Um estudo anatômico do processo espinhoso da sétima vértebra cervical baseado na reconstrução tridimensional por tomografia computadorizada

Introdução

Baixo da cabeça, o processo espinhoso (SP) da sétima vértebra cervical (C7) de humanos se projeta para a pele e forma uma eminência significativa na parte de trás do pescoço. A C7 é normalmente identificada por um longo SP(1-3), em forma de taco e sem ramificações, chamado de vértebra prominente(4). O C7 representa a base da coluna cervical e se conecta com a parte superior da coluna torácica,T1, para formar a junção cervicotorácica, também referida como C7-T1. Assim, o C7 marca o nível de transição do segmento cervical dinâmico para o segmento torácico relativamente inflexível da coluna vertebral (1). Além disso, é o ponto onde a lordose cervical inverte a cifose torácica, tornando o C7 anatomicamente único (5). De todas as lesões cervicais, 9% ocorrem no segmento C7, e a morfologia do C7, que apresenta variações interregionais, inter-étnicas e individuais, pode afetar as abordagens cirúrgicas (6). Assim, a morfologia do C7 é uma área clinicamente significativa na prática clínica (1).

Além disso, C7-SP é de vital importância para exames clínicos, intervenções diagnósticas e terapêuticas e diversos tipos de cirurgia envolvendo o pescoço. Por exemplo, o C7-SP é utilizado como ponto de referência para determinar o nível de inserção de cateteres peridurais pelos anestesistas, e um nível de entrada C7-T1 é recomendado para injeção de esteróide peridural interlaminar cervical(7). Além disso, devido à fixação complexa da nuca ao processo espinhoso, a SP deve ser preservada para reduzir a incidência de dor axial pós-operatória (8). Na maioria das vezes, as decisões sobre o tratamento cirúrgico são tomadas pela área médica afetada pelas características anatômicas do C7-SP. Por exemplo, ao realizar cirurgias cervicais posteriores, os cirurgiões frequentemente confiam na morfologia da C7-SP se a operação envolver apenas a área de baixa cervical. Entretanto, se o paciente tem um C7-SP bífido, isto pode amiludir os cirurgiões, o que pode resultar em resultados indesejados(2). Além disso, devido ao desvio interindividual do C7-SP, a identificação de abordagens adequadas para a inserção dos parafusos ao realizar uma posteriorfixação do pescoço é um desafio. Alguns estudos enfatizaram que o novo parafuso pedicular deve ser inserido com base na reconstrução tridimensional (3D), bem como na individualização(9). Embora numerosos estudos tenham avaliado as estruturas do C7-SP, a maioria deles focalizou as dimensões e angulações do pedículo, a condição bífida e as formas precisas de localização do C7 (10-13), porém as características anatômicas detalhadas do C7-SP ainda não foram elucidadas.

Apenas alguns relatos avaliaram a variação interindividual do C7-SP. No presente estudo, as características anatômicas do C7-SP foram medidas preliminarmente com base na reconstrução por tomografia computadorizada (TC) 3D, um instrumento de imagem que foi validado em diversas aplicações para a prática da cirurgia da coluna vertebral (14). O objetivo do presente estudo foi explorar as características anatômicas do C7-SP, que podem facilitar o diagnóstico e tratamento de condições envolvendo a coluna cervical.

Patientes e métodos

Subjetos

Um total de 245 indivíduos foram inscritos de janeiro de 2016 a agosto de 2017 na Affiliated Traditional Chinese MedicineHospital of Southwest Medical University (Luzhou, China). Antes do início do estudo, foi obtida a aprovação do Comitê de Inspeção Ética da Medicina Tradicional Chinesa FiliadaHospital da Universidade Médica do Sudoeste, que renunciou ao consentimento livre e esclarecido devido à natureza retrospectiva. Os dados da TC do C7 foram coletados no Departamento de Radiologia do Hospital de Medicina Tradicional Chinesa Filiada da Universidade Médica do Sudoeste. Todos os pacientes eram chineses Han e >18 anos de idade no momento da tomografia computadorizada. A maioria dos pacientes tinha sido submetida a um exame de saúde, e os restantes foram submetidos a um exame especial da coluna vertebral, pois tinham caído antes do recrutamento ou sofreram impactos acidentais, o que pode afectar negativamente o seu estado de saúde. Foram excluídos os indivíduos com malformações congênitas da coluna vertebral, a espinalpatologia (incluindo espondilolistese, retrolistese ou colapso do espaço discal), variação da coluna vertebral e aqueles que fizeram cirurgias subespinhais.

3D reconstrução CT

Um tomógrafo espiral (Somatom Emotion; Siemens AG,Munique, Alemanha) foi utilizado com as seguintes condições de varredura: tensão, 130 kV; corrente, 180 mA; espessura, 0,75 mm; e tamanho da matriz, 512×512. Além disso, a técnica CARE Dose 4D foi utilizada no exame. Todos os pacientes foram mantidos na varredura em posição supina. As imagens 3D foram armazenadas no Picture ArchivingCommunication System (PACS versão 4.0; DJ HealthUnion SystemsCorporation, Xangai, China). Este era um sistema de gravação e armazenamento de imagens radiográficas, permitindo o armazenamento de um grande número de imagens e permitindo o acesso a partir de qualquer estação em rede. Além dessas instalações de armazenamento, o PACS também incorporou uma ferramenta de medição da sensibilidade. Após a reconstrução em 3D, o C7 foi analisado individualmente. As imagens C7 típicas foram adquiridas ajustando a posição e o tamanho, aumentando o contraste e fazendo outros ajustes de imagem na estação de trabalho do TC antes da medição.

Medição dos parâmetros C7-SP

Todas as medições foram realizadas por três radiologistas que haviam realizado no trabalho associado ao TC por >5 anos no Departamento de Radiologia do Hospital de Medicina Tradicional Filiado da Universidade Médica do Sudoeste. Os aspectos laterais, superiores e posteriores das imagens C7 foram salvos separadamente no PACS. Antes da medição, o C7 foi colocado em planos indiferentes para cada parâmetro. A distância mínima foi de 0,01cm e o ângulo mínimo foi de 1°. Foram determinadas a distância entre a borda do processo transverso esquerdo ou direito e a ponta de SP no aspecto superior (DLTS ou DRTS), e a distância entre a ponta do C7-SP e o ponto medial da parte posterior do canal raquidiano no aspecto lateral, denominado comprimento de SP (LSP). O ângulo do desvio de SP (∠α) foi medido como o ângulo entre o longo eixo de SP e a linha mediana da vértebra no superioraspecto. ∠β foi definido como o ângulo entre o eixo longo do SP e a linha que cruzava as pontas dos processos transversais bilaterais. ∠γ foi medido como o ângulo entre o eixo vertical e o eixo longo do SP no aspecto lateral. Todas as medidas supracitadas estão indicadas na Fig. 1. Todos os sujeitos do presente estudo foram agrupados de acordo com a direção de desvio de C7-SP:Desvio para a direita (grupo DR), desvio para a esquerda (grupo DL) e nenhum desvio (grupo ND) (Fig.2).

Análise estatística

A análise estatística foi realizada utilizando SPSS,versão 20.0 (IBM Corp., Armonk, NY, EUA). As quantidades de machos e fêmeas em cada grupo foram expressas em frequências e percentagens e foram analisadas pelo teste χ2. A idade e os parâmetros de C7 foram expressos como a média ± desvio padrão. Para determinar a distribuição normal, foram realizados os testes de Kolmogorov-Smirnov e Shapiro-Wilkt. A análise de variância unidirecional foi utilizada para comparar a idade e os parâmetros de C7 entre os três grupos e o teste Student-Newman-Keuls foi o teste pós-hoc. P<0,05 foi considerado para indicar uma diferença estatisticamente significativa.

Resultados

Um total de 245 indivíduos foram inscritos no presente estudo, e o número de pacientes no grupo DL foi de 94, o que resultou em 43 homens (17,55%) e 51 mulheres (20,82%), sendo a média de idade de 47,23±12,78 anos (variação, 21-80 anos). O grupo DR consistiu de 133 pacientes com idade média de 47,95±14,27 anos (variação, 19-89 anos), incluindo 64 homens (26,12%) e 69 mulheres (28,16%). O grupo ND incluiu 18 sujeitos, sendo 5 homens (2,04%) e 13 mulheres (5,31%) com idade média de 47,95±14,27 anos (variação, 25-86 anos). Não houve diferença estatisticamente significativa na idade e na relação homens/mulheres entre os três grupos (Tabela I).

Tábua I.

Número de machos e fêmeas, e a pirâmide nos três grupos.

Uma diferença estatisticamente significativa no DLTS entre os grupos DL e ND foi observada (4,69±0,53 vs. 4,41±0,54cm; P<0,05). Além disso, a ETED no grupo DR foi significativamente diferente da do grupo ND (4,72±0,47 vs. 4,44±0,45 cm; P<0,05). Em comparação com o grupo ND, the∠α nos grupos DL e DR foi significativamente diferente (0 vs.4.30±2.96 e -5.17±3.35°; P<0.05); além disso, o ∠α no grupoDL foi significativamente diferente do grupo DR(P<0.05). Mais importante, ∠β foi significativamente diferente dos grupos DL, DR e ND (93,09±3,39, 86,30±3,70 e 89,72±2,02°, respectivamente; P<0,05). As diferenças na LSP e ∠γ entre os três grupos não foram significativas (P>0,05; Tabela II).

Tabela II.

Medições nos três grupos.

Discussão

A precisão na identificação de C7 usando a palpação manual pelos clínicos é limitada devido à variação interindividual na morfologia de C7-SP (15-19). Embora vários estudos tenham avaliado as estruturas anatômicas do C7-SP, a maioria deles foca nos mecanismos das doenças que o afetam (8,20,21). A PAS estende-se desde a parte posterior do arco vertebral até os pontos de provideconexão dos músculos que se estendem desde o pescoço, incluindo os músculos trapézio e espinhal. A extremidade do nuchalligamento, que suporta os músculos do pescoço e liga o osso teoccipital do crânio à vértebra C7, fixa-se na ponta do processo espinhoso. De acordo com vários estudos, a preservação da C7-SP tem um papel crucial na prevenção dos sintomas axiais (22-25). Esta é uma forma de dor ao redor do pescoço e ombros e muitas vezes permanece uma grande preocupação durante vários anos de pós-operatório, mesmo em pacientes com excelente recuperação neurológica (26,27). Além disso, a proteção das estruturas anatômicas C7-SPand ao redor da coluna cervical, incluindo os músculos ligados ao processo espinhoso, bem como os ligamentos supra-espinhosos e interespinhosos, proporciona melhores resultados quanto à amplitude de movimento e dor axial cervical (28). Além disso, foi relatado que o conhecimento adequado da morfologia C7 é necessário para o espinafre, a fim de evitar danos às artérias vertebrais, espinal medula ou raízes nervosas durante intervenções de fixação envolvendo a coluna cervical póstero-posterior (29). A junção cervicotorácica é uma transição anatômica desafiadora que inspira a cirurgia. Comparada com todas as outras vértebras cervicais, a C7 tem laminas mais largas, pedículos maiores, massas laterais menores e um longo processo espinhoso não bífido. Essas características permitem uma variedade de métodos cirúrgicos a serem realizados para aplicação de instrumentação rígida em forma de diferentes tipos de parafusos, incluindo massa lateral, pedículo, transfacet e intralaminar (1).

No presente estudo, todos os sujeitos foram agrupados de acordo com o ângulo de desvio de SP. Em comparação com o grupo eND, o ∠α dos grupos DL e DR foi significativamente diferente. Foi indicado que existia um desvio do C7-SP e que foi possível agrupar preliminarmente todos os C7s de acordo com o seu ∠α. Além disso, como a idade e a relação homem/mulher não diferiram significativamente entre os grupos, o agrupamento foi notado pela idade e pela relação homem/mulher.

Após o agrupamento, não foram observadas diferenças significativas em ∠γ e LSP entre os três grupos (P>0,05). Numerosos outros estudos haviam sido realizados para medir a LSP. Bazaldua etal (30), estudou a morfometria das vértebras cervicais C3-7 em uma população do nordeste do México e mediu a distância da fronteira superior à ponta da SP no plano sagital para determinar o valor ameano de 29,12±5,86mm, o que estava de acordo com os resultados do presente estudo. Entretanto, outros estudos obtiveram medidas de 22,19±2,02 e 22,78±2,03mm (31,32), que foram menores do que o resultado do presente estudo. Estas discrepâncias podem ser o resultado dos vários critérios de medida, diferenças inter-regionais ou -étnicas e erros estatísticos.

Outras vezes, no presente estudo, a diferença no DLTS entre os grupos DL e ND foi estatisticamente significativa(4,69±0,53 vs. 4,41±0,54 cm; P<0,05). Também foi observada uma diferença estatisticamente significativa na ETED entre os grupos DR e ND (4,72±0,47 vs. 4,44±0,45 cm; P<0,05). Isto indicou que a orientação que SP desviou para ter uma maior distância entre o processo transverso e SP. Isto pode ser devido à rotação do corpo vertebral. Métodos de medição mais rigorosos foram necessários para serem formulados a fim de reduzir esses erros. Mais importante ainda, diferenças estatisticamente significativas também foram observadas em ∠βamong nos três grupos (P<0,05). Este parâmetro reflete o ângulo entre o processo transverso e SP, sendo de vital importância para cirurgias envolvendo a exposição da parte póstero-lateral de C7. Além disso, foi relatado que o tipo mais efetivo de fixação posterior na cervicotoracjunção foi a fixação do parafuso pedicular, devido às características específicas da C7 (7,33-36).Kajino et al (37), estudaram a anatomia cirúrgica para a colocação do parafuso pedicular na coluna cervical. Confirmaram que a entrada posterior ideal para a fixação do parafuso foi de 2,5mm medial à margem lateral das massas laterais, o ângulo de inserção correto foi de ~45° e o valor crítico de profundidade de inserção foi de 13-14mm. Lee et al (38), estudaram a viabilidade anatômica da colocação do parafuso pedicular cervical póstero-posterior em crianças com análise tomográfica, argumentando que a possibilidade de fixação da máscara lateral subaxial deve ser investigada com um método mais adequado. Neste estudo, antes da mensuração, todos os objetivos aceitos da tomografia computadorizada foram estudados. O valor da TC na detecção de fraturas da coluna vertebral é bem conhecido. Ao contrário da análise convencional por raios-X, a tomografia computadorizada fornece imagens detalhadas de numerosos tipos de tecido, bem como dos ossos e vasos sanguíneos. Assim, a TC tem sido utilizada em campos clínicos incluindo o diagnóstico de doenças e análise anatômica (39-41). De acordo com a Food and Drug Administration, a TC é um procedimento árabe e oferece uma avaliação precisa dos tecidos ósseos e do mostsoft. Utilizando o equipamento mais recente, a coluna vertebral pode ser acamada em múltiplos planos e as imagens 3D podem ser reconstruídas. No presente estudo, as imagens digitalizadas foram reconstruídas em modelos 3D.Em comparação com as imagens 2D convencionais, as imagens 3D podem proporcionar uma maior penetração na clínica. Além disso, essas imagens de TCs foram obtidas de TCs helicoidais, que forneceram dados adequados para a criação de imagens 3D.

O presente estudo tinha certas limitações. Primeiro, os parâmetros do C7-SP foram medidos no PACS, no qual as pontas ou partes mediais das estruturas foram determinadas por três radiologistas. Uma ferramenta de medição mais avançada é necessária para fornecer resultados mais precisos. Além disso, apenas o C7-SP de pacientes chineses do Hospital de Medicina Tradicional Chinesa da Universidade Médica do Sudoeste Afiliado foi avaliado, e pacientes com idade <18 anos foram excluídos; estudos adicionais podem ser realizados em outros hospitais para outras populações/etnias e menores de idade. Além disso, nenhum estudo cadavérico do C7-SP foi realizado no presente estudo, o que pode ser o objetivo de um estudo de futuro.

Em conclusão, com base na TC 3D, vários parâmetros do C7-SP foram precisamente medidos. Foi identificado que, apesar das diferenças de idade e sexo dos pacientes, foi possível agrupá-los preliminarmente de acordo com o desvio do C7-SP. Estes resultados podem apoiar diagnósticos e tratamentos futuros e reduzir a incidência de diagnósticos errados. Além disso, o presente estudo pode fornecer uma base para outros estudos sobre a C7-SP. Além do desvio da C7-SP, ainda falta determinar se há associação com quaisquer outros parâmetros, portanto, mais estudos são necessários para avaliar a associação entre a C7-SP, as estruturas ósseas e os tecidos que a envolvem.

Conhecimento

Não aplicável.

Fundamento

Este trabalho foi apoiado pelo Academician WorkstationConstruction Project of Luzhou (Luzhou, China; subsídio no. 20180101).

Disponibilidade de dados e materiais

Os conjuntos de dados analisados gerados durante o estudo estão disponíveis do autor correspondente no reasonablerequest.

Contributos dos autores

O estudo foi desenhado por LZ. Os pacientes foram recrutados por ZL, HW, LR, FY, TG e SF. As medidas de imagem foram feitas por ZL, LR e FY. A análise estatística foi conduzida por LZ e HW. LZ, ZL, TG e SF escreveram o manuscrito.

Aprovação ética e consentimento toparticipativo

Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê de Ética do Hospital de Medicina Tradicional Chinesa Afiliado da Universidade Médica do Sudoeste (Luzhou, China; nº SWMCTCM2017-0810) e registrados como ensaio clínico (ChiCTR-BOC-17012270), e foram realizados de acordo com a declaração de Helsinki1964 e suas emendas posteriores ou padrões éticos comparáveis. O consentimento informado foi obtido de todos os participantes individuais incluídos no estudo.

Consentimento para publicação