Análisis morfométrico del atlas por tomografía computada para la colocación de tornillos trans-masas laterales

Título

Análisis morfométrico del atlas por tomografía computada para la colocación de tornillos trans-masas laterales

Autor

Francisco Fasano
Martín Gagliardi
Alfredo Guiroy
Pablo Jalón
Juan José Mezzadri

Fecha

Junio 2018

Lugar de Realización

Sección Cirugía de Columna, División Neurocirugía, Hospital de Clínicas “José de San Martín”, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. 2Unidad de Cirugía Espinal, Hospital Español, Mendoza, Argentina. 3Programa de Enfermedades de la Unión Cráneo Espinal -PEUCE- División de Neurocirugía, Hospital de Clínicas "José de San Martín", Universidad de Buenos Aires.

Correspondencia

Francisco Fasano
fasanofrancisco@hotmail.com

Texto

REV ARGENT NEUROC | VOL. 32, N°2: 71-76| 2018
ARTÍCULO ORIGINAL

Análisis morfométrico del atlas por tomografía computada para la colocación de tornillos trans-masas laterales

Francisco Fasano1, Martín Gagliardi1, Alfredo Guiroy1,2, Pablo Jalón1,3, Juan José Mezzadri1,3

1Sección Cirugía de Columna, División Neurocirugía, Hospital de Clínicas “José de San Martín”, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. 2Unidad de Cirugía Espinal, Hospital Español, Mendoza, Argentina. 3Programa de Enfermedades de la Unión Cráneo Espinal -PEUCE- División de Neurocirugía, Hospital de Clínicas "José de San Martín", Universidad de Buenos Aires.

RESUMEN
Objetivos: Realizar un análisis morfométrico del atlas por tomografía computada, determinando los valores promedio, medianos, y de variabilidad de dicha vértebra para la correcta colocación de tornillos trans-masas laterales.
Introducción: Existe una significativa variabilidad interpersonal en los aspectos morfológicos del atlas, y dada su proximidad a estructuras neurovasculares (arteria vertebral, médula cervical, raíz de C2), hacen mandatario un exhaustivo planeamiento prequirúrgico para la elección de la técnica de artrodesis, tipo de tornillos a utilizar, y su trayectoria.
Material y métodos: Se realizó un estudio de diseño de tipo exploratorio, descriptivo, observacional, retrospectivo, transversal. Se revisaron 99 tomografías computadas de la columna cervical. Se midieron parámetros morfométicos y angulaciones desde un “punto de entrada” en la masa lateral de C1, que fueron llamados A, B, C, D, E, F, G y H. Las mediciones de los parámetros a estudiar fueron realizadas con el programa RadiAnt DICOM Viewer (64-bit) y posteriormente volcadas a una ficha de registro de datos.
Discusión: La distribución según género fue de 34 varones y 65 mujeres. Se encontró una diferencia estadísticamente significativa no solo en lo referente al género (masculino vs femenino; parámetros A, B, C, D, F, G, H p-valor < 0,05) de los parámetros medidos, sino también según lateralidad (derecha vs izquierda; parámetros C, E, F, G p-valor < 0,05). La investigación propone además la generación de una base de datos con información morfométrica del atlas.
Conclusión: Existe una diferencia estadísticamente significativa en las propiedades morfológicas del atlas, tanto en lo relativo al género (masculino vs femenino), como en la lateralidad (derecha vs izquierda). Es por ello que el presente estudio enfatiza en la importancia de la realización prequirúrgica de una tomografía computada de la columna cervical superior para garantizar una efectiva y segura instrumentación a éste nivel, según el largo, ancho y trayectoria de los tornillos a utilizar.

Palabras clave: Masa Lateral de C1; Tomografía Axial Computada; Morfometría del Atlas; Fijación Trans-masa Lateral

ABSTRACT
Objectives: To morphometrically analyze the atlas, using computed tomography, thereby defining mean, median and variability values of C1 for the correct placement of lateral mass screws.
Introduction: Significant interpersonal variability exists among the various morphological characteristics of the atlas. Given the structure’s close relationship to neurovascular structures like the vertebral arteries, cervical spinal cord, and cervical roots, exhaustive pre-surgical planning becomes mandatory. Such planning assists in the choice of arthrodesis technique, and the dimensions and trajectory of screws.
Material and Methods: A retrospective, observational study was performed, for which the computed tomography (CT) scans of 99 cervical spines were reviewed. Morpho-metric parameters and angulations were measured from an “entry point” in the lateral mass at C1; these parameters were alphabetically labeled from A through H. The RadiAnt DICOM Viewer (64-bit) program was used to measure all parameters of interest, the values of which then were entered into a data collection file.Discussion: By gender, there were 34 men and 65 women. A statistically-significant difference was found between the two genders for all parameters except parameter E (all p-values < 0,05), and between the two sides (right vs. left) for parameters C, E, F, and G. Our results argue for the creation of a general database containing morphometric information on the atlas.
Conclusion: Statistically-significant differences exist between men and women, and from right to left, among the morphometrical features of the atlas. This underscores the need for careful preoperative surgical planning, including the use of CT scanning to estimate optimum screw lengths and trajectories.

Key words: C1 Lateral Mass; Computed Tomography; Atlas Morphometry; Lateral Mass Screw Fixation

Francisco Fasano
fasanofrancisco@hotmail.com

OBJETIVOS

  1. Realizar un análisis morfométrico por tomografía computada de las masas laterales del atlas, determinando los valores promedio, medianos, y de variabilidad de dicha vértebra para la correcta elección de la técnica de artrodesis y dimensiones de los tornillos a utilizar.
  2. Tomando como “entry point” el punto medio céfalo-caudal y latero-medial de la porción inferior de las masas laterales, estimar las diferentes trayectorias posibles en base a la angulación latero-medial en el plano axial y la angulación céfalo-caudal en el plano sagital.

INTRODUCCIÓN

Existe una significativa variabilidad interpersonal en los aspectos morfológicos del atlas, y dada su proximidad a estructuras neurovasculares (arteria vertebral, médula cervical, raíz de C2), hacen mandatario un exhaustivo planeamiento prequirúrgico para la elección de la técnica de artrodesis, tipo de tornillos a utilizar, y su trayectoria; disminuyendo de esta manera las posibles complicaciones inherentes al procedimiento quirúrgico.

MATERIAL Y MÉTODOS

Población
Criterios de inclusión
Pacientes atendidos de forma ambulatoria por los Servicios de Neurocirugía y/o Diagnóstico por Imágenes del Hospital de Clínicas “José de San Martín” durante el periodo octubre 2016 – octubre 2017 que han tenido indicación de la realización de una tomografía axial computada de la columna cervical.

Criterios exclusión
Fueron excluidos del protocolo de investigación:
I. Pacientes menores de 18 años.
II. Pacientes con antecedentes de cirugía espinal.
III. Pacientes con antecedentes o hallazgos de fracturas vertebrales, patología tumoral, vascular o malformativa de la columna vertebral.

Criterios de eliminación
Pacientes cuya tomografía axial computada haya estado ausente o extraviada.
Todas las tomografías fueron realizadas en un equipo Philips Healthcare de 64 filas de detectores. Se realizaron cortes de 1 mm de espesor y en todos los estudios se incluyó desde la base cráneo hasta la primera vértebra torácica.

Reparos éticos del proyecto
Este proyecto fue realizado bajo las normas éticas que rigen las investigaciones en humanos de acuerdo con la ley Nacional de Protección de Datos Personales N° 25.326 (Ley de Habeas Data) y la Declaración de Helsinki en su última versión (Fortaleza 2013).

Muestreo
Se realizó un muestreo aleatorio sistemático lineal equidistante (probabilístico), de paso 1, con punto de arranque aleatorizado. Al iniciarse la recolección de datos, se sorteó el primer paciente a ingresar. Su último dígito de la historia clínica debió coincidir con el dígito producto de la primera tirada de un dado. A partir de éste primer ingreso, fueron ingresados uno por uno cada uno de los pacientes a evaluar, por orden de llegada, siempre y cuando satisfagan todos los criterios de elegibilidad.
No se estimó un tamaño muestral, debido a que el estudio es de carácter exploratorio, tomándose la mayor cantidad de tomografías de columna cervical a los efectos de ser lo más exhaustivo posible.

Diseño
Se realizó un estudio de diseño de tipo exploratorio, descriptivo, observacional, retrospectivo, transversal. El presente protocolo de investigación se llevó a cabo mediante la revisión de tomografías computadas de la columna cervical de aquellos pacientes que cumplan con los criterios previamente desarrollados. Las mediciones de los parámetros a estudiar fueron realizadas con el programa RadiAnt DICOM Viewer (64-bit) y posteriormente volcadas a una hoja de cálculo de Excel (Microsoft Windows Excel 2010).


Figura 1: TAC. Plano axial. (A) Ancho, (B) Máxima longitud anteroposterior, (C) Mínima longitud anteroposterior, (E) Máximo ángulo medial, (F) Máximo ángulo lateral.


Figura 2: TAC. Plano sagital. (D) Altura, (G) Máximo ángulo superior, (H) Máximo ángulo inferior.


Figura 3: TAC. Plano sagital. (D) Altura, (G) Máximo ángulo superior, (H) Máximo ángulo inferior.

Tabla 1: Variables y procedimiento de operacionalización


Tabla 2: Valores nominales estadísticos para cada variable


Tabla 3: Significancia estadística para cada parámetro según género y lateralidad


Tratamiento estadístico de los datos obtenidos
Se refirieron los resultados con las siguientes medidas estadísticas: media ± desvío estándar, mediana, y/o porcentaje según las variables estén medidas en escala de intervalos, en escala ordinal o nominal. Para el caso de aquellas medidas en escala de intervalos se utilizó la media y el desvío estándar, si se exploró que satisface con normalidad la distribución de observaciones. Caso contrario, se debió agregar la mediana, el primer y tercer cuartil, el valor mínimo y máximo. Los mismos se refirieron acompañando con los intervalos de confianza al 95% tanto de la media, mediana y porcentaje. En relación a los tests estadísticos, el programa utilizado fue: Di Rienzo J.A., Casanoves F., Balzarini M.G., Gonzalez L., Tablada M., Robledo C.W. InfoStat versión 2017. Grupo InfoStat, FCA, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. URL http://www.infostat.com.ar

Resultados
Se revisaron 107 tomografías computadas de la columna cervical, de las cuales 8 tuvieron que ser descartadas según los criterios de exclusión (4 estudios incompletos, 2 fracturas del axis, 1 herida por proyectil de arma de fuego, y 1 malformación ósea congénita), quedando un total de 99 tomografías. La distribución por género fue de 34 varones y 65 mujeres. Se obtuvieron los parámetros de media, mediana y desvío estándar para cada variable analizada.
Se ha encontrado una diferencia estadísticamente significativa no solo en lo referente al género (masculino vs femenino) de los parámetros medidos (Parámetros A, B, C, D, F, G, H p-valor < 0,05), sino también según lateralidad (derecha vs izquierda; Parámetros C, E, F, G p-valor < 0,05).

Discusión
Existen diversas indicaciones para la estabilización de la columna cervical superior, entre las que la inestabilidad traumática es la más frecuente1. Por otra parte, las malformaciones congénitas de C2 (os odontoideum y agenesia odontoidea), enfermedades degenerativas / inflamatorias, patología oncológica, y procesos infecciosos también resultan en una inestabilidad del complejo atlanto-axial. La artritis reumatoidea, frecuentemente, deriva en diferentes tipos de subluxación atlo-axoidea, requiriendo, en determinados casos, una descompresión y fijación posterior occipitocervical, asociada o no, a una odontoidectomía transoral2. La inestabilidad postquirúrgica relacionada a laminectomías de C1 y C2 constituye otra indicación de fijación posterior3. La intervención quirúrgica en la presencia de dichas condiciones está dirigida a lograr una fijación sólida y estable de los segmentos afectados.
Se han descripto en la literatura distintas alternativas para el tratamiento de las patologías que asientan en la región, desde medidas conservadoras como la inmovilización externa con halo-chaleco, hasta el ulterior desarrollo de técnicas de alambrado sublaminar, inicialmente descriptas por Gallie en el año 19394. Ésta técnica exige un alambrado sublaminar de C1 y la colocación de un injerto óseo entre el proceso espinoso del axis y el arco posterior del atlas, ofreciendo una adecuada estabilidad en los movimientos de flexo-extensión. Dada la escasa estabilidad rotacional, la tasa de no unión llega al 25%5. La técnica descripta por Brooks-Jenkins, propone el alambrado sublaminar C1-C2 y la colocación bilateral de dos injertos óseos entre sus láminas, logrando una mayor estabilidad rotacional que la técnica de Gallie, y alcanzando una tasa de fusión cercana al 93%6. Su principal desventaja es el mayor riesgo de injuria dural y neurológica debido al alambrado sublaminar bilateral de C1 y C2. Los ganchos interlaminares de Hallifax se colocan en la superficie superior de la lámina del atlas y en la superficie inferior de la lámina del axis con un injerto óseo interpuesto en el espacio interlaminar, previo al ajuste de dicho sistema. Biomecánicamente, al igual que la técnica de Gallie, logra una adecuada estabilidad en flexo-extensión, pero insuficiente en plano rotacional7. Todas las técnicas previamente descriptas requieren la indemnidad de las estructuras del arco posterior e inmovilización postoperatoria con halo-chaleco.
En 1979 Magerl y Seeman introdujeron la colocación de bilateral de tornillos transarticulares C1-C2 a través de un abordaje posterior. Ésta técnica ha demostrado ser biomecánicamente superior al alambrado posterior, debido al bloqueo completo de movimiento rotacional de la articulación atlantoaxial con tasas de fusión cercanas al 100%8, pero tiene dos grandes inconvenientes. En primer lugar, 20% de los pacientes poseen variantes anatómicas en el recorrido de la arteria vertebral, existiendo un riesgo mayor de su lesión, como así también de la médula espinal y el nervio hipogloso9. En segundo lugar, la articulación C1-C2 debe estar reducida previo a la colocación de los tornillos10. Finalmente, para sumar estabilidad, se complementa dicha técnica con un injerto óseo interlaminar e inmovilización postoperatoria con collar de Philladelphia.
La fijación atlanto-axial mediante la utilización de tornillos trans-masas laterales del atlas y transpediculares del axis, fue promovida por el Profesor Goel y modificada por Harms & Melcher en el año 200111. Los autores lograron tasas de fusión del 100%12, asociadas a un bajo índice de complicaciones. En comparación con la técnica de Magerl, no se requiere de un arco posterior competente, ni tampoco es necesaria la alineación/reducción anatómica del complejo C1-C2 previa a la instrumentación13. Sumado a esto, sería la técnica más apropiada para los casos en que el recorrido anómalo de la arteria vertebral contraindicaría la fijación transarticular C1-C214. Por otra parte, las barras actúan como bandas de tensión, proveyendo estabilidad en flexo-extensión, evitando de esta manera, complementar la construcción con una fusión tipo Gallie o Brooks, o extender la fijación a la base del cráneo, y prescindiendo de la inmovilización postoperatoria con halo-chaleco15. El procedimiento no sólo es técnicamente demandante, sino que también exige un preciso y detallado conocimiento tridimensional de la anatomía neurovascular de la región.
El conocimiento anatómico de la región cervical atlanto-axial es sumamente importante para la ejecución segura y eficaz de las técnicas de instrumentación. La gran variabilidad anatómica implica riesgos sobre estructuras nobles vitales. La identificación individualizada de la anatomía de cada paciente puede disminuir los riesgos y facilitar la correcta colocación de implantes.

CONCLUSIÓN

Existe una significativa variabilidad en las propiedades morfológicas del atlas, tanto en lo relativo al género (masculino vs femenino) como en la lateralidad (derecha vs izquierda). Es por ello que el presente estudio enfatiza en la importancia de la realización prequirúrgica de una tomografía computada de la columna cervical superior para garantizar una efectiva y segura instrumentación a éste nivel, según el largo, ancho y trayectoria de los tornillos a utilizar.

BIBLIOGRAFÍA

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  14. Wang J, Vokshoor A, Kim S, Elton S, Kosnik E, Bartkowski H: Pediatric atlantoaxial instability: management with screw fixation. Pediatr Neurosurg 1999, 30:70–78.
  15. Wang MY, Samudrala S: Cadaveric morphometric analysis for atlantal lateral mass screw placement. Neurosurgery 2004, 54: 1436–1440.

COMENTARIO
Los autores realizaron análisis morfométrico de las masas laterales del atlas para la correcta colocación de tornillos trans-masas laterales. Utilizaron cortes tomográficos finos de la columna cervical alta y de aquí, mediante un software, las mediciones correspondientes. Ellos encontraron variabilidad morfológica según el genero y en la lateralidad derecha-izquierda siendo ambas estadísticamente significativas. Concluyen finalmente en la importancia de realizar tomografías preoperatorias para garantizar una efectiva y segura instrumentación a este nivel.
El presente trabajo exhibe un correcto diseño metodológico y los objetivos planteados son claramente alcanzados.
Más allá de esto, resultaría interesante proponer un tamaño y dirección concreta de los tornillos a las masas laterales a partir de las rigurosas mediciones realizadas, aunque insisto este no fue el objetivo inicial del articulo. Y por otro lado coincido en la realización de tomografías preoperatorias y me permito sugerir mas específicamente la realización de angiotomografias con reconstrucciones 3D antes de una instrumentación C1-C2 dada la gran variabilidad de las arterial que rodean al atlas1.
Finalmente, felicito a los autores por la claridad, precisión y el rigor científico del articulo aquí presentado.

Leopoldo Luciano Luque
Hospital de Alta Complejidad "El Cruce". Florencio Varela, Buenos Aires

BIBLIOGRAFÍA

  1. Ivashchuk G, Fries FN, Loukas M, Paulson D, Monteith SJ, Chapman JR, Oskouian RJ, Tubbs RS. Arterial variations around the atlas: a comprehensive review for avoiding neurosurgical complications. Childs Nerv Syst. 2016 Jun;32(6):1093-100. doi: 10.1007/s00381-016-3066-6. Epub 2016 Mar 22.

COMENTARIO
En el presente trabajo, los autores realizan un análisis morfométrico por tomografía computada de las masas laterales de C1 en 99 pacientes. Las variables utilizadas en el estudio fueron: sexo, lateralidad, ancho de la masa lateral en el plano axial, máxima longitud anteroposterior en el plano axial, mínima longitud en el plano axial, altura de la masa lateral en el plano sagital, máximo ángulo medial en el plano axial y máximo ángulo lateral en el plano axial. Luego del análisis, los mismos encontraron diferencias estadísticamente significativas no sólo de género y lateralidad, sino también de los parámetros medidos. Es de notar que los autores han medido la máxima longitud anteroposterior de las masas laterales en el plano axial desde el arco posterior, incluyendo también esta estructura en la medición. Esto difiere de otros trabajos1-3, en los cuales la medición en el plano axial incluye sólo la masa lateral. Así, la media de la “máxima longitud anteroposterior” es de 30.32 mm, mientras que, en otros trabajos publicados, dicha longitud media es de 16 mm1.
Si bien un estudio similar (aunque en un menor número de pacientes) ya fue realizado en el 20091, siempre es útil tener una muestra representativa de la anatomía de C1 en una población argentina. Este trabajo refuerza la vital importancia de efectuar una correcta medición y análisis tomográfico prequirúrgico de la anatomía de C1 antes de programar una instrumentación. Dada la importante muestra analizada, felicitamos a los autores por su valiosa contribución a la literatura.

Ignacio Barrenechea
Hospital Privado de Rosario. Rosario, Santa Fe

BIBLIOGRAFÍA

  1. Carvalho Max Franco de, Rocha Roberta Teixeira, Monteiro João Tiago Silva, Pereira Carlos Umberto, Leite Ricardo Ferreira, Defino Helton Luiz Aparecido. Tomographic study of the atlas concerning screw fixation on lateral mass. Acta ortop. bras. [Internet]. 2009 [cited 2018 May 27] ; 17( 3 ): 136-138.
  2. Hong X, Dong Y, Chang Y, Yin Q, Zong S, Liu J. Posterior screw placement on the lateral mass of lateral mass of atlas: an anatomic study. Spine. 2004;29:500-3.
  3. Wang MY, Samudrala S. Cadaveric morphometric analysis for atlantal lateral mass screw placement. Neurosurgery. 2004;54:1436-9.

COMENTARIO
Los autores del trabajo “Análisis morfométrico del atlas por tomografía computada para la colocación de tornillos trans-masas laterales” realizan un estudio detallado de la anatomía tomográfica del atlas, con implicancia a la hora de cuantificar los valores de C1 para determinar la viabilidad de la colocación de tornillos a las masas laterales.
El trabajo es sólido desde el punto de vista metodológico; probablemente un análisis más profundo de los hallazgos encontrado nos permitiría aprovechar aún más la labor de los autores. La muestra de 99 pacientes es lo suficientemente grande para poder cuantificar las diferencias previamente conocidas entre hombres y mujeres; seguramente un número mayor de casos y un análisis de casos individuales permitirían identificar aún más variaciones anatómicas, tan importante para tener presentes a la hora de la instrumentación. Sin lugar a duda este trabajo nos recuerda una información claramente conocida, pero no por ello menos importante, que es tener presente el estudio individual por tomografía de todos los pacientes que fueran a someterse a una instrumentación de la columna cervical alta, ya que la instrumentación de C1 con tornillos a las masas laterales es solo posible si tenemos las condiciones anatómicas indicadas para poder hacerlo, y en caso de no ser posible las soluciones alternativas requieren dominar otras técnicas quirúrgicas, así como contar con un material distinto en quirófano, todas circunstancias que deben ser preparadas con suficiente antelación.

Juan Emmerich
Hospital Español. La Plata, Buenos Aires

COMENTARIO
La instrumentación mediante la utilización de tornillos en las masas laterales de C1 y transpediculares en C2 ha ganado popularidad en la últimas décadas debido a sus propiedades biomecánicas. Es una técnica con mayor riesgo si se la compara con un alambrado sublaminar, pero las características del constructo asociados a la posibilidad de utilizarla en pacientes laminectomizados o que requieran reducción ameritan su utilización y buen manejo técnico en todo cirujano espinal.
La colocación del tornillos en la masa lateral de C1 presenta principalmente dos dificultades, la primera es la exposición del punto de entrada donde se debe lidiar con el sangrado del plexo venoso y la movilización con potencial irritación de la raíz de C22. La segundo es la trayectoria y largo del tornillo a utilizar, en este punto un trayecto muy medial puede lesionar estructuras intracanaliculares, un mal posicionamiento lateral puede lacerar la arteria vertebral en el foramen transverso mientras que un tornillo largo puede comprometer la arteria carótida interna, nervio hipogloso3 y el esófago al traspasar la cortical anterior de la vertebra. Estas complicaciones podrían evitarse, en gran medida, con una correcta planificación preoperatoria con la utilización de una angiotomografía.
Si bien los parámetros anatómicos y trayectorias recomendadas en C1 han sido reportados previamente1,4, el análisis morfométrico aportado por Fasano y col. es de suma utilidad en nuestro medio debido a que representa un fiel reflejo de la población que tratamos. Felicito a los autores por la información aportada en este estudio.

Federico Landriel
Hospital Italiano de Buenos Aires. C.A.B.A., Buenos Aires

BIBLIOGRAFÍA

1. Christensen DM, Eastlack RK, Lynch JJ, Yaszemski MJ, Currier BL. C1 anatomy and dimensions relative to lateral mass screw placement. Spine (Phila Pa 1976). 2007;32(8):844-8.

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