Skip to main content
NCBI home page
Revista Brasileira de Ortopedia logoLink to Revista Brasileira de Ortopedia
. 2019 Mar 1;54(1):104–108. doi: 10.1016/j.rboe.2017.07.009

Simultaneous Bilateral Knee Varus Stress Radiographic Technique *

Felipe Moreira Borges 1, Jacqueline Vieira de Castro 1, Nicholas Kennedy 2, Marcio Balbinotti Ferrari 1, Joao Luiz Ellera Gomes 1,✉
PMCID: PMC6415503  PMID: 31363254

Abstract

Varus stress radiographs are reported as an effective and cost-beneficial diagnostic and decision-making tool for lateral knee injuries, both in the acute and chronic settings. The opening of the lateral compartment is reported to vary according to the number of structures injured, helping to differentiate isolated fibular collateral ligament injury from grade-III posterolateral corner injury. The conventional technique requires the physician or another healthcare provider to apply manual varus stress while obtaining the radiograph on one knee at a time. The present study aimed to describe, in detail, the preferred method of the authors to assess the opening of the lateral compartment in both knees simultaneously, which also avoids the need for the examiner to be present in the imaging room.

Keywords: knee, fractures, stress, radiography

Introduction

The posterolateral corner is an important knee ligamentous structure to knee stability, preventing posterior translation and varus/external rotation. 1 Injuries of this knee ligamentous complex were considered rare injuries in the past, however, a better understanding of the anatomy and better diagnostic resources are suggesting that the real incidence of these injuries are higher. 2 A prospective study estimates that these lesions are presented in 16% of all ligament knee injuries and 9.1% of all acute knee injuries with hemarthrosis. 3 Due to the severe consequences of untreated injuries, the correct diagnosis and treatment of these ligament injuries are essential to avoid future sequelae. A thorough physical examination combined with associated imaging techniques are essential to correctly diagnose these injuries. The purpose of this technical note is to describe in detail our preferred varus stress radiographic technique to evaluate these injuries.

Technique

Following physical examination of the knee, the patients who would benefit from varus stress radiographs are selected. The patient is brought to the radiographic room and placed in supine position. Following this, the patient is asked to extend the limbs and, place both knees and ankles together. During this period the patient is asked to relax both limbs. A Velcro belt is used at the supramalleolar site, keeping both medial malleolus in contact with each other ( Fig. 1 ). During this period, it is important to check the anatomic position of the limbs is correct by ensuring that both patellas are perpendicular to the radiographic table. Following this, attention is then turned to the knee.

Fig. 1.

Fig. 1

Open in a new tab

The patient is placed supine on the radiographic table and asked to extend the knees. The ankles and thighs of both limbs are placed in contact. Following this, a Velcro belt (yellow arrow) is used at the supramalleolar level to keep the medial malleoli in contact.

Soft Wedge Positioning

Once the Velcro strip is placed around the ankles, at the supra-malleolar level, a soft wedge ( Fig. 2 ) is used to apply the varus stress on the knee. Ensuring the correct positioning of the limbs, the soft wedge (made of Ethylene vinyl acetate) is gently placed between the knees that were in close contact. The smaller aspect of the wedge (tip) is directed proximally, while the base of the wedge should remain at the tibial tuberosity level. The physician must ensure that the medial malleoli are in contact and the Velcro belt did not change the position. When inserting the soft wedge between the thighs, the limbs tend to abduct; however, the Velcro belt placed around the ankles avoid the limb displacement. The result vector is a varus stress performed simultaneously in both knees ( Fig. 3 ). This test is able to detect lateral laxity simultaneously and bilateral, taking only one radiographic ( Fig. 4 ). This technique can be performed with the knee in flexion or extension, removing the soft pad on the popliteal fossa to perform in extension. Once all the previous steps are performed, the physician must ensure that both patellas are at the same level. Following this, the radiographic tube is placed 1 m from the radiographic cassette and centered on both patellas and the image is acquired. Advantages and disadvantages of our technique is presented in Table 1 , while Table 2 shows the pearls and pitfalls of this technique.

Fig. 2.

Fig. 2

Open in a new tab

Following the application of the Velcro strip (yellow arrows) around both ankles at the supramelleolar level, attention is turned to the application of varus stress on the knee. A soft wedge (white arrows), made of Ethylene vinyl acetate, is placed between the knees. It is important to ensure that the base of the wedge is positioned at the tibial tuberosity level and the tip of the wedge is at the distal femur level.

Fig. 3.

Fig. 3

Open in a new tab

Once the Velcro belt (yellow arrow) and the soft wedge (white arrow) are correct placed, the force vector applied on the knee simulates the varus manual stress radiographs. Of note, it is essential to ensure that both patellas are perpendicular to the radiographic table and that the patellar level is the even (yellow line).

Fig. 4.

Fig. 4

Open in a new tab

The final bilateral simultaneous varus stress radiograph is showed in this picture. The soft wedge placed between the knees and the Velcro belt at the supramalleolar level produce a varus stress in both knees at the same time, requiring just one radiograph to evaluate side to side difference in the lateral compartment. The yellow arrows show the lateral gapping. R, right; L, left.

Table 1. Advantages and disadvantages of our technique.

Advantages Disadvantages
Does not require an additional health care professional to apply the stress force Needs further studies to confirm the efficacy of this technique
Decreases the need of radiographs due to the evaluation of both knees at the same time Must be changed in patients with immobilization/external fixation in the leg
Side to side difference can be compared, ensuring that the same force was applied May not be possible to evaluate the knees bilaterally in extreme obese patients
Easy and cost-effective technique
Can be performed both at extension and 20–30 degrees of flexion
Open in a new tab

Table 2. Pearls and pitfalls of our technique.

Pearls Pitfalls
Use the soft pad under the popliteal fossa to achieve the knee flexion Radiographs in internal rotation may cause differences in the measurements
Ensure that the rotation and level of the limbs are correct
The correct position of the soft wedge and the Velcro belt is key to reproduce the varus stress
Open in a new tab

Discussion

Magnetic resonance images (MRI) have an important role in the diagnosis of knee ligament injuries. 4 However, this imaging modality is limited when considering the evaluation of the posterolateral corner of the knee due to its complex anatomy of the ligamentous structures of the posterolateral corner. Varus stress radiographs are an objective and reliable imaging technique for evaluating posterolateral corner injury. 5 6

When using stress radiographs due to interpatient variability, a comparison with the contralateral side is important to evaluate the side-to-side difference. While cadaveric studies such as LaPrade et al. 5 have described objective measurements for lateral compartment opening associated with both isolated FCL, 2.7 mm, and combined PLC injuries, 4.0 mm, there is a relative paucity of data in regards to clinical studies evaluating varus stress radiographs. James et al. performed a systematic review evaluating the use stress radiography for the diagnosis of knee ligament injuries, which looked at numerous stress techniques, including four varus stress techniques. 7 They concluded more clinical studies were needed to establish diagnostic gapping benchmarks. They also were unable to find any consensus on superiority of varus stress radiographs when compared with other diagnostic tests.

Gwathmey et al. 6 correlated the results of varus stress radiographs with MRI findings in patients with posterolateral corner injuries and found that stress radiographs were consistent with the severity of the injuries described on the MRI. In patients with a MRI demonstrating a partial lesion of the posterolateral corner the varus opening was 12.8 mm and those with complete lesions the varus opening increased to 18.6 mm. Furthermore, the authors reported that stress radiographs were essential during the evaluation of partial tears to this complex, becoming a complementary tool for stabilization decision.

Our technique, described in details, is a reliable and cost-effective technique for varus stress test. This technique includes the advantages of less radiation exposure due to the fact that both knees are evaluated at the same time and with the same force applied. Furthermore, there is no necessity for another healthcare provider to be in the X-ray room to apply the stress, thereby decreasing the radiation to health care employees.

Final Remarks

In conclusion, varus radiographs are an important diagnostic and decision making tool in a knee with multi-ligamentous or lateral complex injury, both in acute and chronic settings. While further studies need to be done to evaluate efficacy, we believe that our technique is reliable and cost-effective and has additional advantages compared with conventional varus stress techniques previously described in the literature.

Conflito de interesses Os autores declaram não haver conflito de interesses.

*

Investigação realizada no Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Porto Alegre, RS, Brasil.

*

Investigation performed at the Hospital de Clinicas de Porto Alegre, Porto Alegre, RS, Brazil. Published by Elsevier Editora Ltda. © 2017 Sociedade Brasileira de Ortopediae Traumatologia.

Referências

  • 1.Gollehon D L, Torzilli P A, Warren R F. The role of the posterolateral and cruciate ligaments in the stability of the human knee. A biomechanical study. J Bone Joint Surg Am. 1987;69(02):233–42. [PubMed] [Google Scholar]
  • 2.Chahla J, Moatshe G, Dean C S, LaPrade R F. Posterolateral corner of the knee: current concepts. Arch Bone Jt Surg. 2016;4(02):97–103. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.LaPrade R F, Wentorf F A, Fritts H, Gundry C, Hightower C D. A prospective magnetic resonance imaging study of the incidence of posterolateral and multiple ligament injuries in acute knee injuries presenting with a hemarthrosis. Arthroscopy. 2007;23(12):1341–7. doi: 10.1016/j.arthro.2007.07.024. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Farshad-Amacker N A, Potter H G. MRI of knee ligament injury and reconstruction. J Magn Reson Imaging. 2013;38(04):757–73. doi: 10.1002/jmri.24311. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.LaPrade R F, Heikes C, Bakker A J, Jakobsen R B. The reproducibility and repeatability of varus stress radiographs in the assessment of isolated fibular collateral ligament and grade-III posterolateral knee injuries. An in vitro biomechanical study. J Bone Joint Surg Am. 2008;90(10):2069–76. doi: 10.2106/JBJS.G.00979. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 6.Gwathmey F W, Jr, Tompkins M A, Gaskin C M, Miller M D. Can stress radiography of the knee help characterize posterolateral corner injury? Clin Orthop Relat Res. 2012;470(03):768–73. doi: 10.1007/s11999-011-2008-6. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 7.James E W, Williams B T, LaPrade R F. Stress radiography for the diagnosis of knee ligament injuries: a systematic review. Clin Orthop Relat Res. 2014;472(09):2644–57. doi: 10.1007/s11999-014-3470-8. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
Rev Bras Ortop (Sao Paulo). 2019 Mar 1;54(1):104–108. [Article in Portuguese]

Técnica radiográfica de estresse em varo bilateral simultâneo *

Resumo

As radiografias de estresse em varo são descritas como uma técnica efetiva e econômica de diagnóstico e tomada de decisão em lesões laterais do joelho, tanto no contexto agudo quanto crônico. A abertura do compartimento lateral varia de acordo com o número de estruturas danificadas, ajudando a diferenciar lesões isoladas do ligamento colateral fibular das lesões do canto posterolateral de grau III. A técnica convencional exige que o médico ou outro profissional de saúde aplique estresse em varo manual ao obter a radiografia em um joelho de cada vez. O presente estudo teve como objetivo descrever, em detalhes, o método preferido dos autores para avaliar a abertura do compartimento lateral em ambos os joelhos simultaneamente, o que também evita a necessidade da presença do examinador na sala de imagem.

Palavras-chave: joelho, fraturas, estresse, radiografia

Introdução

O canto posterolateral é uma importante estrutura ligamentar do joelho para estabilidade da articulação, pois impede a translação posterior e a rotação em varo/externa. 1 As lesões neste complexo ligamentar do joelho eram consideradas raras, mas um entendimento melhor da anatomia e os melhores recursos diagnósticos sugerem que sua incidência real seja maior. 2 Um estudo prospectivo estima sua presença em 16% de todas as lesões nos ligamentos do joelho, e em 9,1% de todas as lesões agudas do joelho com hemartrose. 3 Devido às consequências graves das lesões não tratadas, o diagnóstico e o tratamento correto destas lesões ligamentares são importantíssimos para evitar sequelas futuras. O exame físico meticuloso combinado às técnicas de imagem é essencial para o diagnóstico correto destas lesões. O objetivo da presente nota técnica é descrever em detalhes nossa técnica radiográfica preferida de estresse em varo para avaliação destas lesões.

Técnica

Após o exame físico do joelho, os pacientes que seriam beneficiados pelas radiografias de estresse em varo são escolhidos. O paciente é levado para a sala de radiografia e colocado em decúbito dorsal. A seguir, o paciente deve estender os membros e juntar os joelhos e tornozelos. Os dois membros devem ficar relaxados. Uma fita de Velcro é usada no sítio supramaleolar para manter o contato entre os dois maléolos mediais ( Fig. 1 ). Neste período, é importante verificar se a posição anatômica dos membros está correta, assegurando que as duas patelas estejam perpendiculares à mesa radiográfica. A seguir, a atenção é voltada para o joelho.

Fig. 1.

Fig. 1

Open in a new tab

O paciente é colocado em decúbito dorsal na mesa radiográfica e estende os joelhos. Os tornozelos e as coxas dos dois membros devem ficar em contato. A seguir, uma fita de Velcro (seta amarela) é usada à altura supramaleolar para manter o contato entre os maléolos mediais.

Posicionamento do triângulo de espuma

Após a colocação da fita de Velcro em volta dos tornozelos, à altura supramaleolar, o triângulo de espuma ( Fig. 2 ) é usado para aplicação do estresse em varo no joelho. Assegurando o posicionamento correto dos membros, o triângulo de espuma (feito de etileno acetato de vinila) é gentilmente colocado entre os joelhos que estavam bem próximos. O aspecto menor da espuma (ponta) fica em direção proximal, enquanto a base do triângulo continua à altura da tuberosidade tibial. O médico deve assegurar que os maléolos mediais estejam em contato, e que a fita de Velcro não mude a posição. Ao inserir a espuma entre as coxas, os membros tendem a abduzir; no entanto, a fita de Velcro colocada em volta dos tornozelos evita o deslocamento dos membros. O vetor resultante é um estresse em varo realizado de maneira simultânea nos dois joelhos ( Fig. 3 ). Este exame é capaz de detectar a lassidão lateral simultânea e bilateral em uma única radiografia ( Fig. 4 ). Esta técnica pode ser realizada com o joelho em flexão ou extensão; neste último caso, a espuma é removida da fossa poplítea. Depois da realização de todas as etapas anteriores, o médico deve assegurar que as duas patelas estão à mesma altura. A seguir, o tubo radiográfico é colocado a 1 metro do cassete radiográfico, centralizado nas duas patelas, e a imagem é adquirida. As vantagens e desvantagens de nossa técnica são apresentadas na Tabela 1 , enquanto a Tabela 2 mostra seus prós e contras.

Fig. 2.

Fig. 2

Open in a new tab

Após a colocação da fita de Velcro (setas amarelas) em volta dos tornozelos à altura supramaleolar, a atenção é dedicada à aplicação do estresse em varo no joelho. O triângulo de espuma (setas brancas), feito com etileno acetato de vinila, é colocado entre os joelhos. É importante assegurar o posicionamento da base do triângulo à altura da tuberosidade tibial e da ponta do triângulo à altura do fêmur distal.

Fig. 3.

Fig. 3

Open in a new tab

Depois da colocação correta da fita de Velcro (seta amarela) e do triângulo de espuma (seta branca), o vetor de força aplicado no joelho simula o estresse em varo manual das radiografias. É importante notar que é essencial que as duas patelas sejam perpendiculares à mesa radiográfica e que a altura patelar seja regular (linha amarela).

Fig. 4.

Fig. 4

Open in a new tab

A radiografia bilateral final de estresse em varo simultâneo é mostrada nesta figura. O triângulo de espuma colocado entre os joelhos e a fita de Velcro à altura supramaleolar produzem um estresse em varo nos dois joelhos ao mesmo tempo; assim, apenas uma radiografia é necessária para a avaliação da diferença lado a lado do compartimento lateral. As setas amarelas mostram o espaço lateral. Abreviaturas: D, direita; E, esquerda.

Tabela 1. Vantagens e desvantagens de nossa técnica.

Vantagens Desvantagens
Não requer outro profissional de saúde para aplicar a força de estresse Mais estudos são necessários para confirmar a eficácia desta técnica
Reduz a necessidade de radiografias devido à avaliação dos dois joelhos ao mesmo tempo Deve ser alterada em pacientes com imobilização/fixação externa da perna
A diferença entre os lados pode ser comparada, assegurando a aplicação da mesma força A avaliação bilateral dos joelhos pode não ser possível em pacientes extremamente obesos
Técnica fácil e de boa relação custo-benefício
Pode ser realizada em extensão e em 20 a 30 graus de flexão
Open in a new tab

Tabela 2. Prós e contras da nossa técnica.

Prós Contras
Use a espuma sob a fossa poplítea para obter a flexão dos joelhos As radiografias em rotação interna podem causar diferenças nas medidas
Assegurar que a rotação e a altura dos membros estão corretas
O posicionamento correto da espuma e da fita de Velcro é essencial para reproduzir o estresse em varo
Open in a new tab

Discussão

A ressonância magnética (RM) tem um importante papel no diagnóstico de lesões no ligamento do joelho. 4 No entanto, esta modalidade de imagem é limitada para a avaliação do canto posterolateral do joelho devido à anatomia complexa de suas estruturas ligamentares. As radiografias de estresse em varo são uma técnica de imagem objetiva e confiável para avaliação de lesões no canto posterolateral. 5 6

Devido à variabilidade interpacientes, é importante comparar as radiografias de estresse à imagem contralateral para avaliação da diferença de um lado para o outro. Embora estudos em cadáveres, como o realizado por LaPrade et al, 5 tenham descrito medidas objetivas da abertura do compartimento lateral associadas a lesões isoladas no ligamento colateral fibular (2,7 mm), e de lesões combinadas no ligamento cruzado posterior (4,0 mm), há uma relativa escassez de dados de estudos clínicos com avaliação das radiografias de estresse em varo. James et al realizaram uma revisão sistemática do uso de radiografias de estresse para diagnóstico de lesões em ligamentos do joelho, com numerosas técnicas, inclusive quatro técnicas de estresse em varo. 7 Estes autores concluíram que mais estudos clínicos são necessários para o estabelecimento das variáveis de referência diagnóstica. Os autores também não conseguiram chegar a qualquer consenso acerca da superioridade das radiografias de estresse em varo em comparação a outros exames diagnósticos.

Gwathmey et al 6 correlacionaram os resultados das radiografias de estresse em varo aos achados de RM em pacientes com lesões do canto posterolateral, e descobriram que estas imagens eram condizentes com a gravidade das lesões descritas na RM. Nos pacientes com uma RM que mostrava uma lesão parcial do canto posterolateral, a abertura em varo era de 12,8 mm, e naqueles com lesões completas, a abertura em varo aumentava para 18,6 mm. Além disso, os autores relataram que as radiografias de estresse eram essenciais durante a avaliação das lacerações parciais neste complexo, passando a ser uma ferramenta complementar na decisão de estabilização.

Nossa técnica, descrita em detalhes, é confiável e apresenta boa relação custo-benefício no exame de estresse em varo. Esta técnica tem como vantagem a menor exposição à radiação devido à avaliação dos dois joelhos ao mesmo tempo e com a mesma força aplicada. Além disso, não há necessidade da presença de outro profissional de saúde na sala de radiografia para aplicação do estresse, o que reduz a exposição dos funcionários de saúde à radiação.

Considerações finais

Em conclusão, as radiografias em varo são uma importante ferramenta no diagnóstico e na tomada de decisão em um joelho com lesão em múltiplos ligamentos ou no complexo lateral, tanto em casos agudos quanto em crônicos. Embora mais estudos sejam necessários para a avaliação da eficácia, acreditamos que nossa técnica é confiável e tem boa relação custo-benefício, além de outras vantagens em comparação às técnicas convencionais de estresse em varo anteriormente descritas na literatura.

Articles from Revista Brasileira de Ortopedia are provided here courtesy of Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia

RESOURCES