achados de Saillant(13) e Zindrick et al.(19), que descreveram a diminuição dos valores entre L4 e L5. Olsewski et (11) observaram diferença dos valores do diâmetro máximo entre os sexos, relatando valores maiores no sexo masculino.

Hou et al.(5) observaram em chineses que os valores médios do diâmetro máximo aumentaram no sentido craniocaudal de T9 a T11, apresentando diminuição dos valores de T11 a L3, mostrando a partir desse nível valores crescentes. Observamos tendência semelhante em nossa amostra, com aumento dos valores médios até o nível de T12 e diminuição dos valores de T12 a L4, que foi o menor que constatamos, em discordância com esses autores, que relataram os menores valores em ambos os sexos ao nível de L3. Hou et al.(5) não observaram diferença entre os sexos, com exceção do nível T12, no qual os valores do sexo masculino eram superiores.

Os valores absolutos do diâmetro máximo do pedículo mostraram que esse parâmetro não apresenta limitação para a aplicação dos implantes disponíveis, que possuem diâmetro inferior ao dos valores observados.

Os diâmetros dos pedículos apresentam grandes variações nos diferentes níveis da coluna vertebral e não mostram correlação com a altura da pessoa ou seu peso(14). Esses autores observaram diferenças, ainda que pequenas, das dimensões e mensurações angulares dos pedículos entre o sexo masculino e o feminino, de modo que o sexo deva ser considerado na análise dos resultados. Observaram diâmetros de pedículos incompatíveis com as dimensões dos parafusos disponíveis para uso (5mm). Em seu estudo verificaram que 20% dos diâmetros dos pedículos ao nível da coluna lombar apresentavam diâmetro inferior a 5mm e cerca de 70% de todos os pedículos ao nível de T9 eram menores que 5mm, tendo sido observados valores abaixo de 2,5mm. Não constatamos diâmetro mínimo menor que 6mm na coluna lombar e na coluna torácica foram verificados diâmetros de até 3mm em sua porção proximal.

O diâmetro do pedículo e sua relação com o diâmetro do implante a ser utilizado merecem ainda algumas considerações, baseadas nas observações experimentais de Misenhimer et al.(10), que observaram deformação plástica nos pedículos, precedendo sua fratura, quando os implantes ultrapassavam o diâmetro igual ou superior a 80% do diâmetro externo do pedículo, medido por meio de tomografia computadorizada. Esses autores acreditam que o osso cortical do pedículo vertebral não participa da ancoragem dos implantes, que seria suportado pelo osso esponjoso.

Para a determinação do comprimento do pedículo utilizamos os mesmos parâmetros de Berry et al.(2) e nossos resultados estão em concordância, tendo sido verificado aumento dos valores a partir de T1 até T10, que foi o maior valor observado, com diminuição dos valores a partir desse nível até L5. Saillant(13) incluiu a lâmina vertebral para a medida desse parâmetro e percebe-se, por seus resultados, que foi introduzida uma nova variável que influenciou a análise do comprimento do pedículo, pois esse autor observou aumento dos valores a partir de L3. A influência dessa variável pode ser também notada no estudo de Hou et al.(5), que relataram diminuição dos valores a partir de L3.

O comprimento do eixo do pedículo, que incluía o corpo e a lâmina vertebral em sua medida, apresentou aumento no sentido craniocaudal de L1 a L5, como relatado por Scoles et (14). Saillant(13) relatou oscilação e redução dos valores, estando seus resultados em desacordo com os nossos e os de Scoles et al.(14). Esse parâmetro possui grande importância clínica, pois nos fornece uma idéia aproximada da variação do comprimento dos implantes aplicados no pedículo vertebral.

Olsewski et al.(11) também observaram aumento do comprimento do eixo do pedículo no sentido craniocaudal do segmento lombar, mas diminuição dos valores a partir de L4, relatando também diferença desse parâmetro entre os sexos, com valores maiores no sexo masculino.

A distância entre a faceta articular inferior e a borda inferior do pedículo apresentou aumento dos valores no sentido craniocaudal, estando nossos resultados de acordo com os descritos por Scoles et al.(14), que também estudaram esse parâmetro, que não foi, porém, abordado de modo unânime por aqueles estudos direcionados para a morfometria das vértebras.

A distância da faceta articular ao meio do pedículo também apresentou aumento de seus valores no sentido craniocaudal, semelhante aos relatos de Scoles et al.(14), tendo esse aumento sido uniforme, quando comparado com a distância da faceta à borda inferior do pedículo.

O estudo realizado demonstrou de modo nítido que os parâmetros estudados apresentam um padrão característico nos diferentes segmentos vertebrais da coluna torácica e lombar. O padrão de distribuição dos valores está de acordo com os descritos nos relatos que também estudaram esses parâmetros por metodologia semelhante, existindo, porém, algumas divergências em relação a segmentos específicos, que merecem ser melhor estudados para seu esclarecimento definitivo.

A análise dos valores discordantes observados nos diferentes trabalhos deve considerar também o conceito anatômico oriundo do estudo de homólogas seriadas(4), no qual duas vértebras morfologicamente similares podem ocupar níveis diferentes em duas colunas vertebrais. Pode ocorrer ainda que duas vértebras que ocupam o mesmo nível em colunas distintas possam apresentar diferenças em sua morfologia. Devemos considerar ainda a conseqüência da variação do número modal das vértebras, que apresenta dificuldades para a determinação de sua ocorrência.

A utilização clínica de valores obtidos em estudos morfométricos deve ser feita com muita cautela para não cometermos erros grosseiros. Os valores obtidos nos estudos apresentam grande valia clínica desde que a tendência e comportamento dos parâmetros estudados, e também a variação dos valores máximos e mínimos para cada nível vertebral, sejam considerados. Foi observado que os parâmetros estudados apresentaram variações de seus valores individuais nos diferentes segmentos da coluna torácica e lombar. E que a distribuição nos diferentes segmentos vertebrais de cada parâmetro analisado apresentou uma tendência individual que o caracterizava e estava presente em todas as colunas vertebrais estudadas.

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