Estudo morfométrico da fossa intercondilar femoral em joelhos com e sem lesão do ligamento cruzado anterior (L.C.A.), através da aplicação de um software sobre imagens radiográficas digitalizadas

Resumos

The authors suggest the use of software in digitalized radiographic images to morphometric analysis of the intercondylar notch and the femoral condyles. The software allows the draw of guide lines which facilitate the measurement of the distal extremity of femur. Thirty-nine radiographic simple has been analyzed of femoral intercondylar notch of right and left knees, of male sex individuals collected into normal (n=23) and injured (n=16) groups. The age average was 26-56 years old.The analyzed variable had been femoral bicondylar width, widths of intercondylar notch to the level of the popliteal groove and the notch base, intercondylar notch height and the width of lateral femoral condyle. The intercondylar notch was classified according to its shape into conical , circular and rectangular. The results suggest that the base width of the notch and the width of the femoral condyle would be important risk factors of the injury of A.C.L. The average range of analyzed variables are near to the ones described in the specialized literature in direct measurements in corpse pieces and magnetic resonance imaging and demonstrate that the use of a software in digitalized radiographic images provides a realiable measurement, even if simple and low cost radiographic images are used.

Femoral intercondylar notch; Anterior cruciat ligament; Morphology; Knee

ARTIGO ORIGINAL

Estudo morfométrico da fossa intercondilar femoral em joelhos com e sem lesão do ligamento cruzado anterior (L.C.A.), através da aplicação de um software sobre imagens radiográficas digitalizadas

Rita di Cássia de Oliveira Angelo^I; Sílvia Regina Arruda de Moraes^II; Luciano Carvalho Suruagy ^III; TetsuoTashiro^IV; Helena Medeiros Costa^V

^IMestre em Anatomia Patológica do Departamento de Anatomia Patológica da UFPE

^IIProfessora Adjunta - Doutora do Departamento de Anatomia da UFPE (Orientadora)

^IIIMédico do Serviço de Artroscopia e Cirurgia do Joelho do CMH/ PMPE

^IVProfessor Assistente do Departamento de Educação Física da UFPE

^VFisioterapeuta

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

Os autores sugerem a aplicação de um software sobre imagens radiográficas digitalizadas para análise morfométrica da fossa intercondilar e dos côndilos femorais. O programa permite o tracejamento de linhas guias que facilitam a mensuração da extremidade distal do fêmur. Foram analisadas 39 radiografias simples da fossa intercondilar femoral dos joelhos direito e esquerdo, obtidas de indivíduos do sexo masculino reunidos em grupo normal (n=23) e grupo lesionado (n=16). A média de idade da amostra foi de 26,56 anos. As variáveis analisadas foram largura bicondilar femoral, larguras da fossa intercondilar ao nível do sulco poplíteo e da base da fossa, a altura da fossa intercondilar e a largura do côndilo femoral lateral. A fossa intercondilar foi classificada quanto ao formato em cônica, circular e retangular. Os resultados encontrados sugerem que a largura da base da fossa e a largura do côndilo femoral lateral seriam fatores de risco importantes na lesão do L.C.A. Os valores médios das variáveis analisadas aproximam-se dos descritos na literatura especializada em mensurações diretas em peças cadavéricas e ressonância nuclear magnética e demonstram que a aplicação de um software sobre as imagens radiográficas digitalizadas proporciona uma mensuração confiável, mesmo utilizando-se de imagens radiográficas simples e de baixo custo.

Descritores: Fossa intercondilar femoral; Ligamento cruzado anterior; Morfologia; Joelho.

INTRODUÇÃO

A ruptura aguda do ligamento cruzado anterior (L.C.A.) é comum em esportes que requerem freqüentes movimentos rotacionais, paradas bruscas ou aterrissagem de saltos. Acredita-se que a morfologia da fossa intercondilar femoral pode predispor a lesões do L.C.A., e que sua análise morfométrica poderia fornecer importantes dados a serem utilizados na prevenção e prognóstico dessas lesões⁽¹³⁾.

A fossa intercondilar já foi analisada à luz da tomografia computadorizada (T.C.)⁽⁶⁾, da ressonância nuclear magnética (R.N.M.)^(1,7), da radiografia^{(2,9,7,12 13,14)} e, também, através da medição direta em cadáveres^{(3,4,10,11,15)}. Em 1937, Holmblad⁽⁸⁾ propôs uma incidência radiográfica para melhor visualização da fossa intercondilar femoral onde a imagem da fossa era obtida com os joelhos flexionados em 75º, a tíbia aproximadamente paralela à mesa de exame e a ampola dos raios X centrada no cavo poplíteo, perpendicularmente ao eixo tibial. Outros autores^{(9,13, 14)}, igualmente utilizando-se do método de Holmblad (1937)⁽⁸⁾, realizaram estudos da fossa intercondilar em imagens radiográficas, entretanto, a mensuração das variáveis foi manual e diretamente sobre o filme radiográfico.

Este estudo propõe utilizar um software para análise dos aspectos morfométricos e morfológicos em imagens radiográficas da fossa intercondilar femoral e do côndilo femoral lateral, e sugere um método de tracejamento de linhas guias que facilitam a mensuração de variáveis como largura e altura da fossa intercondilar femoral, larguras da base da fossa intercondilar e do côndilo femoral lateral, largura bicondilar femoral e o Índice de Largura do Intercôndilo, proporcionando dados mais acurados a fim de traçar um perfil anatômico da fossa intercondilar femoral e dos côndilos femorais de adultos jovens de ambos os sexos, em faixa etária ativa com e sem lesão do L.C.A.

MATERIAIS E MÉTODOS

Foram analisadas 39 radiografias simples da fossa intercondilar femoral dos joelhos direito e esquerdo, obtidas de 39 indivíduos do sexo masculino, com faixa etária entre 14 e 45 anos, reunidos em dois grupos: 46 joelhos normais de 23 indivíduos sem patologias prévias dos membros inferiores (Grupo 1) e 32 joelhos de 16 indivíduos com diagnóstico de lesão aguda unilateral do L.C.A. (Grupo 2). A triagem e coleta de dados foram realizadas no Centro Médico Hospitalar da Polícia Militar de Pernambuco. Os voluntários assinaram termo de consentimento livre e esclarecido onde se comprometeram em ceder as imagens radiográficas para fins de pesquisa. O presente estudo foi aprovado de acordo com a resolução nº 196/96 pelo Comitê de Ética em Pesquisa envolvendo seres humanos do Centro de Ciências da Saúde da Universidade Federal de Pernambuco (CEP/CCS/UFPE).

Para obtenção das imagens radiográficas da fossa intercondilar femoral, foi adotado o método proposto por Holmblad (1937)⁽⁸⁾. Os indivíduos foram posicionados sobre a mesa de exame em genuflexo com as mãos e os joelhos apoiados sobre a mesa (Figura 1). A amplitude articular dos joelhos foi estabelecida em 75º⁽⁸⁾ e determinada através de goniômetro clínico, variações no posicionamento das pernas, tornozelos e pés foram corrigidas pelo pesquisador que esteve presente durante a coleta de todas as imagens.

As imagens radiográficas foram digitalizadas através de um scanner da marca TCÊ MK^®600u e do programa MGI Photo Suite SE^® que permitiu o tracejamento das linhas referenciais com nitidez dos contornos ósseos. Para melhor visualização dos limites da fossa, foram feitos vários cliques com o mouse demarcando a área com 10 a 20 pontos. Posteriormente, as variáveis foram mensuradas através do software KEYCAD complete version 1.0^© (1993).

As variáveis analisadas foram: a largura bicondilar femoral (lbc), a largura da fossa intercondilar femoral (lf), o Índice de Largura do Intercôndilo (I.L.I.)⁽¹⁴⁾, a largura da base da fossa intercondilar femoral (B); a largura do côndilo femoral lateral (lcl) e a altura da fossa (af). Para a medição das variáveis, foram traçadas linhas referenciais (Figura 2): Linha A, traçada horizontalmente através do centro do sulco poplíteo, presta-se à mensuração da distância bicondilar femoral, da largura da fossa intercondilar e do côndilo femoral lateral; Linha B, tangente à superfície articular ventral dos côndilos femorais; referencial para a medição da altura da fossa intercondilar; Linha C, traçada ligando-se o vértice mais distal das faces da fossa intercondilar, determina o valor da base da fossa intercondilar; Linha D, traçada perpendicularmente à linha B, seguindo em direção ao teto da fossa intercondilar, determina a altura da fossa (distância entre o teto e a linha C). O I.L.I. foi calculado pela razão entre a largura da fossa intercondilar femoral e a largura bicondilar femoral⁽¹⁴⁾ ao nível da linha A.

Os valores obtidos foram comparados entre os grupos 1 (normal) e 2 (lesionado) quanto à lateralidade e, posteriormente, submetidos à análise estatística. Utilizou-se o teste t de Student na comparação de amostras paramétricas não pareadas para correlacionar os dados quanto à lateralidade e a condição clínica do joelho, com e sem lesão do L.C.A. Em todos os testes realizados adotou-se nível de significância de 5% (pd"0,05). A forma da fossa intercondilar femoral foi classificada segundo os critérios adotados por Ellera Gomes; Scarton (1998)⁽²⁾ em cônica, circular e retangular. O Sign Test (teste do sinal) foi utilizado na fase final do estudo para observar a freqüência de semelhança da forma da fossa intercondilar femoral entre os joelhos direito e esquerdo do grupo 1 e entre os joelhos direito e esquerdo do grupo 2.

RESULTADOS

A correlação dos valores médios obtidos da mensuração das variáveis de ambos os joelhos do grupo 1 (sem lesão do LCA) e do grupo 2 (com lesão do LCA) estão demonstrados nas Tabelas 1, 2, 3, 4, 5 e 6. A análise comparativa dos dados obtidos não apresentou diferenças estatísticas significantes (p £ 0,05). Quanto à forma da fossa intercondilar femoral, 78,26% dos joelhos do grupo 1 foram considerados cônicos (Figura 3), 17,4% circulares (Figura 4) e 4,34% de formato retangular (Figura 5). No grupo 2, 56,25% dos joelhos apresentaram a fossa intercondilar femoral de formato cônico, 31,25% circular e 12,5% retangular (Figuras 6, 7).

DISCUSSÃO

O método mais usual e acessível para mensuração da fossa intercondilar femoral tem sido a radiografia⁽⁹⁾. Estudos adicionais utilizando imagens radiográficas, têm relacionado a morfologia e a morfometria da fossa intercondilar femoral às lesões do L.C.A.^{(2,9,12,13,14)}. As radiografias podem oferecer informações úteis na detecção de anormalidades, admitindo-se que o limite de erro será maior e que as medidas não serão tão precisas quanto as medidas obtidas na secção dos múltiplos planos estudados na R.N.M⁽⁷⁾.

Optamos pelo uso de um software para a mensuração, objetivando uma medição mais confiável, minimizando prováveis distorções originadas do ato de medir diretamente sobre a película radiográfica com régua milimetrada, método adotado por alguns autores^(9,13,14). O tracejamento das linhas referenciais, neste estudo, foi baseado nos métodos propostos por Herzog et al.⁽⁷⁾ e Ellera Gomes e Scarton⁽²⁾ e adaptado para mensuração computadorizada através do software KEYCAD^®. Tillman et al.⁽¹⁵⁾ analisaram fotografias digitais da fossa intercondilar femoral, utilizando o software MATLAB 5,2 (MATHWORKS, INC., NATICK, MILIAMPÈRE, EUA) em estudo cadavérico; o tracejamento das linhas referenciais com o mouse e o esboço do contorno dos côndilos femorais com uma série de pontos (mínimo de 10) é similar ao nosso método.

No entanto, concordamos com Ellera Gomes e Scarton⁽²⁾, quando afirmam que não há um referencial apropriado, uniformemente aceito na literatura para a mensuração da fossa intercondilar femoral.

Neste estudo, durante o exame radiográfico, foi estabelecido um grau de flexão do joelho de 75º, considerando a amplitude do movimento de extensão em 0º. A flexão do joelho de 70º a 75º proporciona um maior relaxamento das estruturas articulares, aumentando o espaço articular entre a tíbia e o fêmur, fornecendo uma melhor visualização da fossa intercondilar⁽⁸⁾.

A análise comparativa dos dados referentes à largura bicondilar femoral mostrou similaridade entre joelhos normais e lesionados. Nossos resultados são discordantes de alguns autores, que descrevem valores superiores para a largura bicondilar em joelhos sem lesão do L.C.A.⁽⁵⁾. Nossos achados no grupo 1 são análogos ao valor médio da "largura condilar femoral máxima" encontrado por Herzog et al.⁽⁷⁾ (82,00mm) na mensuração radiográfica de fossas intercondilares femorais cadavéricas e inferiores aos dados de Mall et al.⁽¹¹⁾ (84,00mm) na medição direta em cadáveres. Na literatura revisada, a maioria dos autores, entretanto, não correlaciona valores absolutos dessa variável à probabilidade de lesão ligamentar; observa-se o emprego freqüente da largura bicondilar no cálculo do índice de largura do intercôndilo (I.L.I.)^(1,13,14,15) e na determinação do sexo^(3,11). Estudos sugerem que a largura bicondilar femoral aumentaria desproporcionalmente mais do que a largura da fossa, de acordo com a variação da altura do indivíduo^(1,12) e do peso corporal⁽¹²⁾. A discrepância entre os dados, portanto, deve-se provavelmente às características morfológicas constitucionais da nossa amostra, uma vez que os padrões antropométricos variam consideravelmente entre populações diferentes⁽¹¹⁾.

Nossos resultados não apresentaram diferença estatística significante para a largura da fossa intercondilar femoral entre os grupos analisados. Os valores médios apresentados por Herzog et al.⁽⁷⁾ (23,9mm) em estudo radiográfico e por Anderson et al.⁽¹⁾ (23,7mm) em estudo por R.N.M., equivalem ao nosso resultado no lado esquerdo do grupo 1. Os valores do lado esquerdo de ambos os grupos são análogos, concordando com alguns autores que descrevem valores semelhantes em joelhos normais e em joelhos com lesões agudas do L.C.A.^(6,7). Tal similaridade pode ser explicada provavelmente pela amostra limitada deste estudo que não permitiu reconhecer pequenas diferenças na largura da fossa, ou pela não formação de osteófitos como resultado de instabilidade articular nos joelhos lesionados, uma vez que o grupo 2 foi constituído por indivíduos com lesões ligamentares agudas, ou ainda porque não existem diferenças morfométricas entre joelhos normais e joelhos com lesões ligamentares agudas. Estudos compararam indivíduos sem lesão e com lesão uni e bilateral do L.C.A. e encontraram estenose da fossa intercondilar femoral nos joelhos com lesão ligamentar bilateral. Segundo os autores, pacientes com lesões bilaterais são jovens, apresentam uma relativa estenose da fossa intercondilar femoral na imagem radiográfica e a lesão inicial geralmente ocorre sem contato⁽¹³⁾. É relevante salientar que o grupo lesionado neste estudo foi constituído por indivíduos com lesões unilaterais.

Segundo alguns autores a estenose da região anterior da fossa intercondilar femoral em joelhos com lesão do L.C.A. ocorre precocemente devido à formação de osteófitos, provavelmente resultado da instabilidade secundária a lesão; todavia, o início preciso da estenose mensurável não poderia ser determinado⁽⁴⁾. No entanto, estudos asseveram que a prevalência de mecanismo lesional sem contato sugere que o risco de lesão do L.C.A. é intrínseco por natureza e que a estenose congênita da fossa intercondilar femoral pode ser considerada como um dos fatores intrínsecos de risco na lesão do L.C.A.^{(5, 13,14)}

Concordando com a literatura^(6,7,14), observamos valores similares no I.L.I. de ambos os grupos, particularmente no lado esquerdo. O valor médio encontrado nos joelhos do grupo normal é equivalente aos valores encontrados em estudo através de R.N.M.^(1,7). O valor médio observado no grupo lesionado é análogo ao descrito em joelhos com L.C.A. deficiente (0,28) em estudo através de R.N.M⁽⁷⁾. Nossos valores no grupo normal são similares aos encontrados em homens africanos na mensuração direta em cadáveres(0,26) e não estão de acordo com os dados observados em descendentes europeus (0,24)⁽¹⁵⁾; fato possivelmente explicado pela miscigenação brasileira. A confiabilidade do I.L.I. como determinante da largura da fossa, entretanto, é controversa. Essa medida é pretendida para eliminar a variação da ampliação ao comparar medidas radiográficas e padronizar pacientes de biótipos morfológicos diferentes⁽¹⁴⁾. Alguns autores, porém, discordam deste índice^(1,7,12). Para ser uma medida matemática válida do tamanho da fossa, ambas as variáveis deste índice devem variar proporcionalmente com a altura dos indivíduos. Entretanto, estudos sugerem que a largura da fossa não é diretamente proporcional à altura, todavia a largura bicondilar femoral aumenta com o acréscimo da estatura⁽¹²⁾.

A análise comparativa da largura da base da fossa intercondilar entre ambos os lados dos grupos 1 e 2 mostrou valores maiores para o grupo normal, concordando com os achados da literatura⁽²⁾ que relata um estreitamento distal significativo em joelhos instáveis ocorrendo na ordem de 0,0446mm/mês após a lesão. Em estudo cadavérico, autores demonstraram que a fossa intercondilar é mais estreita distalmente e mais alargada proximalmente⁽¹⁰⁾, levando a questionar se a base da fossa estenótica não seria um fator de risco mais importante na lesão do L.C.A. do que sua largura ao nível do sulco poplíteo.

Palmer apud Shelbourne e Kerr⁽¹²⁾ foi o primeiro a correlacionar as dimensões da fossa intercondilar femoral e a predisposição à lesão do L.C.A. Observou que o L.C.A. possui uma posição constitucionalmente vulnerável, sendo retesado sobre a face interna do côndilo femoral lateral durante os movimentos rotacionais do joelho, facilitando a ruptura. Os resultados neste estudo, apesar da não estatisticamente significantes, evidenciam um côndilo femoral lateral mais largo no grupo com lesão do L.C.A. Nossos valores são compatíveis com os achados de alguns autores na medição direta em peças cadavéricas (29,6mm)⁽⁴⁾. Em estudo tomográfico, autores observaram que pacientes com lesões bilaterais do L.C.A. tinham o côndilo femoral lateral mais largo do que indivíduos sem lesão e concluíram que a largura do côndilo femoral lateral pode interferir na largura da fossa e constituir um fator intrínseco de risco para lesão daquele ligamento⁽⁶⁾. No entanto, o presente estudo não comprova tal hipótese, já que a largura da fossa intercondilar femoral não apresentou valor reduzido nos joelhos lesionados em função da maior largura do côndilo femoral lateral. Vale salientar que a amostra foi constituída de indivíduos com lesões unilaterais do L.C.A.

Apesar de não estatisticamente significantes, nossos dados demonstram que a altura da fossa intercondilar do grupo normal foi maior do que nos joelhos do grupo lesionado. Tal achado é compatível com os resultados de alguns autores⁽⁷⁾, entretanto, nossos valores são numericamente superiores. A disparidade numérica pode ser explicada pela heterogeneidade étnica da amostra populacional aqui estudada, caracterizada pela intensa miscigenação brasileira. Em estudo cadavérico, a altura da fossa foi mensurada separando-se a amostra por grupos raciais, os autores concluíram que negros possuem a altura da fossa intercondilar maior do que brancos; a razão para esta variação morfológica reside numa curvatura anterior da diáfise femoral mais baixa na população negra. Teoricamente, a curvatura femoral mais baixa causa uma rotação ascendente dos côndilos femorais, produzindo uma fossa mais elevada⁽³⁾.

Neste estudo o formato cônico predominou em ambos os grupos, com percentuais mais elevados no grupo normal em ambos os lados. O maior percentual de formato cônico nos joelhos lesionados concorda com os achados da literatura para joelhos com instabilidade ântero-lateral (54,4%)⁽²⁾. Observamos um percentual discretamente elevado do formato circular nos joelhos do grupo lesionado, independente da lateralidade, em relação aos joelhos do grupo normal quanto aos formatos circular e retangular. No formato circular a largura da base da fossa intercondilar femoral é menor do que seu ápice; é provável que uma base mais estreita atue como fator intrínseco de risco para lesão do L.C.A. A diferença na forma da fossa intercondilar femoral pode parcialmente explicar a probabilidade de lesão do L.C.A.⁽¹⁵⁾ Isto explicaria um percentual maior de fossas circulares no grupo lesionado em relação ao formato retangular e aos percentuais de formas circulares e retangulares encontrados nos joelhos direito e esquerdo do grupo normal.

Os valores percentuais de igualdade de formato da fossa intercondilar femoral, determinados pelo Sign Test, mostram percentuais mais elevados de formatos diferentes das fossas intercondilares dos indivíduos do grupo lesionado. É provável que tal achado encontre-se relacionado à presença de fatores como altura, peso corporal, dominância de um membro em relação a outro, que podem influenciar na predominância da lateralidade nas lesões ligamentares, entretanto não encontramos dados na literatura revisada para confrontar tais achados.

CONCLUSÃO

Os resultados apresentados neste estudo não apresentaram diferenças estatísticas significantes entre joelhos sem lesão ligamentar e joelhos com lesão aguda unilateral do L.C.A. tal achado pode estar relacionado a uma amostra populacional pequena, que não permitiu a observação de diferenças peculiares entre os grupo analisados. Entretanto não podemos descartar a hipótese de não haver diferença entre joelhos normais e joelhos com lesões ligamentares recentes. A estenose da fossa intercondilar femoral é preconizada como fator de risco para lesão do L.C.A., contudo acreditamos na necessidade de maior investigação a fim de estabelecer a real influência da estenose da fossa intercondilar sobre esse ligamento, se é determinada congenitamente ou se ocorre após a lesão do ligamento.

Parece-nos que a largura da base da fossa intercondilar e a largura do côndilo femoral lateral seriam fatores de risco mais importantes na lesão do L.C.A. do que a largura da fossa intercondilar ao nível do sulco poplíteo, e que tais variáveis podem influenciar no formato da fossa o que explicaria o comportamento diferenciado dos formatos circulares nos joelhos lesionados. É necessário maior verificação de tal achado a fim de correlacionar a forma da fossa à probabilidade de ruptura do L.C.A.

Quanto ao método de mensuração aplicado, acreditamos que a analogia dos resultados encontrados neste estudo aos descritos na literatura especializada, demonstra que a aplicação de um software sobre as imagens radiográficas digitalizadas pode proporcionar uma mensuração confiável e prática, mesmo utilizando-se de imagens radiográficas simples e de baixo custo, o que se enquadraria à realidade da saúde pública brasileira.

Trabalho recebido em 29/04/2003.

Aprovado em 20/06/2004.

Trabalho realizado no Centro Médico Hospitalar da Polícia Militar do estado de Pernambuco (CMH/ PMPE).

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  16 Nov 2004
• Data do Fascículo
  Set 2004

Histórico

• Aceito
  20 Jun 2004
• Recebido
  29 Abr 2003