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Radiologia Brasileira

Print version ISSN 0100-3984On-line version ISSN 1678-7099

Radiol Bras vol.40 no.4 São Paulo July/Aug. 2007

http://dx.doi.org/10.1590/S0100-39842007000400004 

ARTIGO ORIGINAL

 

Avaliação quantitativa das forças laterais da patela: ressonância magnética estática e cinemática*

 

 

Je Hoon YangI; Guilherme Tadeu Sauaia DemarchiII; Emerson GarmsIII; Yara JulianoIV; Luiz Aurélio MestrinerV; Moises CohenVI; Ricardo Dizioli NavarroVI; Artur da Rocha Corrêa FernandesVII

IMestre em Radiologia Clínica, Médico Colaborador do Departamento de Diagnóstico por Imagem da Universidade Federal de São Paulo-Escola Paulista de Medicina (Unifesp-EPM), São Paulo, SP, Brasil
IIMédico Residente do Departamento de Diagnóstico por Imagem da Universidade Federal de São Paulo-Escola Paulista de Medicina (Unifesp-EPM), São Paulo, SP, Brasil
IIIMembro Titular da Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia, Médico Assistente do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Universidade Federal de São Paulo-Escola Paulista de Medicina (Unifesp-EPM), São Paulo, SP, Brasil
IVProfessora Associada do Departamento de Medicina Preventiva e Bioestatística da Universidade Federal de São Paulo-Escola Paulista de Medicina (Unifesp-EPM), São Paulo, SP, Brasil
VProfessor Adjunto do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Universidade Federal de São Paulo-Escola Paulista de Medicina (Unifesp-EPM), São Paulo, SP, Brasil
VIProfessores Livre-Docentes do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Universidade Federal de São Paulo-Escola Paulista de Medicina (Unifesp-EPM), São Paulo, SP, Brasil
VIIProfessor Adjunto do Departamento de Diagnóstico por Imagem da Universidade Federal de São Paulo-Escola Paulista de Medicina (Unifesp-EPM), São Paulo, SP, Brasil

Endereço para correspondência

 

 


RESUMO

OBJETIVO: Avaliar a validade da ressonância magnética cinemática combinada com a ressonância magnética estática no estudo da articulação femoropatelar.
MATERIAIS E MÉTODOS: Foram realizadas ressonância magnética estática e ressonância magnética cinemática em 20 voluntários assintomáticos (40 joelhos) e em 23 pacientes (43 joelhos), em aparelho de configuração fechada de 1,5 tesla de campo. Os indivíduos foram posicionados na extremidade da mesa, em 30° de flexão. A translação patelar foi avaliada medindo-se o desvio da bissetriz, o deslocamento lateral da patela e o ângulo de inclinação da patela. Para a comparação entre os estudos estático e cinemático, foi utilizado o teste não-paramétrico de Wilcoxon. Para a comparação entre os voluntários e os pacientes, foi utilizado o teste de Mann-Whitney.
RESULTADOS: Houve diferenças significantes entre a ressonância magnética estática e a ressonância magnética cinemática (p < 0,05) nos três parâmetros utilizados. No grupo dos pacientes, as diferenças entre a ressonância magnética estática e a ressonância magnética cinemática foram maiores que nos voluntários a 20° e a 30° de flexão, com o desvio da bissetriz e com o deslocamento lateral da patela.
CONCLUSÃO: A combinação da ressonância magnética estática e ressonância magnética cinemática evidenciou que a força resultante lateral é maior na faixa de 20° e 30° de flexão, especialmente nos indivíduos sintomáticos, para a instabilidade femoropatelar.

Unitermos: Joelho; Articulação do joelho; Patela; Síndrome da dor patelofemoral; Imagem por ressonância magnética; Biomecânica; Condromalácia da patela.


 

 

INTRODUÇÃO

A dor na região anterior do joelho é queixa comum na prática diária dos ortopedistas, especialmente na população jovem, do sexo feminino. A causa principal é a instabilidade femoropatelar(1–3). Do ponto de vista biomecânico, os últimos 30° de extensão representam a faixa mais crítica na dinâmica da articulação femoropatelar. O vetor lateral a partir da patela é maior nesta faixa e, conseqüentemente, aumentam os riscos de uma subluxação(4). Em 1941 foi publicada a classificação da forma anatômica da patela por Wiberg. Desde então, várias técnicas radiográficas foram descritas para estudo da articulação femoropatelar, com ângulo de flexão de 20° a 45°(5–7). A incidência axial da patela, com até 30° de flexão, é de difícil realização. As dificuldades somente foram superadas com a tomografia computadorizada (TC) e a ressonância magnética (RM)(8,9). Ainda assim, estas técnicas não permitem o estudo da articulação femoropatelar com a contração ativa do quadríceps. Desse modo, estuda-se, de forma muito limitada e superficialmente, a biomecânica da articulação femoropatelar. Para preencher essa lacuna, surgiu, nestes últimos anos, a ressonância magnética cinemática (RMC). Há evidências de que se trata de um método com alta sensibilidade na avaliação do vetor lateral da patela(10,11).

Não há registros na literatura, até agora, a respeito da medição da faixa de flexão mais crítica na articulação femoropatelar, em se tratando das forças laterais da patela por imagens tomográficas seccionais.

Os objetivos deste estudo foram avaliar a validade da RMC combinada com a ressonância magnética estática (RME) no estudo dinâmico da articulação femoropatelar sob contração ativa do quadríceps e correlacionar os dados assim obtidos com as evidências na literatura em relação à biomecânica.

 

MATERIAIS E MÉTODOS

Amostragem

Foi realizado estudo transversal, em que foram avaliados, no período de novembro de 2001 a março de 2003, 20 voluntários assintomáticos (40 joelhos) e 25 pacientes (43 joelhos). O estudo foi realizado conforme a declaração de Helsinki VI (Edinburgo, outubro de 2000), sob aprovação do Comitê de Ética da Universidade Federal de São Paulo. Houve termo de consentimento livre e esclarecido de todos os participantes.

Foram voluntários assintomáticos 10 indivíduos (20 joelhos) do sexo masculino, idade de 28,7 ± 4,6 anos (média ± 1 desvio-padrão), e10 indivíduos (20 joelhos) do sexo feminino, idade de 28,4 ± 4,7 anos (média ± 1 desvio-padrão). Esses indivíduos nunca tiveram consultas ortopédicas por queixas nos joelhos. Os que tinham antecedentes de cirurgia ou episódios traumáticos envolvendo a articulação femoropatelar foram excluídos. Os que apresentaram proeminência troclear ventral nas imagens sagitais de referência na RM também foram excluídos, já que são indicativos de defeitos anatômicos, podendo levar a instabilidade femoropatelar(12).

A seleção de pacientes foi realizada por ortopedistas especializados da nossa Instituição. Foram selecionados, consecutivamente, 43 joelhos em 25 pacientes que apresentaram instabilidade femoropatelar. Fizeram parte oito joelhos de cinco pacientes do sexo masculino [idade: 25 ± 1,6 anos (média ± 1 desvio padrão)] e 35 joelhos de 18 pacientes do sexo feminino [idade: 21,6 ± 6,4 anos (média ± 1 desvio padrão)]. O exame físico demonstrou hipermobilidade lateral da patela, lateralização exagerada da patela durante a extensão e teste da apreensão positivo. Com exceção de uma, todas as pacientes apresentaram quadro clínico bilateral, não necessariamente simétrico. Os que apresentaram história de luxação aguda na ocasião da consulta ou com luxação patelar habitual foram excluídos, bem como aqueles com antecedentes de cirurgia no joelho. O ângulo Q não fez parte do critério de inclusão, uma vez que pode haver valores falso-negativos se a patela estiver lateralizada, com valgismo do mecanismo extensor(13).

Posicionamento

Os exames foram realizados em aparelho de RM de 1,5 tesla (Gyroscan ACS NT 15; Philips Medical System, Best, Holanda), gerando um gradiente de campo magnético de 15 mT/m.

Os joelhos foram posicionados com a bobina de quadratura na extremidade interna da mesa de exame, sob 30° de flexão. Para permitir este arco de flexão, foram obtidos 18 cm de altura: 5 cm da própria base da bobina, 3 cm do colchão de apoio colocado sob a bobina, 10 cm a partir da própria mesa de exame. A bobina restringia movimentos laterais, mas não o rotacional. Como pontos de referência, foram utilizados marcadores anatômicos externos palpáveis: o ponto mais proeminente do trocânter maior; o espaço articular femorotibial lateral; o ponto situado anterior e cranialmente à cabeça da fíbula; a margem anterior da diáfise tibial. A partir destes pontos foram traçadas duas linhas imaginárias. Uma entre o trocânter maior e o espaço articular femorotibial lateral, e outra paralela à margem anterior da diáfise tibial. Um goniômetro universal de 360° foi posicionado na interseção dessas duas linhas e o ângulo entre elas foi considerado como ângulo de flexão. Discos de 1 cm de espessura, não-ferromagnéticos, foram colocados sob o calcanhar para obter 30°, 20°, 10° de flexão e extensão total. Em seguida, a mesa foi introduzida no magneto (Figura 1).

 

 

Aquisição das imagens

O ângulo de flexão efetiva do joelho foi medido nas imagens sagitais de referência na RM. Se o ângulo entre o maior eixo do fêmur e da margem anterior da tíbia estivesse entre 26° e 34°, o estudo prosseguia adiante. Esta verificação foi feita antes da RME e da RMC.

A RME foi realizada sob 30°, 20°, 10° e sob extensão completa. O número de discos sob o calcanhar já foi previamente definido conforme já descrito. Na RME, as imagens foram adquiridas no plano axial, seqüências spin-eco ponderadas em T1: tempo de repetição (TR)/tempo de eco (TE): 457/13 ms; campo de visão (field-of-view – FOV) retangular: 90%; matriz: 256 × 160; FOV: 160 × 144 mm; número de imagens: 19; espessura da imagem/intervalo: 4,5/0,5 mm.

A RMC foi realizada a 1 cm, 2 cm, 3 cm e 4 cm acima do espaço femorotibial lateral. A escolha do espaço femorotibial lateral deve-se ao fato de este apresentar menor curvatura que o espaço medial (Figura 2)(14). A seqüência turbo spin-eco foi aplicada: TR/TE: 325/79 ms; FOV retangular: 70%; matriz: 128 × 80; FOV: 160 × 112 mm; fator turbo: 24; espessura da imagem: 8 mm. Estes parâmetros, aliados ao algoritmo de reconstrução com preenchimento parcial do espaço k, permitiram a obtenção de uma imagem a cada 525 ms sem artefatos de movimento. Os indivíduos foram orientados a iniciar e terminar a extensão do joelho conforme o barulho do gradiente. Após alguns ensaios, foram realizados estes movimentos. A seqüência utilizada na RMC permitiu obtenção de oito imagens seqüenciais no mesmo plano em 4,2 segundos. Foi considerada como sendo adequada se houvesse extensão contínua nos quatro planos. O tempo gasto para cada joelho, incluindo RME, RMC, posicionamento e ensaios, foi de cerca de 25 minutos.

 

 

Avaliação das imagens

Cada joelho foi identificado com um número e avaliado independentemente.

O ângulo exato de flexão a cada momento não foi determinado diretamente na RMC. Foi adotado "setor de flexão" em vez de graus de flexão como referência. A faixa de flexão de 30° foi dividida em oito setores (setor I ao setor VIII) e cada quadro foi classificado conforme a faixa de flexão estimada (Tabela 1).

 

 

As imagens correspondentes ao mesmo setor de flexão em cada um dos quatro planos na RMC foram comparadas com as imagens correspondentes da RME.

Para verificar a presença da contratura do quadríceps na RMC, a área transversal do músculo vasto medial foi usada como referência. As imagens a 30° de flexão na RME foram comparadas com as do setor I da RMC, e as da extensão completa na RME, com as do setor VIII da RMC. Esta comparação foi realizada entre as imagens obtidas a partir de distâncias correspondentes a partir da interlinha femorotibial lateral (Figura 3). Se a área transversa do vasto medial na RMC fosse menor que na RME, indicava a presença de contração do músculo quadríceps da coxa.

 

 

Análise quantitativa

Desvio da bissetriz (bisect offset – BSO), deslocamento lateral da patela (DLP) e ângulo de inclinação da patela (AIP) foram medidos na RME e na RMC (Figura 4).

 

 

Duas imagens do mesmo grau de flexão na RME ou do mesmo setor na RMC, obtidas nos planos a 1 cm, 2 cm, 3 cm e 4 cm do espaço femorotibial lateral foram escolhidas para medições: uma com maior área transversal da patela e outra que melhor representa o sulco intercondilar do fêmur. Os pontos de referência foram sobrepostos, a fim de aplicar os parâmetros acima, conforme Brossmann et al.(15).

As medidas obtidas a partir dos voluntários e dos pacientes foram comparadas, tanto para a RME quanto para a RMC, independentemente para cada um dos três parâmetros. A comparação entre as medidas da RME e da RMC foi realizada independentemente para o grupo dos voluntários e dos pacientes. Como a RME apresenta quatro graus fixos de flexão e a RMC apresenta oito setores de flexão, a comparação foi feita conforme mostra a Tabela 2.

 

 

Foi estabelecido um "delta" que refletia a diferença entre os parâmetros obtidos a partir da RME e da RMC. Os valores foram obtidos a partir da subtração aritmética das variáveis estudados para cada um dos parâmetros, para cada indivíduo (voluntários assintomáticos e dos pacientes). O resultado dessa subtração aritmética entre as medidas da RME e da RMC, de cada parâmetro (BSO, DLP e AIP), foi determinado como delta-BSO, delta-DLP e delta-AIP. Isso foi feito para 30°, 20°, 10°, e o grau e o setor de flexão foram combinados (Tabela 2).

Análise estatística

Foram utilizados testes não-paramétricos pela natureza das variáveis analisadas.

1. Voluntários assintomáticos versus pacientes – Foi utilizado teste de Mann-Whitney, tanto para a RME quanto para a RMC.

2. RMC versus RMC – Foi utilizado teste de Wilcoxon, para o grupo dos voluntários e o dos pacientes, independentemente.

3. Voluntários assintomáticos versus pacientes para delta-parâmetros – Foi utilizado teste de Mann-Whitney.

Em todos os testes foi fixado em 0,05 ou 5% o nível para rejeição da hipótese nula (nível de significância de 5%), assinalando-se com asterisco os valores de z e p significantes.

 

RESULTADOS

Voluntários assintomáticos versus pacientes

Houve diferenças estatisticamente significantes (p < 0,05) entre as medidas dos voluntários assintomáticos e dos pacientes (p < 0,05) nos três parâmetros, tanto para RME quanto para RMC, de 30° de flexão até a extensão completa.

RME versus RMC

Voluntários assintomáticos – As diferenças entre as medidas provenientes da RME e da RMC foram estatisticamente significantes para BSO e para DLP aos 20° e 10° de flexão. Para AIP, as diferenças estatisticamente significantes foram encontradas com 30° e 20° de flexão (p < 0,05).

Pacientes – As medições da RME e da RMC foram estatisticamente significantes para BSO e para DLP entre 30° de flexão até a extensão completa. Para AIP, não houve diferenças estatisticamente significantes. Os pacientes apresentavam grau maior de AIP na RME e não houve variações significativas na RMC (Tabela 3).

 

 

Voluntários assintomáticos versus pacientes para delta-parâmetros

Houve diferenças estatisticamente significantes entre os achados dos voluntários assintomáticos e dos pacientes para delta-BSO e delta-DLP aos 30° e 20° de flexão (p < 0,05). Não houve diferenças estatisticamente significantes para delta-AIP (Tabela 4).

 

 

DISCUSSÃO

Os nossos resultados demonstram diferenças estatisticamente significantes aos 30° e 20° de flexão para delta-BSO e para delta-DLP, indicando que as diferenças entre as forças laterais e mediais foram maiores no grupo dos pacientes nestes graus de flexão. Estes parâmetros constituem-se da subtração aritmética entre as medições provenientes da RM sem e com a contração ativa do músculo quadríceps: RME e RMC, respectivamente.

Estes achados vêm ao encontro dos dados observados em estudo sobre a dinâmica femoropatelar. Nos últimos 30° de extensão, a tuberosidade da tíbia sofre rotação externa. Isto gera uma tensão no tendão do quadríceps da coxa e a patela é deslocada lateralmente, aumentando a pressão de contato femoropatelar(16–18). A tensão no retináculo lateral é máxima entre 30° e 20° de flexão, bem como o risco de subluxação lateral(1,11,19).

As imagens seccionais estáticas, sob contração do quadríceps contra resistência, poderiam desempenhar este papel, se bem que isso não é consenso na literatura. Sasaki e Yagi e Schutzer et al., em estudo por TC, demonstraram que o DLP e o AIP são maiores sob contração do músculo quadríceps da coxa(20,21). Porém, a classificação de Schutzer et al. para pacientes com dor patelar foi elaborada sem a contração do quadríceps(22). Delgado-Martínez et al. afirmaram que a TC com a contração do quadríceps não acrescenta dados importantes em relação ao exame sem a contração do quadríceps(23).

Há vários parâmetros quantitativos descritos na avaliação da articulação femoropatelar, sem que haja um consenso na literatura. Determinação de todas as referências anatômicas, bem como a realização das próprias medições, nem sempre seriam possíveis(24). Uma alternativa seria a avaliação subjetiva. Aparentemente, ela oferece facilidades na distinção entre diferentes graus de subluxação lateral, com baixo grau de variação interobservador(11). Não a adotamos em nosso estudo, pela falta de referências exatas para permitir reprodutibilidade dos dados na comparação da RME e da RMC.

Adotamos a linha intercondilar posterior para os nossos parâmetros. Esta linha apresenta vantagem de não sofrer modificações pela presença da hipoplasia condilar lateral(23). Por outro lado, conforme Delgado-Martínez et al., os coeficientes de correlação interobservador e intra-observador foram maiores quando foi utilizada a linha intercondilar anterior(24).

Não há, ainda, um método consistente na medição da translação patelar e falta uma definição da normalidade para ela(25,26). Os valores de referência publicados para exames estáticos não têm validade na RMC, isto porque pequenas subluxações laterais, não-detectadas na RME, são detectáveis na RMC no final do movimento de extensão(27). Brossmann et al. relataram diferenças estatisticamente significantes entre RME e RMC no grupo dos voluntários assintomáticos. Isto foi observado no BSO e no AIP entre 10° de flexão até a extensão completa(15). Os nossos achados são semelhantes. Encontramos diferenças estatisticamente significantes para todos os três parâmetros nesta faixa de flexão. Para BSO e para DLP, isso foi observado entre 20° de flexão até a extensão completa. Segundo Kujala et al., a articulação femoropatelar comporta-se de maneira diferente no sexo masculino e no sexo feminino na RME(9). Segundo Csintalan et al., há diferenças significativas entre os sexos no comportamento biodinâmico da articulação femoropatelar(28). Esses aspectos reforçam a necessidade de obter valores de referência para a população normal para ambos os sexos.

Um aspecto a destacar no nosso trabalho é o posicionamento da bobina. Os aparelhos atuais de RM, na sua configuração fechada, conforme McNally e Muhle et al., permitem a amplitude de movimento entre 30° de flexão até a extensão completa(11,29). No entanto, a nossa preocupação era se o espaço era suficiente para todos os indivíduos neste desenho. No nosso sistema, o espaço disponível é maior. Isto se deve ao fato de a bobina ser posicionada a 3 cm acima da extremidade interna da mesa, utilizando o espaço livre do magneto que seria ocupado pela mesa de exame nos desenhos convencionais.

Realizamos o estudo em decúbito dorsal sem resistência à extensão. Em decúbito ventral, a patela ficaria fixada na mesa, restringindo o seu movimento(11). O posicionamento e a realização dos exames foram realizados sem um mecanismo específico de posicionamento. Mas, obedecendo rigorosamente os padrões previamente definidos, tanto com os reparos anatômicos quanto ao método de realização dos exames, foi permitida a aquisição das imagens nos mesmos padrões, e assim reduzida a possibilidade de geração de erros seqüenciais. Sem um mecanismo especialmente construído para esta finalidade, houve necessidade de verificação em dois estágios. O primeiro consistiu em garantir o posicionamento com o grau de flexão mais próximo de 30°. O segundo consistiu em garantir a contração do músculo quadríceps da coxa ao longo de todo o movimento de extensão na RMC. Estas fases de verificação consumiram boa parte do tempo utilizado. A possibilidade de construção de um dispositivo específico chegou a ser cogitada. Mas, estando numa fase inicial do projeto, a decisão a foi de verificar todos os passos e obter dados necessários na construção de um dispositivo permanente.

McNally(11) e Shellock et al.(30) utilizaram bobina de quadratura para corpo. A opção de Brossmann et al.(10,15) foi a bobina de superfície. As bobinas de superfície conseguem maior relação sinal/ruído sobre uma área menor. O outro lado da moeda é a falta de homogeneidade da recepção de sinal de radiofreqüência, se comparada com a bobina de quadratura(31). A bobina de quadratura construída especificamente para o estudo do joelho constitui uma opção lógica. Isso porque tem melhor relação sinal/ruído que a bobina de corpo, com padrão de recepção mais uniforme que a bobina de superfície. A sua desvantagem está na dificuldade de posicionamento, uma vez que a extremidade externa da bobina envolve a parte média da coxa (Figura 1C). As limitações quanto ao diâmetro da bobina podem não permitir o exame em alguns pacientes. Porém, no nosso estudo, enfocado na avaliação da articulação femoropatelar, a grande maioria dos pacientes era do sexo feminino, com coxas relativamente delgadas, e não houve impedimento na realização do estudo proposto em nenhum dos casos.

Como a medição foi realizada por um único radiologista, possuindo dados clínicos, não houve avaliações quanto à variabilidade interobservador. Com a amostragem relativamente pequena, a homogeneidade da amostragem passa a ser importante. Todos os pacientes mostraram quadro clínico manifesto da instabilidade femoropatelar, sendo a maioria bilateral. Deste modo, não foi possível um estudo estatístico independente para ambos os sexos.

A obtenção dos valores dos delta-parâmetros requer várias fases de manipulação de dados. Isto poderia gerar erros somatórios ao longo do processo. Testes não-paramétricos apresentam menor poder de teste para a rejeição da hipótese nula, e ao mesmo tempo são mais conservadores que os testes paramétricos(32).

Acreditamos que o nosso sistema de posicionamento, em combinação da RME e da RMC, pode se tornar, em conjunto, um método muito sensível na avaliação das alterações biomecânicas na articulação femoropatelar.

 

CONCLUSÃO

A RMC, quando realizada em conjunto com a RME, indica que há maior força resultante lateral na faixa de 30° a 20° de flexão, especialmente nos indivíduos sintomáticos, para a instabilidade femoropatelar. Estas evidências indicam a potencialidade da RMC na avaliação da articulação femoropatelar em pacientes com suspeita de instabilidade femoropatelar sem achados significativos nos métodos de imagens convencionais.

Agradecimentos

Nossos agradecimentos à Coordenadoria de Aperfeiçoamento do Pessoal de Nível Superior (Capes) – Conselho Nacional de Educação, Ministério da Educação, Brasil, pelo suporte financeiro.

 

REFERÊNCIAS

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Endereço para correspondência:
Dr. Je Hoon Yang
Rua Haddock Lobo, 144/42, Cerqueira César
São Paulo, SP, Brasil, 01414-000
E-mail: yang.rm@epm.br

Recebido para publicação em 8/10/2006. Aceito, após revisão, em 15/1/2007.

 

 

* Trabalho realizado no Departamento de Diagnóstico por Imagem e no Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Universidade Federal de São Paulo-Escola Paulista de Medicina (Unifesp-EPM), São Paulo, SP, Brasil.

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