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Avaliação da mensuração da lesão de Hill-Sachs em modelos tridimensionais na luxação anterior de ombro Trabalho desenvolvido na Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo, Departamento de Ortopedia e Traumatologia, São Paulo, SP, com apoio do Instituto Renato Archer, Campinas, SP, Brasil.

RESUMO

Objetivo

Verificar se há reprodutibilidade e repetibilidade das mensurações diretas da lesão de Hill-Sachs (HS), a partir de imagens de reconstrução tomográficas, com o uso do programa de computador e em modelos obtidos por impressora tridimensional.

Métodos

Usaram-se imagens tomográficas de 14 pacientes com luxação recidivante do ombro feitas pelo serviço para construção dos modelos tridimensionais virtuais (software InVesalius 3.0®). Com o software Rhinocerus 5.0® mensurou-se a lesão de HS e padronizou-se uma posição para aferição das seguintes medidas: a maior distância mediolateral, perpendicular ao eixo da diáfise, a distância craniocaudal, pararela à diáfise, e a maior distância numa linha imaginária no eixo longitudinal da lesão. Com impressora tridimensional Printer-ZP 310 confeccionou-se os protótipos em gesso. Usou-se paquímetro digital universal calibrado, para fazer as três medidas da lesão de HS pré-estabelecidas. As mensurações foram feitas por aferição cega.

Resultados

Houve grande variabilidade intraobservador e interobservador para as medidas em uma mesma peça. Os observadores não fizeram as medições de forma similar, o que caracteriza a existência de dificuldade da mensuração pelo método (p < 0,05). Nas mensurações no computador para aferição da distância mediolateral e na medição da peça com paquímetro, o tipo da peça influenciou a forma de feitura de medidas por cada um dos observadores, o que tornou o método de mensuração inválido (p < 0,05).

Conclusão

Não houve reprodutibilidade e repetibilidade nas mensurações da lesão de HS, tanto em modelos de gesso quanto nas imagens de reconstrução tomográficas.

Palavras-chave
Luxação do ombro; Articulação do ombro; Instabilidade articular; Impressão tridimensional; Tomografia computadorizada por raios X

ABSTRACT

Objective

To evaluate the reproducibility and repeatability of Hill–Sachs lesion measurement from computed tomography images, with computer software and tridimensional prototype.

Methods

Three-dimensional models were made from computed tomography images from 14 patients with anterior shoulder instability, using InVesalius 3.0® software. Hill–Sachs lesions were measured with Rhinocerus 5.0® software with pre-determined position. Mid-lateral distance, perpendicular to humeral shaft, cranial-caudal distance, parallel to humeral shaft, and the longitudinal distance of the lesion were measured. Using the Printer-ZP 310 three-dimensional printer, plaster models were made. To measure the Hill–Sachs lesion, a calibrated universal digital caliper was used in the same way as the software.

Results

There was intra-observer and inter-observer variability for measurement of the same model. Observers did not perform the measurements in a similar way, showing difficulty to use the method (p < 0.05). Using the software to measure the mid-lateral distance, as well as in the measurement with the caliper, the model type influenced the measurements for each of the observers, rendering the method invalid (p < 0.05).

Conclusion

There was no reproducibility and repeatability for Hill–Sachs lesion measurement between plaster models and software models.

Keywords
Shoulder dislocation; Shoulder joint; Joint instability; Printing, three-dimensional printing; X-ray computed tomography

Introdução

A lesão de Hill-Sachs (HS) é muito comum e pode ser encontrada em quase 100% dos pacientes com luxação recidivante anterior do ombro.11 Hill HA, Sachs MD. The grooved defect of the humeral head: a frequently unrecognized complication of dislocations of the shoulder joint. Radiology. 1940;35:690-700. Essa lesão ou fratura ocorre por compressão da região posterossuperolateral da cabeça umeral contra a porção anteroinferior da glenoide durante a luxação anterior do ombro quando o membro superior está em abdução e rotação lateral.22 Chen LA, Hunt SA, Hawkins RJ, Zuckerman JD. Management of bone loss associated with recurrent anterior glenohumeral instability. Am J Sports Med. 2005;33(6):912-24.

Burkhart e De Beer33 Burkhart SS, De Beer JF. Traumatic glenohumeral bone defects and their relationship to failure of arthroscopic Bankart repairs: significance of the inverted-pear glenoid and the humeral engaging Hill–Sachs lesion. Arthroscopy. 2000;16(7):677-94. mostraram que nessa posição, a depender do tamanho, a lesão de HS cria um mecanismo de encaixe da cabeça do úmero na borda anterior da glenoide, conhecido como engagement, que provocaria a recidiva da luxação em 100% dos casos. Outros estudos foram feitos nesse sentido44 Cho SH, Cho NS, Rhee YG. Preoperative analysis of the Hill–Sachs lesion in anterior shoulder instability. Am J Sports Med. 2011;39(11):2389-95.,55 Yamamoto N, Itoi E, Abe H, Minagawa H, Seki N, Shimada Y, et al. Contact between the glenoid and the humeral head in abduction, external rotation, and horizontal extension: a new concept of glenoid track. J Shoulder Elbow Surg. 2007;16(5):649-56. e em 2014 Giacomo et al. introduziram o conceito de on track e off track, que seria um aprimoramento dos primeiros conhecimentos: além do tamanho da lesão a sua localização e a perda óssea da glenoide também seria fatores importantes na recidiva da luxação.66 Giacomo DG, Itoi E, Burkhart SS. Evolving concept of bipolar bone loss and the Hill–Sachs lesion: from “engaging/non-engaging” lesion to “on-track/off track” lesion. Arthroscopy. 2014;30(1):90-8. Esses autores apresentam parâmetros e medidas para se verificar o tamanho da glenoide e da lesão HS.

Já em 1984, Rowe et al.77 Rowe CR, Zarins B, Ciullo JV. Recurrent anterior dislocation of the shoulder after surgical repair: apparent causes of failure and treatment. J Bone Joint Surg Am. 1984;66(2):159-68. criaram uma classificação que levava tanto em consideração a largura quanto a profundidade do defeito, baseada na avaliação de radiografias na incidência axilar. Ito et al.88 Ito H, Takayama A, Shirai Y. Radiographic evaluation of the Hill–Sachs lesion in patients with recurrent anterior shoulder instability. J Shoulder Elbow Surg. 2000;9(6):495-7. propõem novas incidências radiográficas. Flatow et al.99 Warner JI. Instability of the shoulder: complex problems and failed repairs. Part I: relevant biomechanics, multidirectional instability, and severe glenoid loss. Instr Course Lect. 1998;47:97-112. acreditavam que o melhor estudo da lesão HS era através da visualização direta, que determina uma relação de porcentagem entre o tamanho do defeito e o diâmetro da cabeça umeral. Atualmente as reconstruções tridimensionais (3 D) feitas com tomografia computadorizadas são recomendadas para caracterizar com mais precisão as lesões de Hill Sachs com respeito ao tamanho, à orientação e à morfologia. Com esse tipo de exame, Iyengar et al.,1010 Iyengar JJ, Jiang KN, Kwon D, Lustbader EG, Ahmad CS. 3-D modeling of humeral head defects in glenohumeral instability: clinical implications of lesion morphology and the glenoid track. J Shoulder Elbow Surg. 2014;23(9):e230-1. em 2014, mostraram que as lesões maiores e mais horizontais tendem a “engatar” mais. Outros autores usam softwares que a medem, a partir de cortes sagitais, coronais, axiais e da reconstrução tridimensional de tomografia computadorizada.1111 Saito H, Itoi E, Minagawa H, Yamamoto N, Tuoheti Y, Seki N, et al. Location of the Hill–Sachs lesion in shoulders with recurrent anterior dislocation. Arch Orthop Trauma Surg. 2009;129(10):1327-34.,1212 Kodali P, Jones MH, Polster J, Miniaci A, Fening SD. Accuracy of measurement of Hill–Sachs lesions with computed tomography. J Shoulder Elbow Surg. 2011;20(8):1328-34. No entanto, apesar dos diversos métodos descritos para aferição da lesão de HS, ainda não existe consenso de como essa deve ser feita.

O objetivo deste trabalho foi verificar se é possível medir a lesão de HS no computador, a partir de imagens de reconstrução tomográficas, com programa específico e de forma direta em modelos obtidos por impressora tridimensional e se há reprodutibilidade e repetibilidade dessas mensurações.

Material e métodos

Para esse estudo experimental foram selecionados 14 pacientes com luxação recidivante anterior de ombro acompanhados pelo Grupo do Ombro e Cotovelo. Todos foram submetidos ao procedimento de Latarjet, essa cirurgia é o procedimento primário. Foram usadas apenas as imagens tomográficas dos pacientes feitas pelo serviço e que estão armazenadas em formato Dicom.

As imagens foram submetidas ao software InVesalius 3.0®, para construção dos modelos tridimensionais virtuais. Após a reconstrução, foi usado o software Rhinocerus 5.0® para mensuração da lesão de Hill-Sachs, para isso foi padronizada uma posição de aferição. Essa foi determinada a partir de pontos anatômicos objetivos para que pudesse ser reproduzida em todos os exames: foi ela a face posterior da cabeça umeral quando o sulco intertubercular estava a 45 graus no plano axial. Foram feitas três mensurações: da maior distância mediolateral da lesão, perpendicular ao eixo da diáfise, da distância craniocaudal, paralela ao eixo da diáfise, e da maior distância numa linha imaginária no eixo longitudinal da lesão (fig. 1).

Figura 1
A, reconstrução tridimensional; B, mensuração da distância craniocaudal representado pela letra X; C, mensuração da distância mediolateral representado pela letra Y; D, mensuração da distância diagonal representado pela letra Z.

Os modelos tridimensionais foram criados a partir das imagens tomográficas da extremidade proximal do úmero pelo software InVesalius 3.0®. Com o uso de impressora tridimensional Printer-ZP 310, foram confeccionados os protótipos em gesso, com precisão entre 0,1 mm e 0,2 mm (fig. 2). Com a peça tridimensional confeccionada, usou-se paquímetro digital universal calibrado, com limite de precisão de 0,05 mm, para fazer as mensurações da lesão de HS, em obediência à padronização determinada para medida no software (fig. 3). A mensuração, tanto no modelo real quanto no software, foi feita em três momentos com intervalo de seis semanas entre eles, por três observadores, médicos ortopedistas especializados em ombro, de maneira aleatória, de acordo com sorteio feito pelo software Microsoft Excel 2010®, o que tornou a aferição cega.

Figura 2
Protótipo tridimensional em gesso.

Figura 3
A, mensuração da distância médio-lateral com paquímetro; B, mensuração craniocaudal com paquímetro; C, mensuração diagonal com paquímetro.

Para análise estatística, foi usado o estudo de repetibilidade e reprodutibilidade pelo método com análise de variância, com o software Minitab® versão 17, foi usado o método Anova com nível de significância nos testes igual a 5%.

Para esse estudo tivemos a colaboração do Centro de Tecnologia da Informação que forneceu o software InVesalius 3.0® e também o uso da impressora que confeccionou os modelos tridimensionais.

O número do CAAE para aprovação no Comitê de Ética é 30533014.9.1001.5479.

Resultados

As tabelas 13 mostram os valores obtidos nas três medições, em ordem aleatória, pelos três observadores. Os dados foram submetidos à análise estatística, que comprovou que houve grande variabilidade intraobservador e interobservador para as medidas em uma mesma peça. A tabela 4 demonstra os valores de p em relação aos efeitos do operador, da peça e da interação operador e peça. Nessa mesma tabela, há a porcentagem da contribuição da variabilidade do sistema de medição na variabilidade total dos dados e também o valor obtido para o número distinto de categorias, que o sistema de medição consegue distinguir.

Tabela 1
Medidas feitas em milímetros pelo primeiro observador
Tabela 2
Medidas feitas em milímetros pelo segundo observador
Tabela 3
Medidas feitas em milímetros pelo terceiro observador
Tabela 4
Análise de repetibilidade e reprodutibilidade pelo método com análise de variância

Na tabela 4, em relação à peça, observamos que nas mensurações no computador para aferição da distância mediolateral e na peça com paquímetro para a distância mediolateral, a interação peça e operador apresentou p < 0,05, isso indicando que o tipo da peça influenciou a forma de feitura de medidas por cada um dos observadores, o que tornou o método de mensuração não válido. Enquanto que nas mensurações para aferição da distância craniocaudal e no eixo da lesão feitas no computador, com paquímetro para distância craniocaudal e no eixo da lesão na peça, a interação peça e operador apresentou p > 0,05, o que indica ausência do efeito dessa interação (tabela 4).

Em relação aos observadores pudemos observar que ao analisar o valor do p relativo ao efeito do operador, que é de p < 0,05, conclui-se que os observadores não fizeram as medições de forma similar, o que caracteriza a existência de dificuldade da mensuração pelo método (tabela 4).

Em todos os casos, a porcentagem da contribuição da variabilidade foi maior do que 10%, indica que nenhum método usado foi adequado (tabela 4).

Ao avaliar o número distinto de categorias, que avalia o quanto um método consegue discriminar o que deve ser medido, com graduação de um a cinco, temos que em todas as aferições, com exceção da mensuração da peça tridimensional com paquímetro da distância mediolateral, que se demonstrou válida para distinguir apenas duas categorias (já que apresentou valor de dois), o valor foi de um, ou seja, o método usado não é válido para fazer qualquer das mensurações (tabela 4).

Discussão

Os estudos de Burkhart e De Beer33 Burkhart SS, De Beer JF. Traumatic glenohumeral bone defects and their relationship to failure of arthroscopic Bankart repairs: significance of the inverted-pear glenoid and the humeral engaging Hill–Sachs lesion. Arthroscopy. 2000;16(7):677-94. nos anos 2000 reacenderam o interesse pela lesão de HS, seguidos pelo conceito de glenoid track, ou da “trilha” que a glenoide faz sobre a cabeça do úmero durante o movimento de abdução e rotação lateral do ombro estudados por Iyengar et al.1010 Iyengar JJ, Jiang KN, Kwon D, Lustbader EG, Ahmad CS. 3-D modeling of humeral head defects in glenohumeral instability: clinical implications of lesion morphology and the glenoid track. J Shoulder Elbow Surg. 2014;23(9):e230-1. e Yamamoto et al.55 Yamamoto N, Itoi E, Abe H, Minagawa H, Seki N, Shimada Y, et al. Contact between the glenoid and the humeral head in abduction, external rotation, and horizontal extension: a new concept of glenoid track. J Shoulder Elbow Surg. 2007;16(5):649-56. Esse conceito foi estendido em 2014, por Giacomo et al.,66 Giacomo DG, Itoi E, Burkhart SS. Evolving concept of bipolar bone loss and the Hill–Sachs lesion: from “engaging/non-engaging” lesion to “on-track/off track” lesion. Arthroscopy. 2014;30(1):90-8. em artigo em que descreveram um método para determinar se uma lesão seria on track (estaria dentro da trilha) ou off track (fora da trilha) e sua correspondência com lesões da borda da glenoide e recidiva da lesão. Nesse estudo específico, os autores orientam um modo para medir o diâmetro da glenoide e a determinação do tamanho da lesão do HS, que se tornam fundamentais para que os conceitos apresentados possam ser aplicados e, assim, orientem o tratamento da LRA. A avaliação mais fidedigna da lesão pode mudar a conduta na luxação recidivante de ombro, com diferentes opções de tratamento, para variados tamanhos de defeitos ósseos da cabeça umeral.22 Chen LA, Hunt SA, Hawkins RJ, Zuckerman JD. Management of bone loss associated with recurrent anterior glenohumeral instability. Am J Sports Med. 2005;33(6):912-24.

Observamos que em todos esses trabalhos é de fundamental importância termos um estudo preciso do tamanho da lesão de Hill Sachs. Inúmeros autores estudaram maneiras e exames para melhor medir essa lesão, desde a visualização direta até os exames como radiografias comuns, incidências especiais ou até as tomografias computadorizadas.

Em 2011, Cho et al.44 Cho SH, Cho NS, Rhee YG. Preoperative analysis of the Hill–Sachs lesion in anterior shoulder instability. Am J Sports Med. 2011;39(11):2389-95. fizeram medidas da lesão de HS a partir de imagens bidimensionais de tomografia computadorizada e também imagens tridimensionais, para determinar a localização e orientação da lesão. Feita por dois observadores, houve repetibilidade e reprodutibilidade das medidas pelo método apresentado. No entanto, foi usado o método estatístico conhecido como coeficiente de linearidade, pois as imagens selecionadas já tinham uma certa pré-determinação dos pontos para sua aferição. Isso pode ter criado um viés no estudo.

No mesmo ano, Kodali et al.1212 Kodali P, Jones MH, Polster J, Miniaci A, Fening SD. Accuracy of measurement of Hill–Sachs lesions with computed tomography. J Shoulder Elbow Surg. 2011;20(8):1328-34. criaram lesões de HS em modelos reais e esses foram submetidos a tomografia computadorizada, as imagens foram avaliadas bidimensionalmente, para tamanho e profundidade. Na mensuração bidimensional, foi possível mensurar a profundidade corretamente, porém a largura da lesão foi sempre subestimada; foi proposta a realização dessa tridimensionalmente. O estudo de Iyengar et al.1010 Iyengar JJ, Jiang KN, Kwon D, Lustbader EG, Ahmad CS. 3-D modeling of humeral head defects in glenohumeral instability: clinical implications of lesion morphology and the glenoid track. J Shoulder Elbow Surg. 2014;23(9):e230-1. determinou que a reconstrução tridimensional por tomografia computadorizada da lesão de Hill-Sachs é o padrão-ouro para determinar o volume da lesão.

Acreditávamos que em modelos reais de gesso construídos por impressora 3 D após reconstrução computadorizada tridimensional seria fácil medir a lesões de HS e aí verificar se essas medidas estariam de acordo com o que observamos no computador. Para evitar o viés da posição em que cada tomografia foi feita, padronizamos a posição de corte do ombro: pelo sulco do bíceps, um ponto objetivo em relação plano axial. Portanto, todas as 14 cabeças de úmero estavam na mesma posição quando foi feita a medição da lesão.

No entanto, para nossa surpresa, tanto na medição da peça em gesso sob visão direta como na tela do computador o método se mostrou sem reprodutibilidade e repetibilidade nas mensurações. Acreditamos que a variação tanto intraobservador quanto interobservador existiu em ambos os métodos, devido à subjetividade e à imprecisão em relação aos limites da lesão, pode o mesmo observador alterar o ponto a ser medido no mesmo modelo em tempos distintos, o que foi comprovado pelos resultados apresentados pelos nossos três observadores responsáveis pela medição.

Portanto, não conseguimos medir a lesão de HS com a precisão de que gostaríamos. Observamos que é bem difícil mesmo para cirurgiões experientes de ombro, que estão acostumados a avaliar exames de tomografia computadorizada pré-operatórios e definir o tratamento da LRA, definir os pontos que permitiriam a medida, tanto in vivo como no computador. Acreditamos que ainda há muito que estudar nessa área e que é necessário desenvolvimento de outros métodos para avaliação do tamanho exato da lesão de HS.

Conclusão

Não houve reprodutibilidade e repetibilidade nas mensurações da lesão de Hill-Sachs, tanto nos modelos tridimensionais em gesso quanto nas imagens tridimensionais computadorizadas, obtidas a partir das imagens tomográficas.

Ainda há necessidade de desenvolvimento de método fidedigno e reprodutível para aferição da lesão de Hill-Sachs.

  • Trabalho desenvolvido na Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo, Departamento de Ortopedia e Traumatologia, São Paulo, SP, com apoio do Instituto Renato Archer, Campinas, SP, Brasil.

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    May-Jun 2018

Histórico

  • Recebido
    26 Out 2016
  • Aceito
    16 Mar 2017
  • Publicado
    04 Abr 2018
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