Tomografia computadorizada quantitativa periférica de alta resolução para avaliação de parâmetros morfológicos e funcionais ósseos.

(1)

w w w . r e u m a t o l o g i a . c o m . b r

REVISTA

BRASILEIRA

DE

REUMATOLOGIA

Artigo

de

revisão

Tomografia

computadorizada

quantitativa

periférica

de

alta

resoluc¸ão

para

avaliac¸ão

de

parâmetros

morfológicos

e

funcionais

ósseos

Henrique

Fuller

a

_,

_Ricardo

_Fuller

b

_e

_Rosa

_Maria

_R.

_Pereira

a,∗

a_Laboratório_de_Metabolismo_Ósseo,_Divisão_de_{Reumatologia,}_Faculdade_de_Medicina,_Universidade_de_São_Paulo,_São_Paulo,_SP,_Brasil

b_Servic¸o_de_{Reumatologia,}_Hospital_das_Clínicas,_Faculdade_de_Medicina,_Universidade_de_São_Paulo,_São_Paulo,_SP,_Brasil

informações

sobre

o

artigo

Históricodoartigo:

Recebidoem17dejaneirode2014 Aceitoem6dejulhode2014 On-lineem26denovembrode2014

Palavras-chave:

Tomografiacomputadorizada quantitativaperiféricadealta resoluc¸ão

Parâmetrosestruturais Rádio

Tíbia

r

e

s

u

m

o

Atomografiacomputadorizadaquantitativaperiféricadealtaresolução(HR-pQCT)éuma novatecnologiadisponívelcomercialmentehámenosde10anosquepermiteafeiturade examesinvivoparaaavaliaçãodeparâmetrosósseos.AHR-pQCTavaliaaforma,onúmero,o volume,adensidade,aconectividadeeaseparaçãodastrabéculas;adensidadeeaespessura doossocorticaleovolumeeadensidadetotal,emaltadefinição,oquepermiteaconstrução digitaldamicroarquiteturaósseaadicionalmente.Aaplicaçãodecálculosmatemáticosaos dadoscapturados,métododenominadoelementofinito(FE),permiteaestimativadas pro-priedadesfísicasdotecidoesimulacargassuportadasdeformanãoinvasiva.Dessemodo, aHR-pQCTadquiresimultaneamentedadosantesfornecidosseparadamentepela densi-tometriaóssea,pelaressonânciamagnéticaepelahistomorfometriaeagregaestimativas biomecânicasantessópossíveisemtecidosextraídos.Areprodutibilidadedométodoé satis-fatória,comcoeficientesdevariaçãoqueraramenteultrapassamos3%.Quantoàacurácia, osparâmetrosapresentamderegularaboaconcordância(r2₌_0,37-0,97).

Aprincipalaplicaçãoclínicaénaquantificaçãoenomonitoramentodasdoenças osteo-metabólicas,porqueavaliademodomaiscompletoaresistênciaósseaeoriscodefratura. Naartritereumatoidepermite-seaaferiçãodonúmeroedotamanhodaserosõesedos cis-tos,alémdoespaçoarticular.Naosteoartriteépossívelcaracterizarasáreasedema-símile queguardamcorrelaçãocomadegradaçãodacartilagem.

Restritasaindaauminstrumentodepesquisa,dadooseuelevadocusto,aaltaresolução eaeficiênciamostram-secomovantagensemrelaçãoaosmétodosatualmenteusadospara aavaliaçãoóssea,comumpotencialparatornar-seumaimportanteferramentanaprática clínica.

∗ _Autor_para_{correspondência}_.

E-mail:rosamariarp@yahoo.com(R.M.R.Pereira).

http://dx.doi.org/10.1016/j.rbr.2014.07.010

(2)

High

resolution

peripheral

quantitative

computed

tomography

for

the

assessment

of

morphological

and

mechanical

bone

parameters

Keywords:

Highresolutionperipheral quantitativecomputed tomography

Structuralparameters Radius

Tibia

a

b

s

t

r

a

c

t

Highresolutionperipheralquantitativecomputedtomography(HR-pQCT)isanew techno-logycommerciallyavailableforlessthan10yearsthatallowsperforminginvivoassessment ofbone parameters.HR-pQCT assessesthetrabecularthickness,trabecular separation, trabecularnumberandconnectivitydensityand,inaddition,corticalbonedensityand thicknessandtotalbonevolumeanddensityinhigh-definitionmode,whichadditionally allowsobtainingdigitalconstructsofbonemicroarchitecture.Theapplicationof mathema-ticstocaptureddata,amethodcalledfiniteelementanalysis(FEA),allowstheestimation ofthephysicalpropertiesofthetissue,simulatingsupportedloadsinanon-invasiveway. Thus,HR-pQCTsimultaneouslyacquiresdatapreviouslyprovidedseparatelybydualenergy x-rayabsorptiometry(DXA),magneticresonanceimagingandhistomorphometry, aggrega-tingbiomechanicalestimatespreviouslyonlypossibleinextractedtissues.Thismethodhas asatisfactoryreproducibility,withcoefficientsofvariationrarelyexceeding3%.Regarding accuracy,themethodshowsafairtogoodagreement(r2₌_0.37-0.97).

Themainclinicalapplicationofthismethodisinthequantificationandmonitoringof metabolicbonedisorders,morefullyevaluatingbonestrengthandfracturerisk.In rheu-matoidarthritispatients,thisallowsgaugingthenumberandsizeoferosionsandcysts, inadditiontojointspace.Inosteoarthritis,itispossibletocharacterizethebonemarrow edema-likeareasthatshowacorrelationwithcartilagebreakdown.

Givenitshighcost,HR-pQCTisstillaresearchtool,butthehighresolutionandefficiency ofthismethodrevealadvantagesoverthemethodscurrentlyusedforboneassessment, withapotentialtobecomeanimportanttoolinclinicalpractice.

Introduc¸ão

Nosanos1990,aincorporac¸ãodadensitometriaósseana prá-ticaclínicaimpulsionouconsideravelmenteoconhecimento dedoenc¸asosteometabólicaseoestabelecimentodoriscode fratura.Entretanto,aresistênciaósseadependetambémda

microarquitetura do tecido. Desse modo, a análise

histo-morfométricapassouasernecessáriaparacomplementara

avaliac¸ãoósseaeinferirsuaspropriedadesespaciais.Masesse éumexameinvasivoedispendiosoquepodeapenasserfeito apartirdebiópsias.

Nessecenário,surgeumnovométododecaptac¸ãodedados

densitométricos e morfológicos em 3D de alta qualidade

invivo:atomografiacomputadorizadaquantitativaperiférica dealtaresoluc¸ão(eminglês,HR-pQCT).Atecnologiafoi ini-cialmenteprojetadaparaaanálisedemateriaiscomoneve, concretoepedraspreciosas,entreoutros.Nasequência, pas-souaserusadaparao estudodemateriaisbiológicos,tais comodentes,implantes,ossose,maisrecentemente,a car-tilagem.Alémdisso,ométodopermitiutambémaanálisedas propriedadesbiomecânicasdomaterialanalisadopormeiode

umprocessomatemáticocomplexo.

Oseu uso parafinalidades médicas temcrescido

acele-radamentenosúltimosanos, poisrevela empormenores a

estrutura interna de materiais biológicosin vivo e ex vivo. OusodaHR-pQCTaindaestápraticamenterestritoaocampo

da pesquisa científica, tanto que existe menos de meia

centena de aparelhos para fazer o exame em

funciona-mento no mundo1 _e _apenas _dois _no _Brasil._Em _virtude _de

seugrandepotencial,apresentamosaquiumarevisãosobre aspectosmetodológicosdaHR-pQCTesuapotencialaplicac¸ão clínica.

O

que

é

tomografia

computadorizada

quantitativa

periférica

de

alta

resoluc¸ão?

AHR-pQCTéumatécnicadeimagemqueusaprocessamento

computadorizadodaatenuac¸ãoderaios-X(medidasem Uni-dadesHounsfield,HU)paraaaquisic¸ãodeimagensseccionais,

damesmaformaqueumatomografiacomputadorizada

con-vencional. Apartirdoscortesépossívelaproduc¸ãodeum modelodealtaqualidadeemtrêsdimensões(3D).

EmboraaHR-pQCTsejatambémmuitasvezesconfundida

comamicrotomografiacomputadorizada(MicroCTou␮CT),

essestermosnãosãosinônimos.Enquantoa␮CTtemuma

altíssimaresoluc¸ãoquepodechegarafrac¸õesde␮m (micrô-metro)eavaliaremgrandesdetalhesamorfologiadas amos-tras,seuusorestringe-seaanálisesexvivo.2 _Já_a_HR-pQCT,

especificamente,éumequipamento cujaresoluc¸ãochegaa dezenasdemicrômetros,tamanhoesseligeiramentemaiordo queaquelerepresentadopelaestruturatrabecular,masque

tambémpermiteumaanálisedetalhadadamorfologia

teci-dual,alémdesediferenciarda␮CTpelapossibilidadedefazer examesrápidosinvivo.3,4_O_estudo_de_estruturas_ósseas_com

a␮CTfoiintroduzidoem19895elogosetornoupadrão-ouro paraaavaliac¸ãodaestruturatridimensionaldoosso.

(3)

comresoluc¸ãosuficienteparaavaliaraestrutura tridimensi-onaldamicroarquiteturaósseaperiféricaparaserqualificada

como HR-pQCT,aXtremeCT (ScancoMedicalAG,

Brüttisel-len,Suíc¸a) (fig.1A).Mesmoassim,acapacidadeparamedir aespessuramédiadastrabéculasósseasaindaestálimitada pelaresoluc¸ãomáximadamáquina.6–8

Apesar da capacidade para a varredura morfológica da

microestruturadotecido,aindanãohaviaumamaneira

ade-quada para se estimarem as propriedades mecânicas do

materialavaliado invivo. Comamelhoriada resoluc¸ãodas

imagens 3D proporcionada por esse novo aparelhoe com

omaiorpoderdeprocessamentodoscomputadoresatuais,

hoje é possível complementar as análises das tomografias

com o método chamado Elemento Finito9 _(em _inglês, _FE),

queproporcionaaestimativadepropriedadesfuncionaisdo material.

Aquisic¸ão

das

imagens

e

dos

resultados

O exame padrão com a XtremeCT avalia o rádio e a tíbia

distaisdehumanos.10 _O_antebrac¸o_e_a_perna_dos_pacientes

são imobilizadosemumaconchade fibra decarbono para

seevitaremartefatosdecorrentesdamovimentac¸ão,osquais podemlevarànecessidadedeumreescaneamento.11–13

Ini-cialmenteéfeitaumaradiografiaconvencionalpelopróprio

equipamentoparaadeterminac¸ãodosplanospadronizados

de início e de término da tomografia (fig. 1B). Essa abor-dageminicialédenominadascoutview’.Cada exameinclui

110 secc¸ões tomográficas que totalizam a dimensão de

9,02mmaolongodoeixoaxial doosso. Aobtenc¸ãodessas

imagens demora cerca de três minutos. O exame,

tipica-mente, éfeitocom asseguintesconfigurac¸ões: correntedo

Figura1–A,AparelhodeHR-pQCTScancoXtremeCT.B,PlanospadronizadosdereferênciaparaaHR-pQCT.Alinha

pontilhadaindicaoplanodereferênciaenquantoaslinhascheiasindicamosplanosdeinícioedetérminodoexame,

compreendendoumaespessurade9,02mm.C,Imagemseccionaldaperna,comocontornodoperiósteodatíbia

emdestaque(verde).D,Imagemseccionaldoantebrac¸o,comocontornodoperiósteodorádioemdestaque(verde).

(4)

tubode raios-X de 95mA,potencial detubo de raios-X de

60kVp, tamanho dovoxelde 82␮m eumamatriz1.536×

1.536.

Adoseefetivade radiac¸ãodoexame coma HR-pQCTé

menordoque5␮Svpormedida.14Algunsestudosestimam queelaestejaemtornode3␮Sv.15Arecomendac¸ão interna-cionaléqueadoseanualmédiaparaexposic¸õesplanejadas

nãoultrapasse20mSv/anomedidos sobreperíododefinido

decincoanos.16,17 _A_título_de_{comparac¸ão,}_uma_radiografia

simplesdetóraxexpõeaumadosede20␮Sv.

Finalizadaaobtençãodasimagens,osistemafaz automa-ticamenteumaavaliaçãoinicialqueconstadedoisprocessos: 1)Transformaçãodosdadosdigitaisemimagensseccionais (fig. 1C-D)e 2) Construção de ummodelo 3D (fig.1E). Em sequência,énecessáriodeterminaroscontornosdoosso,ou seja,operímetroexternodacorticalóssea,paraqueosistema reconheçaovolumetotaldotecidoepossafazerasanálises. Osoftwaretemummétodosemiautomatizadoparaqueseja feitoocontornodasestruturas(fig.1C-D).

Apósessecontorno,énecessárioquesedeterminea divi-sãoentreosdoisprincipaiscompartimentosdoosso:ocortical eo trabecular, para quese obtenhamdados isolados refe-rentesacadaumdeles.Esseéumprocessocomplexo,pois

nemsempre essa fronteira é bem definida. Nos casos em

queocórtexépoucoespessooualtamenteporoso,olimite entreos compartimentos podeserimpreciso.18 _O _processo

padrãodessasegmentac¸ãoétotalmenteautomatizadoeleva emcontaasdiferentesatenuac¸õesderaios-Xparadividiros compartimentos.19,20

Outroaspectoqueprecisaserdefinidorelativo às trabé-culasósseasé asuadivisão entreos tipos rod eplate (em umatraduc¸ãolivre,trabéculasemhasteeemplaca).Enquanto astrabéculasdotiporodtêmduasconexões(chamadas dis-juntivas)unidasaoossoadjacenteeapenasumasuperfície decontatocom amedulaóssea,astrabéculasdotipoplate

têm apenas uma superfície de contato com o osso

adja-cente(emtodooseuperímetro)eduascomamedulaóssea (umade cada lado dodisco).20 _Esse _processo _de _separac¸ão

entrerod-likeeplate-like éfeitoautomaticamentepelo soft-wareeteminfluêncianosresultadosobtidosemalgunsdos parâmetros.

Segue-seumasériedeanálisesparaassimdeterminaros principaisparâmetrosósseosusadosnaliteratura.1_Para_isso,

sãonecessáriosalgoritmosmatemáticosquepermitemtais

cálculos.Osoftwaredofabricantejáincluiscripts(roteirospara computadores)quecontêmasequac¸ões.

Elesincluemadefinic¸ãodaforma,donúmero,dovolume,

da densidade eda separac¸ão das trabéculas, bem como o

númerode conexõesentreelas,a densidadeeaespessura

dacorticaleovolumeeadensidadeósseatotal.Odadomais relevanteobtidodacorticaléseugraudeporosidade.Atabela 1discriminaosprincipaisparâmetrosesuaterminologia con-formeusadanaliteraturamédica.

Elemento

finito

O FE é uma técnica numérica de engenharia que,

apli-cada à medicina, permite estimar quantitativa e

qua-litativamente propriedades biomecânicas resultantes da

microarquitetura óssea por meio de complexas equac¸ões

diferenciais.21–23

Apósaaquisic¸ãodedados-padrãodamicroarquitetura,é possível aadic¸ão doscript específicodo elemento finito, o

qualpermite quesejam estimadaspropriedadesfuncionais

dosossos apartir dedados coletadosde maneiraestática. Osoftwareempregaachamada“técnicadeconversãovoxel” (fig.2A)paracriarmodelosde elementofinito(Softwaredo ElementoFinito,v.1.13,ScancoMedicalAG,Suíc¸a,janeirode 2009,ManualdoFabricante).Nessatécnica,asinformac¸ões vetoriaisobtidasnomodelosãoconvertidasemblocos,

cha-mados de voxels, os quais apresentam forma e tamanho

idênticos.Osvoxelstêmoformatodecubosesãoamenor

unidadequecompõeaimagemdomaterialanalisado.Cada

voxeléregistradocomumadentre255gradac¸õesde elasti-cidadereconhecidas pelosistemapara feituradoscálculos

matemáticos.AanálisepadrãodoFEcompreendeumteste

virtualderesistência,ouseja,ocomputadorestimaeanalisa

o comportamento do tecido ósseo quando esse é

subme-tido a umaforc¸a compressivaao longodo seu maioreixo

(fig.2B).

ParaaanálisedoFE,duaspropriedadesmecânicasdoosso

em estudoprecisamser estimadas,umavez quenão está

sendofeitoestudohistofuncionaldotecidoósseo:

• AprimeiradelaséomódulodeYoung,umamedidada capaci-dadedeummaterialretornaraoseuformatooriginaldepois deretiradodeumaforçadeestresse,indicandodessaforma aelasticidadedotecido.Essamedida éválidaapenasno intervalodeforçasemquehádeformaçãoelástica,ouseja, quandonãoocorremmicrorrupturasoualteraçõesna estru-turadoossoquepossibilitemqueeleretorneaoformato original.

• AsegundadelaséumamedidadoefeitodePoisson,queé atendênciadeummaterialdeficarmaisfinonomomento emqueéesticadoemumdadoeixo.Emoutraspalavras,um materialaosertracionadoaumentasuadimensãonoeixo datraçãoediminuidetamanhonosoutrosdoiseixos.Como reaçãoàforçadetraçãoaplicada,aelasticidadedo mate-rialtenderáatrazê-loparaaformaoriginal.Essatendência podeserentendidacomoumaforçaqueofaráencolherna direçãoemquefoiestiradoeaumentarnasoutrasdireções. OcoeficientedePoissonéarazãoentreasegundaeaprimeira forças.24

Os valores dessas variáveis ainda não estão

completa-menteestabelecidose,dessemodo,oseuusovariadeacordo comaliteraturausada.Afaixadenormalidadedomódulode Youngusadositua-seentre10GPae22,5GPa(Gigapascaléum múltiplodaunidadepadrãodepressãonosistema internaci-onal,definidacomoNewton/m2_)._O_módulo_de_Young_pode_ser definidodistintamenteparaoossotrabecularecortical.Jáa razãodePoissonusadaé0,3namaioriadostrabalhos.25–30

Aaplicac¸ão dessatécnicatem trazidode formasimples

e rápida uma enorme quantidade de dados antes apenas

obtidosapartirdeexamesinvasivos,custososedemorados. Sãodadosqueestimamacargasuportadaeasdeformac¸ões

doossocomoumtodoeemcada umadesuasregiões.Os

(5)

Figura2–A,Técnicadeconversãovoxel.Noesquema,cadaumdoscubosadireitaéumvoxelcomumaelasticidade específica,aquirepresentadopordiferentestonalidadesdecinza.B,Testedecompressãovirtualfeitopelosoftwaredo elementofinito.Emamareloaaplicaçãodeforçascompressivas.C,IlustraçãodomódulodeYoung.Aretiradadasforçasde

compressão(emamarelo)levaomaterialaretornaraoseuformatooriginal.D,Exemplodoresultadodeumaanálisecomo

métododoelementofinito,corteaxialdoosso.Emvermelho,áreassubmetidasamaiorestresse,emverde,áreassob

menorestresse.

Acurácia

AsanálisesdaacuráciadaHR-pQCTbaseiam-seno

padrão--ouro para medidas da microarquitetura óssea, a ␮CT. As

comparac¸õessãofeitas emamostrasdecadáveres,emsua

maioriadevidoàimpossibilidadedesefazeremexamesinvivo nosaparelhosdeMicroCT.

No geral, os parâmetros apresentam de boa a regular

concordância(r2₌_0,37-0,97)._Nota-se,_porém,_que_alguns parâ-metros, como BV/TV (r2₌_0,91-0,97)3,31 _e _Tb.Sp _(r2₌_0,91),3

apresentaram excelente correlac¸ão, enquanto parâmetros

como Tb.1/N.SD (r2₌_0,62-0,71)4 _e _Tb.Th _(r2₌_0,42-0,64)3,31

apresentamumamenorcorrelac¸ão.

Tjongetal.3_exploram_também_a_influência_do_tamanho

dovoxelusadonasaferic¸õescomaHR-pQCTnacorrelac¸ão comosparâmetrosdopadrão-ouro.Alternandoentreos valo-respadronizadospelaXTremeCT(41 ␮m;82 ␮me123 ␮m), pode-sealterardeformasignificativaaacuráciaTb.Th, que

comumvoxelde123␮mapresentar2=0,37;aumentando-se aresoluc¸ãopara41␮m,chega-sear2=0,82.Deformasimilar, Tb.Sppodevariarder2₌_0,78_a_r2₌ _0,95._Alguns_parâmetros, especialmente os densitométricos,porém,são pouco

influ-enciadospeloaumentoda resoluc¸ão.ATb.BMDpermanece

comr2 ₌_0,84-0,85_nas_várias_{resoluc¸ões}_comparadas._Apesar demelhoraraacurácia,adiminuic¸ão dotamanhodovoxel

implica um maior tempo de exame e, consequentemente,

multiplicaaschancesdaocorrênciadeartefatosresultantes damovimentac¸ãodopaciente.

Oparâmetrodedensidademineralósseatotal(D100),além dosoutrosparâmetrosdedensidadeobtidoscomaHR-pQCT,

podesertambém comparadocom osobtidospela

densito-metriaósseadeduplaemissãocomfontederaios-X(DXA). Éimportantenotar,porém,queenquantoaHR-pQCTea␮CT calculamdensidadesvolumétricas(vBMD),aDXAcalcula den-sidadeporáreaouareal(aBMD).Acorrelac¸ãoapresentadana

comparac¸ãoentreHR-pQCTeDXA,adepender do

(6)

Tabela1–PrincipaisparâmetrosósseosusadospelaHR-pQCT

Sigla Parâmetro Descric¸ão Unidade

Parâmetrosestruturais

BV/TV Bonevolumeratio Relac¸ãoentrevolumeósseo

evolumetotaldetecido

–

Tb.N Trabecularnumber Númeromédiodastrabéculas 1mm

Tb.Th Trabecularthickness Espessuramédiadastrabéculas mm

Tb.Sp Trabecularseparation Espac¸omédioentreastrabéculas mm

Tb.1/N.SD Inhomogeneityofnetwork Desviopadrãodoinverso

donúmerodetrabéculas

mm

Ct.Th Corticalthickness Espessuramédiadacortical mm

Co.Po Corticalporosity Razãoentrevolumedosporos

evolumecorticaltotal

–

Tt.Ar Totalbonearea Áreamédiadasecc¸ãotransversal mm2

Ct.Ar Corticalbonearea Áreamédiaocupadapeloosso

cortical

mm2

Tb.Ar Trabecularbonearea Áreamédiaocupadapeloosso

trabecular

mm2

Parâmetrosdedensidade

BMD(D100) Bonemineraldensity Densidadevolumétricatotal mgHA/cm3

Tb.BMD(Dtrab) Trabecularbonemineral

density

Densidadevolumétricatrabecular mgHA/cm3

Dmeta Metatrabecularbonemineral

density(40%)

Densidadevolumétricatrabecular externa(40%dovolume

trabecular)

mgHA/cm3

Dinn Innertrabecularbonemineral

density(60%)

Densidadevolumétricatrabecular interna(60%dovolumetrabecular)

mgHA/cm3

Meta/Inn Ratiometatoinnerbone

mineraldensity

Razãoentreasdensidadesexterna einternasdoossotrabecular

–

Ct.BMD(Dcomp) Corticalbonemineraldensity Densidadevolumétricacortical mgHA/cm3

quando a comparac¸ãoé feita entre vBMDtotal eaBMD.32

Nota-se,entretanto,queaindahápoucosestudosfocadosem mostraracorrelac¸ãoentreessesparâmetros.

Reprodutibilidade

Atéomomento,existempoucosestudosquerelatama

repro-dutibilidade dos resultados adquiridos pela HR-pQCT. Na

suamaioria,esses trabalhos mostram queo equipamento,

quandousadosegundoprotocolospadronizadosebem defini-dos,atingebaixoscoeficientesdevariac¸ão.Diversosaspectos

influenciam nareprodutibilidade dosresultados, dentre os

quais se destacam o parâmetro em análise, os protocolos

empregados, o ossoavaliado ea corretafeitura dos proto-colosdecalibrac¸ão.

Os parâmetros obtidos a partir da HR-pQCT podemser

divididosnosrelativosàmorfologiaeàdensidade(tabela1). Comparando-seareprodutibilidade,nota-sequenosegundo grupoelaémaiordoquenoprimeiro.Enquantoos parâme-trosmorfológicospodematingircoeficientesdevariac¸ãode até 3,2%-4,4%, os relativos à densidade mineral óssea difi-cilmenteultrapassam1%.33,34 _A_{explicac¸ão}_para_esse_fato_é

que paraa avaliac¸ãode densidade usa-se umvalormédio

Tabela2–Parâmetrosfuncionaisobtidospeloelementofinito

Sigla Parâmetro Descric¸ão Unidade

S Stiffness Rigidezdotecido n/mm

F.ult Estimatedultimatefailureload Estimativadacargamáximasuportada n

(Tb.F/TF)dist – Razãoentreacargasuportadapeloosso

trabecularemrelac¸ãoàcargasuportada peloossototal,naextremidadedistal

–

(Tb.F/TF)prox – Razãoentreacargasuportadapeloosso

trabecularemrelac¸ãoàcargasuportada peloossototal,naextremidadeproximal

–

E.app Apparentmodulus Móduloaparente(aferepressão) n/mm2

Tb.VM TrabecularVanMisesstress Estressetrabecular(aferepressãonas

trabéculas)

n/mm2

C.VM CorticalVanMisesstress Estressecortical(aferepressãonocórtex) n/mm2

Tb.ES Averageequivalentstraintrabecularbone Afereamédiadadeformac¸ãodas

trabéculas

–

(7)

da concentração de tecido ósseo pelo volumetotal, pouco influenciadopelaspequenascaracterísticasda forma.Jáos parâmetrosmorfológicossofremvariaçõesgrandescom qual-queralteraçãodeângulodeaquisiçãooumovimentação.

Quanto aos protocolos empregados, devem estar muito

bem delimitados para melhorar a reprodutibilidade. Eles

incluemoposicionamentodopaciente,afixac¸ãodomembro naconchadeapoio,aescolhadoplanodereferência,entre

outros.Todosessesfatorespodemdarmargembasicamente

a três tipos de erros: artefatos de movimentação,redução da sobreposição em diferentes medições e alterações na

angulac¸ão. O posicionamento desconfortável e a falta de

fixaçãonaconchadeapoiopodemlevaràmovimentaçãodo paciente,oqueaumentaavariaçãoentreexames.Aescolha doplanodereferência(limitesdaáreaósseaanalisada)pode determinarimportantediscrepâncianosresultadosobtidos:33

nessamedida,aalterac¸ãodeapenas1mmpodelevarauma variac¸ãode11%naamostradotecidoanalisado.Quantoao ossoavaliado,segundoBoutroyetal.,34_os_resultados_relativos

à tíbia apresentam, em sua maioria, maiores coeficientes

de variac¸ão quando comparados com os parâmetros

simi-lares dorádio. MacNeilet al.,33 _porém,_observaram _que _as

medic¸õesdorádioestãomaissujeitasaartefatosdecorrentes

domovimento.

ParaaXtremeCTéimportantenotarqueafeituraadequada dosprotocolosdecalibrac¸ãodiáriosesemanaisfoideextrema importânciaparamanutenc¸ãodealtospadrõesde reproduti-bilidadeebaixavariabilidadeemcurtoelongoprazos,além dereprodutibilidademulticêntrica.35

Aplicac¸ões

OusodaHR-pQCTemtecidosbiológicosgerouumaenorme

gama de possibilidades para a pesquisa científica, o que

pode serobservado pelo aumento exponencial donúmero

depublicac¸õesqueaplicam atecnologianosúltimosanos.

A avaliac¸ão funcional com o método do elemento finito

ampliouaindamaisonúmerodeaplicaçõesdatécnica. Desdeoprimeirousoparaavaliaçãoóssea,essatemsidoa principalaplicaçãodaHR-pQCT.Estudosindicamquepodem seravaliadosoperfildamicroarquiteturaósseaaolongoda vida,riscodefraturas,mineralizaçãoeevoluçãodedoenças

ósseascomoosteoporose.Tambémpodemserverificadoso

efeitodefármacoseasdietasnaformac¸ão,areabsorc¸ãoea

morfologiaósseas.Atualmente,seuusovemseestendendo

paraodiagnósticoeomonitoramentodeartropatias inflama-tórias,comoaartritereumatoideedaosteoartrite.Entretanto,

ousoprático dométodoainda parecemuitomais

promis-sorerespondealacunasnaosteoporose.Naosteoartriteena artritereumatoidesuautilidadeaindaestámaisrelacionada àpesquisa.

O

uso

da

tomografia

computadorizada

quantitativa

periférica

de

alta

resoluc¸ão

na

osteoporose

e

a

avaliac¸ão

do

risco

de

fratura

Aosteoporose(OP)caracteriza-sepelocomprometimentoda

resistência óssea, que predispõe o indivíduo ao risco de

fraturas.36 _A _{densitometria} _óssea _de _dupla _emissão _com

fontederaios-X(DXA)aindaéopadrão-ouropara diagnós-tico,monitoramentoeinvestigac¸ãoclínicadopacientecom osteoporose.37_Porém,_a_densidade_mineral_óssea_(BMD)_só

cor-respondeaumapartedaresistênciadoosso.38_Assim,_para_a

avaliac¸ãodoriscodefraturaconvémassociarasmedidasde BMDaosoutrosfatoresqueinterferemnaresistênciaóssea: espessuraeporosidadecorticais,microestruturatrabeculare geometriadoosso.39 _Esses _fatores_combinados_contribuem

para definiraspropriedadesbiomecânicas dotecidoósseo, comorigidezecargasuportada.31

AcapacidadedaHR-pQCTdedefiniressesparâmetrosda arquiteturaósseaemconjuntocomapossibilidadedométodo doFEdeestimarpropriedadesbiomecânicastornaaHR-pQCT umaexcelenteferramentaparaaavaliac¸ãodaosteoporose. Jáfoidemonstrado pordiversosestudosqueesseconjunto

de dados está intimamente ligado ao risco de fraturas na

OP10,22,40_e_também_que_indivíduos_com_resultados_similares

obtidospelaDXApodemtergrandesdiferenc¸asnoriscode fraturadevidoaosfatoressupracitados.41,42

O

uso

da

tomografia

computadorizada

quantitativa

periférica

de

alta

resoluc¸ão

na

avaliac¸ão

terapêutica

Alguns,43-46_mas_não_todos,47_estudos_sugerem_que_mudanc¸as

naBMDduranteaterapiadaosteoporosecorrelacionam-seà reduc¸ãonoriscodefratura.Umametanálisede12estudos clí-nicosconcluiuqueamelhoriadaBMDnacolunacompreende apenasumapequenapartedareduc¸ãodoriscodefratura.48

Assim,paraaavaliac¸ãodaterapêuticaénecessárioousode

parâmetrosquenãomec¸amapenasaBMD, mastambéma

microarquiteturaóssea.

Já existem diversos estudos que demonstram que os

tratamentos terapêuticos para aosteoporose podemtrazer

melhoriaemdiversosparâmetrosósseose,dessaforma,a

HR--pQCTéumaferramentaquepermiteumaavaliac¸ãomuito

maisdetalhadadotratamentocomparadacomaDXA.

Cheung et al.1 _citam_vários_estudos_sobre _o_uso_da

HR--pQCT no tratamento da osteoporose. As pesquisas feitas

com alendronato,49-52 _ácido _{zoledrônico,}53 _ibandronato,54,55

denosumabe,51 _estrôncio,49,50 _odanacatibe56,57 _e

teriparatide53,58_conseguem_demonstrar_{alterac¸ões}

principal-mentenosparâmetrosdevBMDdosvárioscompartimentos

ósseos,espessuracortical,cargamáximasuportadaenúmero detrabéculas.

O

uso

da

tomografia

computadorizada

quantitativa

periférica

de

alta

resoluc¸ão

na

artrite

reumatoide

As erosões ósseas da doenc¸a estão intimamente ligadas

à progressão da artrite reumatoide (AR). Assim, o

acom-panhamento dessas lesões é um parâmetro prognóstico

precoceeumimportantedadoparamonitoraraeficáciado tratamento.59,60 _Atualmente, _entre_os _métodos_de _imagem,

(8)

erosõeseperdasósseas,61_mas,_além_de_ser_{semiquantitativo,}

aidentificac¸ãodaslesõesnessetipodeexamedemoradeseis a12mesesparatornar-seperceptível.62

Stach et al.63 _demostraram _que _é _possível _adaptar _a

máquinadeHR-pQCTparaaavaliac¸ãodovolumedas

ero-sõesósseas.Essedadoéobtidomedindo-seasdistânciasem váriasdirec¸õesnoscortesfeitos.64,65_O_atual_método_de

aná-liseaindanão éautomatizadoenempadronizado,masos

resultadospreliminaresdealgunsestudosmostramqueaalta resoluc¸ão da HR-pQCTpermite umaprecisa caracterizac¸ão daserosõesósseasemumgraudedetalhamentomuitomaior doqueosmétodostradicionais.61_A_técnica_também_permite

aavaliaçãodoespaçodasarticulaçõesmetacarpofalangianas einterfalangianasproximais,66_um_importante_parâmetro_na

avaliac¸ãodaAR.

Estudosrecentesmostramqueosdadosobtidoscoma

HR--pQCTempacientescomARtêmmaiorsensibilidadequando

comparadoscomosdadosobtidosporradiografias

conven-cionaisnascorrelac¸õescomosmarcadoresdecatabolismoe anabolismoósseo(r=0,393ar=0,474).67_Isso_mostra_que_a

HR--pQCTconseguenãosóavaliardeformamomentâneaaAR

comotambémmostraraevoluc¸ãodadoenc¸a.

O

uso

da

tomografia

computadorizada

quantitativa

periférica

de

alta

resoluc¸ão

na

osteoartrite

Naosteoartrite (OA),alesãonacartilagem éacompanhada poralterac¸õesnoossosubcondralenoespac¸omedular.A res-sonânciamagnéticaconsegueassociardanosnacartilagema regiõesnasquaisexistemaschamadaslesõesedema-símile damedula óssea(conhecidanaliteraturainglesapelasigla BMEL),quesãoáreasdealtosinalnasimagenspesadasem T2.68_Nesses_locais_não_existe_apenas_edema,_mas_necrose_de

adipócitos,aumentodetecidofibrótico,aumentodo metabo-lismoósseoeedemapropriamente.Entretanto,aressonância éincapazdedeterminarquaissãoasalterac¸õesda microar-quiteturaósseapresentesecomoelasserelacionamcoma doenc¸a.

Aindahápoucosestudosquedemonstramaeficáciada

avaliac¸ão feita com a HR-pQCTno diagnóstico e no

prog-nóstico da OA, mas Kazakia et al.69 _demonstraram _que

nasBMELháalterac¸õesimportantesemalgunsparâmetros

ósseos.Esses autores69 _avaliaram _fragmentos_de _osso

sub-condral da tíbia de pacientes quesofreram artroplastia do joelhodecorrentedeosteoartrite.Verificou-sequehouve

sig-nificativoaumento dadensidade ósseavolumétrica(vBMD)

edo volume ósseo/volume total (BV/TV) acompanhado de

um espessamento trabecular (Tb.Th). Ainda nesse estudo,

quando os dados da HR-pQCT foram acoplados à análise

espectroscópicadoosso,verificou-seumareduçãonarazão mineral/matriz.Defato,avaliaçõeshistológicasrevelamque, nessasregiõesBMEL,existeinfiltraçãodosespaços medula-resporumaredecolágenafibrosaeumaltoremodelamento ósseo.Arelaçãoentreessasalteraçõesósseascomosdanosna cartilagemaindanãoétotalmenteconhecida.Épossívelque aaferiçãodessesdadospossaterimportantepapelclínicona OA.

Perspectivas

Apesar de a HR-pQCT estar disponível comercialmente há

menos de 10 anos, a tecnologiajá tem umainfinidade de

aplicac¸õesnamedicina.Gruposdepesquisadoresdomundo todotêmtrabalhadoparaencontrarnovasmaneirasde apro-veitartodooseupotencial.Porenquanto,oaparelhoconstitui umaferramentarestritaàpesquisa,mas,vistooqueelatem sido capazdeavaliar,aperspectiva équeempoucotempo tornar-se-áumaimportanteferramentaclínica.Oscustos atu-ais,porém,aindaimpedemqueissosejaconcretizado.

Asuaaltaresolução,nãoinvasibilidade,avaliaçãoinvivo, rapidezeeficiênciamostram-secomovantagensemrelação

aos métodostradicionais de medida da densidade mineral

ósseaehistomorfométricaparaestudosósseos.Dessaforma, aHR-pQCTpodeserusadaparaaavaliaçãoprecisae efici-entedaevoluçãodedoençascomoosteoporose,osteoartrite

e artrite reumatoide. Assim, futuramente, poderá haver a

incorporação de parâmetros dessa tecnologia nos critérios declassificaçãoedeestadiamentodediversascondições clí-nicas.Para tal,serãoindispensáveisaindamaisestudosda segurança,acuráciaereprodutibilidadedasanálises promo-vidascomaHR-pQCTnasdiversasdoençasenoprocessodo envelhecimentoquandocomparadosaoquejáestá estabele-cidopela␮CT,DXAehistomorfometria.

Também será necessário que sejam determinados e

consolidados os padrões de normalidade para diferentes

populac¸ões.Jáháalgunstrabalhosqueusamgruposcontrole

para a comparac¸ão,mas aindanão existe hoje umestudo

extensonesse sentidoparaapopulac¸ãobrasileira.Ogrupo

de estudosnoLaboratóriode MetabolismoÓsseoda

Facul-dadedeMedicinadaUniversidadedeSãoPaulo(LIM-17)está conduzindoumestudoparaadeterminac¸ãodascurvasde nor-malidadeparaosparâmetrosdaHR-pQCTedoelementofinito

comumaamostrademaisde400mulheressaudáveiscom

maisde20anos.

Cabeaquiressaltaralgumaslimitaçõesdasanálisesfeitas comaHR-pQCTeaplicaçãodoelementofinito.Umadelasé queaobtençãodosparâmetrosderesistênciaedeelasticidade dependedeestimativasfuncionaisedaaplicaçãode mode-losmatemáticos,que muitasvezes nãosãorepresentações totalmente fidedignas da realidade. Além disso, ainda não estátotalmenteclarooquantoasalteraçõesmorfofuncionais observadasnosossosperiféricos(rádioetíbia)podemse cor-relacionarcomorestantedoesqueleto.Outralimitaçãoaser ressaltadaérelativaàresoluçãodoaparelho,que,emboraseja amaisaltadisponívelhojeparaexamesinvivo,aindanãoé suficienteparaavaliarastrabéculasisoladamente.

(9)

Financiamento

ConselhoNacional de Desenvolvimento Científico

Tecnoló-gico(CNPqn◦_{300559/2009-7}_para_RMRP),_Federico_Foundation (RMRP).

Conflitos

de

interesse

Osautoresdeclaramnãohaverconflitosdeinteresse.

r

e

f

e

r

ê

n

c

i

a

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