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. 2020 Jun 8;55(5):642–648. doi: 10.1055/s-0040-1709200

Pedicle Screws and Facet Violation - The importance of the Angle between the Facet and the Screw

Rodrigo Amaral 1, Luiz Pimenta 1,2, Angelo Guarçoni Netto 1, Gabriel Henrique Pokorny 1,, Raquel Fernandes 1
PMCID: PMC7575402  PMID: 33093731

Abstract

Objective  To verify whether, regardless of the screw placement technique, there is a safe distance or angle in relation to the facets that can prevent violation of the facet joint when the screws are placed.

Methods  Retrospective, single, comparative, non-randomized center. We evaluated by axial computed tomography: the angle of the screw/rod in relation to the midline, the angle of the center of the facets in relation to the midline, the distance between the head of the screw/rod to the midline, and the distance from the center of the facets to the midline; the violation of the facet joint will be evaluated in a gradation of 0 to 2. Also will be measured the difference between the angle os the facets and the angle of the screws (Δ Angle) and, the difference between the facet distance and the screw distance (Δ Distance).

Results  A total of 212 patients and 397 facets were analyzed (196 on the left and 201 on the right). Of these, 303 were not violated (grade 0), corresponding to 76,32%, and 94 suffered some type of violation (grade 1 and 2), corresponding to 23,68%. The mean of Δ angle was 9.87° +/− 4.66° (grade 0), and of 3.77° +/− 4.93° in facets (grade 1 and 2) ( p  < 0.001), and the Δ mean distance in cases in which there was no violation was 0.94 arbitrary units (a.u.) +/− 0.39 a.u., while the Δ distance in G1 and G2 cases was 0.56 a.u. +/− 0.25 a.u. ( p  < 0.001).

Conclusion  The measurements of angle and distance between facet and screw can help in the placement of screws. These parameters can be used as safety measures with the most frequent use of surgical navigation techniques.

Keywords: pedicle screws, spinal fusion, x-ray computed tomography, retrospective studies

Introduction

Problems related to the lumbar spine are becoming more and more frequent with the increase in life expectancy and the consequent ageing of the population. 1 Because they cause reduced mobility, mechanical pain, and reduced quality of life, these have become one of the main causes of disability in the world population. 2 Sometimes, the treatment of these pains can be conservative; however, many patients are sometimes refractory to these treatments, with most of them requiring, therefore, surgical treatment to resolve their symptoms. 3

Depending on the type of condition to be treated, it is necessary to use supplementation/posterior fixation. 4 5 Multiple techniques for lumbar supplementation/fixation have been proposed and used and, for reducing the risk of neurovascular injuries and for promoting great stabilization of the construction, pedicle screws have become the preferred method for posterior fixation in lumbar surgeries allowing the stability of the operated level. 6 7 8

Several techniques are proposed for the placement of pedicle screws, including the techniques of Magerl, 9 Roy-Camille et al., 10 and Weinstein et al., 11 among others. 12 In addition, with the popularization of minimally-invasive techniques for spine surgery, the quantity of pedicle screws placement by percutaneous technique is increasing. 13 14

However, a problem that is often not taken into account in relation to the placement of these screws is the violation of the facet capsule. 6 8 14 Recent studies show rates ranging from 0 to 80% of facet violation of the adjacent level to the more cranial instrumented vertebra, which vary according to the technique used and the surgeon's experience. 15 16

This facet violation of the most instrumented cranial level is one of the factors that is pointed out by studies as a risk factor for the development of disease of the adjacent level, which can lead to degeneration of the adjacent level, and may result in worsening quality of life, and future need for reoperation for the treatment of this level. 8 17

Thus, the objective of our work is to verify whether, regardless of the screw placement technique, there is a safe distance or angulation in relation to the facets, so that violation of the facet joint can be avoided when the screws are placed.

Materials and Methods

Retrospective, single, comparative, non-randomized study. Approved by the institutional committee of ethics in research under the number 91876318.0.0000.8098.

The study included patients who had fixation by pedicle screws in the lumbar spine and who had computed tomography exams with axial sections of bone window. Patients whose computed tomography exams were of poor quality, not allowing good visualization of the structures necessary for the study, were excluded. Cases involving fractures, malformations or other conditions that would not allow a good visualization of the structures necessary for the study were also excluded.

The evaluation was carried out by two different researchers, with a third evaluator being called to resolve the discrepancies between the measures. The following parameters were measured in the radiological images of computed tomography in axial section in bone window, screw/rod angle to the midline, angle of the center of the facets to the midline and the difference between the screw angle and facet angle (Δ angle) ( Figure 1 A-C ), distance between the head of the screw/rod to the midline, distance from the center of the facets to the midline*(* distances will be measured in arbitrary units with the distance between the center of the facets and the midline of the vertebra equal to 1 arbitrary unit [a.u.]), and the difference between the value of screw distance and the facet distance (Δ distance) ( Figure 1 D-F ).

Fig. 1.

Fig. 1

Figure representing the measurements taken during work. ( A ) Facet angulation; ( B ) Screw/rod angulation; ( C ) Δ facets; ( D ) facet distance; ( E ) Screw/rod distance; ( F ) Δ distance. (Blue: facet measurements; Green: the screws/rods measures).

The violation of the facet joint was evaluated in a gradation of 0 to 2, according to the classification proposed by Tannous et al. 18

The data were compiled in the Excel program and analyzed statistically through the GraphPad Prism 8 (GraphPad Software Inc, La Jolla, CA, USA) software. Student's t-test was used to test differences between quantitative parametric measures and the Mann-Witney test was used for values outside the normal distribution. To compare qualitative measures, the Fischer test or the Chi-squared test was used. Results with p -values lower than 0.05 were considered as statistically significant.

Results

Demographic

A total of 212 patients were included in the study, with a total of 397 facets analyzed (196 on the left and 201 on the right). There was no difference in the number of violations between the left and the right side. Of these, 303 (77%) facets were not violated (grade 0); in 52 (13%) cases, the screw touched the facet slightly (grade 1); and in 42 (10%) cases, there was a facet violation (grade 2) ( p  > 0.05) ( Table 1 ).

Table 1. Table showing the number of violations identified during the study.

Left Right Total
Total 196 201 397
Violation grade 0 (%) 151 (77%) 152 (76%) 303 (76%)
Violation grade 1 (%) 22 (11%) 30 (15%) 52 (13%)
Violation grade 2 (%) 23 (12%) 19 (9%) 42 (11%)

It was also seen that levels T1-L1 were the levels most susceptible to facet violation ( p  < 0.05) ( Table 2 and Figure 2 ).

Table 2. Table showing the number of violations identified by level during the study.

Violation G0 Violation G1 and G2 % of violation
Thoracic 11 7 39.9
L1 11 10 47.6
L2 30 5 14.3
L3 50 20 28.6
L4 131 31 19.1
L5 70 21 23.1

Fig. 2.

Fig. 2

Graph representing the amount of violation between levels T-L1 and L2-L5. * p  < 0.05.

Screw Angulation and Facet Angulation

The mean angulation of the facets in relation to the midline was 18.9° +/− 3.95°; the mean angulation of the screws in relation to the midline was 27.5° +/− 5.7°; and the mean Δ facets was + 8.5°. Since the mean Δ angle was 9.87° +/−  4.66° in facets without violation (grade 0) and of 3.77° +/−  4.93° in facets in which there was violation (grade 1 and 2) ( p  < 0.001) ( Table 3 ).

Table 3. Table showing the mean of the facet angulation, screw angulation and Δ angle.

Facet angulation Screw angulation Δ Angle
Mean (SD) 18° +/− 3.95° 27.5° +/− 5.7° 8.5° +/− 5.28°
Δ angle and violation
Grade 0 Grades 1 and 2 P
Mean (SD) 9.87° +/− 4.66° 3.77° +/− 4.93° < 0.001

Abbreviation: SD, standard deviation.

For the purpose of better analysis and stratification, 3 points were defined for the analysis: Δ smaller than 5°, Δ angle between 5° and 15°, and Δ angle greater than 15°. When Δ facet was less than 5°, there was violation of facets in 65% (63/96) of the cases, while with Δ between 5 and 15°, there was violation of facets in 11% (30/265) of the cases, and with an angle greater than 15°, there was a violation of facets in only 2.7% of the cases (1/36) ( Figure 3 ).

Fig. 3.

Fig. 3

Image showing the proportion of violation in relation to Δ angle. Green: represents non-violation. Red: represents violation.

Screw Distance and Facet Distance

The average distance between the screws and the midline was 1.85 a.u. +/−  0.40 a.u.; thus, the Δ distance was 0.85 a.u. +/−  0.40 a.u. The Δ mean distance in cases in which there was no violation was 0.94 a.u. +/− 0.39 a.u., while the Δ distance in cases of violation (g1 and g2) was 0.56 a.u. +/−  0.25 a.u. ( p  < 0.001) ( Table 4 ).

Table 4. Table showing the mean screw distance and the Δ distance.

Screw distance Δ Distance
Mean (+/− SD) 1.85 +/− 0.40 a.u. 0.85 +/− 0.40 a.u.
Δ distance and violation
Grade 0 Grades 1 and 2 P
Mean (+/− SD) 0.94 +/− 0.39 a.u. 0.56 +/−  0.25 a.u. < 0.001

Abbreviations: a.u., arbitrary units; SD, standard deviation.

Three points were defined for better data analysis: 0.5 a.u.; 0.5 to 1.5 a.u., greater than 1.5 a.u. As evident in cases of screws placed at a distance of less than 0.5 a.u. from the center of the facets, there was a violation in 65% of the cases (38/59), while on screws placed at a distance between 0.5 and1.5 a.u., there was a violation in 17% of cases (56/319), and on screws placed with more than 1.5 a.u., there was no facet violation (0/19) ( p  < 0.001) ( Figure 4 ).

Fig. 4.

Fig. 4

Image showing the proportion of violation in relation to Δ distance. Green: represents non-violation. Red: represents violation.

Receiver Operating Characteristic (ROC) Curve

To verify the ability of the measures to indicate when there was or not a facet violation, the ROC curves method was used. The measures of the angles of the facets, Δ angle and Δ distance presented the following areas under the curve (AUCs): 0.5848; 0.8599; and 0.8195 ( Figure 5 ).

Fig. 5.

Fig. 5

Images demonstrating the receiver-operating characteristic (ROC) curve of the various measures demonstrated in the study. ( A ) Angle of facets; ( B ) Δ angle, and ( C ) Δ distance.

Discussion

Despite being considered the gold standard of posterior fixation for lumbar spine, pedicle screws can cause violation of facet capsules if they are not placed correctly, a factor that can start or accelerate the degeneration process of the adjacent level. 7 19

Facet Violation versus Pedicle Screw Technique

In one of the 1 st studies to compare the risk of facet violation between percutaneous and open techniques, Babu et al. 20 demonstrated that the use of percutaneous screws brought a greater risk of facet violation than the use of open techniques (8.5% versus 2%, p  < 0.05; OR 8.55). These results were similar to those found by Jones-Quaidoo et al., 13 who reported a 13% rate of facet violation with the percutaneous technique against 6% with the use of the open technique. Taking a step forward, researchers performed a meta-analysis comparing the rate of facet violation between the use of robotic surgery versus the manual screw placement, demonstrating that the aid of the robot reduced the number of facet violations by pedicle screws. 21

Some researchers also sought to verify the risk of violation of the facet capsule among the different types of pedicle screw insertion. Matusakawa et al. 8 reported an 11% rate of facet violation using the cortical bone trajectory technique. Another study compared the rate of facet violation between the lateral-to-medial technique (LMT), and the owl's eye technique (OET), demonstrating that patients undergoing OET had more violated superior facets. 18

Anatomical Landmarks and Facet Violation

Despite the identification of techniques that can bring more risks of violation, another point is to identify structures and parameters that can serve as a reference for location, and, theoretically, for the reduction of facet violation. 6 17 22 Among the factors pointed out as having a relation to the facet violation, Jia et al. 23 showed that the lower the location, the higher the rate of facet violation, similar to the findings of Teles et al., 6 who reported 100% of facet violations at levels L4 and L5. These results are different from those indicated by our study, which identified the thoracic and L1 levels as more susceptible to facet violation.

It is also speculated in the literature whether the facet angle could influence the risk of facet violation. Two recent studies have assessed the relationship between facet angulation and facet violation, Teles et al. 6 demonstrated that the greater the facet angle, the greater the risk of violation (49° versus 34°; p  < 0.001), as reported by Xu et al., 17 who described an average of 39° in cases in which there was violation, and 33° in cases without violation ( p  < 0.001). These results are similar to those presented by our study, in which the group without violation had an average of 18° against 19° in the group that presented violation ( p  < 0.05). However, we also compared the relationship of the facet angle to the screw angle (Δ angle), and we identified that the lower the proportion between the two, the greater the risk of violation of the facet capsule (g0 9.8° vs g1/2 3.7°; p  < 0.0001). Furthermore, our study demonstrated that the difference in angle between the screw and the center of the facets (Δ angle) could more accurately indicate the risk of violation, or not, of the facet capsule, as demonstrated in Figure 5 , which compares the ROC curve obtained both by using the facet angle and using the measurement of Δ angle (AUC = 0.5848 versus AUC = 0.8599, p  < 0.001).

The distance from the facets at which the pedicle screw was placed was also analyzed in our study, as we demonstrated that the greater the distance of the screw from the center of the facets, the lower the risk of facet violation (g0: 0.94 a.u. versus g1/2: 0.56 a.u.; p  < 0.001). This result was similar to the one obtained in a study that analyzed the risk of facet violation after placing pedicle screws in a cortical bone path; however, in this study the distance from the screw to the upper facet was measured vertically. 8

The present study has several limitations, one of which is that it was a retrospective study. In addition, no distinction was made between the technique used or the method for inserting the pedicle screw. Points such as center of the facet, and center of the head of the Finally, we must mention the use of arbitrary units. Despite of how much they may assist in the standardization of measures, they are not validated units, and their generalization may be restricted.

In spite of these limitations, the present study can point out paths for the future because these reference values (Δ angle e Δ distance) can be added to the use of intraoperative images, new technologies, such as robotics, or surgical navigation, to increase safety when placing pedicle screws.

Conclusion

This work demonstrated that the use of measures that relate facets and pedicle screws (Δ angle e Δ distance) are effective to indicate, and perhaps in the future decrease, the risk of facet violation. However, further studies with different populations using the proposed measures are needed to verify its real applicability.

Footnotes

Conflitos de interesse Os autores declaram não haver conflitos de interesse.

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Parafusos pediculares e violação facetária – A importância do ângulo entre a faceta e o parafuso

Resumo

Objetivo  Verificar se, independente da técnica de colocação do parafuso, há uma distância ou angulação segura em relação as facetas para que os parafusos sejam colocados de modo a evitar a violação da articulação facetária.

Métodos  Estudo retrospectivo, comparativo, não randomizado, em centro único. Foram avaliados em tomografia computadorizada axial: o ângulo do parafuso/barra em relação a linha média, o ângulo do centro das facetas em relação a linha média, a distância entre a cabeça do parafuso/barra até a linha média, e a distância do centro das facetas até a linha média; a violação da articulação facetária será avaliada em uma gradação de 0 a 2. Serão também calculados a diferença entre o ângulo do parafuso e ângulo da faceta (Δ Ångulo) e também a diferença entre a distância da faceta e a distância do parafuso (Δ Distância).

Resultados  Um total de 212 pacientes e 397 facetas foram analisados (196 do lado esquerdo e 201 do lado direito). Destes, 303 foram não violados (grau 0), correspondendo a 76,32%, e 94 sofreram algum tipo de violação (grau 1 e 2), correspondendo a 23,68%. A média do Δ ângulo foi de 9,87° +/−  4,66° (grau 0) e de 3,77° +/−  4,93° em facetas (grau 1 e 2) ( p  < 0.001), e o Δ distância médio nos casos em que não houve violação foi de 0,94 unidades aleatórias (u.a.) +/− 0,39 u.a., enquanto o Δ distância de casos G1 e G2 foi de 0,56 u.a. +/−  0,25 u.a. ( p  < 0.001).

Conclusão  As medidas de ângulo e distância entre faceta e parafuso, podem auxiliar na colocação de parafusos. Esses parâmetros podem ser utilizados como medidas de segurança com o uso mais frequentes das técnicas de navegação cirúrgica.

Palavras-chave: parafusos pediculares, fusão vertebral, tomografia computadorizada por raios x, estudos retrospectivos

Introdução

Problemas relacionados à coluna lombar estão se tornando cada vez mais frequentes com o aumento da expectativa de vida e consequente envelhecimento da população. 1 Por provocarem a redução de mobilidade, dores mecânicas, e redução na qualidade de vida, estes se tornaram uma das principais causas de incapacitação da população mundial. 2 Por vezes, o tratamento dessas dores pode se dar de maneira conservadora; no entanto, muitos pacientes se apresentam, por vezes, refratários a estes tratamentos, e a maioria destes requer o tratamento cirúrgico para resolução dos seus sintomas. 3

A depender do tipo de condição a ser tratada, faz-se necessário o uso de suplementação/fixação posterior. 4 5 Múltiplas técnicas para suplementação/fixação lombar foram propostas e utilizadas, entretanto por reduzirem o risco de lesões neurovasculares e por promoverem grande estabilização da construção, parafusos pediculares se tornaram o método de preferência para a fixação posterior em cirurgias lombares permitindo a estabilidade do nível operado. 6 7 8

Diversas técnicas são propostas para a colocação de parafusos pediculares, entre elas as técnicas de Magerl, 9 Roy-Camille et al., 10 e Weinsntein et al., 11 dentre outras. 12 Além disso, com a popularização de técnicas minimamente invasivas para cirurgias da coluna, vem aumentando em quantidade a colocação de parafusos pediculares por técnica percutânea. 13 14

Contudo, um problema que muitas vezes não é levado em consideração em relação a colocação destes parafusos é a violação da capsula facetária. 6 8 14 Estudos recentes demonstram taxas que variam entre 0 e 80% de violação facetaria do nível adjacente à vértebra instrumentada mais cranial, que variam de acordo com a técnica utilizada e experiência do cirurgião. 15 16

Essa violação facetária do nível cranial mais instrumentado é um dos fatores que é apontado por estudos como fator de risco para o desenvolvimento de doença do nível adjacente que pode levar à degeneração do mesmo, podendo acarretar em piora da qualidade de vida e futura necessidade de reoperação para o tratamento deste nível. 8 17

Deste modo, o objetivo do nosso trabalho é verificar se, independente da técnica de colocação do parafuso, há uma distância ou angulação segura em relação às facetas, para que os parafusos sejam colocados de modo a evitar a violação da articulação facetária.

Materiais e métodos

O presente estudo é retrospectivo, comparativo, não randomizado, realizado em centro único, e foi aprovado pelo conselho de ética em pesquisa (CEP) da instituição sob o N° 91876318.0.0000.8098.

Foram incluídos no estudo pacientes que possuíam fixação por parafusos pediculares na coluna lombar e que possuíam exames de tomografia computadorizada com cortes axiais de janela óssea. Pacientes cujos exames de tomografia computadorizada estavam com qualidade ruim não permitindo boa visualização das estruturas necessárias para o estudo foram excluídos, assim como casos envolvendo fraturas, malformações ou outras condições que não permitiriam a boa visualização das estruturas necessárias para o estudo.

A avaliação foi realizada por dois pesquisadores diferentes, sendo um terceiro avaliador chamado para resolver qualquer discordância entre as medidas. Foram medidos, nas imagens radiológicas de tomografia computadorizada em corte axial em janela óssea, os seguintes parâmetros: ângulo do parafuso/barra em relação a linha média, ângulo do centro das facetas em relação a linha média e a diferença entre o ângulo de parafuso e ângulo da faceta (Δ ângulo) ( Figura 1 A-C ), distância entre a cabeça do parafuso/barra até a linha média, distância do centro das facetas até a linha média* (* as distâncias serão medidas em unidades arbitrárias (u.a.), sendo a distância entre o centro das facetas e a linha média da vertebra igual a 1 u.a.), e a diferença entre o valor de distância do parafuso e distância da faceta (Δ distância) ( Figura 1 D-F ).

Fig. 1.

Fig. 1

Figura representando as medidas realizadas durante o trabalho. ( A ) Angulação das facetas; ( B ) Angulação do parafuso/barra; ( C ) Δ facetas; ( D ) distância da faceta; ( E ) Distância parafuso/barra; ( F ) Δ distância. (Azul: medidas da faceta; Verde: medidas dos parafusos/barras).

A violação da articulação facetária foi avaliada em uma gradação de 0 a 2 de acordo com a classificação proposta por Tannous et al. 18

Os dados foram compilados no programa Excel (Microsoft Corp., Redmond, WA, EUA) e analisados estatisticamente através dos programas GraphPad Prism 8 (GraphPad Software Inc, La Jolla, CA, EUA). Para testar diferenças entre medidas quantitativas paramétricas, foi utilizado o teste-t de Student, e para valores fora da distribuição normal foi utilizado o teste de Mann-Witney. Para a comparação de medidas qualitativas, foi utilizado o teste de Fischer ou o de Qui-quadrado. Resultados com valores de p menor do que 0,05 foram considerados como estatisticamente significantes.

Resultados

Demográficos

Um total de 212 pacientes foram incluídos no estudo, sendo um total de 397 facetas analisadas (196 do lado esquerdo e 201 do lado direito). Não houve diferença no número de violações entre o lado esquerdo e o lado direito. Destas, 303 (77%) facetas não sofreram violação (grau 0). Em 52 (13%) casos, o parafuso encostou levemente na faceta (grau 1), e, em 42 (10%) casos, houve violação da faceta (grau 2) ( p  > 0.05) ( Tabela 1 ).

Tabela 1. Tabela demonstrando o número de violações identificadas durante o estudo.

Esquerda Direita Total
Total 196 201 397
Violação grau 0 (%) 151 (77%) 152 (76%) 303 (76%)
Violação grau 1 (%) 22 (11%) 30 (15%) 52 (13%)
Violação grau 2 (%) 23 (12%) 19 (9%) 42 (11%)

Foi visto também que os níveis T1-L1 foram os níveis mais suscetíveis à violação facetária ( p  < 0.05) ( Tabela 2 e Figura 2 ).

Tabela 2. Tabela demonstrando o número de violações identificadas por nível durante o estudo.

Violação G0 Violação G1 e G2 % de violação
Torácica 11 7 39,9
L1 11 10 47,6
L2 30 5 14,3
L3 50 20 28,6
L4 131 31 19,1
L5 70 21 23,1

Fig. 2.

Fig. 2

Gráfico representando quantidade de violação entre os níveis T-L1 e L2-L5. * p  < 0.05.

Angulação do parafuso e angulação das facetas

A angulação média das facetas em relação à linha média foi de 18,9° +/−  3,95°, a angulação média dos parafusos em relação à linha média foi de 27,5° +/−  5,7°, e o Δ facetas médio foi de +8,5°. A média do Δ ângulo foi de 9,87° +/−  4,66° (grau 0), e de 3,77° +/−  4,93° em facetas onde houve violação (grau 1 e 2) ( p  < 0.001) ( Tabela 3 ).

Tabela 3. Tabela demonstrando a média da angulação das facetas, angulação dos parafusos e Δ ângulo.

Angulação facetas Angulação parafusos Δ Ângulo
Média (DP) 18° +/− 3,95° 27,5° +/− 5,7° 8,5° +/− 5,28°
Δ ângulo e violação
Grau 0 Graus 1 e 2 P
Média (DP) 9,87° +/− 4,66° 3,77° +/− 4,93° < 0,001

Abreviatura: DP, desvio padrão.

Para fins de melhor análise e estratificação, foram definidos 3 pontos para a análise: Δ menor do que 5°, Δ ângulo entre 5° e 15°, e Δ ângulo maior do que 15°. Em casos de Δ faceta menor do que 5°, houve violação das facetas em 65% (63/96) dos casos, ao passo que com Δ entre 5 e 15° houve violação das facetas em 11% (30/265) dos casos, e nos casos com angulação maior do que 15°, houve violação em apenas 2,7% dos casos (1/36) ( Figura 3 ).

Fig. 3.

Fig. 3

Imagem demonstrando a proporção de violação em relação ao Δ ângulo. Verde: representa não violação. Vermelha: representa violação.

Distância do parafuso e distância das facetas

A distância média entre os parafusos e a linha média foi de 1,85 u.a +/−  0,40 u.a, logo o Δ distância foi de 0,85 u.a +/−  0,40 u.a. Sendo que o Δ distância médio em casos onde não houve violação foi de 0,94 u.a +/− 0,39 u.a, enquanto o Δ distância em casos de violação (g1 e g2) foi de 0,56 u.a +/−  0,25 u.a ( p  < 0.001) ( Tabela 4 ).

Tabela 4. Tabela demonstrando a média da distância do parafuso e Δ distância.

Distância parafuso Δ distância
Média (+/−  DP) 1,85 +/− 0,40 u.a 0,85 +/− 0,40 u.a
Δ distância e violação
Grau 0 Graus 1 e 2 P
Média (+/−  DP) 0,94 +/− 0,39 u.a 0,56 +/− 0,25 u.a < 0,001

Abreviaturas: DP, desvio padrão; u.a., unidades arbitrárias.

Foram definidos por 3 pontos para melhor análise dos dados: 0,5 u.a; entre 0,5 e 1,5 u.a, e maior que 1,5 u.a. Sendo evidenciado que em casos de parafusos colocados a uma distância menor do que 0,5 u.a do centro das facetas houve violação em 65% dos casos (38/59), já em parafusos colocados em uma distância entre 0,5 e 1,5 u.a, houve violação em 17% dos casos (56/319), e, em parafusos colocados com mais de 1,5 u.a, não houve violação facetária (0/19) ( p  < 0.001) ( Figura 4 ).

Fig. 4.

Fig. 4

Imagem demonstrando a proporção de violação em relação ao Δ distância. Verde: representa não violação. Vermelha: representa violação.

curva característica de operação do receptor

Para verificar a capacidade das medidas em indicarem quando houve ou não violação facetaria foi utilizado o método de curvas COR. As medidas angulação das facetas, Δ ângulo e Δ distância apresentaram as seguintes áreas sob a curva (AUC): 0.5848; 0.8599; 0.8195 ( Figura 5 ).

Fig. 5.

Fig. 5

Imagens demonstrando a curva característica de Receiver-Operating Curve (ROC) das diversas medidas demonstradas no trabalho. ( A ) Ângulo das facetas; ( B ) Δ ângulo e ( C ) Δ distância.

Discussão

Apesar de serem considerados o padrão-ouro de fixação posterior para coluna lombar, os parafusos pediculares podem causar a violação das cápsulas facetárias caso não sejam colocados corretamente, fator que pode iniciar ou acelerar o processo de degeneração do nível adjacente. 7 19

Violação facetária versus técnica de parafusos pedicular

Em um dos primeiros estudos a comparar o risco de violação facetária entre técnicas percutâneas e abertas, Babu et al. 20 demonstraram que o uso de parafusos percutâneos trazia um maior risco de violação facetária do que a utilização de técnicas abertas (8,5% versus 2%, p  < 0.05; RP 8.55). Esses resultados são similares aos encontrados por Jones-Quaidoo et al., 13 que reportaram uma taxa de 13% de violação facetária com técnica percutânea e de 6% com o uso de técnica aberta. Dando um passo à frente, pesquisadores realizaram uma meta-análise comparando a taxa de violação facetária entre o uso de cirurgia robótica e colocação manual dos parafusos, demonstrando que o auxílio do robô reduziu o número de violações facetárias por parafusos pediculares. 21

Alguns pesquisadores também buscaram verificar o risco de violação da cápsula facetária entre os diversos tipos de inserção de parafusos pediculares. Matusakawa et al. 8 reportaram uma taxa de 11% de violação facetária com o uso da técnica de trajetória de osso cortical ( cortical bone trajectory” . Outro estudo comparou a taxa de violação facetária entre a técnica lateral-to-medial (LMT, na sigla em inglês) e a técnica owl's eye (OET, na sigla em inglês), demonstrando que pacientes submetidos à OET possuíram maior quantidade de facetas superiores violadas. 18

Marcos anatômicos e violação facetária

Apesar da identificação de técnicas que podem trazer mais riscos de violação, outro ponto importante é identificar estruturas e parâmetros que possam servir de referência para a localização e, teoricamente, para a redução de violação das facetas. 6 17 22 Dentre os fatores apontados como tendo relação com a violação facetaria, Jia et al. 23 evidenciaram que quanto mais inferior o nível, maior a taxa de violação facetária, similar aos achados de Teles et al., 6 que reportaram 100% das violações facetárias nos níveis L4 e L5. Esses resultados são diferentes aos apontados pelo nosso estudo, que identificou os níveis torácicos e L1 como os mais suscetíveis à violação facetária.

Especula-se também na literatura se a angulação da faceta poderia influenciar no risco de violação facetária. Dois estudos recentes avaliaram a relação da angulação da faceta com a violação facetária; Teles et al. 6 demonstraram que quanto maior a angulação da faceta, maior o risco de violação (49° versus 34°; p  < 0,001), do mesmo modo que o reportado por Xu et al. 17 que relatou uma média de 39° em casos onde houve violação e 33° em casos sem violação ( p  < 0,001). Esses resultados são similares aos apresentados pelo nosso trabalho, onde o grupo sem violação teve em média 18° contra 19° no grupo onde houve violação ( p  < 0,05). No entanto, nós também comparamos a relação do ângulo da faceta com o ângulo do parafuso (Δ ângulo) e identificamos que quanto menor a proporção entre os dois, maior era o risco de violação da cápsula facetária (g0 9,8° vs g1/2 3,7°; p  < 0,0001). Ademais, nosso estudo demonstrou que a diferença de angulação entre o parafuso e o centro das facetas (Δ ângulo) poderia indicar com mais precisão o risco de violação ou não da cápsula facetária, como demonstrado na Figura 5 , que compara a curva COR obtida tanto pelo uso do ângulo da faceta com o uso da medida Δ ângulo (AUC = 0,5848 versus AUC = 0,8599, p  < 0,001).

A distância a qual o parafuso pedicular foi colocado das facetas também foi analisada pelo nosso estudo, onde demonstramos que quanto maior a distância do parafuso até o centro das facetas, menor o risco de violação facetária (g0: 0,94 u.a versus g1/2: 0,56 u.a; p  < 0,001). Esse resultado é similar ao obtido em um estudo que analisou o risco de violação facetária após a colocação de parafusos pediculares na trajetória do osso cortical; no entanto, nesse estudo, a distância do parafuso para a faceta superior foi medida verticalmente. 8

O presente estudo conta com diversas limitações., Primeiramente, foi um estudo retrospectivo. Além disso, não foi feita distinção da técnica utilizada ou método de inserção do parafuso pedicular. Pontos como o centro da faceta, e o centro da cabeça dos parafusos/barra podem gerar dúvidas. Por fim, devemos mencionar o uso de u.a. Por mais que possam auxiliar na padronização de medidas, elas não são unidades validadas, podendo ter sua generalização restringida.

Apesar destas limitações, o presente estudo pode apontar direções para o futuro. Pois esses valores de referência (Δ ângulo e Δ distância) podem ser adicionados ao uso de imagens intraoperatórias ou de novas tecnologias como robótica ou navegação cirúrgica para aumentar a segurança na colocação de parafusos pediculares.

Conclusão

Esse trabalho demonstrou que a utilização de medidas que relacionam as facetas e os parafusos pediculares (Δ ângulo e Δ distância) são efetivas para indicar e, quem sabe, no futuro, diminuir o risco de violação facetária. No entanto, outros estudos com diferentes populações utilizando as medidas propostas são necessários para verificar a aplicabilidade real da utilização dessas medidas.


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