Alterações na coluna vertebral em portadores de Osteogenesis

Imperfecta

Tese apresentada ao curso de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo para obtenção do título de Doutor em Ciências da

Saúde

Área de concentração: Ortopedia e Traumatologia Orientador: Prof. Dr. Claudio Santili

São Paulo

2015

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FICHA CATALOGRÁFICA

Preparada pela Biblioteca Central da

Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo

Lima, Marcos Vaz de Alterações na coluna vertebral em portadores de Osteogênesis Imperfecta./ Marcos Vaz de Lima. São Paulo, 2015.

Tese de Doutorado. Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo – Curso de Pós-Graduação em Ciências da Saúde.

Área de Concentração: Ciências da Saúde Orientador: Claudio Santili 1. Escoliose 2. Osteogênese imperfecta 3. Coluna

vertebral BC-FCMSCSP/80-15

DEDICATÓRIA

À minha esposa, Fabiana. Porque sem ela nada disso seria possível.

Aos meus filhos, Catarina e Lorenzo, fontes de inspiração.

À minha mãe, Ivete, incentivadora mor dos meus sonhos e que certamente me acompanha em todos os momentos.

Ao meu pai, Célio, pelo exemplo de médico e por possibilitar todas as oportunidades que tive em minha profissão.

Ao meu irmão Rodrigo, bom menino.

Aos meus avôs, Célio e Amália, Dirce e Petrone, pelo amor incondicional desde a minha infância (in memorian).

À minha sogra, Élida, pelo apoio de todas as formas imagináveis.

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AGRADECIMENTOS

À Irmandade da Santa Casa de Misericórdia de São Paulo, na pessoa do D.D. Provedor, Dr. José Luis Setúbal, por fornecer todos os recursos necessários para a realização desta tese.

À Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo – FCMSCSP, na pessoa do D.D. Diretor, Prof. Dr. Prof. Dr. José Eduardo Lutaif Dolci, pela oportunidade de dar continuidade à minha carreira acadêmica.

Aos funcionários da pós-graduação, principalmente às senhoras Sônia e Mirtes, e à bibliotecária Sadia, pela paciência interminável e cortesia constante.

Ao Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Santa Casa de São Paulo, o Pavilhão Fernandinho Simonsen, na pessoa do Prof. Dr. Ivan Chakkour, por proporcionar toda a minha formação profissional.

Aos pacientes que participaram desta pesquisa e seus familiares.

Ao Grupo de Ortopedia Pediátrica da FCMSCSP, Profs. Drs. Cláudio Santili, Miguel Akari, José Carlos Lopes Prado, Drs. Gilberto Waisberg e Susana dos Reis Braga e a senhora Beth, pela colaboração com a pesquisa.

Ao Grupo de Traumatologia do Esporte da FCMSCSP, do qual orgulhosamente sou integrante, nas pessoas dos amigos: Doutores Aires Duarte Júnior, Paulo Fasciola Kertzman, Mauro Olívio Martinelli, Ana Paula Simões, Vanessa Ribeiro Rezende, João Polydoro, Pedro Baches Jorge, Gabriel Abdo Pecchia, Adriano Leonardi e fisioterapeuta Flávio Brik.

Ao Grupo da Coluna da FCMSCSP, Profs. Drs. Robert Meves, Maria Fernanda Silber Caffaro, Élcio Landim e Osmar Avanzi, por me proporcionarem a carga de ensinamento mais importante da vida profissional.

À Faculdade de Ciências Médicas de Santos, Unilus, local que defino como minha segunda casa, nas pessoas do Magnífico Reitor Senhor Nelson Teixeira, do Profs. Drs. Mauro César Dinato e Kelly Humberto Anichino.

Ao Prof. Dr. Cláudio Santili, orientador desta pesquisa, e mais do que isso, conselheiro, incentivador e amigo, pelo apoio nos bons e principalmente nos momentos difíceis pelos quais passei nos últimos anos.

Ao estaticista Hugo Cogo-Moreira, pela disponibilidade, paciência e contribuição neste estudo.

Aos professores e instrutores do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da FCMSCSP que colaboraram imensamente para a minha formação ortopédica.

Ao Dr. Lin Yu Chih, pelos ensinamentos técnicos e de raciocínio lógico incomparáveis e principalmente pela amizade sincera.

Ao Dr. Yasutoshi Hatada, pelas oportunidades concedidas e também principalmente pela amizade sincera.

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Introdução A Osteogenesis Imperfecta (OI) é um distúrbio hereditário do tecido conjuntivo, devido a um defeito qualitativo ou quantitativo do colágeno tipo I. A OI é uma doença rara, ocorrendo um caso em cada 15.000 a 20.000 nascimentos e sua prevalência é de um para cada 200.000 indivíduos. Não há citações na literatura sobre o predomínio em relação à raça ou quanto ao gênero. (Byers, Steiner, 1992)

As principais características da OI são: frouxidão ligamentar, fragilidade óssea, osteopenia, baixa estatura e deformidades esqueléticas progressivas. Manifestações clínicas adicionais incluem esclera azulada, dentinogênese imperfeita e surdez. (Vetter et al, 1992)

As formas da OI de acordo com a classificação original de Sillence estão subdivididas em quatro tipos: I, II, III e IV. (Sillence et al, 1979; Sillence, 1994)

O tipo I, mais comum, é caracterizado por osteopenia, fraturas de repetição, esclera azulada e alta incidência de perda auditiva por alteração de condução que se instala na vida adulta. No tipo I existem dois subgrupos: IA e IB. O IA apresenta dentinogênese normal, enquanto que no IB é imperfeita. A OI do tipo II é usualmente letal no período neonatal. O tipo III é caracterizado por osteopenia que pode causar múltiplas fraturas, deformidades progressivas principalmente nos ossos longos e na coluna, além de grave prejuízo no crescimento. A OI do tipo IV é a mais rara. A esclera é normal, mas a baixa estatura e as deformidades em ossos longos e coluna tendem a ser mais pronunciadas no tipo IV do que no tipo I. Ainda podem apresentar dentinogênese normal (tipo IVA) ou imperfeita (tipo IVB). (Sillence et al, 1979; Sillence, 1981; Sillence, 1994;)

Apesar de estas características clínicas fornecerem dados que são base da classificação atual, uma parcela ainda não determinada dos pacientes não pode ser encaixada nestes quatro subtipos da doença. (Glorieux et al, 2000; Cole, 2002; Roughley et al, 2003)

O quadro clínico clássico caracteriza-se pela fragilidade óssea, presença de ossos finos e difusamente osteopênicos, e na coluna este fato não é diferente e ainda podem levar a consequências mais graves. Alterações vertebrais são frequentes, como a presença de impressão basilar na transição crânio-cervical; as vértebras podem fraturar facilmente, de forma aguda ou crônica, comumente apresentam-se deformadas, e com formato bicôncavo em função da pressão exercida pelos discos intervertebrais na própria placa terminal das vértebras (Apêndice - figura 1). A presença de deformidades progressivas na coluna é comum e a incidência de escoliose nestes pacientes encontrada na literatura variou de 39 a 100%. (Ishikawa et al, 1996) Além das alterações estéticas, as deformidades vertebrais de alto valor angular podem causar incapacidade funcional, sintomas compressivos medulares e radiculares precoces e diminuição da capacidade pulmonar. (King, Bobechko, 1974; Falvo et al, 1974; Benson et al, 1978; Cristofaro et al, 1979)

As deformidades da coluna vertebral caracterizam-se pela

tridimensionalidade, mas apesar disso podem ser avaliadas de forma simplificada através de radiografias em duas incidências (coronal e sagital). (Lenke et al, 2000) No indivíduo saudável a coluna não apresenta curva fisiológica no plano frontal ou coronal. A presença de qualquer curvatura neste plano é definida como escoliose. No entanto, por convenção da Scoliosis Research Society (SRS) (2000), consideram-se como patológicas apenas as curvaturas acima de 10 graus. A SRS (2000) também definiu quatro curvas fisiológicas no plano lateral ou sagital: a lordose cervical, a cifose torácica, a lordose lombar e a cifose sacral. Lordose significa uma curva com a convexidade voltada para a região anterior do corpo ou ventre e cifose o oposto, ou seja, a sua convexidade aponta para o dorso.

A fragilidade óssea somada à frouxidão ligamentar explicam o aumento da incidência de deformidades da coluna. Fraturas múltiplas por compressão do corpo vertebral causadas apenas pelo peso corporal são evidenciadas nas radiografias dos pacientes com deformidades de alto valor angular. Além disso, ao contrário da escoliose idiopática, cujo risco de progressão diminui sensivelmente após a puberdade, a curva associada à OI normalmente progride na mesma velocidade ao longo dos anos, e por isso são frequentes os casos de adultos com deformidades de alto valor angular (Cristofaro et al, 1979) (Apêndice -figura 2). A consequência desse fato é a restrição da capacidade cardiopulmonar. (Widmann et al, 1999)

Não há, na literatura, classificação ou padronização que se refira exclusivamente à deformidade vertebral que ocorre nos portadores de OI. Há um único estudo em que ela é apenas somada a outras características do quadro clínico da doença. (Hanscom et al, 1992) Além disso, em nenhum estudo a principal classificação para a OI, a de Sillence et al, foi relacionada aos distúrbios da coluna. (King, Bobechko, 1974; Falvo et al, 1974; Benson et al, 1978; Cristofaro et al, 1979)

A alta incidência de deformidades da coluna vertebral nos portadores de OI e suas frequentes complicações motivou esta pesquisa com a finalidade de se tentar identificar padrões específicos de comportamento destas deformidades e a sua relação com os subtipos da classificação de Sillence et al (1979).

Revisão da literatura

Osteogenesis imperfecta A primeira descrição da OI registrada foi de Malebranche em 1674.

Lobstein, em 1833, descreveu uma doença de causa desconhecida, muitas vezes hereditária, que se caracterizava por fraturas causadas por traumas mínimos.

Relatos posteriores interrogaram a sua etiologia e citavam como possíveis fatores o envenenamento por fósforo, a sífilis congênita, tabes, doença maligna, senilidade, entre outros, como na publicação de Goldbloom* em 1917 (citados por Weil, 1981).

Camp (citado por Weill, 1981), em 1934, já incluía a OI no grupo das causas congênitas de osteomalácia, reforçando seu caráter hereditário e mais importante na infância.

Looser (citado por Weill, 1981) foi o primeiro a empregar os termos congenita e tarda para separar casos que apresentavam fraturas ao nascimento dos que não as tinham, pois defendia que eram doenças diferentes.

Seedorf (citado por Weill, 1981) dividiu o termo tarda em gravis, para os pacientes que apresentavam fraturas até o primeiro ano de vida e levis para os pacientes que as apresentavam após essa idade.

Falvo et al (1974) também diferenciaram os portadores de OI em dois tipos, congenita, para os casos da presença de fraturas ao nascimento, e tarda, quando as fraturas surgem na infância.O tipo tarda ainda foi subdividido em tipo I, que se caracterizava pela presença de deformidades dos ossos longos, e tipo II, no qual os ossos longos eram normais.

Bauze et al (1975) dividiram em tipos utilizando como critério graus de gravidade da deformidade femoral.

Sillence et al desenvolveram a classificação atual. Originalmente as formas da OI foram divididas em quatro tipos: I, II, III e IV (Sillence et al, 1979; Sillence et al, 1994). Ainda subdividiram os tipos I e IV de acordo com a presença de dentinogênese imperfeita ou não em A ou B. O tipo I é caracterizado pela herança autossômica dominante, moderada fragilidade óssea, placa de crescimento normal, escleras azuladas, dentinogênese imperfeita (subtipo B) ou normal (subtipo A), perda prematura da audição em 30% dos casos, baixa estatura, escoliose (Apêndice - figuras 4 e 5) e deformidades discretas nos membros. É a forma mais comum e benigna da doença e, em geral, é compatível com a vida e permite a deambulação normal. A OI do tipo II, forma mais rara e grave da doença, é usualmente letal no período neonatal (até 10% de natimortos), e não há, na literatura, relatos de pacientes com sobrevida acima dos dez anos de idade. A herança é autossômica dominante ou recessiva. Caracteriza-se pela presença de fraturas e deformidades desde o período intra-uterino, ossos alargados e disformes, frouxidão cápsulo-ligamentar acentuada, escleras azuis ou acinzentadas. O tipo III é caracterizado por osteopenia que causa múltiplas fraturas, deformidades progressivas em ossos e na coluna (Apêndice - figura 2), e na sua evolução normalmente ocorre grave prejuízo da capacidade funcional. Apresenta herança autossômica recessiva, dentinogênese imperfeita e escleras inicialmente azuladas que se opacificam durante o crescimento. O prognóstico é compatível com a vida, porém com alta incidência de mortalidade na terceira e quarta décadas, devido a infecções e insuficiência respiratórias. A OI do tipo IV, de herança autossômica dominante, é rara e caracteriza-se por osteopenia que causa múltiplas fraturas. A baixa estatura e as deformidades em ossos longos e coluna tendem a ser mais pronunciadas no tipo IV do que no tipo I. Subdividem-se em pacientes que apresentam dentinogênese normal (tipo IVA) e os outros que apresentam dentinogênese imperfeita (tipo IVB). Apresentam fraturas logo após o nascimento, os ossos são curtos, há alterações na placa de

crescimento, baixa estatura, escleras normais, e a perda auditiva é infrequente. A deambulação é possibilitada com auxílio de órtese em alguns casos, mas estabelecem-se seqüelas e a maioria torna-se dependente da cadeira de rodas na vida adulta.

Shapiro (1985) identificou a dificuldade de estabelecer o prognóstico no período neonatal através da classificação de Sillence e propôs que o quesito congênito/tardia fosse novamente utilizado, principalmente para possibilitar o tratamento ortopédico mais adequado de acordo com a sobrevida do paciente.

Através de estudo molecular, Glorieux et al (2000) e Roughley et al (2003) propõem a inclusão de mais três subtipos à classificação de Sillence et al, muito mais raros e anteriormente incluídos no tipo IV.

Deformidades da coluna vertebral A primeira descrição da escoliose foi feita por Hipócrates, na Grécia antiga, no capítulo Des Articulaciones, em sua obra denominada Corpus Hippocraticum (citado por Vasiliadis et al, 2009).

Posteriormente, Galeno (citado por Vasiliadis et al, 2009), definiu também as duas curvas do plano sagital, lordose e cifose.

Paré, na Idade Média, nomeou a postura como responsável pelo desenvolvimento das deformidades. (Citado por Ortiz, 2003)

Guérin, no século XIX, tratou os seus pacientes com escoliose através de miotomias, sendo o primeiro tratamento cirúrgico descrito. (Citado por Ortiz, 2003)

Shands, Eisberg (1955) avaliaram 50.000 abreugrafias (pequenas radiografias utilizadas na triagem de tuberculose, doença endêmica na época). Cerca de 2% das radiografias apresentaram escoliose com curvas acima de 10 graus.

Blount et al, em 1958, desenvolveram o colete de Milwaukee para as deformidades idiopáticas, que atualmente ainda é utilizado dependendo do padrão e amplitude da curva.

No Brasil, Martini Filho e Ortiz (1993) encontraram uma incidência de 3,8% de escoliose idiopática (EI) em escolares de idade entre 8 a 12 anos.

A Sociedade Internacional de Estudos para Escoliose (SRS - Scoliosis Research Society, 2000; 2001-2003) classificou as deformidades de acordo com a etiologia, localização da curva e a idade de surgimento, e definiu como escoliose patológica qualquer curva da coluna observada em radiografias do plano frontal (coronal) acima de 10 graus.

De Quervain descreveu a primeira artrodese in situ em 1917

Hibbs, Risser, Harrington, Luque, Dwyer, Zielke e finalmente Cotrel e Dubbosset, na década de 80, criaram e desenvolveram os diversos tipos de materiais de síntese (próteses) para a correção da deformidade. (Dwyer et al, 1969; Cotrell, Dubosset, 1985; Bradford et al, 1987; Casey et al, 1987)

King et al (1983) desenvolveram a classificação de acordo com o padrão radiográfico para a EI típica do adolescente, caracterizadas por uma curva na coluna torácica com a convexidade para a direita, e que correspondem a 80% da totalidade dos portadores de escoliose.

Lenke, em 2001, observou a pouca reprodutibilidade e utilidade da classificação de King em virtude da avaliação em plano único (radiografia ântero-posterior) de uma deformidade tridimensional (a escoliose) e divulgou uma classificação para a EI que levou em conta a avaliação das radiografias em perfil e ântero-posterior, possibilitando um melhor entendimento da curva e seu comportamento futuro.

Sangole et al, através da SRS, divulgaram, em 2009, o primeiro fragmento de uma nova classificação radiográfica para a EI, desta vez tridimensional, permitindo uma melhor avaliação estrutural da deformidade e consequentemente o planejamento cirúrgico.

Fon et al (1980) estudaram a cifose torácica. Foram avaliados 450 pacientes normais. Observaram com significância estatística a progressão discreta da cifose diretamente proporcional à idade. Consideraram como padrão normal o intervalo entre 20 e 40 graus e determinaram que a idade adequada para avaliação pode variar dos 6 aos 75 anos de idade.

A cifose torácica normal também foi estudada por Propst-Proctor e Blecker (1983) e comparada com portadores de escoliose. Encontraram medidas angulares no plano sagital semelhantes entre os grupos, não sendo observadas alterações estatisticamente significativas.

Bernhardt e Bridwell (1989) destacaram a importância das alterações encontradas na região da transição tóraco-lombar nas afecções da coluna vertebral. Definiram- na como uma zona neutra quando fisiológica, sem angulações em qualquer que seja o plano de avaliação radiográfica. Ou seja, a cifose localizada é sempre patológica. (Apêndice – figura 3)

Boseker et al (2000) realizaram estudo em crianças e adolescentes para determinar os valores normais da cifose torácica, entre 20 e 50 graus, e não observaram diferenças estatisticamente significantes de acordo com a faixa etária.

A SRS (2000; 2001-2003) definiu as curvas no plano lateral (sagital) e seus valores considerados fisiológicos. A cifose torácica pode variar de 20 a 50 graus, porém se houvesse um valor único ideal, este seria 40 graus. Para a lordose lombar convencionou-se uma amplitude maior dentro da normalidade, que pode variar de 30 a 80 graus, sem ser considerada patológica. Também manteve a definição de zona neutra da transição tóraco-lombar.

Been et al (2010) avaliaram a região lombar de 101 pacientes normais. Obtiveram uma média de 51.3 graus de lordose, sendo 90% desta inclinação motivada por assimetria dos discos intervertebrais e apenas 10% devido ao encunhamento vertebral.

Mac-Thiong et al (2010), em estudo prospectivo, avaliou o balanço sagital global, envolvendo 709 pacientes normais. Destacou a importância da posição sacro- pélvica e da linha de prumo no equilíbrio, e não encontrou diferenças estatisticamente significativas entre os sexos masculino e feminino.

Deformidades da coluna vertebral na OI Renshaw et al (1979), em estudo retrospectivo, avaliaram 54 pacientes portadores de OI, destes 28 apresentavam escoliose (52%). A média da idade em que a deformidade foi detectada foi 6,7 anos. Costela unilateral, deformidades do tórax (Apêndice – figura 6) e vértebra bicôncava (Apêndice – figura 1) foram achados comuns e relacionados com maior amplitude da curva. Utilizaram a classificação de Falvo et al (1974) para OI, e todas as curvas acima de 20 graus exceto uma compunham o grupo congenita, ou seja, a maior gravidade da doença apresentou relação estatisticamente significante com maior gravidade da deformidade.

Cristofaro et al (1979) estudaram retrospectivamente 49 pacientes portadores de OI. A deformidade da coluna vertebral estava presente em 71% dos casos, e oito foram submetidos ao tratamento cirúrgico. Associaram, sem significância estatística, a gravidade da curva escoliótica à classificação congenita e tarda. A forma congênita apresentou maior incidência da deformidade e angulação média da curva. Destacaram os maus resultados obtidos com o uso do colete nesta casuística.

A perda de altura e múltiplas fraturas nos casos mais graves de OI são responsáveis pelo desenvolvimento das deformidades, como Benson e colaboradores relataram em dois estudos, além da lassidão ligamentar. O próprio núcleo pulposo, mais rígido do que a placa terminal, provoca a deformidade conhecida como vértebra bicôncava (figura 1). Além disso, encontraram relação entre a gravidade do quadro clínico geral e da deformidade da coluna. (Benson et al, 1978; Benson, Newman, 1981)

Yong e MacEwen (1982), em estudo multicêntrico, avaliaram retrospectivamente 121 pacientes portadores de OI e escoliose tratados com órtese ou cirurgicamente. Os casos tratados conservadoramente tinham uma curvatura média de 43 graus e o colete não foi capaz de impedir a progressão, mesmo nas deformidades mais discretas. Nos casos operados observaram uma média de idade de 15 anos e sete meses no momento do procedimento e a curvatura média foi de 74 graus. Apontaram que a gravidade da curva e a cifose aumentada são fatores de risco para desfechos negativos nestes casos, e destacaram a importância do diagnóstico e tratamento precoces, mesmo que seja necessária a intervenção cirúrgica em pacientes com potencial de crescimento.

Hanscom et al (1992) avaliaram critérios radiográficos como forma, dimensões e aparência dos ossos longos, a presença de “pelve em trevo” e protrusão acetabular e a forma das vértebras. Com estes dados propuseram a única classificação publicada que considera as deformidades vertebrais no portador de OI.

Oppenheim (1995) apontou o desenvolvimento progressivo das deformidades da coluna nos portadores de OI. Realizou revisão da literatura e observou tendência à progressão da curva após a puberdade. Nesta revisão, evidenciou-se que, nos casos cirúrgicos, o uso do metilmetacrilato agrega vantagens como adjuvante na artrodese com material de síntese por via posterior, em função da qualidade do osso e da impossibilidade do uso de enxerto autógeno, e foi o método preferido dos diversos autores.

Ishikawa et al (1996), em estudo transversal, avaliaram 44 pacientes portadores de OI. Trinta (68%) apresentaram escoliose, e a presença de seis ou mais vértebras bicôncavas foi fator de risco para o desenvolvimento de deformidades de alto valor angular, sem significância estatística. Em sua revisão da literatura encontraram uma variação de 39 a 100% de incidência de escoliose em portadores de OI.

Livesley e Webb (1996) relataram os resultados preliminares de nova técnica de fusão espinhal sem utilização de material de síntese realizada em 5 portadores de OI e deformidade espinhal de alto valor angular. Destacaram as complicações causadas pela escoliose de alto valor angular na OI, como a disfunção pulmonar, dor e incapacidade funcional.

Widmann et al (1999) avaliaram, de forma transversal, 15 pacientes adultos, portadores de OI. Relacionaram de forma estatisticamente significante os pacientes portadores de OI e escoliose de alto valor angular, acima de 60 graus, e comprometimento da capacidade vital pulmonar (p<0,0005). Deformidade do tórax e cifose aumentada também foram relacionadas, porém de forma não significativa com a diminuição da função pulmonar (p>0,01).

Janus e colaboradores (2000) relataram em estudo retrospectivo o maior risco de progressão da curva escoliótica mesmo após a puberdade e suas consequências mórbidas. Neste estudo 20 pacientes foram submetidos ao tratamento cirúrgico para correção da deformidade através da colocação de halo craniano pré- operatoriamente e então correção (com parafusos e hastes) e fusão (artrodese) por via posterior. Utilizaram a classificação de Sillence, subdividindo 16 pacientes como tipo III, dois do tipo I e dois do tipo IV. Mínimas complicações foram relatadas, sendo que sete destes pacientes melhoraram a sua condição de deambulação, mas a perda parcial da correção aparentemente foi inevitável.

Topouchian et al (2004) avaliaram os resultados da correção cirúrgica da cifoescoliose de 27 pacientes portadores de OI. Destacaram o comprometimento pulmonar como mais importante complicação das deformidades de alto valor angular.

Watanabe et al (2007) avaliaram 19 pacientes portadores de OI, do tipo I e III de Sillence, em estudo transversal. Neste estudo associaram de forma significativa a gravidade da curva escoliótica com dismetria dos membros inferiores (p= 0,006) e com o índice de massa corpórea (p= 0,001). Ainda avaliaram a deformidade e os seguintes fatores: Z-score (marcador de densidade óssea obtida através da densitometria), cifose torácica, lordose lombar, idade e capacidade funcional. Todos apresentaram associação, porém sem significância estatística. Sugeriram que o manejo adequado destas variáveis através de medidas de controle ponderal e o uso de drogas que aumentam a densidade óssea, como os bifosfonados, poderiam retardar e até evitar o desenvolvimento de deformidades de alto valor angular.

Abelin et al (2008) avaliaram as deformidades na coluna desenvolvidas nas formas graves da OI. O aparecimento da escoliose e as alterações das curvas fisiológicas do plano sagital seriam explicados pelas múltiplas fraturas da coluna vertebral que ocorrem por compressão, com redução da altura dos corpos. Estas mudanças progressivas do tronco poderiam ser responsáveis por um desequilíbrio sagital global. Compararam os parâmetros do plano sagital e equilíbrio pélvico de 18 pacientes jovens com OI com um grupo controle de 300 voluntários saudáveis e observaram diferenças estatisticamente significantes entre os grupos (p < 0,0001) na análise da cifose torácica.

Koerber et al (2011) analisaram, de forma retrospectiva, radiografias de incidência lateral (perfil) da coluna de 48 portadores de OI em tratamento com bifosfonados. Dois radiologistas realizaram a avaliação em dois momentos, antes e durante o tratamento. Propuseram as seguintes variáveis de análise radiográfica: grau de cifoescoliose, compressão em uma única vértebra, tipo de deformidade vertebral predominante e extensão da compressão vertebral. Não houve diferença significativa entre as radiografias realizadas antes e durante o tratamento, apenas alterações marginais.

Objetivo Avaliar o padrão radiográfico da coluna de pacientes portadores de Osteogenesis Imperfecta.

Justificativa Avaliar a evolução da deformidade da coluna vertebral em pacientes portadores de OI, quando presente, com o intuito de possibilitar o diagnóstico precoce e posteriormente possibilitar uma sistematização para a abordagem dos pacientes de acordo com a mais provável evolução clínica da doença.

Resultados Serão apresentados nos artigos a seguir. Primeiro artigo: publicado no periódico Medicine em 2015. Segundo artigo: submetido ao periódico Neuroradiology em 2015.

Roentgenographic evaluation of the spine in patients with Osteogenesis Imperfecta

ABSTRACT

Background: Osteogenesis Imperfecta (OI) is a hereditary connective tissue disorder that leads to bone weakness and deformities, especially in the spine, which can lead to poor outcomes. Purpose and Clinical relevance: The aim of this study was to find patterns and risk factors in spinal deformities in patients with OI. Methods: In a retrospective study, seventy patients with OI were selected. Radiographs of the spine were evaluated .We observed the presence or absence of the following changes: biconcave vertebrae, chest and vertebral deformities, unilateral rib, and thoracolumbar kyphosis. The greater curve was considered the primary one, and the secondary curve considered compensatory. Results: In the study sample we observed that the patients' ages ranged between 7 and 50 years, with a mean equal to 13 years, and 76% had scoliosis. In 68% of cases the main curve in the thoracic region was observed with the convexity to the right. Conclusion: The following were found in patients with OI: scoliosis, biconcave vertebrae, vertebral and chest deformity, unilateral rib, and thoracolumbar kyphosis. The thoracolumbar kyphosis is highly associated with thoracic hypokyphosis in patients with OI. Keywords: Spine; Scoliosis; Osteogenesis Imperfecta.

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INTRODUCTION

Osteogenesis Imperfecta (OI) is a hereditary connective tissue disorder due to a qualitative or quantitative defect of type I collagen. OI is a rare disease, occurring in one case per 15,000 to 20,000 births and affecting one in every 200,000 individuals, however there are no citations in the literature about the predominance of race or gender [1]. The main features of OI are ligamentous laxity, osteopenia, short stature, fractures caused by mild trauma, progressive skeletal deformities, and additional clinical manifestations including blue sclera, dentinogenesis imperfecta, and deafness [2,3]. Bone fragility in the spine usually leads to serious consequences. The vertebrae can easily break, either in an acute or a chronic form, and they commonly present deformed and with a biconcave shape due to the pressure exerted by the intervertebral discs at the endplate of the vertebrae (Figure 1). The prevalence of scoliosis in OI patients ranges from 39 to 100% according to the literature [4], very high when compared to the same ratio in the general population (idiopathic scoliosis), which is close to 2% according to the classic study of [5]. Axial skeleton changes can lead to substantial functional disability associated with a painful clinical condition and, in severe cases (Figure 2), even signs of radicular spinal neurological impairment [6]. In addition, patients with considerable deformities of the thoracic cage still show decreased lung ventilatory capacity, and the cardio-respiratory complications are the major cause of late morbidity and mortality [7]. The aim of this study was to find patterns and risk factors in spinal deformities in patients with OI.

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METHODS

This study was conducted at the Osteometabolic Diseases Group of Pediatric Orthopedics and Traumatology Group, Department of Orthopaedics and Traumatology from Irmandade da Santa Casa de Misericordia de São Paulo - CROI MS (OI Reference Center of the Ministry of Health). This study was approved by the Ethics and Research Committee and when necessary, data was collected from medical records of the Department of Medical Records of the Irmandade da Santa Casa de Misericordia de São Paulo (SAME-ISCMSP). Inclusion criteria: to be a patient with OI diagnosis with panoramic X-rays in frontal and lateral views (coronal and sagittal) of the spine, and agree to sign the consent form (or responsible person in case of minors). Patients with any other metabolic bone disease except OI were excluded, as were those who underwent surgery for correction of spinal deformity and did not have preoperative radiographs, or those who did not agree to sign the consent.

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Radiographic Evaluation and Measurements

Radiographs of the spine were evaluated in the coronal (anterior-posterior) and sagittal (lateral) views, in the standing position, of all patients included

in the study, except in the cases of the non-ambulating patients, in which the radiographs were obtained in the sitting position. Angles were measured according to the Cobb method [8] for scoliosis, lumbar lordosis, and thoracic kyphosis, which consists of measuring the angle between the line perpendicular to the upper terminal plates of the first vertebra and the lower vertebra that belongs to the curve. We observed the presence or absence of the following changes: biconcave vertebrae (Figure 1), chest and vertebral deformities, unilateral rib (Figure 3), and thoracolumbar kyphosis (Figure 4). The greater curve was considered the primary one, and the secondary curve considered compensatory. The thoracolumbar transition, defined as a neutral zone, was limited proximally by the eleventh thoracic vertebra and the second lumbar vertebra distally (i.e., included the T11, T12, L1, and L2 vertebrae).

Statistical Analysis

For descriptive analysis, categorical measures were presented on a gross basis and percentage; regarding continuous measures, means, and standard deviations were presented. Inferentially, to test the association between severity of thoracic kyphosis and lumbar lordosis and angular deformity severity, Spearman correlation was used since a) violation of the assumption of normal distribution (assessed by Kolmogov - Smirnov test) in the angles b) level of measurement did not have intervals between categories of severity (i.e., increased, decreased, and physiological). To interpret the magnitude of the correlations, we consider the study of Cohen [9]. To evaluate the association between two dichotomous measures (i.e., presence/absence, as in the case of the association between the presence of thoracolumbar kyphosis and scoliosis), we used the Chi - square test. If values less than 5 were observed in the blanks, we used the Fisher exact test. A p-value lower than 0.05 was considered statistically significant. Statistical analyses were performed using SPSS version 17.

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RESULTS

Seventy patients with OI who attended said service between 2009 and 2010!were selected. Eight patients were excluded because they underwent surgery to correct deformities of the spine and lacked adequate preoperative radiographs. Of the total 62 patients included in the study, 34 were female (54.83 %) and 28 male. In the study sample (62 patients) we observed that the patients' ages ranged between 7 and 50 years, with a mean equal to 13 years, and 76 % had scoliosis. The socio-demographic characteristics of the participants are described in Table 1. In the radiographic variables (Table 2), we note that 52% had right thoracic curve and 13% a secondary or compensatory lumbar curve. The biconcave vertebrae (Figure 4) appeared in 58% of radiographs. The vertebral deformity (Figures 2 and 3) was present in 61% of cases. Thirty-five percent had deformity of the chest and ribs and 15% showed the presence

of unilateral rib. In Table 3 we note that the greater the severity of thoracic kyphosis, the greater the average intensity of angular deformity; the magnitude of this correlation was statistically significant and strong (r = 0.785, p <0:01). After the physiological thoracic kyphosis, we note that the decreased thoracic kyphosis was the most frequent (31%). For the 17 patients with thoracolumbar kyphosis (Figure 6), the lordosis angle ranged between 10 and 90 degrees, with an average equal to 25 degrees. It is noteworthy that one cannot infer causality in such associations, i.e. one cannot infer the direction of causality between the two pairs of measurements. Considering the associations between two dichotomous measurements, we observed that thoracolumbar kyphosis is associated with: Scoliosis (Fisher's exact test p-value = 0.048), biconcave vertebrae (Fisher's exact test p-value = 0.004), deformity of the vertebra (Fisher's exact test p-value = 0.001), and deformity of the chest (χ 2 (1) = 5.543, p = 0.018).

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DISCUSSION

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The prevalence of scoliosis in patients with OI varies between 25 and 100% according to the literature (Watanabe et al, 2007). In our study 47 patients (76% of cases) had a deformity. In 68% of cases the main curve in the thoracic region was observed with the convexity to the right, similar to the pattern that is most commonly found in idiopathic scoliosis [10,11,12]. Ishikawa et al [4] identified the presence of biconcave vertebrae as a risk factor for developing severe spinal deformity. Indeed, in our study, 58% of patients!had this deformity. Yet our evaluation showed that the vertebral deformity is present in 61% of cases, the deformation of the chest in 35%, and the presence of unilateral rib in 15% of cases. Renshaw et al [13] had also identified these radiographic risk factors for negative outcomes (Figure 3). Hanscom et al [6] evaluated 43 patients with OI and spinal deformity, which were placed in six well-defined groups based on a set of radiological alterations. The radiographic criteria used for classification include the shape, dimensions, and appearance of long bones, pelvis in the presence of clover and acetabular protrusion, and the shape of the vertebrae. This study, however, considers the pelvis and long bones, not only the spine. Patients could be classified more accurately when the dynamic nature of radiographic changes were recorded. Furthermore, the authors observed a difficulty in that progressive X-rays are needed to facilitate classification. Because of that it is only effective in cases where periodic radiographic records for some years are present, then in those cases it would be possible to distinguish the groups more efficiently, otherwise it is poorly reproducible. Abelin et al [14] evaluated the appearance of deformities of the spine and changes of physiological sagittal plane curves that can be explained by multiple fractures of the spine compression, reducing the height of the bodies. These progressive changes of the trunk are responsible for global sagittal imbalance.

However, only 18 patients with Ol participated in that study. In these patients, thoracic kyphosis was statistically significantly higher in the control group. The sagittal balance was positive in patients with OI and the negative control group. This statistically significant difference between the displacements in the sagittal plane of the groups indicated that patients with OI have a center of gravity that allows them to balance the trunk displaced anteriorly, when compared with the normal population. Our radiographic thoracic kyphosis followed the recommendation of the SRS - Scoliosis Research Society [15,16], who consider normal values for thoracic kyphosis as a range between 20 and 50 degrees, with the curve measured by the method of Cobb modified between the vertebrae T3 to T12. Furthermore, the SRS defines a normal absolute value of 40 degrees in thoracic kyphosis. Even in 37 patients who had thoracic kyphosis within the normal range!(between 20 and 50 degrees), the average was 29 degrees below the normal absolute value of 40 degrees. This drew attention to the high number of cases with hypokyphosis, 19, in relation to cases with kyphosis, 6. However, as opposed to the study of Abelin et al [14], a tendency toward decreased thoracic kyphosis was observed in the normal population. Koerber et al [17] introduced a new classification of spinal abnormalities in patients with OI, but used only lateral view X-rays. As in our study, they identified the high incidence of thoracolumbar kyphosis as a risk factor. The presence of thoracolumbar kyphosis is always pathologic [18] (Figure 4). The SRS itself also defined the region as a neutral zone without angulation in the coronal and sagittal planes. We observed that the presence of thoracolumbar kyphosis showed a statistically significant relationship with the presence of decreased thoracic kyphosis. Deformities of the spine in these patients are caused in part by microfractures. The thoracolumbar region is burdened by the rib cage and the trend is to increase the kyphosis, as in normal people, where the fracture of the thoracolumbar spine usually defaults to segmental kyphosis [19]. With the thoracolumbar kyphosis acquired chronically leads us to suspect that the thoracic hypokyphosis is a consequence of the need to equalize the overall sagittal balance, which rectifies the segment in order to offset the deformity of the adjacent distal segment.

CONCLUSIONS

These factors were found in patients with OI: scoliosis, biconcave vertebrae, vertebral and chest deformity, unilateral rib, and thoracolumbar kyphosis.

The thoracolumbar kyphosis is highly associated with thoracic hypokyphosis in patients with OI.

Table 3: Thoracic and thoraco-lumbar kyphosis main measures

Figure 1: Biconcave vertebrae. Source: SAME ISCMSP

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Figure 2: Severe scoliosis in the OI patient. Source: SAME-ISCMSP

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Figure 3. Thorax deformity and unilateral rib. Source: SAME-ISCMSP

Figure 4. Thoraco-lumbar kyphosis. (Cobb T10-L2: 40 degrees) Source: SAME

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The spine in patients with Osteogenesis Imperfecta: a latent classes analysis

Marcos Vaz de Lima, M.D.;

Fabiana Vaz de Lima, M.D., PhD

Miguel Akkari, M.D., PhD;

Hugo Cogo-Moreira, PhD.;

Claudio Santili, M.D., PhD;

Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Irmandade da Santa Casa

de Misericórdia de São Paulo, São Paulo, Brasil

Corresponding Author

Dr. Marcos Vaz de Lima

Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Irmandade da Santa Casa

de Misericórdia de São Paulo;

Rua Dr. Cesário Mota Júnior, 112

São Paulo/SP, Brasil

Zip Code: 01221-020

Phone / fax: 55 11 2176-7000.

marcos.lima@fcmsantacasasp.edu.br

ABSTRACT

Background: Osteogenesis Imperfecta (OI) is a hereditary connective tissue

disorder that leads to bone weakness and deformities, especially in the spine.

Although some classification had been developed, most of them are just

model-based methods or even consider the spine itself. Purpose: The aim of

this study was to find different patterns and distinguish homogenous groups

based on spine deformities in patients with OI. Methods: Latent class

analysis (LCA), a model-based approach to cluster individuals into distinctive

groups (here called, latent classes), was used to identify such unobserved

subgroups comprised of similar individuals. Results: Two latent classes were

obtained (1 and 2) indicating severity of spine deformities in the OI carrier. Conclusion: There are two groups of spine deformity in the patients with OI.

Keywords: Spine; Scoliosis; Osteogenesis Imperfecta.

INTRODUCTION

Osteogenesis Imperfecta (OI) is a hereditary connective tissue disorder

due to a qualitative or quantitative defect of type I collagen. OI is a rare

disease, occurring in one case per 15,000 to 20,000 births and affecting one

in every 200,000 individuals, however there are no citations in the literature

about the predominance of race or gender (Byers, Steiner, 1992).

The main features of OI are ligamentous laxity, osteopenia, short

stature, fractures caused by mild trauma, progressive skeletal deformities,

and additional clinical manifestations including blue sclera, dentinogenesis

imperfecta, and deafness (Sillence et al, 1979).

Bone fragility in the spine usually leads to serious consequences. The

vertebrae can easily break, either in an acute or a chronic form, and they

commonly present deformed and with a biconcave shape due to the pressure

exerted by the intervertebral discs at the endplate of the vertebrae (Figure 1).

The prevalence of scoliosis in the OI patients ranges from 39 to 100%

according to the literature (Ishikawa et al, 1996), very high when compared to

the same ratio in the general population (idiopathic scoliosis), which is close

to 2% according to the classic study of Shands and Eisberg (1955). In our

previous study 76% of the OI patients had the deformity (Vaz de Lima et al,

2015).

Figure 1: Biconcave vertebrae

Source: SAME - ISCMSP

Axial skeleton changes can lead to substantial functional disability associated

with a painful clinical condition and, in severe cases (Figure 2), even signs of

radicular spinal neurological impairment (Hanscom, 1992). In addition,

patients with considerable deformities of the thoracic cage still show

decreased lung ventilatory capacity, and the cardio-respiratory complications

are the major cause of late morbidity and mortality (Widmann, 1999).

Figure 2: Severe scoliosis with rib and cage deformity

Source: SAME - ISCMSP

The aim of this study was to find patterns in spinal deformities in

patients with OI and separate them into groups.

METHODS This study was conducted at the Osteometabolic Diseases Group of Pediatric

Orthopaedics and Traumatology Group, Department of Orthopaedics and

Traumatology from Irmandade da Santa Casa de Misericordia de Sao Paulo -

CROI MS (OI Reference Center of the Ministry of Health). It was approved by

the Ethics and Research Committee and, when necessary, data was collected

from medical records of the Department of Medical Records of the Irmandade

da Santa Casa de Misericordia de Sao Paulo (SAME-ISCMSP).

Inclusion criteria: to be an OI carrier, have panoramic X-rays in frontal and

lateral views (coronal and sagittal) of the spine, and agree to sign the consent

form (or responsible person in case of underaged). Patients with any other

metabolic bone disease except OI were excluded, as were those who

underwent surgery for correction of spinal deformity and did not have

preoperative radiographs, or those who did not agree to sign the consent.

Radiographic Evaluation and Measurements Radiographs of the spine were evaluated in the coronal (anterior-posterior)

and sagittal (lateral) views, in the standing position, of all patients included in

the study, except in the cases of the non-ambulating patients, in which the

radiographs were obtained in the sitting position. Angles were measured

according to the Cobb method (1948) for scoliosis, lumbar lordosis, and

thoracic kyphosis, which consists of measuring the angle between the line

perpendicular to the upper terminal plates of the first vertebra and the lower

vertebra that belongs to the curve (all angles were dichotomized generating

two categories of answers: presence/absence of pathology). We observed the

presence or absence (dichotomous variable) of the following changes:

biconcave vertebrae, chest and vertebral deformities, unilateral rib, and

thoracolumbar kyphosis. The greater curve was considered the primary one,

and the secondary curve considered compensatory. The thoracolumbar

transition, defined as a neutral zone, was limited proximally by the eleventh

thoracic vertebra and the second lumbar vertebra distally (i.e., included the

T11, T10, L1, and L2 vertebrae), and considered pathological when presented

any angulation. Statistical Analysis To identify an organizing principal for a complex array of empirical categorical

(qualitative) data, latent class analysis (LCA) was conducted considering 13

qualitative measures were taken: scoliosis presence, Cobb angle of thoracic

and lumbar curve, sagital cobb angle, presence of thoraco-lumbar kyphosis,

principal e secondary curve position and cobb angle, and the presences of

biconcavae vertebrae, deformed vertebra, thoracic cage deformity and

unilateral rib. LCA is a form of cluster analysis initially introduced by

Lazarsfeld and Henry in 1968, being used as a way to evaluate the diagnostic

accuracy of a test when there is not a gold standard against which to compare

it. To compare different numbers of latent classes’ solutions, different

information criterion indices were used together with the clinical observation:

Akaike’s Information Criterion (AIC); the Bayesian information criterion (BIC),

in which small values correspond to better fit; and the sample size-adjusted

BIC (ssaBIC). The Lo-Mendell-Rubin (LMR) test (Lo et al, 2001, Vuong et al,

1989) and bootstrapped likelihood ratio test (BLRT) were used to test the

number of classes in this mixture analysis procedure; the former is obtained

by running the k-class and k-1 class analyses and using the derivatives from

both models to compute the p-value (a low p-value rejects the k-1 class model

in favor of the k-class model). The latter is obtained by bootstrapping,

following the procedure described in Asparouhov and Muthén (2013). The

quality of the model was evaluated according to the entropy criterion, in which

the values range from 0 to 1, where values close to 1 indicate good

classification.

To verify if the best class solution (number of relatively homogenous groups

underlying the 13 observed indicators) is predicted by to children’s age and

gender, the 3-step method for latent class predictor variables was used

(Asparouhov, 2013). All analysis were conducted via Mplus version 6.12.

RESULTS Descriptive statistics Seventy patients with OI who attended said service between 2009 and 2010

were selected. Eight patients were excluded because they underwent surgery

to correct deformities of the spine and lacked adequate preoperative

radiographs. Of the total 62 patients included in the study, 34 were female

(54.83 %) and 28 male.

Inferential analysis Table 1 indicates the fit indices from two to four classes solution. Among the

AIC, BIC, and ssaBIC the lowest value, the better is the model. However, the

decision for the best model might not be based on statistics exclusively. It is

necessary to have a clinical interpretability, because the more classes are

extracted, the better the model solution and, as consequence, less

parsimonious the model. Two classes solution was decided as the best

model; the four classes solution returned an inadmissible solution (the best

loglikelihood was not replicated). Table 1 also showed the probabilities of

endersoment

Table!1!–!Model!fit!indices!from!two!to!four!classes!solution.!!

! ! ! ! ! ! !!! AIC! BIC! ssaBIC!

LMR!Test!!!!!!!!(p?value)! BLRT!(p?value)! Entropy!

2!classes! 828.234! 894.175! 796.640! 0.0004! <0.0001! 0.929!3!classes! 792.262! 892.238! 744.361! 0.0058! <0.0001! 0.990!4!classes! *! *! *! *! *! *!

The two-classes solution had the best fit indices and clinical interpretability,

dividing the sample in categories called: severe (1) and moderate (2).

Univariate entropy (Table 2) showed among the 13 indicators which ones is

more helpful to discriminate both classes, being the highest value scoliosis

and main COBB (both with h = 0.379). The worst indicator was the thoracic

curve (r = 0.015).

Table 2 – Univariate entropy for each radiographic evaluation

Indicator!Univariate!entropy!(h)!

SCOLIO! 0.379!THOKH! 0.127!SAGCOBB! 0.162!LUMBLOR! 0.088!TLKH! 0.176!MAINCOBB! 0.379!SECCOBB! 0.145!THOCUR! 0.015!LUMCUR! 0.098!BICOVER! 0.322!VERTDEFF! 0.325!THODEFF! 0.285!UNILROB! 0.037!

Figure 3 shows the two classes solution. The greater the distance of each

point between the lines indicates the most powerful variable to distinguish

both groups. Scoliosis, thoraco-lumbar kyphosis, main curve, presence of

biconcavae vertebrae, vertebral deformity and thoracic cage deformity

showed up the higher values at the end.

Figure 3: two classes solution

Lack of evidences regarding the two distal predict: gender (Odds ratio =

0.896; p-value = 0.840) and children’s age (Odds ratio = 0.987, p-value =

0.575).

DISCUSSION The prevalence of scoliosis in patients with OI varies between 25 and 100%

according to the literature (Benson et al, 1978, 1981, Watanabe et al, 2007).

In our previous study 47 patients (76% of cases) had the deformity (Vaz de

Lima et al, 2015). In 68% of cases the main curve in the thoracic region was

observed with the convexity to the right, similar to the pattern that is most

commonly found in idiopathic scoliosis (Watanabe et al, 2007,King et al,

1974) and this variable showed to be determinant for the two classes

analisys.

Ishikawa et al (1996) identified the presence of biconcave vertebrae as a risk

factor for developing severe spinal deformity. Indeed, 58% of our patients had

this feature. Yet our evaluation showed that the vertebral deformity is present

in 61% of cases, the deformation of the chest in 35%, among with other

significant variables such as cobb angle of the main curve and thoraco-lumbar

kyphosis. Renshaw et al (1979) had also identified these radiographic risk

factors for negative outcomes.

Abelin et al (2008) evaluated the appearance of deformities of the spine and

changes of physiological sagittal plane curves that can be explained by

multiple fractures of the spine compression, reducing the height of the bodies.

These progressive changes of the trunk are responsible for global sagittal

imbalance. However, only 18 patients with Ol participated in that study. In

patients with OI, thoracic kyphosis was statistically significantly higher in the

control group, showing the importance of this variation. The presence of

thoracolumbar kyphosis is always pathologic (Janus et al, 2000). The SRS

itself also defined the region as a neutral zone without angulation in the

coronal and sagittal planes. Deformities of the spine in these patients are

caused in part by microfractures. The thoracolumbar region is burdened by

the rib cage and the trend is to increase the kyphosis, as in normal people,

where the fracture of the thoracolumbar spine usually defaults to segmental

kyphosis (Bernhardt, 1989).

Sillence et al proposed the most important and world wide used classification,

using phenotypic variables, but never considered the spine as one of them,

turning to be useless for our avaliation at the end.

Hanscom et al (1992) evaluated 43 patients with OI and spinal deformity,

which were placed in six well-defined groups based on a set of radiological

alterations. The radiographic criteria used for classification include the shape,

dimensions, and appearance of long bones, pelvis in the presence of clover

and acetabular protrusion, and the shape of the vertebrae. This study,

however, did not consider only the spine, since it takes into account changes

in the basin and the long bones. Patients could be classified more accurately

when the dynamic nature of radiographic changes were recorded.

Furthermore, the authors observed a difficulty in that progressive X-rays are

needed to facilitate classification. That is, it is only effective in cases where

periodic radiographic records for some years are present, because in those

cases it would be possible to distinguish the groups more efficiently, otherwise

it is poorly reproducible.

Koerber et al (2011) introduced a new classification of spinal abnormalities in

patients with OI, but used only lateral view X-rays, as a mathematical

modeling taking into account not only the direct influences of the individual

input parameters according their clinical relevance but also the interacting

correlations and influences (2nd and 3rd order). Also, statistically it is not

found any evidences regarding the proposed method testing if there is, in fact,

four groups underlying the proposed criterion (for example, LCA or clustering

methods). This mathematical model is a deterministic method and, as

consequences, it implies and exact prediction of an outcome. However, it is

expected that a prediction will not be perfect, having inevitably errors (e.g.,

misclassification). In fact, the authors came up with a severity classification

which actually in our opinion is complex to understand and hardly

reproducible.

Latent class analysis (LCA) has emerged and used recently works to find

homogeneous classes (also called groups or clustering) of subjects

underlying a conjunction of criterion, symptoms or manifestation, for example,

subaxial cervical spine injury classification, identification of clusters of MRI

findings from people with LBP and that those clusters can be grouped into

degenerative pathways that are biologically plausible and also for

AO spine injury classification system’s revision, and underlying groups’ data

on low back pain and back-related functional limitations at 18, 19, and 21

years of age (Akaike, 1973 and 1983, Goodman, 1974).

LCA is a statistical model and, in contrast to the deterministic model, it is not

expected: a) that the model accounts for all the relevant causes of the

outcome, b) that the differences in outcome in ideal replication can be

ignored, or c) that the same outcome will result from the same known

circumstances (Andrich, D. 1991).

In our study the solution of two groups of latent classes proved to be the most

effective showing two different patterns of gravity when considering the

following parameters: presence of scoliosis, main curve’s cobb angle, and

presence of thoracolumbar kyphosis, biconcave vertebrae, deformity vertebra

and rib cage. We named these groups as severe (type 1) and moderate (type

2).

CONCLUSION

There are two groups of spine deformity in the OI patients, severe (type 1)

and moderate (type 2).

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CONSIDERAÇÕES FINAIS Os artigos aqui apresentados demonstraram grande relevância científica frente à escassez de literatura do assunto e devido às suas qualidades contribuirão de forma significativa para um melhor entedimento das alterações na coluna vertebral dos portadores de OI.

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Resumo

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de Sillence [Tese]. São Paulo: Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo; 2011.

A Osteogenesis Imperfecta (OI) caracteriza-se por uma alteração do colágeno tipo I, elemento fundamental da estrutura óssea, causando uma osteopenia difusa que predispõe a fraturas e deformidades. A doença é classificada em quatro tipos de acordo com as suas diferentes formas clínicas, de acordo com Sillence. Dentre as diversas alterações músculo-esqueléticas consequentes da OI, a deformidade da coluna vertebral foi objeto de nosso estudo. Foi realizado um estudo transversal no qual 62 portadores de OI que frequentaram o Ambulatório de Doenças Osteometabólicas do Grupo de Ortopedia e Traumatologia Pediátrica do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Irmandade da Santa Casa de Misericórdia de São Paulo entre 2009 e 2010 foram incluídos. Os pacientes foram classificados de acordo com Sillence e submetidos a radiografias da coluna tóraco-lombar. Parâmetros de avaliação quantitativa e qualitativa das deformidades vertebrais foram utilizados e depois relacionados com os tipos da classificação de Sillence. Foram analisados dados gerais dos portadores de OI e específicos de cada tipo individualmente, e então feita a análise destes resultados. Neste estudo a escoliose foi muito mais freqüente nos portadores de OI (76%) em relação a dados da literatura referentes à população geral (2-5%). A presença e a gravidade destas deformidades e de outros parâmetros radiográficos analisados (deformidade da vértebra e do tórax, vértebra bicôncava, costela unilateral, cifose tóraco-lombar) foram relacionadas à gravidade doença, sendo mais comuns as alterações, na ordem crescente, nos tipos I, IV e III.

Palavras-chave: 1. Osteogenesis imperfecta/radiografia 2. Osteogenesis imperfecta/ classificação 3. Escoliose

Abstract

Lima MV. Clinical and radiographic evaluation of the spine in patients with Osteogenesis Imperfecta and its association with the classification of Sillence [Thesis]. São Paulo: Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo; 2011.

The Osteogenesis Imperfecta (OI) is characterized by a change of type I collagen, a key element of the bone structure, causing a diffuse osteopenia that predisposes to fractures and deformities. The disease is classified into four types according to their different clinical forms, according to Sillence. Among the various musculoskeletal changes resulting from OI, the spinal deformity was the object of our study. We conducted a cross-sectional study including 62 patients with OI who attended the Osteometabolic Diseases Clinic of the Group of Pediatric Orthopedics and Traumatology from the Department of Orthopedics and Traumatology of the Irmandade da Santa Casa de Misericordia de Sao Paulo between 2009 and 2010. Patients were classified according to Sillence and underwent radiographs of the thoracic and lumbar spine. Quantitative and qualitative parameters assessment of vertebral deformities were used and related to the types of classification of Sillence. We analyzed general and specific data of patients with OI to each type individuall.

In this study, scoliosis was more frequent in patients with OI (76%) compared to literature reports concerning the general population (2-5%). The presence and severity of these deformities and other radiographic parameters analyzed (deformity of the vertebrae and thorax, biconcave vertebrae, unilateral rib, thoracolumbar kyphosis) were related to disease severity, in ascending order, the type I, III and IV.

Keywords: 1. Osteogenesis imperfecta / radiography 2. Osteogenesis imperfecta / Classification 3. Scoliosis

Apêndices

Figura 1. Vértebra bicôncava

Figura 2. Escoliose de alto valor angular, portador de OI do tipo lll de Sillence

Figura 3. Cifose tóraco-lombar

Figura 4. Quadro clínico: inspeção estática de portadora de OI do tipo l de Sillence

Figura 5. Quadro Radiológico da coluna de portador de OI do tipo I de Sillence (mesma paciente da figura 4)

Figura 6. Escoliose com deformidade de vértebra e caixa torácica e presença de costela unilateral