1. Mestranda do Instituto de Ortopedia e Traumatologia do Hospital das Clínicas da Universidade de São Paulo.
2. Tecnólogo do Laboratório de Biomecânica - Laboratório de Investigação Médica 41 - Instituto de Ortopedia e Traumatologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo.
3. Professor Doutor; Assistente do Instituto de Ortopedia e Traumatologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo.
Endereço para correspondência (Correspondence to): Rua Ministro Gabriel de Rezende Passos, 555/21 - 04521 022 - São Paulo, SP. Tels.: 5055-3349/3887-7600; fax: 3887-7600; e-mail: monipn@uol.com.br
A liberação do nervo fibular é procedimento utilizado para tratamento de alterações estruturais compressivas que atuem sobre o mesmo(1,2,3,4,5). É também empregada na neuropatia diabética(6,7,8). É indicação eletiva nas complicações decorrentes de artroplastias de joelho, osteotomias de tíbia, alongamentos ósseos e correção de deformidades(9,10,11,12,13,14,15,16,17,18).
O objetivo da descompressão do nervo fibular, como descrita por Nogueira et al, Mackinnon e Dellon e Paley, é o alívio da tensão aplicada ao nervo(15,19,20). A tensão provocada por qualquer das causas acima citadas determina a alteração das funções do nervo, uma vez que comprometeria o fluxo axoplasmático neuronal, e também poderia contribuir para o edema secundário à lesão direta ou metabólica do nervo (a chamada double crush syndrome)(21,22,23,24,25). O modelo experimental foi desenvolvido no Laboratório de Biomecânica do IOT-HC-FMUSP para verificar se a descompressão do nervo fibular por meio da secção das fáscias superficial e profunda do músculo fibular longo e o septo intermuscular anterior causam redução significativa da tensão nesse nervo.
MATERIAL E MÉTODOS
Material
Foram estudados, no Serviço de Verificação de Óbitos da Capital, da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, 14 membros inferiores de sete cadáveres adultos, masculinos, com idade entre 34 e 85 anos (média de 54 ± 16 anos), livres de afecções em membros inferiores, quando da realização de suas necropsias, cerca de 24 horas após a morte, conforme rotina do referido serviço. Previamente ao estudo, num grupo inicial de 20 cadáveres, procurou-se identificar, na dissecção da região correspondente à extremidade proximal da tíbia, a relação do nervo fibular comum e seus ramos com as estruturas vizinhas, fasciais e ósseas. Foi realizada nesses casos a descompressão do nervo fibular, identificando-se o ramo fibular profundo que passa sob o septo intermuscular anterior. Esses casos foram necessários ao estudo da anatomia e estabelecimento do protocolo descrito a seguir.
Equipamento para a medida da tensão
Foi desenvolvido um equipamento que possibilitasse medir indiretamente o grau de tensão do nervo por meio de um ensaio de tração no qual a força era aplicada transversalmente a essa estrutura.
O equipamento é dividido em dispositivo de ensaio, unidade de controle, condicionador de sinal e base regulável.
O dispositivo de ensaio é constituído por uma parte móvel (carro), onde está instalado o transdutor de força, fio de náilon e gancho conector, e uma parte fixa que está conectada à base regulável (fig. 1).
A parte móvel (carro) é movimentada por meio de um sistema de parafuso-porca acoplado ao eixo de um motor de passo. Com a rotação do motor, o parafuso com rosca de perfil trapezoidal gira sobre seu eixo, provocando o deslocamento do carro.
O transdutor de força é composto por uma lâmina de alumínio flexível presa ao carro móvel em uma de suas extremidades e sua outra extremidade conecta-se ao gancho por meio de um fio de náilon de 0,32mm de diâmetro. Dois extensômetros elétricos de 120 (strain gauge modelo EA-06-240LZ-120® da Measurements Group, EUA) foram colados, um em cada face da lâmina. Estando o gancho preso ao nervo e existindo movimento do carro, a força de reação do nervo provoca uma deformação por flexão na lâmina, que é lida pelo condicionador de sinal modelo P3500® da Measurements Group, EUA.
A base regulável permitiu o correto posicionamento do dispositivo de ensaio em relação ao nervo, fazendo com que o gancho e o fio de náilon estivessem perpendiculares ao eixo longitudinal do nervo fibular comum dissecado próximo ao colo da fíbula.
A unidade de controle, constituída por um circuito eletrônico microprocessado, tem as funções de controlar o motor de passo e, conseqüentemente, o deslocamento do carro móvel com uma resolução de 0,01mm - medida aferida com paquímetro digital Mitutoyo® com resolução de 0,01mm. O sis-tema tem, também, como objetivo capturar o valor medido pelo condicionador de sinal em microdeformação (µm/m) e enviá-lo para um computador por meio de uma porta serial.
Controle e expressão gráfica dos dados
Um programa de computador foi desenvolvido para controlar o equipamento de ensaio e permitir o armazenamento e geração de um gráfico de força em função da deformação do nervo (fig. 2).
Estabelecimento do protocolo
Na fase inicial do estudo com 20 membros inferiores de cadáveres não desarticulados do corpo, um ensaio prévio foi feito com o mesmo equipamento aplicado em nervo de cadáver para estimar os valores máximos de força e de deslocamento em regime elástico (sem deformação permanente). Os valores máximos encontrados foram de 120 gramas-força para força, 20mm para o deslocamento e 10mm/min para a velocidade de ensaio.
O transdutor de força foi aferido utilizando-se oito pesos padrões de 10g, medidos a partir de uma balança de precisão digital, com resolução de 0,1g (Acculab®, V1200, Brasil). Foi determinada uma curva da microdeformação lida pelo transdutor em função do acréscimo de pesos padrões de 10g até o valor de 80g. Com essa curva foi possível encontrar uma equação que foi utilizada pelo computador para calcular a força com uma resolução de 0,2g em relação à microdeformação lida pelo condicionador de sinal.
Protocolo para medida da tensão do nervo fibular comum
A seguir, para medir a variação da tensão do nervo fibular comum pré-manobra de tensão (íntegro), após manobra de tensão (varo) e após descompressão do nervo (descomprimido), realizou-se o protocolo abaixo descrito.
Em sete cadáveres foram estudados 14 membros inferiores e foi realizada a seguinte seqüência:
1) Inicialmente, o joelho foi fletido a 60o, medida obtida por um goniômetro, e o membro inferior foi fixado à maca, com o auxílio de suportes para o pé e para a extremidade proximal da coxa, com o cuidado de não comprimir posteriormente o nervo ciático na região posterior da coxa. A estabilização da perna foi ainda suplementada por conexões desses suportes a morsas que os fixavam à maca. Realizada incisão de 5cm, oblíqua, próxima ao colo da fíbula. Realizada dissecção da fáscia superficial da perna, abaixo do tecido celular sub-cutâneo, e identificado o nervo fibular comum, antes da sua entrada posterior à fáscia do músculo fibular longo. O nervo foi isolado nessa localização, cerca de 1cm de extensão (fig. 3).
2) Um fixador externo do tipo uniplanar modelo Wagner foi instalado na região ântero-medial da tíbia, no plano frontal, com dois pinos de seis milímetros de diâmetro (tipo Schanz) proximais, supratuberositários, inclinados inferiormente 30o, e dois pinos distais, na região do terço médio para distal da perna, colocados perpendicularmente à tíbia. Todos os pinos do tipo Schanz foram colocados no mesmo plano, com angulação de 30o entre os dois pares de pinos, proximais e distais, e conectados ao fixador, que é alongado previamente 8cm para permitir o posterior encurtamento (fig. 4).
3) Uma osteotomia transversal da fíbula foi feita na transição entre o terço médio e o inferior da perna, através de uma incisão longitudinal de 3cm e dissecção entre os compartimentos lateral e posterior da perna. A técnica inclui perfurações múltiplas e uso de osteótomo.
4) Em seguida, foi realizada osteotomia transversal da tíbia proximal, percutânea, infratuberositária, a 2cm da tuberosidade, com serra de Gigli. Técnicas dos itens 4 e 5 são descritas por Paley (2002) (fig. 5).
5) O equipamento de ensaio de tração foi devidamente posicionado e conectado ao nervo por meio de seu gancho pelo avanço do carro móvel em direção ao nervo. Após a colocação do gancho, a força medida pelo condicionador de sinal era zerada e o carro móvel era recuado a distância necessária para deixar o fio de náilon esticado sem que houvesse tração do nervo. Definido o início do ensaio, o mesmo começava com o afastamento do carro em relação ao nervo e sua parada acontecia quando o valor de 80 gramas-força era atingido. Ao final do ensaio, o carro era recolocado na posição inicial e o ensaio era repetido. Após a obtenção das duas medidas, o gancho era retirado do nervo mantendo o dispositivo na mesma posição (fig. 6). O valor utilizado para o estudo foi considerado como a média das duas medidas obtidas.
6) O posicionamento e fixação em varo da tíbia em 30o foi obtido pelo encurtamento do fixador externo e a perna era fixada nessa posição. A manobra era feita apenas com o ajuste do aparelho. Dessa forma, ao final da angulação, todos os pinos rosqueados do tipo Schanz estavam paralelos e no mesmo plano, e a tíbia, em varo (fig. 7).
7) A seguir, foram efetuadas mais duas medidas de tensão do nervo fibular comum, no mesmo ponto do nervo testado anteriormente, seguindo os procedimentos descritos no item 5.
8) Nesse momento foi realizada a descompressão cirúrgica do nervo fibular, por meio da secção das fáscias superficial e profunda do músculo fibular longo, e também do septo intermuscular anterior, entre o músculo extensor longo dos de-dos e o fibular longo.
9) Finalmente, foi realizada a última etapa do procedimento por meio de dois ensaios de tensão do nervo fibular comum, nas mesmas condições descritas no item 5.
O parâmetro mecânico analisado foi a rigidez, medida a partir do ensaio de tração transversal. Nesse tipo de ensaio, o gráfico de força pela deformação apresenta inicialmente uma região não linear seguida de uma região linear até o valor de 80 gramas-força (fig. 8). O cálculo da rigidez foi definido pela razão das diferenças da força pela deformação, entre dois pontos situados na região linear do gráfico. Foi adotado como primeiro ponto o valor de força correspondente a 40 gramasforça e o segundo a 80 gramas-força, e a unidade da rigidez foi expressa em gf/mm (grama-força por milímetro).
Análise estatística
A variável rigidez foi apresentada descritivamente em tabela contendo média, desvio padrão, erro padrão da média, valor mínimo e máximo. As médias de rigidez segundo as condições de avaliação (íntegro, varo e descomprimido) fo-ram comparadas segundo teste de análise de variância para medidas repetidas(26,27).
Os valores de p < 0,05 foram considerados significantes e assinalados por asterisco. As comparações múltiplas foram feitas pelo método de Tukey.
RESULTADOS
A cada ensaio, foram realizadas duas medidas de força por deformação, expressas pelo gráfico 1, originado pelo programa de computador desenvolvido.
Esse gráfico apresenta uma região inicial de acomodação, seguida por outra de comportamento linear. Nessa última, foi possível o cálculo da rigidez, em grama-força por milímetro, depois convertida para o sistema internacional, em newtons por metro.
As médias das duas medidas de rigidez obtidas em cada uma das três situações são apresentadas na tabela 1.
O gráfico 2 informa a comparação entre as três situações descritas na tabela 1. Feita análise de variância entre os três grupos de medidas, que resultou em diferença estatística significativa; foi em seguida realizada a comparação entre os grupos íntegro e varo, íntegro e descomprimido, e varo e descomprimido (contraste, por meio do teste de Tukey).
Para um nível de significância de 5% (p < 0,05), obtivemos diferença estatisticamente significante entre os grupos íntegro e varo (primeira e segunda situação), p = 0,0002, e entre os grupos varo e descomprimido (segunda e terceira situação), p = 0,0003. Não houve diferença estatisticamente significante entre os grupos íntegro e descomprimido (primeira e terceira situação).
DISCUSSÃO
A medida da tensão do nervo fibular in loco, ou seja, sem retirar o nervo do seu trajeto, não é fácil. Os estudos que medem tensão e/ou compressão de nervos utilizam a retirada do nervo de seu local anatômico e o conectam a sensores ou outros aparelhos de mensuração, como demonstram Daniels et (28) no estudo da tensão do nervo tibial. O desafio é obter a comparação da tensão do nervo sem retirá-lo de seu trajeto ao longo das estruturas ósseas e partes moles que estão diretamente envolvidas com a sua compressão e aumento de tensão no alongamento. Uma tentativa encontrada na literatura foi a observação da turgescência, mostrada visualmente por fotografia do nervo ciático pré e pós-manobras que aumentam a sua tensão - flexão do quadril com extensão do joelho(29). Essa forma de observação, entretanto, é apenas qualitativa e não permite a quantificação dessas variações.
A primeira forma aventada para a medida das variações de tensão do nervo foi a tonometria de superfície, à semelhança do que é realizado em oftalmologia para a medida da pressão ocular. Os tonômetros atualmente empregados na prática clínica utilizam a quantificação da aplanação da superfície ocular, que é variável conforme a pressão do globo ocular(30). O mesmo princípio poderia ser aplicado de forma análoga na superfície do nervo, que, apesar de ser cilíndrica, se deformaria de maneira diferente com diferentes tensões do nervo. Essas medidas não foram descritas na literatura com essa finalidade e teriam que ser testadas para verificar se são fidedignas. Devido à dificuldade de testar a tensão no nervo com o tonômetro portátil, que incluiu limitações técnicas, procuramos outros métodos de obtenção das medidas.
A seguir, tentamos a quantificação da variação de tensão do nervo por meio de medida óptica, utilizando câmera digital com definição de 3,34 milhões de pixels, com resolução de 2,048 x 1,536 milhões de pixels. Essa definição, transformada em distância entre dois pontos marcados no nervo, resultou na identificação de variações com medidas de até centésimos de milímetros. Dessa maneira, foram estudados oito membros inferiores com as medidas pré-manobra de tensão, pós-manobra de tensão e pós-descompressão feitas com a câmera fotográfica digital, com distância fixa do nervo. Essas medidas eram comparadas com uma distância conhecida, colocada no mesmo plano do nervo medido. Isso foi possível por meio da conexão de duas hastes rosqueadas na câmera ligadas a uma placa de polietileno com a distância conhecida - 50mm - que sempre era visível no campo de visão da câmera e era encostada ao nervo a cada foto. As limitações para a confiabilidade das medidas devem-se ao fato do nervo ter um trajeto tortuoso após a sua saída da região poplítea, passando pelo colo da fíbula seguindo um trajeto posterior à fáscia do músculo fibular longo. A tortuosidade varia com a massa muscular ou com a quantidade de gordura do cadáver e constitui importante fator de erro que distorce a informação correta da medida da tensão. Além disso, para a medida adequada com a câmera fotográfica digital, foi necessária dissecção extensa do nervo, o que de certa forma já o descomprime, e, portanto, não reproduz o efeito desejado comparável à situação clínica.
Foi necessária, então, a construção de um dispositivo, constituído por um dinamômetro de precisão, com um sensor de deformação, preso a um gancho conectado perpendicularmente ao sistema, para que mais fielmente obtivéssemos a medida das tensões geradas durante a excursão do nervo fibular. A mensuração da tensão foi realizada na forma indireta, ou seja, o que medimos no estudo da tração perpendicular ao nervo foi a rigidez do mesmo nas três situações, antes da osteotomia em varo, após a osteotomia em varo e após a descompressão do nervo. A rigidez foi calculada pela maior ou menor resistência do nervo à tração perpendicular. Essa forma de medida foi proposta, pois qualquer outra tentativa de avaliação da tensão longitudinal do nervo incluía a sua manipulação, com fixação de sensores de deformação convertidos em estímulos elétricos capazes de serem mensurados, e isso interferiria com a medida da tensão no mesmo. Além disso, haveria a dificuldade de padronizar as condições iniciais para cada teste, se este sensor colado ou fixado de outra forma no nervo se movesse e/ou se deslocasse durante o ensaio, resultando em alterações da medida que o inviabilizariam.
Sendo esse um aparelho desenvolvido, e não vendido comercialmente, foi muito importante a sua calibração, por meio de mensuração das microdeformações para cada peso conhecido, para que pudéssemos estabelecer uma relação constante entre a força utilizada em gramas-força para causar uma microdeformação no transdutor. Estabelecida essa relação constante (sistema elástico), essa equação foi utilizada para desenvolver o programa de computador que, ao medir a microdeformação, calculasse qual era a força aplicada, e assim pudesse fornecer os dados para a confecção de um gráfico de força por deformação. Utilizaram-se unidades em grama-for-ça (sistema MKS) devido à facilidade de montar o gráfico de força por deformação no computador. A apresentação das medidas da rigidez em newtons por metro foi escolhida para adequar as unidades ao sistema internacional.
Foi realizada, também, a calibração da medida do deslocamento da parte móvel do dispositivo, por meio da medida do passo do parafuso trapezoidal, para que esse deslocamento com velocidade constante fosse correlacionado, no gráfico, com a força aplicada pelo motor de passo. Essa medida foi realizada com paquímetro digital, com resolução de 0,01mm. A medida de deslocamento foi chamada de deformação no gráfico, por refletir a mobilização externa do nervo, tracionado perpendicularmente.
O programa de computador desenvolvido permitiu o controle da força aplicada e também a leitura do deslocamento do nervo em relação às diferentes magnitudes aplicadas. Para que o sistema funcionasse adequadamente com o menor erro possível de medida, foi necessária a estabilização adequada da perna do cadáver em estudo e, para tanto, foi desenvolvido um sistema de fixação com morsas e suportes que foram fundamentais para a obtenção adequada dos resultados.
As medidas de rigidez foram calculadas a partir do gráfico de força por deformação produzido pelo computador, na região da curva de comportamento linear. Essa região foi delimitada de 40 a 80 gramas-força.
Os dois valores obtidos a partir dos gráficos para cada situação (inicial, após a osteotomia e após a descompressão cirúrgica) foram analisados com base em suas médias, uma vez que estas não foram medidas destoantes e dessa forma procurou-se reduzir o possível erro de quantificação. As medidas foram realizadas somente duas vezes para cada situação por simples limitação técnica de tempo para efetuá-las e todo o procedimento no horário reservado ao estudo nas dependências do Serviço de Verificação de Óbitos da Capital.
O estudo foi realizado em cadáveres porque, ao contrário dos estudos eletrofisiológicos e de potencial evocado, a tensão mecânica do nervo não é factível de ser monitorizada in vivo (principalmente nos alongamentos e correções graduais).
A variação da massa muscular dos pacientes, assim como a variação do horário da dissecção dos cadáveres em relação ao número de horas após a morte, pode influenciar nas medidas da resistência do nervo, uma vez que interfere na disposição das partes moles em relação ao nervo, e na hidratação dos tecidos, resultando em rigidez diferente. No entanto, essas variações não influenciaram na medida da variação da tensão (ou mais propriamente na medida da rigidez), uma vez que o mesmo cadáver constituía seu próprio controle para o teste, realizado sempre nas três condições descritas (pré-osteoto-mia em varo, após a osteotomia em varo e após a descompressão).
CONCLUSÃO
O modelo experimental proposto foi eficiente para registrar variações significativas da rigidez (e indiretamente, da tensão) no nervo fibular.
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