ARTÍCULO ORIGINAL
Magnitud del área triangular y su relación con el punto de inserción de los tornillos pediculares: estudio comparativo
Juan José Mezzadri1, Jaime Jorge Rimoldi2.
1Seccion de Cirugía de Columna, División de Neurocirugía, Hospital de Clínicas «José de San Martín», Facultad de
Medicina, Universidad de Buenos Aires,
2Centro Médico Deragopyan & Servicio de Neurocirugía, Hospital Municipal «Bernardino Rivadavia». Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina.
Correspondencia: J.E. Uriburu 1089, C. de Buenos Aires E-mail: jmezzadri@intramed.net.ar
Recibido: septiembre 2006;
aceptado: noviembre 2006
RESUMEN
Objetivo. Comparar la magnitud del área triangular, adyacente a los tornillos pediculares, entre dos técnicas de inserción a nivel
lumbar.
Método. En 50 pacientes (27 varones y 23 mujeres) con una edad media de 54,5 años se obtuvieron imágenes por resonancia
magnética de columnas no operadas, sin patología y alineadas, estudiándose la vértebra L4 con cortes perpendiculares al muro
posterior, a nivel de los pedículos, utilizando el siguiente protocolo: FSE, potenciadas en T2 (TE:130 TR:1740), nex 2, espesor 2 mm,
FOV: 256 x 256, con equipo Signa Infinity, GE 1,5 T ; las imágenes obtenidas fueron grabadas en disco óptico en sistema DICOM y
transferidas a Workstation Sun Microsystems para su análisis mediante software Functool 2. Se trazaron líneas centradas en ambos
pedículos siguiendo 2 ángulos (ANG): ANG 1 a 18°, desde la entrada a la cortical de las facetas articulares posteriores hasta el tercio
anterior del cuerpo vertebral y ANG 2 a 38º, desde la entrada en la unión de la apófisis transversa con la articulación interapofisaria.
Luego se midieron las áreas triangulares (mm2) resultantes de la proyección de las líneas sobre los cuerpos vertebrales. Para el
análisis estadístico se emplearon: el ANOVA para medidas repetidas y el test de Scheffe para las comparaciones Post Hoc.
Resultados. Los promedios del área en ANG 1 fueron: derecho 63,86 ± 1,77 e izquierdo 64,06 ± 1,54; las diferencias no fueron
significativas (p=0,906). Los promedios del área en ANG 2 fueron: derecho 154,36 ± 1,87 e izquierdo 154,54 ± 1,81; las diferencias
no fueron significativas (p=0,929). Las diferencias encontradas entre las magnitudes de las áreas derecha e izquierda a nivel L4, entre
las dos técnicas de inserción, fueron muy significativas (p<0,0001).
Conclusión. Las magnitudes de las áreas triangulares adyacentes a los tornillos con la técnica de inserción 2 fueron mayores que
con la técnica 1 y sus diferencias fueron estadísticamente significativas.
Palabras clave: Biomecánica espinal; Resonancia magnética; Tornillos pediculares; Triangulación.
ABSTRACT
Objective: to compare the size of the osseous triangular area,
adjacent to lumbar pedicle screws, between to insertion techniques.
Method: in 50 cases (27 males – 23 females) with a median age
of 54.4 years, magnetic resonance images of normal lumbar
spines were obtained. Axial sections through the pedicles of the
vertebrae L4 were studied with the following protocol: FSE, T2
weighted images (TE:130 TR:1740), nex 2, 2 mm slices, FOV:
256x256, with a Signa Infinity equipment, GE 1.5 T. We draw
lines centred in both pedicles following 2 angles: angle 1 of 18º
between the base of the superior facet to the anterior third of the
vertebral body and angle 2 of 38º between the union of the
transverse process with the base of the superior facet and the
anterior third of the vertebral body. The triangular areas adjacent
to the lines were measured (mm) and compared. The statistical
analysis was performed with ANOVA for repeated measurements
and with the Scheffe test for ad hoc comparisons.
Results: the averages of areas for angle 1 were: right
63.86±1.77 and left 64.06±1.54; the differences were not statistically
significative (p=0.906). The averages of areas for angle 2
were: right 154.36±1.87 and left 154.54±1.81; the differences
were not statistically significative (p=0.929). The differences
found in the size of the right and left areas at L4, between the
two insertion techniques, were very significative (p<0.0001).
Conclusion: the sizes of the triangular areas adjacent to the
lines following the angle 2 were larger than those adjacent to the
lines following the angle 1 and their differences were statistically
significative.
Key words: Magnetic resonance imaging; Pedicle screws; Spinal biomechanics; Triangulation.
INTRODUCCIÓN
En los tornillos pediculares lumbares la resistencia al
arranque es proporcional al volumen de hueso ubicado
entre las espiras y al área ósea triangular definida por el
tornillo y una línea perpendicular que, partiendo desde su
extremo distal, termina en la superficie posterior del cuerpo
vertebral. Por ello es tan importante la profundidad y
distancia entre las espiras y también la orientación de los
tornillos. Otros factores de importancia en la resistencia al
arranque son: grosor del tornillo, presa cortical, profundidad
de penetración y densidad mineral ósea1.
El objetivo de este estudio fue comparar la magnitud del área ósea triangular adyacente a los tornillos pediculares
lumbares, obtenida entre dos técnicas de inserción2-4.
MATERIAL Y MÉTODO
En 50 pacientes adultos y de ambos sexos (27
varones, 23 mujere, edad media: 54,5 años) se obtuvieron
imágenes por resonancia magnética (IRM) de columnas
vertebrales lumbares no operadas, sin patología
tumoral o traumática y alineadas.
Se estudió la vértebra L4 a nivel de los pedículos con cortes perpendiculares (figura 1) al muro posterior,
utilizando el siguiente protocolo: FSE, potenciadas en T2 (TE:130 TR:1740), nex 2, espesor 2 mm, FOV: 256 x
256, con equipo Signa Infinity, GE 1,5 T; las imágenes
obtenidas fueron grabadas en disco óptico en sistema
DICOM y transferidas a Workstation Sun Microsystems
para su análisis mediante software Functool 2.
En los cortes axiales lumbares el cuerpo vertebral se
dividió horizontalmente en tres partes y luego se trazaron
líneas centradas en ambos pedículos siguiendo 2 ángulos:
1. Ángulo 1 a 18°, desde la entrada a la cortical de
la base de las carillas articulares superiores hasta el
tercio anterior del cuerpo vertebral, simulando el método
de Roy-Camille et al2 (figura 2).
2. Ángulo 2 a 38°, desde la entrada en la unión de la apófisis transversa con la articulación interapofisaria hasta el tercio anterior del cuerpo vertebral, simulando el método de Weinstein et al.3 y Magerl 4 (figura 3).
Luego se midieron las áreas triangulares (en mm2) resultantes de la proyección de las líneas sobre los cuerpos vertebrales (figuras 4 y 5).
Para el análisis estadístico se emplearon: el ANOVA para medidas repetidas y el test de Scheffe para las comparaciones Post Hoc.
RESULTADOS
Los promedios en los 50 casos del área en el ángulo
1 fueron: derecho 63,86 ± 1,77 e izquierdo 64,06 ± 1,54;
las diferencias no fueron estadísticamente significativas
(p=0,906).
Los promedios en los 50 casos del área en el ángulo
2 fueron: derecho 154,36 ± 1,87 e izquierdo 154,54± 1,81; las diferencias no fueron estadísticamente significativas
(p=0,929).
Las diferencias encontradas entre las magnitudes
de las áreas derecha e izquierda, adyacentes a los
tornillos en el nivel L4, entre las dos técnicas de
inserción, fueron estadísticamente muy significativas
(p<0,0001).
DISCUSIÓN
Existen varios métodos y referencias anatómicas
que pueden utilizarse para identificar el sitio de inserción
más apropiado de los tornillos pediculares lumbares.
Estos incluyen la apófisis transversa, el extremo
caudal de la carilla articular inferior y el punto en donde
se encuentran la carilla articular superior, la apófisis
transversa y la lámina. Para evitar complicaciones hay
que conocer la anatomía compleja de la región. Si uno
tiene en cuenta que, medial al pedículo está el canal
espinal junto con la duramadre y que, inferior al
pedículo está la raíz nerviosa, se comprenderán las
consecuencias de la colocación inapropiada de los
tornillos pediculares5.
Existen varias opciones como puntos de entrada.
Roy-Camille et al2 describieron un punto de entrada
que está en la intersección de 2 líneas: una línea
horizontal a través de la mitad de la inserción de la
apófisis transversa y una línea vertical a través de la
mitad de la carilla articular inferior.
Weinstein et al3 y Magerl4 describieron el punto de
entrada en la intersección de una línea horizontal a
través del punto medio de la apófisis transversa y una
línea vertical a través de la cara lateral de la carilla
articular superior. Esto tiene sus ventajas. El tornillo
puede ser mas largo, aumentando la interface metalhueso
y la presa sobre el cuerpo vertebral, resistiendo
fuerzas anteroposteriores y laterales. Además, al estar
la cabeza del tornillo más baja que la carilla articular
que está por encima, hay menos interferencia con ella
y por lo tanto menos rigidez y degeneración adyacente.
El punto de entrada afecta la orientación de los
tornillos.
En el método de Roy-Camille et al.2 los tornillos se
orientan bien derechos, paralelos al plano sagital y al
platillo vertebral.
En el método de Weinstein et al3 y Magerl4 los
tornillos se orientan en forma anteromedial, oblicuos al
plano sagital y paralelos al platillo vertebral.
La oblicuidad de los tornillos genera una mayor
triangulación. Estudios biomecánicos han demostrado
que la triangulación de los tornillos incrementa su
fuerza de fijación6 y la resistencia al arranque en mas
de un 150%7. Esto ocurriría porque la masa ósea
adyacente entre los tornillos es mayor que la masa ósea
ubicada entre las espiras8. No hemos encontrado en la
literatura, una cuantificación o medición del área ósea
adyacente a los tornillos pediculares, ni tampoco una
comparación del tamaño de dichas áreas en relación
con la dirección recta u oblicua de los tornillos.
Nuestros hallazgos en las IRM confirman que el área
es significativamente mayor cuando la dirección de los
tornillos es más oblicua, pudiendo inferirse que estos
tendrían una mayor resistencia al arranque. Por ello,
seria preferible emplear el método cuyo punto de inserción
sea más lateral, porque permitiría una mayor
oblicuidad de los tornillos3,4.
CONCLUSIÓN
Las magnitudes de las áreas triangulares adyacentes a los tornillos con la técnica de inserción 2 fueron mayores que con la técnica de inserción 1 y sus diferencias fueron estadísticamente significativas.
COMENTARIO
Los Dres. Mezzadri y Rimoldi proponen y realizan un
estudio comparativo para establecer la superficie ósea
triangular (delimitada por un tornillo pedicular y el
muro posterior de la vértebra), entre los 2 tipos de
técnicas de colocación, más frecuentemente utilizadas.
Para tal fin utilizaron una muestra suficiente, de 50
casos (27 varones y 23 mujeres) sin patología previa a
nivel de columna lumbar y la sometieron a estudio de
IRM. A nivel de la 4ª vértebra lumbar (L4) en cortes
axiales se efectuaron las mediciones con un ángulo de
18° para el protocolo 1 (técnica de Roy-Camille) y de 38° para el protocolo 2 (técnicas de Weinstein y Magerl).
Los autores demostraron con este estudio que las
técnicas de Weinstein y Magerl de colocación de tornillos
pediculares a 38º, es decir el protocolo 2, producen
un área ósea triangular mayor, estadísticamente significativa
(p < 0,0001).
La discusión ha sido adecuada y al final de ésta, los
Dres. Mezzadri y Rimoldi infieren que la mayor angulación
del tornillo aumenta el área ósea triangular y
condiciona mayor resistencia a las fuerzas de arranque.
Este es uno de los impactos del trabajo, ya que los
autores dan como preferencia el empleo de puntos de
inserción más laterales que permitirían mayor angulación
del tornillo.
Ahora bien, esta angulación de 38° en el campo
quirúrgico representa un gran problema para el cirujano,
ya que en muchos casos la separación de los
músculos paravertebrales, obstaculizada a nivel L4-L5
por la presencia de la espina ilíaca, impide la angulación
sugerida, para la colocación de tornillos pediculares;
otros obstáculos a mencionar son la presencia de
los separadores ortostáticos y las reoperaciones con
abundante tejido cicatrizal. Estos obstáculos pueden
ser sorteados con la colocación por contra abertura o en
forma percutánea, de los tornillos.
Felicito a los Dres. Mezzadri y Rimoldi por la rigurosidad
científica demostrada y la originalidad del trabajo,
ya que no existen estudios que cuantifiquen el área ósea triangular y sus implicancias técnico quirúrgicas.
Jorge Lambre
Agradecimiento
Al Dr. Vicente Castiglia, Jefe de la Sección de Asesoría Científica, Dirección de Docencia e Investigación del Hospital de Clínicas «José de San Martín», Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, por el asesoramiento metodológico.
1. Benzel EC. Implant-bone interfaces. En EC Benzel, Biomechanics of Spine Stabilization. Principles and Clinical Practice. New York: McGraw-Hill, Inc. 1995, Chapter 13, pp. 127-34.
2. Roy-Camille R, Saillant G, Mazel C. Internal fixation of the lumbar spine with pedicle screw plating. Clin Orthop 1986; 203: 7-17.
3. Weinstein JN, Spratt KF, Spengler D, Brick C. Validity of roentgenogram- based assessment and surgical factors on successful screw placement. Spine 1988; 13: 1012-8.
4. Magerl FP. Stabilization of the lower thoracic and lumbar spine with external skeletal fixation. Clin Orthop 1984; 189: 125-41.
5. Krieg JC, Zuber K, Weinstein JN. Pedicle screw fixation in the thoracolumbar spine. En SR Garfin & BE Northrup, editors. Surgery for Spinal Cord Injuries. New York: Raven Press, Ltd. 1993, Chapter 20, pp. 227-37.
6. Ruland CM, McAfee PC, Warden KE, Cunningham BW. Triangulation of pedicular instrumentation. A biomechanical analysis. Spine 1991; 16: S270-S6.
7. Hadjipavlou AG, Nicodemus CL, al-Hamdan FA, Simmons JW, Pope MH. Correlation of bone equivalent mineral density to pull-out resistance of triangulated pedicle screw construct. J Spinal Disord 1997; 10: 12-9.
8. Butler J, Ferrara LA, Benzel EC. Basic biomechanically relevant anatomy. En E Benzel, editor. Spine Surgery: Techniques, Complication Avoidance, and Management. Philadelphia: Elsevier, Inc. 2005, Chapter 105, pp. 1397-410.