Reconstrução do ligamento cruzado anterior com a técnica de duplo feixe - avaliação no laboratório de biomecânica

ARTIGO ORIGINAL

Reconstrução do ligamento cruzado anterior com a técnica de duplo feixe - avaliação no laboratório de biomecânica

Anterior cruciate ligament reconstruction using the double bundle technique - evaluation in the biomechanics laboratory

Caio Oliveira D'Elia^I; Alexandre Carneiro Bitar^I; Wagner Castropil^II; Antônio Guilherme Padovani Garofo^III; Anita Lopes Cantuária^IV; Maria Isabel Veras Orselli^V; Isabela Ugo Luques^VI; Marcos Duarte^VII

^IMestre em Ciências; Médico Ortopedista do Instituto Vita, SP

^IIMestre e Doutor em Ciências; Ortopedista do Instituto Vita, SP

^IIIMédico Ortopedista do Instituto Vita, SP

^IVFisioterapeuta do Instituto Vita, SP

^VMestre em Ciências; Instituto de Física da USP, SP

^VIMestre em Anatomia Humana pela USP, Pesquisadora do Instituto Vita, SP

^VIILivre-Docente da Escola de Educação Física e Esporte da USP, SP

^{Correspondência}

RESUMO

OBJETIVO: O objetivo deste estudo é descrever a metodologia da análise da rotação do joelho utilizando instrumentos do laboratório de biomecânica e apresentar os resultados preliminares de um estudo comparativo com pacientes submetidos à reconstrução do ligamento cruzado anterior com a técnica de duplo feixe.

MÉTODOS: Descreveu-se o protocolo atualmente utilizado em nosso laboratório e realizou-se a análise cinemática tridimensional e medida da amplitude de rotação do joelho de oito pacientes normais (grupo controle) e 12 pacientes operados com a técnica de duplo feixe em três tarefas no laboratório de biomecânica.

RESULTADOS: Não indicam diferenças significativas entre os lados operados e não operados em relação às amplitudes médias da marcha, da marcha com mudança de direção ou da marcha com mudança de direção ao descer a escada (p > 0,13).

CONCLUSÕES: Os resultados preliminares não demonstraram diferença da técnica de reconstrução de LCA em duplo feixe em relação ao lado contralateral e ao grupo controle.

Descritores: Rotação; Ligamento Cruzado Anterior; Reconstrução; Biomecânica

ABSTRACT

OBJECTIVE: The objective of this study was to describe the methodology of knee rotation analysis using biomechanics laboratory instruments and to present the preliminary results from a comparative study on patients who underwent anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction using the double-bundle technique.

METHODS: The protocol currently used in our laboratory was described. Three-dimensional kinematic analysis was performed and knee rotation amplitude was measured on eight normal patients (control group) and 12 patients who were operated using the double-bundle technique, by means of three tasks in the biomechanics laboratory.

RESULTS: No significant differences between operated and non-operated sides were shown in relation to the mean amplitudes of gait, gait with change in direction or gait with change in direction when going down stairs (p > 0.13).

CONCLUSION: The preliminary results did not show any difference in the double-bundle ACL reconstruction technique in relation to the contralateral side and the control group.

Keywords: Rotation; Anterior Cruciate Ligament; Reconstruction; Biomechanics

INTRODUÇÃO

A avaliação e medida do movimento rotacional que ocorre na articulação do joelho, quando comparada à medida do movimento de flexão e extensão, é uma medida complexa e difícil de ser obtida com precisão na prática clínica. Diferentes métodos já foram elaborados e utilizados com este objetivo^(1-4).

A reconstrução do ligamento cruzado anterior (LCA) é um procedimento realizado com relativa frequência⁽⁵⁾, e a despeito da evolução na técnica cirúrgica, materiais de fixação, fontes de enxerto e protocolos de reabilitação, existe ainda uma parcela (10-30%) destes pacientes que não evoluem satisfatoriamente^(6-9).

Uma das manobras utilizadas na avaliação clínica dos pacientes para avaliar o controle rotacional do joelho é o teste do pivot-shift. Esta manobra é extremamente subjetiva e examinador-dependente. Não são incomuns os relatos da presença de pivot-shift residual após a reconstrução do LCA com técnica de feixe único^(6-8).

O LCA é composto por dois feixes (ou bandas) bem definidos: o anteromedial (AM) e o posterolateral (PL). Estudos biomecânicos em cadáveres já demonstraram que a técnica cirúrgica que refaz ambos os feixes do LCA é capaz de oferecer melhor controle da translação anterior da tíbia, assim como melhor controle da rotação do joelho decorrente em teoria da reconstrução do feixe posterolateral^(9-13).

Estudos clínicos já demonstraram que a técnica de duplo feixe oferece melhor controle da translação anterior da tíbia sob o fêmur, medidas estas obtidas através do exame físico, utilizando os testes clínicos da gaveta anterior, Lachman e artrometria manual com o KT1000 ou KT 2000^(14-16).

Para a correta avaliação e comparação da técnica de reconstrução do LCA com duplo feixe à técnica com feixe único, ainda hoje considerada padrão, faz-se necessário o desenvolvimento de uma metodologia que analise a rotação do joelho de forma mais precisa e objetiva.

O objetivo deste estudo é descrever uma metodologia de análise da rotação do joelho utilizando instrumentos presentes em um laboratório de biomecânica e apresentar os resultados preliminares de um estudo com pacientes submetidos à reconstrução do LCA com a técnica de duplo feixe.

MATERIAIS E MÉTODOS

1) Análise da rotação

As tarefas propostas no presente estudo apresentam mínimo risco à saúde dos sujeitos. Não há nenhum conflito de interesse na realização deste estudo. O estudo teve início após ser aprovado pela Comissão Científica e de Ética do Vita Care. Todos os sujeitos assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido.

1.1) Coleta de dados

Para análise cinemática tridimensional, foram utilizadas seis câmeras de vídeo infravermelho (VICON) com frequência de aquisição de 250Hz. Para aquisição dos dados cinéticos, principalmente a força de reação do solo vertical, utilizou-se uma plataforma de força mode-lo OR6 (AMTI). O protocolo da análise cinemática dos membros inferiores foi padronizado dentro de modelos previamente propostos, e estabelecidos⁽¹⁷⁾.

Marcas retrorefletivas foram colocadas em proeminências anatômicas nas seguintes localizações do corpo: espinha ilíaca anterossuperior direita e esquerda, trocânter maior, epicôndilo lateral e medial do fêmur, ápice da cabeça da fíbula, tuberosidade anterior da tíbia, ápice distal do maléolo lateral e medial⁽¹⁸⁾.

Para minimizar os erros de medição dos dados cinemáticos, utilizamos a técnica de calibração do sistema anatômico (CAST) proposto por Cappozzo et al⁽¹⁷⁾. Na utilização da técnica CAST, a primeira etapa da coleta consiste em uma calibração estática na qual o sujeito permanece parado na posição anatômica, alinhado à direção que irá executar a tarefa. Além das marcas anatômicas, os sujeitos utilizaram dois conjuntos de marcas, um na coxa e o outro na perna (Figura 1). Este procedimento foi adotado para definir a posição das marcas em relação à base dos conjuntos de marcas (clusters). Uma vez definidas as posições das marcas, elas foram retiradas e os sujeitos realizaram as tarefas propostas utilizando apenas os conjuntos de marcas.

Assumindo que os segmentos coxa e perna são corpos rígidos e que os clusters não se movem em relação às marcas dos respectivos segmentos, o vetor posição das marcas em relação ao respectivo cluster não muda em função do movimento do segmento. Assim, com a calibração estática, todos os vetores posição das marcas da coxa e da perna são determinados e descritos a partir do sistema de coordenada local possibilitando a retirada das marcas durante a realização das tarefas⁽¹⁷⁾.

Durante a realização das tarefas, apenas os clusters são utilizados no segmento coxa e perna. A partir dos clusters, as posições das marcas retiradas são reconstruídas virtualmente por meio de rotinas computacionais escritas em ambiente Matlab (versão 6.5, Mathworks inc) utilizando os vetores posição obtidos na calibração estática.

1.2) Análise de dados

A posição dos eixos e planos articulares (base anatômica) foram determinados como descrito por Cappozzo et al⁽¹⁸⁾. Para definição dos eixos articulares, é necessária a determinação dos centros das articulações do quadril, joelho e tornozelo. As coordenadas do centro articular do quadril (x_c, y_c e z_c) são determinadas pelo método híbrido reportado por Andriacchi et al⁽¹⁹⁾. O centro articular do joelho é considerado como o ponto médio entre os epicôndilos do fêmur e o centro articular do tornozelo como sendo o ponto médio entre o maléolo lateral e medial (Figura 2).

Todos os ângulos foram calculados em relação à posição estática, ou seja, as variáveis da tentativa dinâmica foram referenciadas em relação à calibração anatômica. A Figura 1 demonstra a posição das marcas retrorefletivas posicionadas nas proeminências anatômicas dos sujeitos, bem como os dois clusters utilizados em cada segmento e a convenção adotada no presente estudo para medir os ângulos articulares.

1.3) Tarefas

O objetivo das tarefas foi mimetizar movimentos funcionais do joelho e avaliar a rotação do mesmo em tarefas de dificuldades crescentes.

As tarefas utilizadas foram:

Marcha sem mudança de direção

Nesta tarefa, é solicitado ao indivíduo que caminhe com velocidade confortável, em linha reta, de modo que um dos pés toque no centro da plataforma de força, inserida no chão do laboratório. O participante repete a tarefa até que ele toque corretamente a plataforma no mínimo cinco vezes com cada pé. São analisados os dados referentes à fase de apoio da marcha.

Marcha com mudança de direção

Para a realização desta tarefa, é solicitado ao paciente que caminhe em linha reta até tocar um dos pés na plataforma de força. Neste instante o participante deverá mudar sua direção de movimento em um ângulo de 90º com a trajetória original, girando para o lado do pé que tocará a plataforma. Desta maneira, quando o paciente tocar a plataforma com o pé direito, se deslocará 90º para a direita e, quando tocar com o pé esquerdo, 90º para a esquerda.

Assim como na marcha, esta tarefa é repetida até ser realizada corretamente no mínimo cinco vezes para cada lado. São analisados os ângulos articulares durante a fase de apoio simples (do contato inicial de um dos calcanhares até o contato do calcanhar contralateral) desta tarefa.

Descida da escada com mudança de direção

Para avaliar a descida da escada, utilizamos uma escada especialmente desenhada para este experimento. Ela possui quatro degraus e tem dimensões semelhantes àquelas utilizadas por Georgoulis et al⁽²⁰⁾ e Andriacchi et al⁽¹⁹⁾ em seus estudos (Figura 3).

É solicitado aos pacientes que desçam os quatro degraus e, ao tocar o solo, onde estiver a plataforma de força, realizem uma mudança na direção de seu movimento de modo que a nova trajetória forme um ângulo de 90º com a antiga (Figura 4).

Nesta tarefa também são analisados os ângulos articulares durante a fase de apoio simples (do contato inicial de um dos calcanhares até o contato do calcanhar contralateral). Nas três tarefas, é avaliada a rotação dos dois joelhos em cada paciente (operado e não operado).

2) pacientes estudados

Os dados que apresentaremos a seguir referem-se às medidas da amplitude de rotação do joelho (medidas em graus) nas tarefas marcha (M), marcha com mudança de direção (marcha CM) e marcha com mudança de direção ao descer uma escada (E). Avaliamos oito pacientes normais (grupo controle) e 12 pacientes operados com a técnica de duplo feixe.

O grupo controle foi composto por oito (N = 8) indivíduos sem cirurgia prévia ou qualquer queixa referente às articulações dos joelhos.

O grupo estudo foi composto por 12 (N = 12) pacientes operados pela técnica de duplo feixe e que haviam recebido alta médica para realizar suas atividades, inclusive esportivas, após avaliação clínica e exames de imagem (ressonância magnética).

Em relação ao grupo controle, comparamos a amplitude de rotação do joelho (em graus) entre os joelhos direito e esquerdo.

No grupo estudo, comparamos a amplitude de rotação (em graus) entre o joelho operado e o lado contra lateral normal e entre o joelho operado e os valores obtidos no grupo controle.

Os pacientes dos grupos controle e estudo foram semelhantes em relação ao índice de massa corpórea (IMC) e a idade (Tabela 1).

A técnica cirúrgica consistiu na reconstrução anatômica do LCA utilizando enxerto autólogo dos tendões flexores fixados em dois túneis tibiais e dois túneis femorais independentes⁽²¹⁾ (Figura 5).

RESULTADOS

Não se observaram diferenças nas amplitudes de rotação entre os joelhos esquerdo e direito nos indivíduos do grupo controle em nenhuma das três tarefas realizadas (Tabela 2).

Durante a análise do grupo estudo, detectamos duas falhas na obtenção dos dados (um na tarefa da escada - paciente n^o 8, e outro na de mudança de direção - paciente n^o 11). Por isso, notam-se diferenças do número de pacientes avaliados nas Tabelas 2 a 4.

 

Três pacientes do grupo estudo (n^o 3, n^o 4 e n^o 9) apresentavam cirurgias prévias de reconstrução do LCA com técnica de feixe simples no joelho contralateral, por isso notam-se diferença no número de pacientes avaliados da Tabela 2 (em que comparamos apenas os pacientes operados de um joelho com o contralateral sem lesão) em relação às Tabelas 3 e 4 nas quais a comparação foi realizada entre o joelho operado com a técnica de duplo feixe e os dados obtidos do grupo controle.

Não se encontrou diferença na média da amplitude de rotação do joelho entre os joelhos operados com técnica de duplo feixe e o joelho contralateral sem lesão (Tabelas 3, 4 e 5).

DISCUSSÃO

A lesão do LCA tem um impacto extremamente negativo sobre a articulação do joelho. Sabe-se que o indivíduo que sofre uma ruptura do LCA tem maior incidência de osteoartrose (OA)⁽²²⁾. Entre os diversos fatores envolvidos na gênese da OA após a ruptura do LCA, um dos mais estudados é o fator mecânico, causado pela perda da estabilidade articular^(23,24). Mesmo com as modernas técnicas de reconstrução, ainda não foi possível demonstrar uma menor incidência de OA nos indivíduos operados^(25,26).

A presença de pivot-shift residual após a cirurgia de reconstrução do LCA parece ter maior correlação com a presença de OA que a própria instabilidade anterior. A avaliação clínica feita com o teste do pivot-shift procura avaliar o grau de instabilidade rotacional causado pela lesão do LCA. Como sabemos, esta é uma medida examinador-dependente e relativamente subjetiva.

O laboratório de biomecânica tem se demonstrado um instrumento efetivo e confiável na avaliação dos movimentos articulares do joelho. O método utilizado no presente estudo é validado e confere maior objetividade na avaliação dos movimentos articulares do joelho(17,18).

A técnica considerada padrão na reconstrução do LCA é a técnica com feixe único. Esta técnica é muito eficiente em controlar a translação da tíbia sob o fêmur, mas não é tão eficiente em controlar a rotação da tíbia sob o fêmur. Estudos de cinemática já demonstraram que a reconstrução do LCA com técnica de feixe único é incapaz de restabelecer a cinemática normal da articulação^(9,13).

Uma das formas de se avaliar o controle rotacional na articulação do joelho é a medida da amplitude total de rotação. O joelho contralateral normal tem sido frequentemente utilizado como parâmetro de normalidade para avaliar o resultado da reconstrução do LCA.

No presente estudo, verificamos que a reconstrução do LCA com técnica de duplo feixe foi eficiente no que se refere ao controle da rotação do joelho. Em relação aos resultados obtidos na amostra, considerando pacientes operados pela técnica de duplo feixe, os resultados não indicam diferenças significativas entre os lados operados e não operados em relação às amplitudes médias da marcha, da marcha com mudança de direção ou da marcha com mudança de direção ao descer a escada (p > 0,13). Estas amplitudes médias também não foram diferentes quando comparados os grupos controle e estudo (p > 0,05).

A metodologia aqui utilizada permite a avaliação de pacientes com lesões multiligamentares, deformidades angulares e/ou torcionais dos membros inferiores e qualquer outra situação clínica que possam vir associadas a alterações da rotação do joelho. Este tipo de avaliação pode futuramente se tornar mais um instrumento para auxiliar na tomada de decisão no tratamento destes pacientes.

Apesar de utilizarmos uma metodologia validada, aplicamos esta metodologia a um grupo de pacientes nunca antes avaliado por este método (indivíduos controle e pacientes submetidos a reconstrução com técnica de duplo feixe). Nossos resultados devem, portanto, ser encarados como indicativos, visto nossa restrita casuística. Desde o ano de 2006, nosso grupo já realizou 87 reconstruções do LCA com técnica de duplo feixe; estes pacientes serão envolvidos em nossas avaliações, aumentando com isso nossa casuística.

CONCLUSÕES

Acreditamos que o laboratório de biomecânica seja uma ferramenta útil para avaliarmos objetivamente a rotação do joelho. Os resultados preliminares não demonstram diferença da técnica de reconstrução de LCA em duplo feixe em relação ao lado contralateral e ao grupo controle.

Trabalho recebido para publicação: 25/03/10, aceito para publicação: 14/05/10.

Trabalho realizado no Instituto Vita, São Paulo.

Declaramos inexistência de conflito de interesses neste artigo

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  22 Jun 2011
• Data do Fascículo
  Abr 2011

Histórico

• Recebido
  25 Mar 2010
• Aceito
  14 Maio 2010