ads:
Paulo José Riccio Frazão
Estudo da correlação da densidade mineral óssea obtida pelo
método de absorciometria radiográfica com a resistência óssea
do terceiro metacarpiano de eqüinos submetido a ensaios
biomecânicos
São Paulo
2008
ads:
Livros Grátis
http://www.livrosgratis.com.br
Milhares de livros grátis para download.
Paulo José Riccio Frazão
Estudo da correlação da densidade mineral óssea obtida pelo
método de absorciometria radiográfica com a resistência óssea
do terceiro metacarpiano de eqüinos submetido a ensaios
biomecânicos
Dissertação apresentada ao Programa
de Pós-Graduação em Clínica
Cirúrgica Veterinária da Faculdade de
Medicina Veterinária e Zootecnia da
Universidade de São Paulo para
obtenção do título de Mestre em
Medicina Veterinária
Departamento:
Cirurgia
Área de concentração:
Clínica Cirúrgica Veterinária
Orientador:
Prof. Dr. André Luis do Valle De Zoppa
São Paulo
2008
ads:
FOLHA DE AVALIAÇÃO
Nome: FRAZÃO, Paulo José Riccio
Título: Estudo da correlação da densidade mineral óssea obtida pelo método de
absorciometria radiográfica com a resistência óssea do terceiro metacarpiano
de eqüinos submetido a ensaios biomecânicos
Dissertação apresentada ao Programa
de Pós-Graduação em Clínica
Cirúrgica Veterinária da Faculdade de
Medicina Veterinária e Zootecnia da
Universidade de São Paulo para
obtenção do título de Mestre em
Medicina Veterinária
Data:____/____/____
Banca Examinadora
Prof. Dr. _________________________ Instituição: ___________________
Assinatura: _______________________ Julgamento: __________________
Prof. Dr. _________________________ Instituição: ___________________
Assinatura: _______________________ Julgamento: __________________
Prof. Dr. _________________________ Instituição: ___________________
Assinatura: _______________________ Julgamento: __________________
DEDICATÓRIAS
Esta dissertação marca uma fase e uma passagem muito importante na
minha vida, a qual ficará registrada para todo o sempre. Por este motivo, gostaria de
aproveitar a oportunidade de deixar gravados os meus sentimentos por aquelas
pessoas que fizeram de mim o que sou hoje. Dedico este momento:
A meu avô, Enzo Pietro Riccio (in memoriam), maestro o qual com seu dom
musical tocava todos os corações ao seu redor, sem proferir um som sequer,
apenas com o olhar.
Aos meus pais, Pedro e Renise, os quais através de muita batalha, dedicação
e amor puderam dar a mim e meus irmãos aquilo que não puderam ter. Amo, admiro
e idolatro vocês!
Aos meus irmãos, Bódi e Puchinha, nos quais me inspiro e tento seguir os
passos, a cada dia, para chegar ao sucesso e a felicidade. Sem vocês não seria
metade do que sou hoje. Aproveito para parabenizá-los pelas suas ótimas escolhas,
Kika e Edu, cunhados que mais parecem irmãos.
A minha sobrinha, Bia. Linda!
E a Lu, meu grande amor, com quem construí cada pedacinho deste capítulo
da minha vida e com quem quero viver até o fim dos meus dias. Meu amor, você é
tudo de mais especial que alguém poderia desejar. Amo você!
AGRADECIMENTOS
Muitas foram as pessoas que contribuíram, direta ou indiretamente, com a
realização deste trabalho e desde já agradeço a todas de coração.
Em particular gostaria de agradecer:
Ao Prof. Dr. André Luis do Valle De Zoppa, orientador e idealizador de toda
esta pesquisa.
Aos professores do Serviço de Diagnóstico por Imagem da FMVZ-USP, Prof.
Dr. Franklin de Almeida Sterman, Profa. Dra. Ana Carolina Brandão de Campos
Fonseca Pinto e Prof. Dr. Stefano Carlo Filippo Hagen, pela ajuda indispensável.
A todos aqueles que me ajudaram, sejam eles do grupo de pesquisa (Crispim,
Lara, Jim e Mariana), pós-graduandos (Lenin), funcionários do HOVET de eqüinos
da FMVZ - USP (Cícero, Henrique e Marquinhos) ou funcionários do laboratório de
biomecânica do IOT da FM - USP (César).
E aos meus amigos-irmãos, dos tempos de faculdade e clube, companheiros
e cúmplices nos momentos de tristeza, de alegria, de decepção e de glória, tal como
este.
Obrigado a todos!
RESUMO
FRAZÃO, P. J. F. Estudo da correlação da densidade mineral óssea obtida pelo
método de absorciometria radiográfica com a resistência óssea do terceiro
metacarpiano de eqüinos submetido a ensaios biomecânicos. [Correlation study
between bone mineral density determined by radiographic absorptiometry and bone
resistance of equine third metacarpal bone submitted to biomechanial testings]. 2008.
62 f. Dissertação (Mestrado em Medicina Veterinária) – Faculdade de Medicina
Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2008.
A fundamentação de métodos diagnósticos precoces na ortopedia de eqüinos é de
extrema importância clínica, cirúrgica e econômica. O presente estudo teve como
objetivo estudar a correlação da densidade mineral óssea do terceiro metacarpiano
de eqüinos, obtida pelo método de absorciometria radiográfica, com a resistência
dos mesmos quando submetidos a ensaios biomecânicos de compressão e flexão.
Utilizaram-se trinta pares de osso terceiro metacarpiano de eqüinos adultos, os
quais foram dissecados, radiografados, analisados pelo método de absorciometria
radiográfica, submetidos ao estudo tomográfico e a ensaios biomecânicos. Através
dos dados obtidos não se observou correlação significativa entre os valores de
densidade óptica radiográfica e as propriedades biomecânicas do osso terceiro
metacarpiano. Concluiu-se que não se pode inferir que os valores de densidade
óssea obtidos pela absorciometria radiográfica do osso terceiro metacarpiano de um
eqüino tenha correlação com a capacidade deste osso de absorver cargas de
compressão e flexão.
Palavras-chave: Eqüinos. Densidade óssea. Absorciometria. Terceiro metacarpiano.
Ensaio biomecânico.
ABSTRACT
FRAZÃO, P. J. F. Correlation study between bone mineral density determined
by radiographic absorptiometry and bone resistance of equine third metacarpal
bone submitted to biomechanial testings. [Estudo da correlação da densidade
mineral óssea obtida pelo método de absorciometria radiográfica com a resistência
óssea do terceiro metacarpiano de eqüinos submetido a ensaios biomecânicos].
2008. 62 f. Dissertação (Mestrado em Medicina Veterinária) – Faculdade de
Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2008.
The complete knowledge about non-invasive methods for early disgnostics in equine
orthopedy is economicaly important. This experiment has studied the correlation
between bone mineral density determined by radiographic absorptiometry and bone
resistance of equine third metacarpal bone submitted to both compression and
flexion testings. Thirty pairs of third metacarpal bone of adult horses were collected,
dissected, radiographed, analysed by the radiographic absorptiometry technique, and
submitted to tomographic study and biomechanical testings. The results have shown
there is no significant correlation between radiographic bone density values and
biomechanical properties of the third metacarpal bone. Therefore, it has been
concluded bone mineral density of the third metacarpal bone determined by
radiographic absorptiometry do not predict bone capacity to resist compression and
flexion loads.
Key words: Equine. Bone density. Absorptiometry. Third metacarpal bone.
Biomechanical testing.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Ossos terceiro metacarpianos de eqüino dissecados,
vistas dorsal e palmar ......................................................... .... 29
Figura 2 - Tomógrafo computadorizado CT-MAX 640 do Serviço de
Diagnóstico por Imagem do HOVET da FMVZ-USP ........... .... 30
Figura 3 - Imagens tomográficas dos ossos terceiro metacarpianos,
visão panorâmica e corte transversal no ponto médio da
diáfise, mostrando local de mensuração das espessuras
da cortical (azul), comprimento dos eixos (vermelho)
região para determinação da densidade tomográfica
(verde) ................................................................................. .... 31
Figura 4 - Aparelho de raios-X portátil PXP-20HF PLUS, da marca
POSKON, utilizado para realização das exposições
radiográficas ....................................................................... .... 31
Figura 5 - Escala de alumínio (penetrômetro) com vinte e cinco
degraus para calibração do sistema de avaliação de
tonalidades .......................................................................... .... 32
Figura 6 - Imagem radiográfica digitalizada do osso terceiro
metacarpiano, projeções látero-medial e dorso-palmar,
com a escala de alumínio ao lado ....................................... .... 33
Figura 7 - Visualização do programa ImageLab
®
com os 21 degraus
da escala de alumínio selecionados para calibração do
sistema ................................................................................ .... 33
Figura 8 - Visualização da planilha e do gráfico que mostra a curva
gerada pela leitura dos degraus da escala de alumínio,
mantida como curva padrão ................................................ .... 34
Figura 9 - Visualização do programa ImageLab
®
mostrando a região
média do comprimento do osso terceiro metacarpiano,
nas duas projeções, determinada com o uso da
ferramenta “régua” .............................................................. .... 34
Figura 10 - Visualização do programa ImageLab
®
mostrando os dois
quadriláteros correspondentes a região média do osso
terceiro metacarpiano nas projeções dorso-palmar e
látero-medial demarcados ................................................... .... 35
Figura 11 - Visualização do programa ImageLab
®
mostrando a leitura
da densidade óptica (DO) do quadrilátero correspondente
à região média do osso terceiro metacarpiano na projeção
dorso-palmar ....................................................................... .... 35
Figura 12 - Esquema dos cortes e obtenção dos corpos de prova da
diáfise dos ossos terceiro metacarpiano para os ensaios
biomecânicos de compressão. cp = corpo de prova da
diáfise; l = comprimento total do osso terceiro
metacarpiano; d = comprimento do eixo maior do ponto
médio do comprimento total do osso; l’ = comprimento de
“cp”, equivalente a duas vezes “d” ...................................... .... 37
Figura 13 - Seqüência do preparo do corpo de prova do terço médio
da diáfise do osso terceiro metacarpiano com a serra de
esquadria ............................................................................ .... 37
Figura 14 - Corpo de prova do terço médio da diáfise do osso terceiro
metacarpiano posicionado para o ensaio de compressão .. .... 38
Figura 15 - Osso terceiro metacarpiano posicionado para o ensaio de
flexão .................................................................................. .... 39
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Variação da densidade óptica na projeção látero-medial
(DO LM) em função da rigidez das diáfises submetidas ao
ensaio de compressão ........................................................ .... 43
Gráfico 2 - Variação da densidade tomográfica (DT) em função do
módulo de elasticidade (M. Elastic.) das peças
anatômicas submetidas ao ensaio de flexão ...................... .... 47
Gráfico 3 - Variação da densidade tomográfica (DT) em função da
tensão máxima (T. Max.) das peças anatômicas
submetidas ao ensaio de flexão .......................................... .... 47
Gráfico 4 - Variação da densidade óptica na projeção dorso-palmar
(DO DP) em função da densidade tomográfica (DT) de
todas as peças anatômicas ................................................. .... 51
Gráfico 5 - Variação da densidade óptica na projeção látero-medial
(DO LM) em função da densidade tomográfica (DT) de
todas as peças anatômicas ................................................. .... 51
Gráfico 6 - Variação da densidade óptica na projeção dorso-palmar
(DO DP) em função da densidade óptica na projeção
látero-medial (DO LM) de todas as peças anatômicas ....... .... 52
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Valores individuais da rigidez, do módulo de elasticidade
(M. Elastic.), da densidade tomográfica (DT) e das
densidades ópticas nas projeções dorso-palmar (DO DP)
e látero-medial (DO LM) das diáfises submetidas ao
ensaio de compressão - São Paulo - 2007/2008 ................ .... 42
Tabela 2 - Coeficiente de correlação (r) da rigidez e do módulo de
elasticidade (M. Elastic.) com a densidade tomográfica
(DT) e com as densidades ópticas nas projeções dorso-
palmar (DO DP) e látero-medial (DO LM) das diáfises
submetidas ao ensaio de compressão - São Paulo -
2007/2008 ........................................................................... .... 43
Tabela 3 - Valores individuais do módulo de elasticidade (M. Elastic.),
da tensão máxima (T. Max.), da densidade tomográfica
(DT) e das densidades ópticas nas projeções dorso-
palmar (DO DP) e látero-medial (DO LM) das peças
anatômicas submetidas ao ensaio de flexão - São Paulo -
2007/2008 ........................................................................... .... 45
Tabela 4 - Coeficiente de correlação (r) do módulo de elasticidade (M.
Elastic.) e da tensão máxima (T. Max.) com as
densidades ópticas nas projeções dorso-palmar (DO DP)
e látero-medial (DO LM) das peças anatômicas
submetidas ao ensaio de flexão - São Paulo - 2007/2008 .. .... 46
Tabela 5 - Média (M), desvio padrão (DP) e coeficiente de variação
de Pearson (CVP) dos valores de densidade óptica nas
projeções dorso-palmar (DO DP) e látero-medial (DO LM)
das peças anatômicas utilizadas no experimento - São
Paulo - 2007/2008 ............................................................... .... 48
Tabela 6 - Coeficiente de correlação (r) entre as variáveis densidade
tomográfica (DT), densidade óptica na projeção dorso-
palmar (DO DP) e densidade óptica na projeção látero-
medial (DO LM), de todas as peças anatômicas utilizadas
no experimento - São Paulo - 2007/2008 ............................ .... 50
LISTA DE SIGLAS E ABREVIAÇÕES
CVP coeficiente de variação de Pearson
bmp bitmap
DO densidade óptica radiográfica
DO DP densidade óptica radiográfica na projeção dorso-palmar
DO LM densidade óptica radiográfica na projeção látero-medial
DT densidade tomográfica
M. Elastic. módulo de elasticidade
ppp pontos por polegada
T. Max. tensão máxima
LISTA DE SÍMBOLOS
cm centímetro(s)
r coeficiente de Pearson
° grau(s)
°C grau(s) Celsius
= igual
> maior que
®
marca registrada
< menor que
mA miliampère
min minuto(s)
mm milímetro(s)
mmAl milímetro(s) de alumínio
MPa megapascal(s)
N Newton(s)
p p-valor
% porcentagem
kgf quilograma(s) força
kV quilovolt(s)
s segundo(s)
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .................................................................................. .... 15
2 REVISÃO DE LITERATURA ............................................................. .... 17
2.1 ANATOMIA ........................................................................................ .... 17
2.2 AVALIAÇÃO RADIOGRÁFICA .......................................................... .... 18
2.3 PROPRIEDADES MATERIAIS DO TECIDO ÓSSEO........................ .... 22
2.4 INFLUÊNCIA DAS MICRO E MACROESTRUTURAS ...................... .... 22
2.5 ABSORCIOMETRIA RADIOGRÁFICA .............................................. .... 24
3 MATERIAL E MÉTODO .................................................................... .... 29
3.1 PEÇAS ANATÔMICAS ...................................................................... .... 29
3.2 ESTUDO TOMOGRÁFICO ................................................................ .... 30
3.3 ABSORCIOMETRIA RADIOGRÁFICA .............................................. .... 30
3.4 ENSAIOS BIOMECÂNICOS .............................................................. .... 36
3.4.1 Teste de compressão ........................................................................ .... 36
3.4.2 Teste de flexão a três pontos ............................................................. .... 38
3.4.3 Parâmetros analisados ...................................................................... .... 39
3.5 ANÁLISE ESTATÍSTICA .................................................................... .... 39
4 RESULTADOS .................................................................................. .... 41
4.1 DIÁFISES SUBMETIDAS AO ENSAIO DE COMPRESSÃO ............. .... 41
4.1.1 Valores individuais ............................................................................. .... 41
4.1.2 Estudo das correlações ..................................................................... .... 43
4.2 PEÇAS ANATÔMICAS SUBMETIDAS AO ENSAIO DE FLEXÃO .... .... 44
4.2.1 Valores individuais ............................................................................. .... 44
4.2.2 Estudo das correlações ..................................................................... .... 46
4.3 DENSIDADES ................................................................................... .... 48
4.3.1 Estudo das correlações ..................................................................... .... 50
5 DISCUSSÃO ..................................................................................... .... 53
6 CONCLUSÕES ................................................................................. .... 57
REFERÊNCIAS ................................................................................. .... 58
15
1 INTRODUÇÃO
Sabe-se que o osso terceiro metacarpiano dos eqüinos é um dos ossos
longos mais susceptíveis às lesões devido a sua localização, pouca proteção
muscular e às forças nele aplicadas. Essas forças agem sobre os ossos
constantemente, fazendo com que estes sofram modificações para que possam
suportar todos esses tipos de carga. Acredita-se então que lesões ósseas, desde
fissuras a fraturas cominutivas, estejam relacionadas não somente a quantidade de
energia envolvida em um trauma, mas também à adaptação deste osso às cargas
por ele sofridas durante o dia a dia de treinamento.
O estudo radiográfico dos ossos terceiro metacarpianos de cavalos atletas
pode demonstrar, de forma subjetiva, evidências de que o animal esteja bem
adaptado ao treinamento ou de que o mesmo esteja sujeito a ter lesões ósseas de
maior ou menor grau. No entanto, como explicado por Trouerbach et al. (1984),
perdas ósseas só são diagnosticadas visualmente em radiografias quando já são
significativas (cerca de 30% do conteúdo mineral). Por esse motivo, encontra-se na
literatura afirmações de que a quantidade de matéria mineral óssea é o parâmetro
mais preciso e determinante na avaliação da resistência óssea com relação às
tensões sofridas pelos ossos (FORD et al., 2001; KOO et al., 2001). Por esse motivo,
o método de absorciometria radiográfica tem sido usado em diversos estudos para a
determinação da densidade mineral óssea.
Perdas econômicas com tratamentos e/ou relacionadas ao valor do animal
são significativas em eqüinos, devido ao fato de serem comuns lesões do aparelho
locomotor, destacando-se principalmente as lesões ósseas. Dessa forma, a
necessidade de um conhecimento detalhado da anatomia óssea, assim como de
suas características biomecânicas, e conseqüentemente das lesões observadas
radiograficamente, são de fundamental importância para um melhor entendimento
da ocorrência destas lesões, bem como de seu diagnóstico e escolha do tratamento
mais indicado, quanto à técnica cirúrgica e escolha do implante metálico. Portanto a
fundamentação de métodos diagnósticos precoces se faz necessária e de extrema
importância para o meio eqüestre.
Tendo em vista esta realidade, o presente estudo tem como objetivo estudar a
correlação da densidade mineral óssea do terceiro metacarpiano de eqüinos, obtida
16
pelo método de absorciometria radiográfica, com a resistência dos mesmos quando
submetidos a ensaios biomecânicos de compressão e flexão, utilizando-se da
densitometria tomográfica como método comparativo. E dessa forma, determinar se
esta correlação é diretamente proporcional, indiretamente proporcional ou, até
mesmo, inexistente.
17
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 ANATOMIA
As funções primárias do esqueleto são sustentar o corpo, fornecer um
sistema de alavanca usado na locomoção e proteger os tecidos moles adjacentes
(DYCE; SACK; WENSING, 2002a).
Os ossos são comumente divididos, segundo sua forma e função, em quatro
classes: ossos planos, ossos curtos, ossos irregulares e ossos longos. Os ossos
longos são cilíndricos, alongados, com extremidades mais largas e aparecem nos
membros atuando como colunas de suporte e alavancas. As partes cilíndricas,
designadas de diáfise, são tubulares e limitam a cavidade medular que contém a
medula óssea. Os ossos consistem de uma camada externa de substância
compacta densa e internamente está a substância esponjosa mais frouxamente
arranjada (GETTY, 1986).
O córtex é espesso em direção ao ponto médio da diáfise, mas adelgaça-se à
medida que se expande em direção a cada extremidade, onde se torna uma fina
camada que recobre a substância esponjosa, constituída por delicadas lâminas
ósseas e espículas que correm em várias direções e entrecruzam-se. As lâminas
são dispostas de acordo com as solicitações mecânicas e seus espaços ocupados
por medula óssea, os quais são designados espaços medulares. A superfície óssea
externa é lisa, exceto onde as irregularidades funcionam como locais de inserção de
músculos ou ligamentos (GETTY, 1986; DYCE; SACK; WENSING, 2002a).
O periósteo é uma membrana que reveste a superfície externa do osso,
exceto onde está recoberto por cartilagem, e é formado por um tecido conectivo
especializado, o qual é dividido em uma lâmina mais externa, de característica
fibrosa e com função protetora, e uma mais interna, composta por células dotadas
de potência osteogênica (GETTY, 1986).
As porções que articulam com os ossos vizinhos são lisas e revestidas por
cartilagem articular hialina. A cartilagem não é uma estrutura uniforme, é calcificada
em suas camadas mais profundas, firmemente aderida ao córtex e torna-se fibrosa
18
em direção à periferia onde se funde ao periósteo e à cápsula articular (DYCE;
SACK; WENSING 2002a).
O osso seco consiste de matéria orgânica e mineral na proporção de 1:2. A
matéria orgânica proporciona flexibilidade e elasticidade, e a matéria mineral rigidez
ao tecido ósseo. A remoção da matéria orgânica através do calor não altera o
formato do osso, porém reduz seu peso para cerca de um terço, tornando-o frágil.
Por outro lado, a descalcificação, embora não afete a forma e tamanho do osso,
torna-o mole e flexível (GETTY, 1986).
O cavalo apresenta três ossos metacarpianos, sendo que o terceiro
metacarpiano é completamente desenvolvido, e o segundo e o quarto
metacarpianos são reduzidos (GETTY, 1986). O terceiro osso metacarpiano é
especialmente robusto, sendo que ao corte transversal seu formato é oval. A sua
espessura compacta atesta sua enorme resistência, conferindo-lhe a característica
de ser um dos elementos mais fortes do esqueleto (DYCE; SACK; WENSING,
2002b).
2.2 AVALIAÇÃO RADIOGRÁFICA
O exame radiográfico padrão do osso terceiro metacarpiano requer as
projeções látero-medial, dorso-palmar, dorsolateral-palmaromedial oblíqua e
dorsomedial-palmarolateral oblíqua (BUTTLER et al., 2000).
Para a projeção dorso-palmar, o feixe de raios-X deve incidir na superfície
dorsal do osso, perpendicular ao eixo longitudinal e centralizado no ponto médio
entre as superfícies articulares proximal e distal. O chassi é posicionado
perpendicular ao feixe de raios-X na superfície palmar do osso (MENDENHALL;
CANTWELL, 1988).
Uma vez que, para as outras projeções a incidência do feixe de raios-X
continua sendo perpendicular ao eixo longitudinal e centralizado no ponto médio
entre as superfícies articulares proximal e distal do osso, elas se diferenciam pela
superfície de incidência e pelo posicionamento do chassi perpendicular ao feixe na
superfície oposta. Ou seja, na projeção látero-medial o feixe incide na superfície
lateral e o chassi é posicionado medialmente. Dessa forma, na projeção
19
dorsomedial-palmarolateral oblíqua o feixe incide 30° da superfície medial em
direção a superfície dorsal e o chassi é colocado exatamente perpendicular a este
na superfície oposta. Enquanto que na projeção dorsolateral-palmaromedial oblíqua
o ângulo de incidência é de 30° da superfície lateral em direção a superfície dorsal
(MENDENHALL; CANTWELL, 1988).
Segundo Ticer (1984) em todas as projeções o feixe de raios-X deve estar
paralelo ao chão e centralizado na região média dos metacarpos na superfície
correspondente a projeção desejada. Nas projeções oblíquas, diferentemente de
Mendenhall e Cantwell (1988), o autor sugere uma angulação de 40° partindo do
plano médio sagital em direção ao plano medial ou lateral.
Walter e Davies (2001) ao analisarem uma técnica radiográfica para medição
do formato do terceiro metacarpiano, em projeção lateromedial, concluíram que
medições precisas são conseguidas quando o chassi é colocado o mais próximo
possível ao membro, com angulação horizontal menor que 5° e o aparelho de raios-
X deve estar alinhado ao plano látero-medial com uma variação de no máximo 6
graus.
As projeções dorso-palmar e látero-medial são indicadas para a avaliação da
integridade do osso cortical e trabecular. Na primeira projeção as margens, lateral e
medial, do terceiro metacarpiano são vistas, enquanto que na segunda as margens
evidenciadas são a dorsal e palmar. Nas projeções dorsomedial-palmarolateral
oblíqua e dorsolateral-palmaromedial oblíqua as superfícies do terceiro
metacarpiano evidenciadas são respectivamente a dorsolateral e a dorsomedial
(MENDENHALL; CANTWELL, 1988).
Diversas anormalidades radiográficas nesta região são sutis ou apenas vistas
com uma angulação correta do feixe de raios-X. Fraturas por estresse do córtex
dorsal do terceiro metacarpiano não são vistas a menos que múltiplas projeções
oblíquas sejam obtidas (BUTTLER et al., 2000).
O contorno cortical dorsal do terceiro metacarpiano é normalmente reto. O
córtex dorsal é mais espesso quando comparado ao córtex palmar, especialmente
no aspecto dorsomedial. Os córtices dorsais do terceiro metacarpiano e
metatarsiano podem ser mais convexos e espessos do que o normal devido a
traumas anteriores (BUTTLER et al., 2000). A porção média do córtex dorsal é mais
espessa em relação ao restante do córtex, afinando-se gradualmente em direção às
extremidades do osso. O córtex palmar é mais uniforme em espessura e
20
interrompido na altura da junção dos terços proximal e médio pelo forame nutrício.
Diferente dos forames de ossos menores, estes no terceiro metacarpiano são como
canais e podem ser confundidos com lesões nas projeções oblíquas e látero-medial
(KNELLER, 2007).
Na projeção dorso-palmar observa-se que os quartos, proximal e distal, do
terceiro metacarpiano possuem padrão trabecular relativamente grosseiro, mas
uniformemente opaco. As trabéculas são orientadas paralelamente ao eixo longo do
osso. Em alguns cavalos há uma linha mediana estreita, vertical e mais opaca no
quarto proximal do terceiro metacarpiano, representando uma crista entre os ramos
do ligamento suspensor. O forame nutrício principal é normalmente visto como uma
radiotrasparência de forma oval sobreposta à cavidade medular, à altura da junção
dos terços proximal e médio. Algumas vezes pode aparecer de forma linear ou haver
mais do que um forame nutrício (BUTTLER et al., 2000).
Sobrecargas consecutivas sobre o terceiro metacarpiano imaturo podem
resultar em micro-fraturas por estresse nos terços médio ou distal do córtex dorsal,
as quais não são diagnosticadas radiograficamente. As mesmas também podem
ocorrer em animais mais velhos que não tenham sido submetidos a treinamento
anteriormente. Caso o programa de treinamento seja moderado, uma possível
fratura pode nunca vir a ser diagnosticada radiograficamente. Porém se os sinais
clínicos iniciais passarem despercebidos e o animal continuar em treinamento
excessivo, uma fratura completa pode ocorrer (BUTTLER et al., 2000).
Falsas linhas de fratura são observadas em locais onde há encontro de dois
contornos ósseos, pois uma linha radiotransparente pode aparecer. Esta linha pode
ser vista no aspecto palmar do terceiro metacarpiano, resultando em diagnósticos
errados de fratura de cortical. Este fenômeno é especialmente evidente nos
metacarpos e metatarsos (KNELLER, 2007).
Fraturas por estresse do córtex palmar do terço proximal do terceiro
metacarpiano são evidentes radiograficamente, em projeção dorso-palmar, como
sutis linhas radiotransparentes verticais na metáfise, normalmente circundadas por
esclerose do osso trabecular. Elas ocorrem na maioria das vezes na metade medial
do osso. Algumas vezes as linhas de fratura não são perceptíveis, apenas a
esclerose medular. Menos comumente a fratura é vista apenas na projeção oblíqua,
embora na projeção dorso-palmar observa-se um aumento de radiopacidade
(BUTTLER et al., 2000). Estas fraturas por estresse, incompletas, são normalmente
21
vistas em cavalos de corrida. A lesão mais facilmente diagnosticada é a fratura
condilar distal sagital. Esta fratura freqüentemente afeta o terceiro metacarpiano,
estendendo-se proximalmente a partir da articulação metacarpo-falangeana.
Algumas vezes estas fraturas podem ser vistas nas projeções dorso-palmar ou
oblíquas (KNELLER, 2007).
Aparte das fraturas completas do terceiro metacarpiano, as quais são óbvias
clinicamente, as fraturas incompletas deste osso podem ser de difícil diagnóstico
(KNELLER, 2007). Fraturas transversais incompletas na face palmar ou dorsal da
diáfise distal ou da metáfise ocorrem ocasionalmente, e são mais bem visualizadas
nas projeções látero-medial e oblíquas. Uma linha radiotransparente atravessa o
osso horizontalmente a partir do córtex palmar ou dorsal (BUTTLER et al., 2000).
As fraturas de diáfise do osso terceiro metacarpiano normalmente são do tipo
transversal, espiral ou cominutiva, e muitas vezes estão associadas. O estudo
radiográfico é usado para determinar o percurso da fratura. Para tanto, em alguns
casos, são necessárias várias projeções oblíquas. As radiografias devem ser
interpretadas com cuidado para estabelecer se houve comprometimento do forame
nutrício (BUTTLER et al., 2000).
Fraturas sagitais oblíquas incompletas de córtex dorsal ocorrem
ocasionalmente em potros de corrida. Elas se orientam na direção proximolateral-
distomedial no córtex dorsal a um ângulo de 20° a 30° em relação ao eixo longo do
osso. São mais bem identificadas na projeção dorso-palmar (BUTTLER et al., 2000).
Fraturas também ocorrem no córtex palmar. O local mais comum é
aproximadamente 2 a 3 cm da superfície articular, embora elas possam ocorrer na
porção média do osso. Algumas aparecem radiograficamente apenas na projeção
dorso-palmar como uma região linear ou em forma de meia lua de radiopacidade
diminuída. Outras aparências incluem um padrão trabecular irregular ou uma
radiopacidade levemente aumentada na porção proximal do osso terceiro
metacarpiano. Tipicamente estas anormalidades são mediais ao plano sagital médio.
As projeções látero-medial e oblíquas podem mostrar fraturas ou aumento de
radiopacidade adjacente ao córtex palmar (KNELLER, 2007).
22
2.3 PROPRIEDADES MATERIAIS DO TECIDO ÓSSEO
Testes biomecânicos em amostras de terceiro metacarpiano eqüino são
utilizados para determinar suas propriedades de estrutura mecânica, além de ser um
importante adjunto para os pesquisadores desenvolverem técnicas de osteossíntese
(LÊS et al., 1998).
As propriedades mecânicas mais importantes do osso são força e resistência.
Essas características mecânicas podem ser mais bem observadas quando o osso é
submetido a forças externas, estabelecendo-se uma curva de força em função da
deformação. Nessa curva, inicialmente ocorre uma porção linear, que reflete as
deformações elásticas, em que caso seja retirada a força aplicada no osso, este
retorna a sua forma inicial. Caso a força continue sendo aplicada, o osso entrará em
deformação plástica, refletindo uma segunda porção da curva, onde se a força for
retirada a força aplicada o osso não mais retornará ao seu formato inicial. Na
possibilidade da força continuar sendo aplicada, o osso irá fraturar. A partir da curva
de força em função da deformação, podemos determinar o módulo de elasticidade, a
carga máxima, a deformação máxima e a quantidade máxima de energia que o osso
é capaz de absorver até o momento da falha, além da resistência e rigidez da
estrutura (MARKEL, 1996).
O desenvolvimento de tensão-deformação é dependente da orientação da
microestrutura do tecido ósseo com relação à direção da carga. Estudos
comprovaram que o osso cortical é mais forte e resistente no sentido longitudinal. Da
mesma forma, amostras de ossos submetidos a cargas no sentido perpendicular ao
seu eixo principal tendem a fraturar mais facilmente, com uma menor deformação
plástica (CARTER; SPENGLER, 2002).
2.4 INFLUÊNCIA DAS MACRO E MICROESTRUTURAS
A composição óssea pode variar significativamente e são caracterizadas
pelas variações em microestrutura do tecido ósseo, porosidade, mineralização e
23
matriz óssea. Contudo, raramente esses parâmetros variam independentemente e
normalmente são observadas variações simultâneas (CARTER; SPENGLER, 2002).
Alterações nas propriedades materiais do osso medular são observadas
primeiramente pelo aumento da porosidade óssea e pela diminuição da densidade.
Mudanças nas propriedades materiais do osso cortical resultam em mudanças
graduais na composição óssea, na microestrutura e redução na espessura da
camada cortical. O processo contínuo de remodelamento ósseo na camada cortical
acontece ao longo de toda a vida e resulta em mudança na microestrutura interna do
tecido ósseo. O aumento da idade causa significantes mudanças no colágeno e
mineralização do osso cortical. Essas alterações dependentes da idade tendem a
originar um tecido ósseo mais duro e forte quando comparados a indivíduos jovens.
Contudo, a quantidade de força necessária para que ocorra a fratura geralmente
diminui, tornando-o mais frágil que ossos de indivíduos mais jovens. Isso ocorre
devido à diminuição da capacidade destes ossos absorverem energia (CARTER;
SPENGLER, 2002).
El Shorafa, Feaster e Ott (1979) estudando 41 eqüinos em diferentes idades,
concluíram que a quantidade de cinzas, a área de osso cortical e a resistência óssea
a fraturas por estresse no osso terceiro metacarpiano, atingem valores máximos em
eqüinos com quatro anos de idade, se mantém até os sete e então declinam. Para
Lawrence et al. (1994) a força máxima dos ossos está relacionada ao conteúdo
mineral ósseo durante a fase de desenvolvimento, mas em animais adultos o
aumento destes constituintes leva a uma diminuição da quantidade de carga
necessária para fratura óssea devido ao aumento de sua rigidez. Além disso, eles
consideram que embora outros fatores também sejam importantes, a força funcional
dos ossos maduros é devida primariamente ao aumento de conteúdo mineral ósseo
devido ao acréscimo de osso cortical.
Genant e Jiang (2006) afirmaram que a densitometria óssea gera informações
muito importantes sobre os riscos de fraturas em humanos com osteoporose, porém
existem muitos estudos que indicam que a densidade mineral óssea apenas explica
parcialmente a força óssea.
Carter e Spengler (2002) explicaram que o tamanho e o formato do osso sob
a ação de uma carga determinam a distribuição dessa força através do osso. Ossos
grandes são mais resistentes à fratura simplesmente porque as forças são
distribuídas por um grande volume de tecido ósseo. As forças em um local são,
24
dessa forma, menores que em ossos pequenos submetidos a condições similares.
Outra característica importante dos ossos longos é a forma tubular da diáfise.
Estruturas tubulares distribuem melhor as forças impostas por flexão e torção que
estruturas cilíndricas sólidas. A estrutura do membro pode resistir melhor à torção e
flexão se o material que compreende o membro for distanciado do centro axial. As
resistências a forças de tensão, compressão e torção são diretamente proporcionais
a área do corte transverso do osso.
Segundo Koo et al. (2001) o conteúdo mineral ósseo e a densidade mineral
óssea possuem alta correlação positiva com a força óssea. Porém, outros autores,
afirmaram que apesar da densidade mineral óssea ser uma ferramenta diagnóstica
útil, ela é apenas um dos componentes da força óssea (FRIEDMAN, 2006;
BONNICK, 2007).
2.5 ABSORCIOMETRIA RADIOGRÁFICA
A densidade mineral óssea é descrita como objeto de estudo de vários
pesquisadores na medicina, na odontologia humana e na medicina veterinária há
vários anos, com o intuito de se obter um método estimativo da quantidade de
matéria mineral presente nos ossos (MEAKIN et al., 1981; SCHNEIDER, 1984;
LAWRENCE et al., 1994; YANG et al., 1994; MUIR; MARKEL, 1996; BOONEN et al.,
1997; HUI et al., 1997; VULCANO et al., 1997; VULCANO; SANTOS, 2003). Dentre
as técnicas descritas incluem-se a absorciometria radiográfica, a absorciometria de
energia simples (single-photon absorptiometry), a absorciometria de energia dupla
(dual-photon absorptiometry) e a tomografia computadoriza quantitativa (MUIR;
MARKEL, 1996; BOONEN et al., 1997; MIRSKY; EINHORN, 1998; FORD et al.,
2001; KOO et al., 2001; BONNICK, 2007). Absorciometria é o método para
determinar a quantidade de radiação absorvida, segundo o Merriam-Webster’s
Medical Dictionary (2008).
A existência de tantas técnicas aplicáveis para a determinação da massa
óssea foi explicada por Wahner, Dunn e Riggs (1984a), os quais afirmaram que não
só os ossos trabecular e cortical mostram respostas diferentes a estímulos
fisiológicos e anormais, como as variações podem ser observadas em um único
25
osso ou apenas em parte dele, na dependência da alteração clínica apresentada.
Porém, os métodos mais recentemente utilizados para determinação da densidade
óssea mineral incluem a absorciometria de energia dupla e a tomografia
computadorizada, as quais são capazes de determinar quantitativamente
características macroestruturais (KOO et al., 2001; GENANT; JIANG, 2006;
BONNICK, 2007).
Segundo Koo et al. (2001), a absorciometria de energia dupla é uma técnica
não invasiva, segura e precisa de mensuração da massa óssea. Grier, Turner e Alvis
(1996) destacaram a utilização desta técnica em animais, como cães, porcos e
ovelhas, para mensuração da densidade mineral óssea, com programa
computacional adaptado de avaliações feitas em humanos. A técnica pode ser
facilmente aplicada em cães submetidos apenas a sedação (MUIR; MARKEL, 1996).
Um equipamento portátil foi testado e aprovado para monitoramento experimental e
clínico em eqüinos por Donabedian et al. (2005).
A densidade óptica óssea por absorciometria radiográfica, obtida sob
condições padronizadas, tem sido usada como um indicador do conteúdo mineral
ósseo há muitos anos e é provavelmente o método não-invasivo mais antigo de
determinação mineral óssea (WAHNER; DUNN; RIGGS, 1984a).
As vantagens da absorciometria radiográfica incluem seu custo relativamente
baixo, a falta de necessidade de equipamentos especializados e sua ampla
disponibilidade, diferentemente de outras técnicas (MEAKIN et al., 1981; MIRSKY;
EINHORN, 1998). Além disso, Meakin et al. (1981) afirmaram que este método não-
invasivo permite a análise seqüencial de variações de massa óssea de partes
específicas do esqueleto, como por exemplo, para estimar o conteúdo mineral ósseo
do terceiro metacarpiano de eqüídeos em crescimento. O método é também muito
sensível a alterações dos tecidos moles adjacentes e, portanto, em humanos, é
restrito ao sistema ósseo apendicular, particularmente às falanges, embora o rádio,
a tíbia e, menos freqüentemente, outros ossos longos têm sido estudados
(WAHNER; DUNN; RIGGS, 1984a; YANG et al., 1994).
Yang et al. (1994) em seu experimento determinaram significativa correlação
entre a densidade mineral óssea determinada pela técnica de absorciometria
radiográfica e o peso de cinzas dos ossos (r = 0,983), além de uma boa correlação
entre esta técnica e a de absorciometria de energia dupla (r = 0,887). Tiedeman et al.
(1990) da mesma forma constataram que a absorciometria radiográfica foi capaz de
26
detectar pequenas diferenças no conteúdo mineral ósseo, e que essa alta correlação
possibilitaria a utilização desta metodologia em animais vivos.
Lawrence et al. (1991) ao compararem potros em crescimento com diferentes
formas de amamentação, concluíram haver uma correlação positiva entre os critérios
de avaliação de crescimento, peso, altura e densidade óptica radiográfica. Assim
como, Vulcano et al. (1997) que, ao avaliarem a densidade mineral óssea do carpo
ulnar de eqüídeos em crescimento da raça Quarto de Milha, pela metodologia da
absorciometria radiográfica, concluíram ser uma técnica de fácil utilização e de
grande utilidade na clínica de eqüinos, por sua sensibilidade, precisão e
reprodutibilidade.
Para Schneider (1984), esta metodologia, apesar do custo acessível, requer
padronizações acuradas, como por exemplo, o uso de técnica radiográfica
apropriada e posicionamento específico do material. Porém, Vulcano e Santos (2003)
comprovaram que o método independe dos parâmetros de sensibilização e
processamento do filme radiográfico.
O uso da técnica de absorciometria radiográfica necessita da presença de
uma escala de referência e o alumínio tem sido utilizado para sua confecção e
posterior obtenção de resultados, em valores equivalentes de alumínio (mmAl)
(MEAKIN et al., 1981; TROUERBACH et al., 1984; YANG et al., 1994; VULCANO et
al., 1997; VULCANO; SANTOS, 2003). Wahner, Dunn e Riggs (1984a) e Plotnick et
al.
1
(1970 apud STERMAN, 2002, p. 6) afirmaram que essa escala ou outro tipo de
padrão de referência deve ser utilizado para a calibração do sistema de comparação
entre as densidades, dessa forma, as diferenças decorrentes de variação na
quilovoltagem, na exposição ou no processamento do filme, que alterem o padrão
radiográfico, são corrigidas.
Dubrez et al. (1992) utilizaram um programa computacional para medir a
densidade óssea por análise digital de alta resolução. Através de polinômios de
terceiro grau, o programa determina curvas matemáticas que melhor se ajustem aos
valores de densidade óptica das imagens radiográficas de uma escala de alumínio
usada como referencial densitométrico, transferindo assim, os valores de densidade
óptica radiográfica do osso para valores em espessura de alumínio.
1
PLOTNICK, I. J.; BERESIN, V. E.; SIMKINS, A. B. Study of in vivo radiographic densitometry. Journal of Dental Research, v.
49, p. 1034-1041, 1970.
27
A digitalização de imagens radiográficas deve seguir uma padronização
criteriosa, a fim de evitar interferências no resultado final das imagens obtidas
(CHEN; HOLLENDER, 1995).
Em relação à tomografia computadorizada, Wahner, Dunn e Riggs (1984b)
relataram que, por se tratar de um método que mostra cortes seccionais transversais
dos tecidos e que os dados quantitativos refletem coeficientes de atenuação dos
feixes de raios-X, possibilitam a avaliação anatômica e a determinação de densidade
mineral óssea em qualquer lugar da seção transversal. Mirsky e Einhorn (1998)
explicaram que a atenuação dos feixes de raios-X é medida na tomografia em
unidades Hounsfield, a qual é representada em cada ponto da imagem por um valor
de uma escala que varia de -1000, o qual equivaleria à densidade do ar, passando
por zero, representando a água, até chegar a +1000, que seria o osso compacto.
Para eles, a vantagem da tomografia computadorizada está em permitir a
investigação dos conteúdos minerais do osso trabecular e do cortical
separadamente com o uso de uma imagem em corte transversal e visualização
exata do local a ser estudado. Além disso, encontra-se disponível para humanos em
muitos hospitais e centros diagnósticos. Sua principal desvantagem diz respeito à
exposição do paciente a doses de radiação elevadas quando comparadas a outras
técnicas para obtenção da densidade óssea. Cornelissen et al. (1999) utilizaram a
tomografia computadorizada para determinar a densidade mineral óssea e a área
seccional transversal de peças anatômicas de ossos terceiro metacarpianos de
potros submetidos a diferentes intensidades de exercício. Lês et al. (1994)
concluíram que a correlação entre os dados obtidos através da tomografia
computadorizada e as propriedades mecânicas do metacarpo eqüino era forte o
suficiente para justificar sua utilização em modelos experimentais.
Jeffcott et al. (1988) e Buckingham et al. (1992) ainda citaram a associação
da absorciometria de energia simples, para determinação da matéria mineral óssea,
com a ultra-sonografia quantitativa, a qual mensura rigidez ou elasticidade óssea,
para determinação da qualidade e da força do osso cortical em eqüinos. Ambos
podem ser utilizados com segurança em metacarpo de eqüinos sem sedação. Para
os autores, esta combinação para determinação da qualidade óssea provou ser
altamente exata e precisa. Porém, para Davies (2001) não houve correlação
consistente entre os picos de tensão e a qualidade óssea determinada pela
28
combinação dos métodos absorciometria de energia simples e ultra-sonografia
quantitativa.
As técnicas não invasivas são precisas e seguras, além de terem um papel
importante na detecção, prevenção e tratamento de perdas ósseas nos humanos,
pois fornecem informações importantes sobre a integridade óssea, o risco de
fraturas e o remodelamento ósseo, portanto o conhecimento destas tecnologias é
importante na ortopedia atual (MIRSKY; EINHORN, 1998; SEEMAN; MARTIN, 1989).
Ford et al. (2001) citaram que a densidade mineral óssea é a melhor característica
para predizer riscos de fraturas em humanos com osteoporose.
Para Yang et al. (1994) a absorciometria radiográfica ainda é colocada como
um exame inicial na determinação da densidade mineral óssea em humanos.
Meakim et al. (1981) citaram que dentre todos os fatores envolvidos com a força do
esqueleto ósseo, a massa óssea é a melhor forma de determiná-la uma vez que
pode ser mensurada. Portanto, estes autores acreditam que uma pequena variação
da densidade mineral óssea, perceptível ao método da absorciometria radiográfica,
corresponderia a um decréscimo na força do terceiro metacarpiano. Seeman e
Martin (1989) discordaram dizendo que métodos com alta sensibilidade e
especificidade para predizer riscos de fraturas ainda não foram encontrados.
Bonnick (2007) complementou que outros fatores contribuintes da força óssea não
são determinados pelos métodos tradicionais de determinação da densidade mineral
óssea. Para ele, a habilidade em quantificar essas qualidades poderia resultar em
previsões mais precisas do risco de fraturas, além de um melhor entendimento da
patofisiologia da fragilidade esquelética. Métodos diagnósticos não-invasivos mais
novos têm sido desenvolvidos e utilizados para determinar a força óssea
independentemente de sua densidade mineral, e assim aumentam a precisão de
previsões sobre riscos de fraturas (FRIEDMAN, 2006).
Para Bonnick (2007) ainda é necessário determinar se as técnicas de
determinação da densidade óssea possuem significado clínico para predizerem
riscos de fraturas.
29
3 MATERIAL E MÉTODO
3.1 PEÇAS ANATÔMICAS
Foram utilizados trinta pares de osso terceiro metacarpiano de eqüinos
adultos, machos e fêmeas, com diferentes idades provenientes do Serviço de
Patologia da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São
Paulo, sem apresentar enfermidades relacionadas aos ossos estudados. Para
inclusão no experimento apenas foram utilizadas amostras de ossos que
apresentaram fechamento dos discos epifisários observados por meio de exame
radiográfico.
Os pares foram identificados de 1 a 30 e cada membro, se direito ou
esquerdo, identificado pela letra correspondente, “D” ou “E”, respectivamente.
Os ossos foram coletados e congelados imediatamente após o óbito ou
eutanásia dos animais. Após a obtenção das peças anatômicas, estas foram
condicionadas em sacos plásticos devidamente identificados e congeladas a –4°C
em freezer horizontal. Doze horas antes da utilização para os ensaios biomecânicos,
a peça foi descongelada e dissecada (Figura 1).
Figura 1 - Ossos terceiro metacarpianos de eqüino dissecados, vistas dorsal e
palmar
30
3.2 ESTUDO TOMOGRÁFICO
Realizou-se estudo tomográfico com o aparelho CT-MAX 640 de terceira
geração
2
, marca General Eletric (Figura 2), para obtenção dos seguintes parâmetros
em cortes transversais (2 mm de espessura):
a. Espessura da cortical do ponto médio da diáfise, porção dorsal, medial,
palmar e lateral (Figura 3);
b. Comprimento dos eixos dorso-palmar e látero-medial do canal medular no
ponto médio da diáfise (Figura 3);
c. Densidade tomográfica, baseada na escala de Hounsfield, da cortical do
ponto médio da diáfise em sua porção dorsal (Figura 3).
Figura 2 - Tomógrafo computadorizado CT-MAX 640 do Serviço de Diagnóstico
por Imagem do HOVET da FMVZ-USP
3.3 ABSORCIOMETRIA RADIOGRÁFICA
O estudo foi realizado por meio da análise de radiografias simples das peças
anatômicas, descongeladas e dissecadas. Duas projeções, dorso-palmar e látero-
medial, foram obtidas com chassis metálico, com telas intensificadoras Kodak Lanex
2
General Eletric.
31
X-Omatic Regular Screens
3
e filmes da marca Kodak RP-X-OMAT de 24 x 30 cm em
aparelho de raios-X portátil da marca POSKON, modelo PXP-20 HF PLUS (Figura 4).
Figura 3 - Imagens tomográficas dos ossos terceiro metacarpianos, visão
panorâmica e corte transversal no ponto médio da diáfise, mostrando
local de mensuração das espessuras da cortical (azul), comprimento
dos eixos (vermelho) região para determinação da densidade
tomográfica (verde)
A técnica radiográfica utilizada como padrão para todas as radiografias foi
fixada em: tensão elétrica de 60 kV, corrente elétrica de 20 mA, tempo de exposição
de 0,05 s e a distância entre o foco e o filme de 80 cm.
Figura 4 - Aparelho de raios-X portátil PXP-20HF PLUS, da marca POSKON,
utilizado para realização das exposições radiográficas
3
Kodak Eastman Company.
32
Durante as exposições da projeção dorso-palmar foi colocado sobre os
chassis um penetrômetro, com 25 degraus, confeccionado em alumínio, com a
finalidade de calibração do sistema de avaliação de tonalidades e posterior análise
comparativa (Figura 5). A escala de alumínio foi confeccionada com liga específica e
padronizada internacionalmente, sendo que o primeiro degrau tem 1 mm de
espessura e variando a seguir de 1 em 1 mm até o vigésimo quinto degrau. Os
degraus têm 5 x 18 mm de área. Os filmes foram revelados e fixados em
Processadora Automática RP-X-OMAT
8
.
Posteriormente realizou-se a digitalização da imagem radiográfica utilizando-
se scanner de mesa Deskscan HP
4
, em “escala de cinzas”, no modo bitmap (bmp) e
resolução de 150 ppp.
Figura 5 - Escala de alumínio (penetrômetro) com vinte e cinco degraus para
calibração do sistema de avaliação de tonalidades
As imagens digitalizadas (Figura 6) foram analisadas por meio de programa
computacional de processamento e análise de imagem ImageLab
®
, desenvolvido
pela empresa Softium de Informática Ltda. Me.
Para cada uma das imagens digitalizadas padronizou-se os valores de
densidade óptica (DO) dos degraus da escala de alumínio, selecionando os 21
primeiros degraus da escala (Figura 7). Este número foi definido já que a partir do 21°
degrau a tonalidade radiográfica foi considerada a mesma pelo ImageLab
®
. Dessa
forma um gráfico representando a curva densitométrica foi criado, cujo eixo “x”
4
Scanner Hewlett Packard (HP) ScanJet 6300C.
33
representa as DO (de 1 a 21) e o eixo “y” representa os tons de cinza, que variam
neste programa, de 0 (preto) a 256 (branco) tons (Figura 8).
Figura 6 - Imagem radiográfica digitalizada do osso terceiro metacarpiano,
projeções látero-medial e dorso-palmar, com a escala de alumínio ao
lado
Figura 7 - Visualização do programa ImageLab
®
com os 21 degraus da escala de
alumínio selecionados para calibração do sistema
34
Figura 8 - Visualização da planilha e do gráfico que mostra a curva gerada pela
leitura dos degraus da escala de alumínio, mantida como curva padrão
Foram demarcadas 2 regiões de interesse, sendo cada uma delas em uma
das duas projeções radiográficas, dorso-palmar e látero-medial. Padronizou-se que
tais regiões teriam aproximadamente 1 x 1 cm de área na imagem da tela em
tamanho real (atual 1:1). O posicionamento dos quadriláteros no centro da região
diafisária de cada uma das projeções foi feito com auxílio da ferramenta “régua”
(Figuras 9 e 10)
Figura 9 - Visualização do programa ImageLab
®
mostrando a região média do
comprimento do osso terceiro metacarpiano, nas duas projeções,
determinada com o uso da ferramenta “régua”
35
Figura 10 - Visualização do programa ImageLab
®
mostrando os dois quadriláteros
correspondentes a região média do osso terceiro metacarpiano nas
projeções dorso-palmar e látero-medial demarcados
Selecionadas as regiões de interesse obtiveram-se os valores de DO para
cada uma delas através da ferramenta “cálculo de regiões”. O valor de DO é obtido
em milímetros de alumínio (mmAl), uma vez que o tom de cinza obtido na região de
interesse é comparado aos tons do penetrômetro. Para cada imagem foram
realizadas três mensurações a fim de se obter um valor médio para cada região
(Figura 11).
Figura 11 - Visualização do programa ImageLab
®
mostrando a leitura da densidade
óptica (DO) do quadrilátero correspondente à região média do osso
terceiro metacarpiano na projeção dorso-palmar
36
3.4 ENSAIOS BIOMECÂNICOS
As amostras foram divididas em dois grupos de forma que cada grupo
possuísse um membro de cada par de osso coletado, perfazendo um total de trinta
peças anatômicas, sendo quinze de membros esquerdos e quinze direitos.
No primeiro grupo, as diáfises dos ossos terceiro metacarpianos foram
submetidos a cargas de compressão. Enquanto que no segundo grupo, os ossos
inteiros foram submetidos a cargas de flexão.
Os ensaios biomecânicos foram realizados em colaboração com o Laboratório
de Biomecânica do Instituto de Ortopedia e Traumatologia do Hospital das Clínicas
da FMUSP, que conta com máquina universal de ensaios mecânicos KRATOS
®
,
modelo K5002, dotada de célula de carga (dinamômetro) de 5000 kgf e resolução de
5 kgf, travessão móvel com registro de deformação com resolução de 0,01 mm e
velocidade de deformação de 5 mm/min a 500 mm/min. Os valores de força e
deformação foram adquiridos em tempo real por um sistema de aquisição de dados
marca LYNX
®
, modelo ADS2000 a uma taxa de 30 amostras/s, dotado de um
programa dedicado para registrar no computador os dados do ensaio.
3.4.1 Teste de compressão
No primeiro grupo, trinta peças anatômicas de ossos terceiro metacarpianos
foram utilizadas nos estudos de compressão óssea na direção próximo-distal
(longitudinal), com deformação constante de 5 mm/min. Para dimensionamento do
corpo de prova utilizou-se o terço médio do osso terceiro metacarpiano, o qual foi
seccionado em um comprimento equivalente a duas vezes o tamanho do eixo maior
do ponto médio do seu comprimento total, com utilização de uma serra de esquadria
(10 polegadas) da marca Black & Decker, modelo BT2000L / 220 v, de forma que as
superfícies cortadas ficassem paralelas entre si. O ponto médio do comprimento
total do osso também foi o ponto médio do comprimento do corpo de prova obtido
(Figuras 12 e 13).
37
Figura 12 - Esquema dos cortes e obtenção dos corpos de prova da diáfise dos
ossos terceiro metacarpiano para os ensaios biomecânicos de
compressão. cp = corpo de prova da diáfise; l = comprimento total do
osso terceiro metacarpiano; d = comprimento do eixo maior do ponto
médio do comprimento total do osso; l’ = comprimento de “cp”,
equivalente a duas vezes “d”
Figura 13 - Seqüência do preparo do corpo de prova do terço médio da diáfise do
osso terceiro metacarpiano com a serra de esquadria
38
Antes de cada ensaio foi medido e registrado o comprimento de cada corpo
de prova com auxílio de paquímetro com resolução de 0,05 mm. Cada corpo de
prova da região diafisária foi submetido a cinco ensaios consecutivos de
compressão até o valor de 4000 kgf, onde em ensaio preliminar verificou-se que esta
carga não provocou deformação permanente no material (Figura 14).
Figura 14 - Corpo de prova do terço médio da diáfise do osso terceiro
metacarpiano posicionado para o ensaio de compressão
3.4.2 Teste de flexão a três pontos
No segundo grupo, trinta peças anatômicas de osso terceiro metacarpiano
foram utilizadas nos estudos de flexão a três pontos, com as extremidades apoiadas
em dois suportes cilíndricos de 20 mm de diâmetro e 150 mm distantes entre si
(Figura 15). A carga foi aplicada através de um cutelo com mesmo diâmetro dos
suportes e posicionado a 75 mm entre os apoios, na superfície palmar a uma
velocidade de deformação de 10 mm/min até que ocorresse a fratura.
39
Figura 15 - Osso terceiro metacarpiano posicionado para o ensaio de flexão
3.4.3 Parâmetros analisados
Alguns dos parâmetros descritos abaixo dependem da geometria do corpo de
prova utilizado, portanto para calculá-los utilizaram-se os valores de espessura da
cortical e comprimento dos eixos do canal medular obtidos pelo estudo tomográfico,
descritos na seção 3.2.
Os parâmetros analisados para o ensaio de compressão da diáfise foram a
rigidez (N/mm) e o módulo de elasticidade (MPa), para cada um dos cinco ensaios,
dos quais foi feita a média para cada corpo de prova.
No ensaio de flexão foi determinada a tensão máxima (MPa) e o módulo de
elasticidade (MPa) na porção mais externa da região dorsal do osso.
3.5 ANÁLISE ESTATÍSTICA
Foi utilizado na análise estatística deste estudo o coeficiente de correlação de
Pearson e o Teste de correlação, para validar a correlação.
O coeficiente de correlação de Pearson (r) é utilizado para se mensurar o
quanto as variáveis estão interligadas, ou seja, o quanto uma está relaciona a outra.
Os resultados variam de -1 a 1. Sendo que valores próximos a zero indicam menor
correlação entre as variáveis. Dessa forma, quanto mais próximo de 1, maior a
40
correlação positiva entre as variáveis, e quanto mais próximo de -1 maior a
correlação negativa entre elas. Aceitou-se r > 0,8 como indicativo de forte correlação,
0,5 < r < 0,8 correlação intermediária e r < 0,5 fraca correlação.
Um nível de significância de 0,05 (5%) foi definido para este estudo. Todos os
intervalos de confiança foram construídos, ao longo do trabalho, com 95% de
confiança estatística.
41
4 RESULTADOS
Os resultados foram divididos em tópicos para melhor relacionar as variáveis
estudadas e expressos em tabelas e gráficos para melhor visualização.
4.1 DIÁFISES SUBMETIDAS AO ENSAIO DE COMPRESSÃO
4.1.1 Valores individuais
Os valores das densidades ópticas nas projeções dorso-palmar (DO DP) e
látero-medial (DO LM), da densidade tomográfica (DT), de rigidez e do módulo de
elasticidade obtidos de cada diáfise submetida ao ensaio de compressão estão
relacionados a baixo (Tabela 1).
Tanto a rigidez e quanto o módulo de elasticidade foram determinadas a partir
da curva de força em função da deformação, como explicado por Markel (1996).
Rigidez é um parâmetro intrínseco a cada corpo de prova enquanto que o módulo de
elasticidade está relacionado diretamente ao material do qual o corpo de prova é
constituído, uma vez que neste a geometria do corpo de prova e a distribuição de
forças exercidas sobre ele são levadas em consideração. A rigidez avalia o quanto
de carga é necessário para deformar um milímetro de determinado corpo de prova e
o módulo de elasticidade avalia o quanto de tensão, força por unidade de área (mm²),
é necessária para causar uma deformação relativa (porcentagem) daquele material.
42
Tabela 1 - Valores individuais da rigidez, do módulo de elasticidade (M. Elastic.), da
densidade tomográfica (DT) e das densidades ópticas nas projeções dorso-
palmar (DO DP) e látero-medial (DO LM) das diáfises submetidas ao ensaio
de compressão - São Paulo - 2007/2008
N
Rigidez
(N/mm)
M. Elastic.
(MPa)
DT
DO DP
(mmAl)
DO LM
(mmAl)
1D
31037,15
3010,13
1715,90
8,88
12,02
2E
38856,00
4062,07
2014,81
11,45
16,41
3D
34619,39
2940,11
2181,57
14,73
20,06
4E
37887,54
3802,27
2036,84
11,68
17,17
5D
35530,60
3576,64
1918,00
10,07
15,78
6E
32463,54
3148,92
1766,33
12,58
18,79
7D
28787,11
3393,45
1719,33
6,61
9,97
8E
36524,53
2956,37
1984,08
12,93
18,94
9D
29359,11
3227,40
2070,05
10,33
15,47
10E
34525,45
3261,72
2043,87
12,00
16,76
11E
29255,16
2593,85
2106,48
13,88
17,96
12D
38021,36
3321,81
2126,56
...
...
13E
36382,46
2763,86
1908,93
...
...
14D
36411,40
3716,14
2160,98
12,80
17,74
15E
35579,84
3206,99
2052,31
12,94
17,55
16D
37675,29
3773,59
2149,17
12,77
17,61
17E
39579,12
3413,17
2009,87
10,83
18,58
18D
37796,97
3957,62
2152,22
10,33
16,35
19E
40469,07
3402,89
1996,00
13,67
18,35
20D
38426,61
3400,91
2094,25
13,26
18,13
21E
37132,48
2783,67
1503,81
11,77
14,65
22D
30135,41
2881,23
2133,92
12,67
17,94
23E
38334,72
3689,76
2086,84
13,39
22,37
24D
37530,49
3477,19
2150,92
11,07
16,40
25E
32133,14
3188,48
2071,58
11,83
17,98
26D
33472,95
3329,62
2104,34
14,86
20,09
27E
31164,58
3509,35
2020,52
8,78
14,02
28D
35027,02
2872,00
2093,65
11,72
19,23
29E
36626,02
3164,87
1998,64
14,20
21,62
30D
35847,10
3265,15
2025,46
11,16
16,58
Nota: Os valores de DO DP e LM das peças anatômicas 12 e 13 não estão disponíveis, pois as radiografias
foram danificadas antes de sua digitalização e não puderam ser repetidas.
43
4.1.2 Estudo das correlações
Estudou-se a correlação da rigidez e do módulo de elasticidade com a DT e
as DO DP e DO LM das diáfises submetidas ao ensaio de compressão (Tabela 2).
Tabela 2 - Coeficiente de correlação (r) da rigidez e do módulo de
elasticidade (M. Elastic.) com a densidade tomográfica (DT) e
com as densidades ópticas nas projeções dorso-palmar (DO
DP) e látero-medial (DO LM) das diáfises submetidas ao
ensaio de compressão - São Paulo - 2007/2008
DT
n = 30
DO DP
n = 28
DO LM
n = 28
Rigidez
r = 0,097
(p = 0,61)
r = 0,331
(p = 0,09)
r = 0,417
(p = 0,03)
M. Elastic.
r = 0,288
(p = 0,12)
r = -0,222
(p = 0,26)
r = -0,060
(p = 0,76)
Nota: O “n” de DO DP e DO LM foi 28, pois duas das radiografias foram danificadas
antes de sua digitalização e não puderam ser repetidas.
O gráfico a seguir representa a variação da densidade óptica radiográfica na
projeção látero-medial em função da rigidez das diáfises submetidas ao ensaio de
compressão, mostrando a linha de regressão linear, a qual é definida como sendo a
reta que melhor explica a relação entre as duas variáveis (Gráfico 1).
Gráfico 1 - Variação da densidade óptica na projeção látero-medial (DO LM)
em função da rigidez das diáfises submetidas ao ensaio de
compressão
44
4.2 PEÇAS ANATÔMICAS SUBMETIDAS AO ENSAIO DE FLEXÃO
4.2.1 Valores individuais
Os valores das densidades ópticas nas projeções dorso-palmar (DO DP) e
látero-medial (DO LM), da densidade tomográfica (DT), de tensão máxima e do
módulo de elasticidade obtidos de cada peça anatômica submetida ao ensaio de
flexão estão relacionados a baixo (Tabela 3).
Tanto o módulo de elasticidade quanto a tensão máxima no ensaio de flexão
são parâmetros avaliados na porção mais externa da superfície dorsal do osso,
levando em consideração a geometria do corpo de prova estudado. A tensão
máxima determina a força por unidade de área (mm²) necessária para haver ruptura
do ponto mais externo da superfície do material oposta à aplicação da carga.
45
Tabela 3 - Valores individuais do módulo de elasticidade (M. Elastic.), da tensão máxima
(T. Max.), da densidade tomográfica (DT) e das densidades ópticas nas
projeções dorso-palmar (DO DP) e látero-medial (DO LM) das peças
anatômicas submetidas ao ensaio de flexão - São Paulo - 2007/2008
N
M. Elastic.
(MPa)
T. Max.
(MPa)
DT
DO DP
(mmAl)
DO LM
(mmAl)
1E
2159,84
130,37
1706,95
10,06
14,93
2D
3580,62
189,77
2103,33
11,98
16,74
3E
3468,06
204,12
2226,31
14,28
19,48
4D
4593,02
229,12
2092,07
12,12
17,41
5E
4110,41
208,21
2177,69
10,56
15,53
6D
3355,63
126,58
1895,38
11,70
19,12
7E
4510,94
193,66
2075,08
7,20
12,05
8D
2468,25
157,21
2002,31
12,90
19,32
9E
4756,15
202,16
2117,23
10,86
15,89
10D
3369,00
173,28
2025,46
10,59
16,63
11D
4166,12
224,77
1987,48
14,43
17,64
12E
4233,75
205,37
2042,55
...
...
13D
1711,90
105,32
2003,50
...
...
14E
5656,51
391,09
2200,01
12,40
19,36
15D
3689,89
210,54
2023,03
13,34
18,58
16E
4139,47
207,31
2126,44
13,57
18,11
17D
4381,82
204,57
2122,28
11,38
17,08
18E
7720,55
308,48
2193,87
11,33
17,70
19D
2856,62
180,57
2095,13
13,18
18,60
20E
2326,24
136,53
1839,70
12,27
17,76
21D
1413,77
109,55
1681,24
12,26
14,13
22E
3723,39
210,96
2109,69
12,56
17,46
23D
5432,07
256,33
2169,91
12,93
22,19
24E
4982,50
212,22
2038,94
11,00
16,13
25D
3889,24
229,50
2153,88
12,46
18,87
26E
5668,81
270,28
2010,39
13,13
20,47
27D
4912,16
198,71
2125,89
8,59
12,67
28E
4630,85
207,95
1984,94
12,50
20,43
29D
3751,76
242,43
2119,33
14,60
20,06
30E
5226,76
210,61
2043,87
11,71
14,46
Nota: Os valores de DO DP e LM das peças anatômicas 12 e 13 não estão disponíveis, pois as radiografias
foram danificadas antes de sua digitalização e não puderam ser repetidas.
46
4.2.2 Estudo das correlações
Estudou-se a correlação do módulo de elasticidade e da tensão máxima com
a DT e as DO DP e DO LM das peças anatômicas submetidas ao ensaio de flexão
(Tabela 4).
Tabela 4 - Coeficiente de correlação (r) do módulo de elasticidade (M.
Elastic.) e da tensão máxima (T. Max.) com as densidades
ópticas nas projeções dorso-palmar (DO DP) e látero-medial
(DO LM) das peças anatômicas submetidas ao ensaio de
flexão - São Paulo - 2007/2008
DT
n = 30
DO DP
n = 28
DO LM
n = 28
M. Elastic.
r = 0,618
(p = 0,00)
r = -0,013
(p = 0,51)
r = 0,125
(p = 0,53)
T. Max.
r = 0,666
(p = 0,00)
r = 0,186
(p = 0,34)
r = 0,361
(p = 0,06)
Nota: O “n” de DO DP e DO LM foi 28, pois duas das radiografias foram danificadas
antes de sua digitalização e não puderam ser repetidas.
Os gráficos a seguir representam a variação da densidade tomográfica em
função do módulo de elasticidade e da tensão máxima das peças anatômicas
submetidas ao ensaio de flexão, mostrando as linhas de regressão linear (Gráficos 2
e 3).
47
Gráfico 2 - Variação da densidade tomográfica (DT) em função do módulo de
elasticidade (M. Elastic.) das peças anatômicas submetidas ao
ensaio de flexão
Gráfico 3 - Variação da densidade tomográfica (DT) em função da tensão
máxima (T. Max.) das peças anatômicas submetidas ao ensaio de
flexão
48
4.3 DENSIDADES
A média, o desvio padrão e o coeficiente de variação de Pearson (CVP), das
DO DP e DO LM de cada uma das peças anatômicas estão relacionados a baixo
(Tabela 5). O CVP caracteriza a variabilidade dos dados em termos relativos ao seu
valor médio. No presente estudo a maioria dos CVP ficou abaixo de 2%, não
ultrapassando 3,7%.
Tabela 5 - Média (M), desvio padrão (DP) e coeficiente de variação de
Pearson (CVP) dos valores de densidade óptica nas projeções
dorso-palmar (DO DP) e látero-medial (DO LM) das peças
anatômicas utilizadas no experimento - São Paulo - 2007/2008
(Continua)
N
DO DP
DO LM
M
(mmAl)
DP
(mmAl)
CVP
M
(mmAl)
DP
(mmAl)
CVP
1
D
8,88
0,03
0,36%
12,02
0,09
0,73%
1
E
10,06
0,05
0,45%
14,93
0,02
0,16%
2
D
11,98
0,05
0,39%
16,74
0,16
0,94%
2
E
11,45
0,00
0,00%
16,41
0,19
1,15%
3
D
14,73
0,23
1,59%
20,06
0,18
0,89%
3
E
14,28
0,00
0,00%
19,48
0,17
0,87%
4
D
12,12
0,09
0,75%
17,41
0,02
0,13%
4
E
11,68
0,08
0,65%
17,17
0,10
0,61%
5
D
10,07
0,05
0,51%
15,78
0,07
0,43%
5
E
10,56
0,04
0,42%
15,53
0,18
1,19%
6
D
11,70
0,23
1,96%
19,12
0,05
0,27%
6
E
12,58
0,09
0,72%
18,79
0,03
0,16%
7
D
6,61
0,10
1,57%
9,97
0,13
1,35%
7
E
7,20
0,07
0,93%
12,05
0,18
1,48%
8
D
12,90
0,09
0,70%
19,32
0,20
1,02%
8
E
12,93
0,05
0,41%
18,94
0,69
3,67%
9
D
10,33
0,08
0,79%
15,47
0,02
0,15%
9
E
10,86
0,10
0,88%
15,89
0,05
0,33%
10
D
10,59
0,07
0,64%
16,63
0,00
0,00%
10
E
12,00
0,00
0,00%
16,76
0,04
0,24%
11
D
14,43
0,22
1,54%
17,64
0,03
0,17%
11
E
13,88
0,27
1,94%
17,96
0,02
0,13%
14
D
12,80
0,37
2,88%
17,74
0,17
0,94%
14
E
12,40
0,12
0,99%
19,36
0,00
0,00%
49
(Conclusão)
N
DO DP
DO LM
M
(mmAl)
DP
(mmAl)
CVP
M
(mmAl)
DP
(mmAl)
CVP
15
D
13,34
0,14
1,02%
18,58
0,07
0,39%
15
E
12,94
0,05
0,35%
17,55
0,03
0,17%
16
D
12,77
0,03
0,23%
17,61
0,09
0,52%
16
E
13,57
0,00
0,00%
18,11
0,02
0,13%
17
D
11,38
0,15
1,29%
17,08
0,07
0,39%
17
E
10,83
0,04
0,41%
18,58
0,02
0,13%
18
D
10,33
0,05
0,44%
16,35
0,09
0,56%
18
E
11,33
0,10
0,84%
17,70
0,18
1,03%
19
D
13,18
0,02
0,15%
18,60
0,16
0,85%
19
E
13,67
0,03
0,19%
18,35
0,10
0,57%
20
D
13,26
0,00
0,00%
18,13
0,02
0,13%
20
E
12,27
0,05
0,42%
17,76
0,07
0,40%
21
D
12,26
0,04
0,37%
14,13
0,02
0,17%
21
E
11,77
0,00
0,00%
14,65
0,00
0,00%
22
D
12,67
0,43
3,41%
17,94
0,09
0,50%
22
E
12,56
0,02
0,19%
17,46
0,10
0,55%
23
D
12,93
0,02
0,18%
22,19
0,05
0,21%
23
E
13,39
0,05
0,34%
22,37
0,09
0,41%
24
D
11,07
0,05
0,47%
16,40
0,05
0,28%
24
E
11,00
0,00
0,00%
16,13
0,16
0,97%
25
D
12,46
0,18
1,44%
18,87
0,05
0,24%
25
E
11,83
0,03
0,21%
17,98
0,06
0,34%
26
D
14,86
0,02
0,16%
20,09
0,03
0,15%
26
E
13,13
0,05
0,40%
20,47
0,25
1,21%
27
D
8,59
0,05
0,60%
12,67
0,05
0,36%
27
E
8,78
0,05
0,59%
14,02
0,05
0,33%
28
D
11,72
0,08
0,70%
19,23
0,05
0,24%
28
E
12,50
0,03
0,21%
20,43
0,00
0,00%
29
D
14,60
0,05
0,31%
20,06
0,02
0,12%
29
E
14,20
0,14
0,98%
21,62
0,03
0,13%
30
D
11,16
0,05
0,46%
16,58
0,16
0,97%
30
E
11,71
0,03
0,22%
14,46
0,17
1,16%
Nota: Os valores relativos às peças anatômicas 12 e 13 não estão disponíveis, pois as
radiografias foram danificadas antes de sua digitalização e não puderam ser repetidas.
50
4.3.1 Estudo das correlações
Estudou-se a correlação entre a DT, a DO DP e a DO LM de todas as peças
anatômicas utilizadas no experimento (Tabela 6).
Tabela 6 - Coeficiente de correlação (r) entre as variáveis
densidade tomográfica (DT), densidade óptica na
projeção dorso-palmar (DO DP) e densidade óptica
na projeção látero-medial (DO LM), de todas as
peças anatômicas utilizadas no experimento - São
Paulo - 2007/2008
DO DP
n = 56
DO LM
n = 56
DT
r = 0,289
(p = 0,03)
r = 0,408
(p = 0,00)
DO LM
r = 0,823
(p = 0,00)
Nota: O “n” de DO DP e DO LM foi 56, pois quatro das radiografias foram
danificadas antes de sua digitalização e não puderam ser repetidas.
Os gráficos a seguir representam a variação da densidade óptica radiográfica
na projeção dorso-palmar e da densidade óptica radiográfica na projeção látero-
medial em função da densidade tomográfica, e a variação das densidades ópticas
radiográficas em função uma da outra, de todas as peças anatômicas, mostrando as
linhas de regressão linear (Gráficos 4, 5 e 6).
51
Gráfico 4 - Variação da densidade óptica na projeção dorso-palmar (DO DP)
em função da densidade tomográfica (DT) de todas as peças
anatômicas
Gráfico 5 - Variação da densidade óptica na projeção látero-medial (DO LM)
em função da densidade tomográfica (DT) de todas as peças
anatômicas
52
Gráfico 6 - Variação da densidade óptica na projeção dorso-palmar (DO DP)
em função da densidade óptica na projeção látero-medial (DO LM)
de todas as peças anatômicas
53
5 DISCUSSÃO
No presente estudo foram avaliadas as densidades ópticas radiográficas (DO)
em milímetros de Alumínio (mmAl) dos ossos terceiro metacarpiano de eqüinos,
assim como a densidade tomográfica, o módulo de elasticidade desses ossos sob
uma força de compressão e o módulo de elasticidade e a tensão máxima quando
submetidos a um teste de flexão, correlacionando todas essas variáveis entre si.
Escolheu-se o método da absorciometria para este estudo por ser um método
não destrutivo e barato, como citado por alguns autores (MEAKIN et al., 1981;
MIRSKY; EINHORN, 1998), além de ser uma técnica, cujos equipamentos
necessários se apresentavam mais prontamente disponíveis. A técnica se mostrou
adequada para o estudo no que diz respeito a sua aplicabilidade, já que as peças
anatômicas analisadas estavam dissecadas no momento da exposição radiográfica,
não havendo assim a interferência da densidade dos tecidos moles adjacentes
relatada tanto por Wahner, Dunn e Riggs (1984a), quanto por Yang et al. (1994).
A utilização do programa de processamento de imagens ImageLab
®
mostrou-
se de fácil aplicação e muito preciso na mensuração das DO, uma vez que houve
baixa variabilidade entre os valores, constatada pelos coeficientes de variação de
Pearson. Isto se deve ao fato da escala de alumínio (penetrômetro) e os ossos
terem sido expostos à mesma técnica radiográfica, permitindo assim uma
comparação exata entre suas imagens radiográficas. Assim como citado por
Vulcano e Santos (2003), neste estudo o método de obtenção da DO independeu
dos parâmetros de sensibilização e processamento do filme radiográfico. Porém,
vale ressaltar que a técnica radiográfica utilizada neste experimento provou-se ser
ideal para uma avaliação qualitativa do osso terceiro metacarpiano na projeção
dorso-palmar, mas não na látero-medial, na qual a imagem radiográfica obtida se
mostrou subexposta.
A única limitação observada durante este estudo, em relação ao programa
computacional, foi a impossibilidade de utilização de imagens digitalizadas em maior
definição. No presente estudo utilizou-se 150 ppp, sendo que qualquer nível de
definição maior que este (i.e. 300 ppp) não seria aceito pelo programa. Acredita-se
que níveis maiores de definição poderiam gerar uma acuidade maior dos valores de
DO, pois, como explicado por Chen e Hollender (1995), um aumento do tempo de
54
varredura das imagens pelo scanner aumenta a variabilidade dos valores em cada
ponto da imagem e, conseqüentemente, a distinção entre os degraus do
penetrômetro.
Comprovou-se, durante o estudo, que as imagens obtidas em corte, a partir
das peças anatômicas, nos permitiram a avaliação do córtex ósseo sem
sobreposição de imagens, a mensuração precisa dos valores de espessura das
corticais e do canal medular, e a determinação da densidade tomográfica (DT) do
córtex ósseo na exata região de interesse. Tal facilidade também foi comprovada e
relatada por Wahner, Dunn e Riggs (1984b) e por Mirsky e Einhorn (1998). O
programa computacional do aparelho de tomografia computadorizada ainda permite
a determinação da área de uma região de interesse, por exemplo, as áreas do canal
medular e do corte transversal do osso.
Parte da literatura pesquisada neste estudo afirma que a densidade mineral
óssea possui forte correlação com as propriedades mecânicas dos ossos (MEAKIM
et al., 1981; LAWRENCE et al., 1994; FORD et al., 2001; KOO et al., 2001). Outros
afirmam que pequenas variações do conteúdo mineral podem ser detectadas pelas
diversas técnicas não-invasivas anteriormente descritas (JEFFCOTT et al., 1988;
TIEDEMAN et al., 1990; BUCKINGHAM et al., 1992; YANG et al., 1994; KOO et al.,
2001). Outros poucos dizem que os valores obtidos por essas técnicas podem inferir
sobre as propriedades mecânicas em ossos (LÊS et al., 1994; GENANT; JIANG,
2006). Porém, o presente estudo não observou correlação entre os valores
densidade óssea obtidos pela absorciometria radiográfica e as propriedades
mecânicas dos ossos terceiro metacarpiano de eqüinos, corroborando as afirmações
de autores de que outros componentes influenciam na força óssea, além da
densidade mineral (BONNICK, 2007; FRIEDMAN, 2006).
Trabalhos como, por exemplo, o de Meakin et al. (1981) e Yang et al. (1994),
obtiveram correlação positiva entre o conteúdo mineral ósseo e a densidade óptica
óssea obtida pela absorciometria radiográfica, concluindo a partir disso que a
metodologia é ideal para inferir sobre as propriedades mecânicas e,
conseqüentemente, sobre os riscos de fratura de um determinado osso. Porém, no
estudo das correlações dos valores obtidos pelo ensaio de compressão, observou-
se não haver correlação linear da DO DP e da DT, com a rigidez, contudo a DO LM
e a rigidez apresentaram fraca correlação positiva (r = 0,417). Considera-se que a
correlação da DO DP com a rigidez pode não ter sido validada (p = 0,09) por conta
55
da exposição radiográfica utilizada. Apesar de adequada para uma avaliação
qualitativa, acredita-se que uma exposição excessiva ou um alto contraste possam
ter feito com que discretas diferenças de densidades fossem perdidas.
De qualquer forma, com uma correlação fraca ou inexistente, os dados
mostram que a DO é pouco sensível quando se quer avaliar a rigidez de um osso
terceiro metacarpiano a forças de compressão. Mesmo levando-se em consideração
a geometria do corpo de prova ensaiado e a distribuição das forças por ele, o
módulo de elasticidade não apresentou correlação com nenhum dos métodos de
obtenção de densidade óssea. Vale ressaltar que a utilização da rigidez, para o teste
de correlação com os valores de densidade, foi considerada mais significativa do
que o módulo de elasticidade, uma vez que as densidades são inerentes ao corpo
de prova assim como a rigidez.
Dessa forma, os resultados obtidos não corroboram as citações de Meakin et
al. (1981) e Yang et al. (1994), de que quanto menor fosse a densidade óssea,
menor seria a força do mesmo e, conseqüentemente, maior seriam suas chances de
fratura.
No ensaio de flexão os parâmetros utilizados, módulo de elasticidade e
tensão máxima, são referentes à região mais externa e distante do ponto de
aplicação de carga pela máquina de ensaio mecânico, a qual no caso do presente
estudo foi a face dorsal do ponto médio do osso terceiro metacarpiano. Este fato
explica o porquê houve correlação positiva intermediária destes parâmetros com a
DT e não com a DO DP e nem com a DP LM, uma vez que a primeira foi
determinada exatamente na porção dorsal do córtex ósseo no ponto médio do osso.
Além do que, o módulo de elasticidade e a tensão máxima levam em consideração a
geometria do osso estudado e a distribuição das forças nele aplicadas, e a DT foi
medida em um corte tomográfico de espessura conhecida (2 mm) e sem
sobreposição de densidades diferentes, como explicado por Wahner, Dunn e Riggs
(1984b). Entretanto as DO são obtidas de uma imagem que, como explicado por
Berry e Thrall (2007), representa o grau de atenuação dos raios-X pelas diversas
densidades sobrepostas e suas espessuras, no caso deste estudo, duas porções do
córtex ósseo e do canal medular.
O estudo das correlações entre as densidades teve como função mostrar o
que foi descrito acima. No presente estudo foi comprovado haver uma correlação
entre a DT e as DO DP (p = 0,03) e LM (p = 0,00). Porém, essas correlações foram
56
consideradas fracas (r < 0,5) provavelmente pela sobreposição de densidades que
ocorre no exame radiográfico convencional. Sugere-se que se utilizando a
metodologia da densidade óptica radiográfica em fragmentos de córtex ósseo de
espessura uniforme e sem sobreposição de outro tipo de densidade (i.e. canal
medular) obter-se-ia uma correlação mais forte com a DT. As DO DP e LM
apresentaram uma forte correlação linear (r = 0,823) entre si, uma vez que se trata
do mesmo osso terceiro metacarpiano, corroborando as afirmações de que a
absorciometria radiográfica é uma técnica precisa para determinar a densidade
mineral óssea (MEAKIM et al., 1981; WAHNER; DUNN; RIGGS, 1984a; YANG et al.,
1994; MIRSKY; EINHORN, 1998).
Os resultados apresentados no presente estudo corroboram a citação de
Seeman e Martin (1989) de que, assim como as outras técnicas, a absorciometria
radiográfica não é um método com alta sensibilidade e especificidade para predizer
riscos de fraturas.
Estudos devem ser realizados com o objetivo de se determinar quais técnicas
são precisas, seguras e adequadas para se determinar a força óssea e predizer
riscos de fraturas em eqüinos, mesmo que a associação de duas ou mais seja
necessário, como descrito nos trabalho de Jeffcott et al. (1988) e Buckingham et al.
(1992).
57
6 CONCLUSÕES
Nas condições em que este estudo foi realizado e através da análise dos
resultados, foi possível comprovar que a metodologia utilizada para a obtenção da
absorciometria radiográfica é de fácil aplicação, baixo custo e precisa, corroborando
os dados da literatura.
O estudo mostrou também que a densidade óptica radiográfica possui uma
correlação positiva, apesar de fraca, com a densidade óssea obtida pela tomografia,
já que as duas técnicas se utilizam do mesmo princípio de atenuação dos feixes de
raios-X para formação da imagem.
E por fim, concluiu-se que não se pode inferir que os valores de densidade
óssea obtidos pela absorciometria radiográfica do osso terceiro metacarpiano de um
eqüino tenha correlação com a capacidade deste osso de absorver cargas de
compressão e flexão. Ou seja, caso seja feito um acompanhamento radiográfico do
osso terceiro metacarpiano de um eqüino com avaliação de sua densidade óptica
radiográfica, e esta apresente uma diminuição ao longo do tempo, sugere-se que
não se pode afirmar que este osso estará mais ou menos sujeito a sofrer algum tipo
de lesão mecânica.
58
REFERÊNCIAS
ABSORPTIOMETRY. In: PEASE, JR., R. W. Merriam-webster’s medical
dictionary. Springfield: Merriam-webster, 1995. Disponível em:
<http://medical.merriam-webster.com/medical/absorptiometry>. Acesso em: 30
maio 2008.
BERRY, C. R.; THRALL, D. E. Introduction to radiographic interpretation. In:
THRALL, D. E. Textbook of veterinary diagnostic radiology. 5th ed. St. Louis:
Saunders, 2007. p. 78-92.
BONNICK, S. L. Noninvasive assessments of bone strength. Current Opinion in
Endocrinology, Diabetes and Obesity, v. 14, n. 6, p. 451-457, Dec. 2007.
BOONEN, S.; CHENG, X.; NICHOLSON, P. H. F.; VEBEKE, G.; BROOS, P.;
DEQUERER, J. The accuracy of peripheral skeletal assessment at the radius in
estimating femoral bone density as measured by dual-energy X-ray
absorptiometry: a compartive study of single-photon absorptiometry and computed
tomography. Journal of Internal Medicine, v. 242, n. 4, p. 323-328, Oct. 1997.
BUCKINGHAM, S. H.; JEFFCOTT, L. B.; ANDERSON, G. A.; MCCARTNEY, R. N.
In vivo measurement of bone quality in the horse: estimates of precision for
ultrasound velocity measurement and single photon absorptiometry. Medical and
Biological Engineering and Computing, v. 30, n. 1, p. 41-45, Jan. 1992.
BUTTLER, J. A.; COLLES, C. M.; DYSON, S. J.; KOLD, S. E.; POULOS, P. W.
The metacarpus and metatarsus. In: . Clinical radiology of the horse. 2nd ed.
Oxford: Blackwell Science Ltd, 2000. p. 131-170.
CARTER, D. R.; SPENGLER, D. M. Biomechanics of fracture. In: SUMNER-
SMITH G. Bone in clinical orthopedic. 2nd ed. Dübendorf: AO Publishing, 2002.
p. 305-335.
CHEN, S. K.; HOLLENDER, L. Digitizing of radiographs with a flatbed scanner.
Journal of Dentistry, v. 23, n. 4, p. 205-208, Aug. 1995.
CORNELISSEN, B. P.; VAN WEEREN, P. R.; EDERVEEN, A. G.; BARNEVELD,
A. Influence of exercise on bone mineral density of immature cortical and
trabecular bone of the equine metacarpus and proximal sesamoid bone. Equine
Veterinary Jounal, v. 31, p. 79-85, Nov. 1999. Suplemento.
DAVIES, H. M. Relationships between third metacarpal bone parameters and
surface strains. Equine Veterinary Journal, v. 33, p. 16-20, Apr. 2001.
DONABEDIAN, M.; DELGUSTE, C.; PERONA, G.; LEBECQUE, P.; DUBOEUF, F.;
LEPAGA, O.; MARTIN-ROSSET, W. Third metacarpal bone mineral density
assessment in the standing horse by dual X-ray absorptiometry: suitability,
59
precision and accuracy. Veterinary and Comparative Orthopaedics and
Traumatology, v. 18, n. 1, p. 26-30, 2005.
DUBREZ, B.; JACOT-DESCOMBES, A.; PUN, T.; CIMASONI, G. Comparison of
photodensitometric with high-resolution digital analysis of bone density of serial
dental radiographs. Dento Maxillo Facial Radiology, v. 21, n. 1, p. 40-44, Feb.
1992.
DYCE, K. M.; SACK, W. O.; WENSING, C. J. G. The forelimb of the horse.
In:______. Textbook of veterinary anatomy. 3rd ed. Philadelphia: Saunders,
2002. p. 568-605.
DYCE, K. M.; SACK, W. O.; WENSING, C. J. G. The locomotor apparatus.
In:______. Textbook of veterinary anatomy. 3rd ed. Philadelphia: Saunders,
2002. p. 32-99.
EL SHORAFA, W. M.; FEASTER, J. P.; OTT, E. A. Horse metacarpal bone: ash
content, cortical area and failure stress interrelationships. Journal of Animal
Science, v. 49, n. 4, p. 979-982, Apr. 1979.
FORD, M. A.; TURNER, L.; DIBREZZO, R.; CHO, H. K. Bone densitometry in
assessment of bone mineral density. The Journal of the Arkansas Medical
Society, v. 98, n. 3, p. 86-88, Sep. 2001.
FRIEDMAN, A. W. Important determinants of bone strength beyond bone mineral
density. Journal of Clinical Rheumatology, v. 12, n. 2, p. 70-77, Apr. 2006.
GENANT, H. K.; JIANG, Y. Advanced imaging assessment of bone quality.
Annals of the New York Academy of Sciences, v. 1068, p. 410-428, Apr. 2006.
GETTY, R. Osteologia. In:______. Anatomia dos animais domésticos. 5. ed.
Philadelphia: W.B. Saunders Company, 1986. p. 19-33.
GRIER, S. J.; TURNER, A. S.; ALVIS, M. R. The use of dual-energy x-ray
absorptiometry in animals. Investigative Radiology, v. 31, n. 1, p.50-62, Jan.
1996.
HUI, S. L.; GAO, S.; ZHOU, X.; JOHNSTON, JR., C. C.; LU, Y.; GLÜER, C. C.;
GRAMPP, S.; GENANT, H. Universal standardization of bone density
measurements: a method with optimal properties for calibration among several
instruments. Journal of Bone and Mineral Research, v. 12, n. 9, p. 1463-1470,
Sep. 1997.
JEFFCOTT, L. B.; BUCKINGHAM, S. H.; MCCARTHY, R. N.; CLEELAND, J. C.;
SCOTTI, E.; MCCARTNEY, R. N. Non-invasive measurement of bone: a review of
clinical and research applications in the horse. Equine Veterinary Jounal, v. 6, p.
71-79, Sep. 1988. Suplemento.
KNELLER, S. K. The metacarpus and metatarsus. In: THRALL, D. E. Textbook of
veterinary diagnostic radiology. 5th ed. St. Louis: Saunders, 2007. p. 398-408.
60
KOO, M. W. M.; YANG, K. W.; BEGEMAN, P.; HAMMAMI, M.; KOO, W. W. K.
Prediction of bone strength in growing animals using nonivasive bone mass
measurements. Calcified Tissue International, v. 68, n. 4, p. 230-234, Apr. 2001.
LAWRENCE, L. A.; OTT, E. A.; MILLER, G. J.; POULOS, P. W.; PIOTROWSKY,
G.; ASQUITH, R. L. The mechanical properties of equine third metacarpals as
affected by age. Journal of Animal Science, v. 72, n. 10, p. 2617-2623, Oct.
1994.
LAWRENCE, L. M.; MURPHY, M.; BUMP, K.; WESTON, D.; KEY, J. Growth
responses in hand-reared and naturally reared quarter horses foals. Equine
Practice, v. 13, n. 2, p. 19-26, Feb. 1991.
LÊS, C. M.; KEYAK, J. H.; STOVER, S. M.; TAYLOR, K. T.; KANEPS, A. J.
Estimation of material properties in the equine metacarpus with use of quantitative
computed tomography. Journal of Orthopaedic Research, v. 12, n. 6, p. 822-833,
Nov. 1994.
LÊS, C. M.; STOVER, S. M.; TAYLOR, K. T.; KEYAK, J. H.; WILLITS, N. H. Ex
vivo simulation of in vivo strain distributions in the equine metacarpus. Equine
Veterinary Journal, v. 30, n. 3, p. 260-266, May 1998.
MARKEL, M. D. Bone structure and the response of bone to stress. In: NIXON, A.
J. Equine fracture repair. 1st ed. Philadelphia: W.B. Saunders Company, 1996. p.
3-9.
MEAKIM, D.W.; OTT, E.A.; ASQUITH, R.L.; FEASTER, J.P. Estimation of mineral
content of the equine third metacarpal by radiographic photometry. Journal of
Animal Science. v. 53, n. 4, p. 1019-1026, Oct. 1981.
MENDENHALL, A. L.; CANTWELL, H. D. Metacarpus (Canon and Splint Bones).
In:______. Equine radiographic procedures. Philadelphia: Lea & Febiger, 1988.
p. 67-75.
MIRSKY, E. C.; EINHORN, T. A. Bone densitometry in orthopaedic practice. The
Journal of Bone and Joint Surgery, v. 80, n. 11, p. 1687-1698, Nov. 1998.
MUIR, P.; MARKEL, M. D. Geometric variables and bone mineral density as
potencial predictors for mechanical properties of the radius of greyhounds.
American Journal of Veterinary Research, v. 57, n. 7, p. 1094-1097, July 1996.
SCHNEIDER, R. Radiologic methods of evaluating generalized osteopenia. The
Orthopedic Clinics of North America, v. 14, n. 4, p. 631-651, Oct. 1984.
SEEMAN, E.; MARTIN, T. J. Non-invasive techniques for the measurement of
bone mineral. Baillière's Clinical Endocrinology and Metabolism, v. 3, n. 1, p.
1-33, May 1989.
STERMAN, F. A. Avaliação da densidade mineral óssea em eqüinos atletas
destinados ao enduro eqüestre pelo método de densitometria óptica
61
radiográfica. 2001. 47 f. Tese (Livre Docência) – Faculdade de Medicina
Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002.
TICER, J. W. Thoracic limb. In:______. Radiographic technique in veterinary
practice. 2nd ed. Philadelphia: W.B. Saunders Company, 1984. p. 404-458.
TIEDEMAN, J. J.; LIPPIELLO, L.; CONNOLLY, J. F.; STRATES, B. S. Quantitative
roentgenographic densitometry for assessing fracture healing. Clinical
Orthophaedics and Related Research, v. 253, p. 279-286, Apr. 1990.
TROUERBACH, W. T.; STEEN, W. H. A.; ZWAMBORN, A. W.; SCHOUTEN, H. J.
A. A study of the radiographic aluminum equivalent values of the mandible. Oral
Surgery, v. 58, n. 5, p. 610-616, Nov. 1984.
VULCANO, L. C.; CIARLINI, L. D. R. P.; LOUSADA, M. J. Q.; CALDAS, E. L. C.
Valores normais da densidade óssea do carpo ulnar em potros em crescimento da
raça Quarto de Milha através da densitometria óptica radiográfica. Hora
Veterinária, v. 17, n. 100, p. 52-54, Nov.- Dez. 1997.
VULCANO, L. C.; SANTOS, F. A. M. Determination and padronization of normal
values of bone mineral density (BMD) of the acessory carpus bone in young
thoroughbred horse using optical densitometry in radiographic image. Brazilian
Journal of Veterinary Research and Animal Science, v. 40, p. 54-61, 2003.
Suplemento 1.
WAHNER, H. W.; DUNN, W. L.; RIGGS, B. L. Assessment of bone mineral. Part 1.
The Jounal of Nuclear Medicine, v. 25, n. 10, p. 1134-1141, Oct. 1984.
WAHNER, H. W.; DUNN, W. L.; RIGGS, B. L. Assessment of bone mineral. Part 2.
The Jounal of Nuclear Medicine, v. 25, n. 11, p. 1241-1253, Nov. 1984.
WALTER, L. J.; DAVIES, H. M. Analysis of a radiographic technique for
measurement of equine metacarpal bone shape. Equine Veterinary Journal, v.
33, p. 141-144, Apr. 2001. Suplemento.
YANG, S.; HAGIWARA, S.; ENGELKE, K.; DHILLON, M. S.; GUGLIELMI, G.;
BENDAVID, E. J.; SOEJIMA, O.; NELSON, D. L.; GENANT, H. K. Radiographic
absorptiometry for bone mineral measurement of the phalanges: precision and
accuracy study. Radiology, v. 192, p. 857-859, Sep. 1994.
Livros Grátis
( http://www.livrosgratis.com.br )
Milhares de Livros para Download:
Baixar livros de Administração
Baixar livros de Agronomia
Baixar livros de Arquitetura
Baixar livros de Artes
Baixar livros de Astronomia
Baixar livros de Biologia Geral
Baixar livros de Ciência da Computação
Baixar livros de Ciência da Informação
Baixar livros de Ciência Política
Baixar livros de Ciências da Saúde
Baixar livros de Comunicação
Baixar livros do Conselho Nacional de Educação - CNE
Baixar livros de Defesa civil
Baixar livros de Direito
Baixar livros de Direitos humanos
Baixar livros de Economia
Baixar livros de Economia Doméstica
Baixar livros de Educação
Baixar livros de Educação - Trânsito
Baixar livros de Educação Física
Baixar livros de Engenharia Aeroespacial
Baixar livros de Farmácia
Baixar livros de Filosofia
Baixar livros de Física
Baixar livros de Geociências
Baixar livros de Geografia
Baixar livros de História
Baixar livros de Línguas
Baixar livros de Literatura
Baixar livros de Literatura de Cordel
Baixar livros de Literatura Infantil
Baixar livros de Matemática
Baixar livros de Medicina
Baixar livros de Medicina Veterinária
Baixar livros de Meio Ambiente
Baixar livros de Meteorologia
Baixar Monografias e TCC
Baixar livros Multidisciplinar
Baixar livros de Música
Baixar livros de Psicologia
Baixar livros de Química
Baixar livros de Saúde Coletiva
Baixar livros de Serviço Social
Baixar livros de Sociologia
Baixar livros de Teologia
Baixar livros de Trabalho
Baixar livros de Turismo
