Identificação da escoliose a partir de parâmetros da superfície corporal

Abstract

A escoliose idiopática (EI) é uma das deformidades mais comuns da coluna vertebral, sendo definida como uma deformidade tridimensional da coluna vertebral e do tronco. Na última década os esforços em busca da consolidação de um olhar multidimensional para avaliação e acompanhamento da EI aumentaram, indo além do exame radiológico. A topografia de superfície é um exame de imagem livre de radiação que fornece informações relevantes na avaliação do paciente com EI, entretanto sua utilização não é realizada de forma padronizada, o que limita sua aplicabilidade. A presente dissertação de mestrado teve por objetivo verificar a capacidade de identificação da EI através da topografia de superfície, usando a técnica de rasterestereografia, correlacionando seus achados com uma avaliação clínica baseada na fotogrametria e no escoliômetro. Para contemplar esse objetivo foram realizados dois estudos. O Estudo 1 consistiu numa revisão sistemática com metanálise que objetivou (a) identificar quais são os marcadores anatômicos de referência utilizados pela topografia de superfície; (b) identificar quais são os parâmetros utilizados pela topografia de superfície; e (c) conduzir uma metanálise através dos coeficientes de correlação de Pearson (r) e intraclasse (ICC), a fim de estabelecer confiabilidade da topografia de superfície na identificação da escoliose idiopática do adolescente (EIA). A avaliação da qualidade metodológica foi realizada seguindo Brink & Louw. Foram incluídos 23 artigos para síntese qualitativa e 11 para metanálise. Os valores de r para correlação, nos planos frontal, sagital e transversal, variaram de 0,55 a 0,84. Os valores de ICC para reprodutibilidade, no plano frontal e sagital, foram de 0,84 a 0,97. Foi possível determinar que: (a) apenas quatro marcadores anatômicos de referência são suficientes na avaliação topográfica; (b) a avaliação do paciente com EIA pode ser feita através da extração de nove parâmetros; e (c) a topografia de superfície apresenta uma correlação forte e significativa com as radiografias na avaliação da EIA através do ângulo de inclinação da coluna (análogo ao Cobb), no plano frontal e para os ângulos de cifose e lordose, no plano sagital, sendo reprodutível na análise interavaliadores e intra-avaliadores no plano sagital e na análise intra-avaliadores no plano frontal. O Estudo 2 visou contribuir com a sistematização da avaliação da coluna vertebral e do dorso para identificação da EI, através da topografia de superfície, buscando (1) identificar quais parâmetros extraídos da topografia de superfície, através da técnica de rasterestereografia, são preditores para identificação da EI e (2) identificar a capacidade da técnica de rasterestereografia em determinar a severidade da EI. Foram avaliados 77 participantes com idades entre sete e 18 anos, de ambos os sexos. A avaliação consistiu em três exames, sendo eles a topografia de superfície (Vert 3D), a fotogrametria e o escoliômetro. A ordem dos exames foi definida através de sorteio no momento inicial da avaliação. O protocolo de avaliação da topografia de superfície contou com a utilização de apenas quatro marcadores nos seguintes pontos anatômicos: processo espinhoso da sétima vértebra cervical (C7), espinhas ilíacas póstero-superiores (EIPS) e processo espinhoso da primeira vértebra sacral (S1). Para análise topográfica, foram utilizados 13 parâmetros da topografia de superfície, sendo eles: cifose torácica, lordose lombar, rotação das EIPS, inclinação das EIPS, ângulo da maior curva à direita (plano frontal), ângulo da maior curva à esquerda (plano frontal), rotação do tronco à esquerda, rotação do tronco à direita, distância C7-S1 (plano frontal), deslocamento C7-S1 (plano sagital), ápice da curva à direita (plano frontal), ápice da curva à esquerda (plano frontal) e comprimento do tronco. Na análise estatística, foi utilizada uma regressão linear múltipla para verificar quais parâmetros da topografia de superfície são necessários para identificar a presença de EI. A fim de determinar a capacidade diagnóstica da topografia foi utilizada a Receiver Operating Characteristic Curve (curva ROC). Para região torácica a análise resultou num modelo, com o ângulo de rotação do tronco (ART) como variável depende, que atingiu um R² ajustado de 0,73, incluindo as seguintes variáveis independentes (parâmetros da topografia de superfície): Cifose torácica, Rotação das EIPS, Ápice da curva à esquerda, Deslocamento C7-S1 (sagital), Rotação do tronco à esquerda, Distância C7-S1 (frontal), Rotação do tronco à direita e Ápice da curva à direita. Para região lombar o melhor modelo encontrado contou com o ART (escoliômetro) como variável dependente e resultou num R² ajustado de 0,45. Neste modelo as variáveis independentes (parâmetros da topografia de superfície) incluídas foram: Comprimento do tronco, Inclinação das EIPS, Deslocamento C7-S1 (sagital), Rotação do tronco à esquerda, Distância C7-S1 (frontal) e Ápice da curva à direita. Ambos os modelos se mostraram estatisticamente significativos (p=0,000). Ainda, o exame se mostrou capaz de identificar a severidade da EI com base em quatro parâmetros, estabelecendo seus respectivos pontos de corte através da curva ROC: para região torácica, valores de sensibilidade entre 61% e 71% e especificidade entre 66% e 93%; para a região lombar, valores de sensibilidade entre 58% e 75% e especificidade entre 47% e 82%. Baseado nos valores de área sob a curva, que chegaram a 84% na região torácica e 78% na região lombar, entende-se que é adequada a capacidade diagnóstica do exame de topografia de superfície (Vert3D) na identificação da EI.

Idiopathic scoliosis (IS) is one of the most common deformities of the vertebrae, being defined as a tridimensional deformity of the vertebrae and of the back. In the last decade the efforts to seek out for a consolidation of a multidimensional eye to evaluate and monitor IS increased, going beyond radiological exams. The surface topography is an image exam free of radiation that provides information relevant to the IS patient's evaluation, however its use is not performed in a standardized way, which limits its applicability. This master's thesis has as goal to verify the capability of identification of scoliosis through surface topography, using raster stereography technique, comparing its findings with a clinical evaluation based on photogrammetry and scoliometer. Three studies were used to contemplate this goal. Study 1 consisted on a systematic revision with meta-analysis aiming (a) identify which are the anatomical markers used as references by the surface topography; (b) identify which are the parameters used by the surface topography; and (c) conduct a meta-analysis by the use of the Pearson's correlation coefficients (r) and intraclass (ICC), to stablish the validity and reproducibility of the surface topography on the identification of adolescent idiopathic scoliosis (AIS). The evaluation of the methodological quality was performed following Brink & Louw. It was included 18 articles for qualitative synthesis and nine for meta-analysis. The values of r for correlation, on the frontal, sagittal and axial planes, vary from 0.55 to 0.84. The ICC values for reproducibility, on the sagittal and frontal planes, were between 0.84 and 0.97. It was possible to determine that: (a) only four anatomical markers of reference are sufficient for the topographic evaluation; (b) the evaluation of the patient with AIS can be done by the extraction of nine parameters; and (c) the surface topography showed a strong and significant correlation with radiography on the evaluation of AIS is through the use of the spinal inclination angle (analogous to Cobb), in the frontal plane and for the kyphosis and lordosis angles, in the sagittal plane, being reproducible in the inter-rater and intra-rater analysis in the sagittal plane and in the intra-rater analysis in the frontal plane. Study 2 aimed to contribute with the systematization for the evaluation of the vertebrae and back to identify scoliosis, through surface topography, searching (1) Identify which parameters extracted from surface topography, through rastereography are predictors to IS identification and (2) identify the capability of surface topography to determine the severity of IS. 77 participants were evaluated with ages ranging between seven and 18 years old, of both genders. The evaluation consisted of three exams, surface topography (Vert 3D), photogrammetry and the scoliometer. The order of the exams was defined randomly on the initial moment of the evaluation. The evaluation protocol of the surface topography consisted on the use of only four markers on the following anatomical points: spinous process of the seventh cervical vertebrae (C7), poster superior iliac spine (EIPS) and spinous process of the first sacral vertebrae (S1). For the topographic analysis, thirteen parameters of the surface topography were used: thoracic kyphosis, lumbar lordosis, EIPS rotation, EIPS inclination, angle of the largest curve to the right (frontal plane), angle of the largest curve to the left (frontal plane), rotation of the torso to the left, rotation of the torso to the right, C7-S1 distance (frontal plane), C7-S1 displacement (sagittal plane), apex of the curve to the right (frontal plane), apex of the curve to the left (frontal plane), and length of the torso. On the statistical analysis, it was used a multiple linear regression to verify which parameters of the surface topography are necessary to identify the presence of scoliosis. To determine the capability to diagnose of the topography it was used the Receiver Operating Characteristic Curve (ROC curve). For the thoracic region the analysis resulted on a model, with the rotation angle of the torso (ART) as a dependent variable, that reached an adjusted R² of 0,73, including the following independent variables (surface topography parameters): thoracic Kyphosis, EIPS rotation, apex of the curve to the left, C7-S1 displacement (sagittal), rotation of the torso to the left, C7-S1 distance (frontal), rotation of the torso to the right and apex of the curve to the right. For the lumbar region the best model found counted with ART (scoliometer) as a dependent variable and resulted on an adjusted R² of 0.45. On this model the independent variables (surface topography parameters) included were: length of the torso, EIPS inclination, C7-S1 displacement (sagittal plane), rotation of the torso to the left, C7-S1 distance (frontal plane) and apex of the curve to the right. Both models showed statistically significant (p=0,000). And, the exam was showed to be capable to identify the severity of IS based on four parameters, stablishing their respective cutoffs through the use of the ROC curve: for the thoracic region, sensibility values between 61% and 71% and specificity between 66% and 93%; for the lumbar region, sensibility values between 58% and 75% and specificity between 47% and 82%. Based on the values of the area under the curve, that reached 84% on the thoracic region and 78% on the lumbar region, it is understood that the diagnosis capability of the surface topography exam (Vert3D) is adequate for the identification of scoliosis.