Associação dos Parâmetros Arquiteturais Trabeculares com os Parâmetros

Tomando como referência os resultados dos testes de correlação discriminados na Tabela 3, constata-se que, de uma forma geral, existe uma correlação moderada negativa com significância estatística entre os valores mínimo, médio e máximo da fração óssea aparente (app B.Ar/T.Ar) e as medições de força, tensão, elasticidade, BMC e BMD. Com base no referencial teórico pesquisado e discutido no presente trabalho, esperava-se que a correlação entre essas variáveis fosse de moderada a forte positiva, e não negativa. Ou seja, estimava-se que aumentos de tensão, rigidez e densidade mineral ósseas correspondessem a frações ósseas trabeculares maiores.

Da forma como se apresentam os resultados, conclui-se que a metodologia proposta neste trabalho tende a subdimensionar o conteúdo trabecular ósseo na medida em que aumenta a densidade mineral do corpo vertebral. Esse fato remete obrigatoriamente a uma avaliação dessa metodologia e dos critérios adotados, notadamente quanto aos aspectos abaixo enumerados:

a) segmentação: conforme abordado por Arcaro [94], a segmentação de imagens é a sua divisão em regiões ou categorias, que correspondem a diferentes objetos ou partes de objetos. A importância dessa etapa no processo de análise é tal que ela pode definir o sucesso ou o fracasso dos passos seguintes. No contexto do presente aplicativo, o resultado da segmentação constitui-se na classificação dos tecidos mostrados nas imagens tomográficas em uma dentre duas categorias, ou seja, em tecido mineral ósseo ou em tecido medular. Os resultados encontrados nos testes sugerem que, na medida em que aumenta a densidade mineral óssea, o processo de segmentação adotado no programa OsteoImage tende a classificar como tecido medular maior quantidade de estruturas minerais, levando a subestimação do conteúdo mineral trabecular e, em consequência, de app B.Ar/T.Ar e CEP;

b) ROI: conforme abordado em 5.2.2, os cálculos do programa OsteoImage limitaram-se a uma região de interesse selecionada na porção anterior do corpo vertebral, cobrindo uma área de cerca de 20 a 30% da imagem tomográfica. A localização da região de interesse foi escolhida nesta porção por ser a mais afetada pela perda óssea no processo de envelhecimento. Todavia, os critérios

de seleção de tamanho e localização da ROI podem não ser representativos, levando a inferências subestimadas;

c) algoritmos de cálculo: o programa OsteoImage contempla uma série de algoritmos e rotinas de cálculo (como InterMeans, limiar de corte, determinação de conjuntos conexos, entre outras), cujas características e coeficientes afetam o resultado final das análises. A contribuição de cada uma dessas características deve ser ponderada com base no desfecho final (tensão de fratura);

d) osso cortical: segundo Vogel e Kretzschamr [53], o estudo da micro- arquitetura trabecular contribui para a avaliação da resistência mecânica, especialmente no caso das vértebras, onde o percentual do osso esponjoso pode representar até 90% do volume ósseo total. Esse fato ratifica a importante contribuição da estrutura trabecular na avaliação da resistência mecânica vertebral. Todavia, segundo Carbonare et al. [45], os fatores estruturais determinantes da resistência mecânica óssea incluem, além da forma, largura, conectividade e anisotropia do osso trabecular, também a largura e porosidade do osso cortical. O presente estudo não contemplou as potenciais contribuições advindas das características do osso cortical no comportamento biomecânico do corpo vertebral, que pudessem alterar os resultados dos ensaios de compressão;

e) imagens tomográficas: as tomografias foram realizadas com um equipamento que permite cortes de espessura mínima de 1 mm, com resolução máxima do pixel na ordem de 230 µm x 230 µm. Essa resolução situa-se na faixa de grandeza do tamanho físico das trabéculas, o que limita a capacidade de discriminação da estrutura trabecular. Por outro lado, o equipamento de tomografia realiza compensações automáticas de nível de cinza e tamanho de janela em função da densidade média do objeto que está sendo radiografado, com a finalidade de evitar saturação do brilho da imagem. Essa característica pode afetar processos posteriores de segmentação, notadamente nos casos em que os objetos apresentam expressiva variação de densidade entre si.

Assim sendo, em decorrência dos resultados obtidos das correlações entre a variável

app B.Ar/T.Ar e as demais variáveis descritas na Tabela 3, conclui-se que o cálculo da fração

óssea aparente realizada pelo método proposto não contribui para a avaliação da resistência do corpo vertebral.

A Tabela 3 também apresenta os resultados dos testes de correlação entre os valores mínimo, médio e máximo da variável CEP e as medições de força, tensão, elasticidade, BMC e BMD. Esses resultados mostram, por exemplo, uma correlação positiva de fraca a moderada da variável CEP Max com as demais variáveis. Esse comportamento sugere que quanto maior for o valor da variável CEP Max maior será a tensão suportada pelo corpo vertebral (r =0,642; p<0,001). Ocorre que, quanto maior o valor de CEP Max, mais desconexo é o arranjo trabecular. Ou seja, altos valores de CEP Max indicam perda de conectividade. Ora, o referencial teórico abordado no presente trabalho mostra justamente o oposto, quer seja, estruturas com boa conectividade tendem a suportar melhor os esforços mecânicos. Assim sendo, esperava-se uma correlação de característica negativa forte entre CEP Max e as variáveis tensão e BMD, onde altos valores de tensão e de densitometria óssea estariam associados a baixos valores de CEP Max, representando estruturas altamente conexas.

Considerando que o cálculo de CEP é realizado pelo programa OsteoImage sobre as imagens tomográficas segmentadas, aplica-se para essa situação o mesmo argumento utilizado para explicar o comportamento inverso da variável app B.Ar/T.Ar, visto que os cálculos de

CEP tomam como base os mesmos dados segmentados e binarizados que são utilizados para o

cálculo da fração óssea aparente. Por outro lado, basta observar o resultado do coeficiente de correlação de entre app B.Ar/T.Ar e CEP para comprovar a existência dessa situação, visto que essas variáveis apresentam forte correlação negativa entre si (r =-0,843; p<0,001).

Dessa maneira, em decorrência dos resultados obtidos das correlações entre a variável

CEP Max e as demais variáveis descritas na Tabela 3, conclui-se que de maneira geral o

cálculo da Característica de Euler-Poincaré proposta pelo presente trabalho não contribui para a avaliação da resistência trabecular óssea.

Todavia, se for realizada uma análise individual do comportamento biomecânico dos corpos vertebrais em relação a CEP, um aspecto chama a atenção. No item 7.1.1, observou-se que as vértebras dos indivíduos C e D foram as que apresentaram a menor resistência mecânica dentre todas as analisadas, ficando a média da sua tensão de ruptura em 2,58 MPa, cerca de 4 a 5 vezes menor do que a das vértebras dos indivíduos B (8,86 MPa) e E (11,25 MPa). Entretanto, o valor médio da BMD das vértebras dos indivíduos C e D (0,73 g/cm2) é praticamente igual ao do B (0,74 g/cm2) e somente 28% menor que o do E. Ou seja, a leitura da BMD não conseguiu discriminar uma diferença de cerca de 4 vezes na resistência mecânica existente entre as vértebras dos indivíduos C/D e B. Mas, se for realizado o cálculo da correlação entre o valor Delta CEP (diferença entre os valores máximo e mínimo de CEP) e a tensão mecânica para essas vértebras, constata-se que para o indivíduo B resulta em

r=0,740 e p=0,093; para C/D em r=-0,208 e p=0,540; para E em r=0,443 e p=0,149; para Yn em r=0,658 e p=0,227; para nY em r=0,665 e p=0,221. Embora a maioria das correlações acima enumeradas apresenta inferência estatística pouco significativa, pode-se observar que os únicos indivíduos que apresentam comportamento da variação da conectividade em relação a resistência mecânica diferente dos demais são justamente os que possuem as vértebras mais frágeis. Com base nos resultados obtidos, ao se comparar a resistência dos corpos vertebrais dos indivíduos C/D e B, por exemplo, observa-se a existência de uma diferença na ordem de 4 vezes entre a sua resistência mecânica, o que não é sinalizado pelas leituras da densidade mineral óssea, que são praticamente idênticas; porém registra-se um comportamento divergente da conectividade trabecular que permite discriminar sua resposta biomecânica.

7.2 CONCLUSÕES

Considerando os objetivos propostos no presente trabalho, pode-se sintetizar as conclusões da seguinte forma:

a) o BMC não se correlaciona forte, nem moderadamente, com a pressão máxima suportada pelo corpo vertebral, indicando que variações da área da seção reta da vértebra afetam a associação entre essas variáveis;

b) a BMD permite uma estimação da resistência mecânica do corpo vertebral melhor que a BMC, porém dentro de um limite moderado de correlação, podendo permitir a sobreposição de valores de densitometria para vértebras de diferentes resistências mecânicas;

c) o programa OsteoImage permite a realização dos cálculos da fração trabecular óssea aparente e da Característica de Euler-Poincaré a partir de imagens tomográficas de corpos vertebrais, sendo constatada uma forte correlação negativa entre fração óssea e conectividade, indicando que vértebras com alta densidade trabecular caracterizam-se por uma boa conectividade estrutural; d) de forma geral, os resultados dos testes de correlação entre os parâmetros

arquiteturais trabeculares calculados pela metodologia proposta e as medições de densitometria e carga máxima, não estabelecem indicadores significativos para a estimação do risco de fratura do corpo vertebral;