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. 2022 Jul 22;57(5):815–820. doi: 10.1055/s-0042-1744501

The Influence of Schmorl Nodes in Spinal Sagittal Balance in Young Adults

Joana Gomes da Silva 1,2, Mário Baptista 1, Bruno Direito-Santos 1,3,4,5, Pedro Varanda 1,3,4,5, Rui M Duarte 1,3,4,5,
PMCID: PMC9550371  PMID: 36226199

Abstract

Objectives  The present study aims to characterize the spinal balance (SB) in young adults with Schmorl nodes (SN).

Methods  A cross-sectional study was conducted on a sample of 47 young adults. Lumbar magnetic resonance imaging (MRI) was used to divide the patients into an SN group and a control group. Standing full spine radiographs were used to compare the spinopelvic SB parameters between groups: sagittal vertical axis, thoracic kyphosis, lumbar lordosis (LL), pelvic incidence (PI), pelvic tilt (PT), and sacral slope (SS).

Results  The LL and SS values were significantly lower in patients with SN when compared with the control group (54.5° versus 64.3°; 36.2° versus 41.4°, respectively). No significant differences were observed for the other parameters. Significant correlations were found in both groups between LL and SS; PI and PT; and PI and SS.

Conclusions  Young adults with SN have associated SB modifications, particularly lower LL and SS values, when compared with a control group. This flatter profile resembles that observed in patients with lower back pain and early disc pathology. We believe that SNs are relevant clinical findings that should prompt the study of the SB of a patient, as it may uncover variations associated with early disc degeneration.

Level of Evidence III

Keywords: lordosis, lumbar vertebrae, spinal fusion, young adult

Introduction

The ability to stand erect is the result of a well-balanced articulation of the spinopelvic complex. 1 2 The sagittal balance (SB) describes these morphological and positional characteristics of the spine and the pelvis in the sagittal plane. 2 3 Several parameters of the SB interact with each other in well-studied, predictable ways. 1 4 5 6 The pelvic incidence (PI), being static and specific to each individual, is considered a fundamental parameter in determining the shape of the lumbothoracic spine. 7 8 9 Lower values of PI tend to lead to a reduction of both lumbar lordosis and thoracic kyphosis (and vice versa). However, the pelvis also allows for positional adjustment. When the spine is rigid, the only mechanism for correcting sagittal imbalance is rotating the pelvis in retroversion or anteversion. The two positional pelvic parameters, sacral slope (SS) and pelvic tilt (PT), have an arithmetical relationship with the PI through the equation PI = PT + SS . 1 6 Therefore, the maximum pelvic retroversion (SS = 0 and PT = PI) is limited by the value of PI. Several pathologies and anatomical variations may lead to a sagittal imbalance of the spine while, on the other hand, deregulation of the SB is considered an important cause of low back pain and a major mechanical factor in degenerative progression. 1 10 11

Schmorl nodes (SNs), first described in 1927, are the herniation of nucleus pulposus into the subchondral bone of the vertebral endplate. 12 Prevalence rates in the literature vary greatly, ranging from 3.8 to 77%. 13 14 15 16 17 They predominate in men and present a high heredity, frequently affecting the lower thoracic and upper lumbar spines. 12 15 18 19 The pathophysiology of SNs is still uncertain, and they are usually considered incidental and idiopathic findings in the clinical practice. Classically, this herniation was believed to occur during the osteochondral ossification. 12 17 Several other etiologies have been proposed since, including traumatic, congenital, developmental, metabolic, and genetic. 14 17 20 21 The formation of SNs has also been associated with smoking and vascular diseases. 22 Recently, Plompt et al. 14 showed a correlation between SNs and vertebral morphology. 14 21 They observed that larger and more circular vertebral bodies, with shorter pedicles, appear to increase the risk of disc herniation into the vertebral endplate.

While little clinical relevance was given to the presence of SNs in the past, they have been under focus in the recent literature. Several reports and studies have associated SNs to low back pain, disc degeneration, Modic changes, vacuum disc phenomenon, and higher risk of vertebral fractures. 16 19 22 23 24 To the best of our knowledge, the relationship between SN and SB has not been explored before. Thus, it seemed imperative to understand the characteristics and correlations of the SB in young adults with SNs. Therefore, the present study aims to characterize and compare the spinopelvic SB of a sample of young adults with SNs with a control group, to highlight possible changes, and to promote scientific investigation on this subject.

Materials and Methods

A cross-sectional study was performed on 47 young adults. We consecutively included patients between 18 and 45 years old who required a consultation with an orthopedic spine surgeon for low back pain and had an available lumbar magnetic resonance imaging (MRI) and standing full spine radiographs, from 2012 to 2016. Subjects with a history of spinal degenerative disease, trauma, infection, tumor, previous spinal surgery, structural congenital deformities, and hip pathology were excluded from the study.

Data was retrospectively acquired from medical records of the patients. Information on age, height, weight, and body mass index (BMI) was collected. All radiological data was blindly evaluated. Magnetic resonance imaging exams were evaluated by two observers, with discrepancies being settled by consensus. Radiograph measurements were performed twice by one author, with the average value being used. The presence of SN was assessed on sagittal T2 weighted MRI ( Fig. 1 ). Then, the patients were divided into a study group with SN present in the MRI ( n  = 21) and a control group ( n  = 26). Radiographic measurements were performed in lateral standing full-spine radiographs of both groups, acquired according to the regular protocol. The following spinal and pelvic parameters were analyzed ( Fig. 1 ):

Fig. 1.

Fig. 1

Example of a patient with Schmorl nodes, seen in magnetic resonance imaging ( left ); measurement of the spinal and pelvic parameters on a lateral standing full-spine radiograph ( right ).

  • - Sagittal vertical axis (SVA), defined as the horizontal offset from the posterosuperior corner S1 to the vertical line passing through the center of the C7 vertebral body, in millimeters.

  • - Thoracic kyphosis (TK), defined as the angle between the superior endplate of T4 and the inferior endplate of T12.

  • - Lumbar lordosis (LL), defined as the angle between the superior endplate of L1 and the superior endplate of S1.

  • - Pelvic incidence (PI), defined as the angle between the perpendicular to the sacral endplate and the line that connects its midpoint to the femoral head axis.

  • - Pelvic tilt (PT), defined as the angle between the line that connects the midpoint of the sacral plate to the femoral head axis and the vertical plane.

  • - Sacral slope (SS), defined as the angle between the sacral endplate and the horizontal plane.

The measurement of the SB parameters was performed using Surgimap software (Nemaris Inc., New York, NY, USA). Statistical analysis was performed using IBM SPSS Statistics for Windows, version 22.0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA). Parametric tests (Student independent t -tests) were used to compare the parametric scale variables of the two groups. The Pearson correlation coefficient was used to access the strength of the linear relationship between parametric scale variables. The level of significance for all statistical tests was set at p  < 0.05. The confidentiality of the data was guaranteed, with it only being accessible by the main investigators. Ethical approval for the present study was obtained from the institutional Ethics Committee, and informed consent was not required for the present study.

Results

A total of 47 patients were included in the study, with 72.3% females ( n  = 34). The mean age was 28.2 years old, and the mean body mass index (BMI) was 22.9 kg/m2. No significant differences between groups were found regarding gender, age or BMI ( Table 1 ).

Table 1. Comparison of demographic data between groups.

SN group
( n  = 21)
Control group
( n  = 26)
p-value
Age (years old) * 28.1 (6.7) 28.3 (7.7) 0.935
BMI (kg/m2) * 21.8 (7.1) 23.8 (3.7) 0.332
Gender (females) 66.7% ( n  = 14) 76.9% ( n  = 20) 0.435

Abbreviations: BMI, body mass index; SD, standard deviation; SN, Schmorl nodes.

*

Mean (SD) for age and BMI.

Regarding the measured SB parameters: the average angle of LL was 54.5° in the SN group and 64.3° in the control ( p  < 0.001); the average SS was 36.2° for the SN group and 41.4° for the control ( p  = 0.016) ( Table 2 ). No significant differences between groups were observed for SVA, TK, PI or PT ( Fig. 2 ).

Table 2. Comparison of sagittal balance parameters between groups.

Measure SN group Control group p-value
SVA - 33.1° (28.3) - 40.3° (24.1) 0.363
TK 25.3° (11.3) 32.6° (6.1) 0.096
LL 54.5° (8.2) 64.3° (8.2) < 0.001
PI 46.5° (12.5) 51.4° (9.1) 0.143
PT 11.9° (7.1) 10.0° (5.5) 0.335
SS 36.2° (7.7) 41.4° (6.1) 0.016

Abbreviations: LL, lumbar lordosis; PI, pelvic incidence; PT, pelvic tilt; SD, standard deviation; SN, Schmorl nodes; SS, sacral slope; SVA, sagittal vertical axis; TK, thoracic kyphosis.

Mean (SD) values in degrees for all parameters.

Fig. 2.

Fig. 2

Representation of sagittal balance parameters in the control versus SN groups. Lumbar lordosis and sacral slope were significantly different between groups. SN – Schmorl nodes, SVA – sagittal vertical axis, TK – thoracic kyphosis, LL – lumbar lordosis, PI – pelvic incidence, PT – pelvic tilt, SS – sacral slope.

In both the control and SN groups, significant and moderate to strong positive correlations were found between the LL-SS ( r  = 0.707 and r  = 0.540, respectively), PI-PT (r = 0.744 and r  = 0.812, respectively) and PI-SS ( r  = 0.812 and r  = 0.672, respectively). In the SN group, significant positive correlations between SVA-TK ( r  = 0.756), SVA-LL ( r  = 0.769), TK-LL ( r  = 0.896), and LL-PI angles ( r  = 0.380) were also observed.

Discussion

In the present study, the LL and the SS were significantly lower in patients with SN. This finding reveals that these patients have a flatter spine and a more vertical pelvis. These characteristics show a trend toward the sagittal profile described in patients with low back pain, disc herniation, and degeneration – a straighter spine with a decrease in both lumbar lordosis and sacral slope (flat back). 1 6 11 25 Although the SB changes found were minor (9.8° in LL and 5.2° in SS), these can be early changes that might have a greater clinical impact later.

In both groups, positive strong correlations were found for PI-PT and PI-SS, agreeing with the equation PI = PT + SS . 1 6 Additionally, an LL-SS correlation was also present in both groups, a finding well described in the literature. 6 Some parameters were found to be significantly correlated only in the SN group: SVA-TK, SVA-LL, TK-LL, and LL-PI. The strong associations between these parameters indicate that the sagittal profile identified is indeed characteristic to the whole SN group. Nonetheless, no significant difference was found in the SVA between the two groups, suggesting that all patients were able to maintain a well-balanced spine through compensatory mechanisms.

With our study design, no assumptions on the causality between SB and SN are possible. Although SNs may have a multifactorial etiology, they are assumed to develop early in life, during the osteochondral ossification, and are often present in subjects with otherwise healthy and well-balanced spines. 13 17 19 Barrey et al. 11 showed that younger patients with disc lesions had lower values of PI, presuming that the SB influences the development of disc herniation or degeneration. Since no significant differences in the PI were found between the two groups in our sample, it may imply that SNs affect the SB and not vice versa.

Several studies report that there is an association between SN and disc pathology. Although there must be shared etiologies regarding disc disease, the resulting horizontalization of intervertebral discs increases mechanical loading and disc pressure, possibly leading to an increased risk of early disc degeneration. 1 6 11 Hence, we believe the SB changes observed in the SN group may partially explain the link between SNs and disc pathology.

The main limitation of the present study is its small sample size (due to the strict inclusion and exclusion criteria). Despite the absence of statistically significant gender differences between groups, the increased prevalence of female patients in the control group may be a bias regarding the sagittal balance measurements. Also, the influence of the number or localization of the SNs was not evaluated. Furthermore, our sample was composed by symptomatic patients (which could introduce a bias), and as the background patient data collected was limited, other potential factors associated with disc disease (such as smoking, heavy labor or bone fragility) were not considered.

Conclusions

The study of SB is an important tool to understand the mechanical behavior of the spine and the pathophysiology of several spine diseases. In the present study, patients with SN presented a particular SB profile, characterized by a decreased lumbar lordosis and sacral slope when compared with a control group. Our results show that SNs may be relevant clinical findings, which may signal patients under risk of having SB variations associated with earlier disc degeneration and, therefore, should trigger a SB assessment. Thus, further studies are necessary to fully understand the relationships between SNs and SB, as well as their role in other spine diseases.

Funding Statement

Suporte Financeiro O presente estudo não recebeu nenhum financiamento, bolsa ou outro tipo de suporte durante sua condução.

Financial Support No funds, grants, or other support was received for conducting the present study.

Conflito de Interesses Os autores não têm conflitos de interesse a declarar.

Estudo desenvolvido no Hospital de Braga, Braga, Portugal.

Work developed in the Hospital de Braga, Braga, Portugal.

*

Joana Gomes da Silva e Mário Baptista contribuíram igualmente neste artigo.

*

Joana Gomes da Silva and Mário Baptista contributed equally to the article.

Referências

  • 1.Roussouly P, Pinheiro-Franco J L. Biomechanical analysis of the spino-pelvic organization and adaptation in pathology. Eur Spine J. 2011;20 05:609–618. doi: 10.1007/s00586-011-1928-x. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 2.Le Huec J C, Aunoble S, Philippe L, Nicolas P. Pelvic parameters: origin and significance. Eur Spine J. 2011;20 05:564–571. doi: 10.1007/s00586-011-1940-1. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.Kobayashi T, Atsuta Y, Matsuno T, Takeda N. A longitudinal study of congruent sagittal spinal alignment in an adult cohort. Spine. 2004;29(06):671–676. doi: 10.1097/01.brs.0000115127.51758.a2. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Berthonnaud E, Dimnet J, Roussouly P, Labelle H. Analysis of the sagittal balance of the spine and pelvis using shape and orientation parameters. J Spinal Disord Tech. 2005;18(01):40–47. doi: 10.1097/01.bsd.0000117542.88865.77. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.Vaz G, Roussouly P, Berthonnaud E, Dimnet J. Sagittal morphology and equilibrium of pelvis and spine. Eur Spine J. 2002;11(01):80–87. doi: 10.1007/s005860000224. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 6.Roussouly P, Berthonnaud E, Dimnet J. [Geometrical and mechanical analysis of lumbar lordosis in an asymptomatic population: proposed classification] Rev Chir Orthop Repar Appar Mot. 2003;89(07):632–639. [PubMed] [Google Scholar]
  • 7.During J, Goudfrooij H, Keessen W, Beeker T W, Crowe A. Toward standards for posture. Postural characteristics of the lower back system in normal and pathologic conditions. Spine (Phila Pa 1976) 1985;10(01):83–87. [PubMed] [Google Scholar]
  • 8.Duval-Beaupère G, Schmidt C, Cosson P. A Barycentremetric study of the sagittal shape of spine and pelvis: the conditions required for an economic standing position. Ann Biomed Eng. 1992;20(04):451–462. doi: 10.1007/BF02368136. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 9.Boulay C, Tardieu C, Hecquet J. Sagittal alignment of spine and pelvis regulated by pelvic incidence: standard values and prediction of lordosis. Eur Spine J. 2006;15(04):415–422. doi: 10.1007/s00586-005-0984-5. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 10.Yang X, Kong Q, Song Y, Liu L, Zeng J, Xing R. The characteristics of spinopelvic sagittal alignment in patients with lumbar disc degenerative diseases. Eur Spine J. 2014;23(03):569–575. doi: 10.1007/s00586-013-3067-z. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 11.Barrey C, Jund J, Noseda O, Roussouly P. Sagittal balance of the pelvis-spine complex and lumbar degenerative diseases. A comparative study about 85 cases. Eur Spine J. 2007;16(09):1459–1467. doi: 10.1007/s00586-006-0294-6. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 12.Schmorl G. Uber die an den wirbelbandscheiben vorkommenden ausdehnungs–und zerreisungsvorgange und die dadurch an ihnen und der wirbelspongiosa hervorgerufenen veranderungen. Verh Dtsch Path Ges. 1927;22:250. [Google Scholar]
  • 13.Sonne-Holm S, Jacobsen S, Rovsing H, Monrad H. The epidemiology of Schmorl's nodes and their correlation to radiographic degeneration in 4,151 subjects. Eur Spine J. 2013;22(08):1907–1912. doi: 10.1007/s00586-013-2735-3. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 14.Plomp K, Roberts C, Strand Vidarsdottir U. Does the correlation between Schmorl's nodes and vertebral morphology extend into the lumbar spine? Am J Phys Anthropol. 2015;157(03):526–534. doi: 10.1002/ajpa.22730. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 15.Mok F PS, Samartzis D, Karppinen J, Luk K DK, Fong D YT, Cheung K MC. ISSLS prize winner: prevalence, determinants, and association of Schmorl nodes of the lumbar spine with disc degeneration: a population-based study of 2449 individuals. Spine (Phila Pa 1976) 2010;35(21):1944–1952. doi: 10.1097/BRS.0b013e3181d534f3. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 16.Pfirrmann C WA, Resnick D. Schmorl nodes of the thoracic and lumbar spine: radiographic-pathologic study of prevalence, characterization, and correlation with degenerative changes of 1,650 spinal levels in 100 cadavers. Radiology. 2001;219(02):368–374. doi: 10.1148/radiology.219.2.r01ma21368. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 17.Dar G, Masharawi Y, Peleg S. Schmorl's nodes distribution in the human spine and its possible etiology. Eur Spine J. 2010;19(04):670–675. doi: 10.1007/s00586-009-1238-8. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 18.Williams F MK, Manek N J, Sambrook P N, Spector T D, Macgregor A J. Schmorl's nodes: common, highly heritable, and related to lumbar disc disease. Arthritis Rheum. 2007;57(05):855–860. doi: 10.1002/art.22789. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 19.Mattei T A, Rehman A A. Schmorl's nodes: current pathophysiological, diagnostic, and therapeutic paradigms. Neurosurg Rev. 2014;37(01):39–46. doi: 10.1007/s10143-013-0488-4. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 20.Samartzis D, Mok F PS, Karppinen J, Fong D YT, Luk K DK, Cheung K MC. Classification of Schmorl's nodes of the lumbar spine and association with disc degeneration: a large-scale population-based MRI study. Osteoarthritis Cartilage. 2016;24(10):1753–1760. doi: 10.1016/j.joca.2016.04.020. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 21.Plomp K A, Roberts C A, Viðarsdóttir U S. Vertebral morphology influences the development of Schmorl's nodes in the lower thoracic vertebrae. Am J Phys Anthropol. 2012;149(04):572–582. doi: 10.1002/ajpa.22168. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 22.Abbas J, Hamoud K, Peled N, Hershkovitz I. Lumbar schmorl's nodes and their correlation with spine configuration and degeneration. BioMed Res Int. 2018;2018(01):1.57402E6. doi: 10.1155/2018/1574020. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 23.Wu H TH, Morrison W B, Schweitzer M E. Edematous Schmorl's nodes on thoracolumbar MR imaging: characteristic patterns and changes over time. Skeletal Radiol. 2006;35(04):212–219. doi: 10.1007/s00256-005-0068-y. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 24.Teraguchi M, Yoshimura N, Hashizume H. The association of combination of disc degeneration, end plate signal change, and Schmorl node with low back pain in a large population study: the Wakayama Spine Study. Spine J. 2015;15(04):622–628. doi: 10.1016/j.spinee.2014.11.012. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 25.Rajnics P, Templier A, Skalli W, Lavaste F, Illes T. The importance of spinopelvic parameters in patients with lumbar disc lesions. Int Orthop. 2002;26(02):104–108. doi: 10.1007/s00264-001-0317-1. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
Rev Bras Ortop (Sao Paulo). 2022 Jul 22;57(5):815–820. [Article in Portuguese]

A Influência dos nódulos de Schmorl no equilíbrio sagital de adultos jovens

Resumo

Objetivos  O presente estudo tem como objetivo caracterizar o equilíbrio sagital (SB, na sigla em inglês) espinhal em adultos jovens com nódulos de Schmorl (NS).

Métodos  Este é um estudo transversal de uma amostra composta por 47 adultos jovens. Ressonância magnética (RM) lombar foi usada para separar os pacientes em um grupo com NS e um grupo controle. Radiografias da coluna vertebral em pé foram usadas para comparar os parâmetros espinopélvicos do SB entre os grupos: eixo vertical sagital, cifose torácica, lordose lombar (LL), incidência pélvica (PI, na sigla em inglês), inclinação pélvica (PT, na sigla em inglês) e inclinação sacral (SS, na sigla em inglês).

Resultados  Os valores de LL e SS foram significativamente menores nos pacientes com NS em comparação com o grupo controle (54,5° versus 64,3°; 36,2° versus 41,4°, respectivamente). Não foram observadas diferenças significativas nos demais parâmetros. Os dois grupos apresentaram correlações significativas entre LL e SS, PI e PT e PI e SS.

Conclusões  Adultos jovens com NS apresentam modificações associadas ao SB, principalmente valores menores de LL e SS, em comparação com o grupo controle. Este perfil mais plano assemelha-se ao observado em pacientes com lombalgia e patologia discal em estágio inicial. Acreditamos que o NS seja um achado clínico relevante que deve levar ao estudo do SB de um paciente por poder revelar variações associadas aos primeiros estágios de degeneração discal.

Nível de Evidência III

Palavras-chave: lordose, vértebras lombares, fusão vertebral, adulto jovem

Introdução

A capacidade de manter a postura ereta é o resultado do bom equilíbrio articular do complexo espinopélvico. 1 2 O equilíbrio sagital (SB, na sigla em inglês) descreve estas características morfológicas e posicionais da coluna e da pelve no plano sagital. 2 3 Diversos parâmetros do SB interagem entre si de forma bem estudada e previsível. 1 4 5 6 A incidência pélvica (PI, na sigla em inglês), sendo estática e específica para cada indivíduo, é considerada um parâmetro fundamental na determinação da forma da coluna lombotorácica. 7 8 9 Valores menores de PI tendem a levar à redução tanto da lordose lombar quanto da cifose torácica (e vice-versa). No entanto, a pelve também permite o ajuste posicional. Com a coluna rígida, o único mecanismo para correção do desequilíbrio sagital é a rotação da pelve em retroversão ou anteversão. Os dois parâmetros pélvicos posicionais, inclinação sacral (SS, na sigla em inglês) e inclinação pélvica (PT, na sigla em inglês), têm uma relação aritmética com a PI por meio da equação PI = PT + SS . 1 6 Assim, a retroversão pélvica máxima (SS = 0 e PT = PI) é limitada pelo valor de PI. Diversas patologias e variações anatômicas podem provocar o desequilíbrio sagital da coluna vertebral; por outro lado, a desregulação do SB é considerada uma importante causa de lombalgia e um importante fator mecânico na progressão degenerativa. 1 10 11

Os nódulos de Schmorl (NS), descritos pela primeira vez em 1927, são a herniação do núcleo pulposo no osso subcondral da placa terminal vertebral. 12 As taxas de prevalência na literatura são muito variáveis, de 3,8 a 77%. 13 14 15 16 17 Os NSs predominam em homens e apresentam alta hereditariedade; com frequência, acometem a coluna torácica inferior e a lombar superior. 12 15 18 19 Sua fisiopatologia ainda é incerta e estas lesões são geralmente consideradas achados incidentais e idiopáticos na prática clínica. Acreditava-se que esta hérnia ocorria durante a ossificação osteocondral. 12 17 Desde então, várias outras etiologias foram propostas, inclusive traumática, congênita, do desenvolvimento, metabólica e genética. 14 17 20 21 A formação de NSs também tem sido associada ao tabagismo e a doenças vasculares. 22 Recentemente, Plomp et al. 14 mostraram uma correlação entre NSs e a morfologia vertebral. 14 21 Estes autores observaram que corpos vertebrais maiores e mais circulares, com pedículos mais curtos, parecem aumentar o risco de hérnia de disco na placa terminal vertebral.

Embora os NSs tivessem pouca relevância clínica no passado, estas lesões têm estado em foco na literatura recente. Diversos relatos e estudos associaram o NS a lombalgia, degeneração discal, alterações de Modic, fenômeno do disco a vácuo e maior risco de fraturas vertebrais. 16 , 19 22 23 24 Até onde sabemos, a relação entre NSs e SB ainda não foi explorada e pareceu imperativo compreender as características e correlações do SB em adultos jovens com NSs. Assim, o presente estudo tem como objetivo caracterizar e comparar o equilíbrio espinopélvico sagital de uma amostra de adultos jovens com NS com um grupo controle para evidenciar possíveis alterações e promover a investigação científica sobre o assunto.

Materiais e Métodos

Este é um estudo transversal com 47 adultos jovens. Pacientes entre 18 e 45 anos que necessitaram de uma consulta com um cirurgião ortopédico da coluna por dor lombar e foram submetidos a uma ressonância magnética (RM) lombar e a radiografias de coluna completa em pé, de 2012 a 2016, foram incluídos de forma consecutiva. Indivíduos com histórico de doença degenerativa, traumatismo, infecção e tumor na coluna, cirurgia espinhal prévia, deformidades congênitas estruturais e patologia do quadril foram excluídos do estudo.

Os dados foram adquiridos retrospectivamente a partir dos prontuários médicos do paciente. Informações sobre idade, altura, peso e índice de massa corporal (IMC) foram obtidas. Todos os dados radiológicos foram avaliados às cegas. As RMs foram avaliadas por dois observadores e as discrepâncias foram resolvidas por consenso. As medidas radiográficas foram determinadas duas vezes por um autor e o valor médio foi utilizado. A presença de NS foi avaliada na RM sagital ponderada em T2 ( Fig. 1 ). Os pacientes foram divididos em um grupo de estudo com NS presente à RM ( n  = 21) e um grupo controle ( n  = 26). As medidas radiográficas foram realizadas em radiografias completas de coluna em perfil em pé de ambos os grupos, adquiridas de acordo com o protocolo regular. Os seguintes parâmetros espinhais e pélvicos foram analisados ( Fig. 1 ):

Fig. 1.

Fig. 1

Exemplo de paciente com nódulos de Schmorl à ressonância magnética ( esquerda ); medida dos parâmetros da coluna vertebral e pélvica em uma radiografia lateral da coluna vertebral em pé ( direita ).

  • - Eixo vertical sagital (SVA, na sigla em inglês), definido como o deslocamento horizontal do canto posterosuperior S1 até a linha vertical que passa pelo centro do corpo vertebral de C7, em milímetros.

  • - Cifose torácica (TK, na sigla em inglês), definida como o ângulo entre a placa terminal superior de T4 e a placa terminal inferior de T12.

  • - Lordose lombar (LL), definida como o ângulo entre a placa terminal superior de L1 e a placa terminal superior de S1.

  • - Incidência pélvica (PI, na sigla em inglês), definida como o ângulo entre a linha perpendicular à placa terminal sacral e a linha que une seu ponto médio ao eixo da cabeça do fêmur.

  • - Inclinação pélvica (PT, na sigla em inglês), definida como o ângulo entre a linha que liga o ponto médio da placa sacral ao eixo da cabeça do fêmur e o plano vertical.

  • - Inclinação sacral (SS), definida como o ângulo entre a placa terminal sacral e o plano horizontal.

Os parâmetros de SB foram medidos com o software Surgimap (Nemaris Inc., Nova York, NY, EUA). A análise estatística foi realizada com o IBM SPSS Statistics for Windows, versão 22.0 (IBM Corp., Armonk, NY, EUA). Testes paramétricos (testes t de Student para amostras independentes) compararam as variáveis da escala paramétrica dos dois grupos. O coeficiente de correlação de Pearson determinou a força da relação linear entre as variáveis da escala paramétrica. O nível de significância para todos os testes estatísticos foi estabelecido em p  < 0,05. A confidencialidade dos dados foi assegurada por seu acesso apenas pelos investigadores principais. O Comitê de Ética institucional aprovou a realização do presente estudo. No presente estudo, a obtenção de consentimento livre e esclarecido não foi necessária.

Resultados

No total, 47 pacientes foram incluídos no estudo, sendo 72,3% do sexo feminino ( n  = 34). A média de idade foi de 28,2 anos e a do IMC foi de 22,9 kg/m 2 . Os grupos não apresentaram diferenças significativas de gênero, idade ou IMC ( Tabela 1 ).

Tabela 1. Comparação de dados demográficos entre grupos.

Grupo NS
( n  = 21)
Grupo controle
( n  = 26)
valor-p
Idade (anos) * 28,1 (6,7) 28,3 (7,7) 0,935
IMC (kg/m 2 ) * 21,8 (7,1) 23,8 (3,7) 0,332
Gênero (feminino) 66,7% ( n  = 14) 76,9% ( n  = 20) 0,435

Abreviações: IMC, índice de massa corporal; DP, desvio padrão; NS, nódulos de Schmorl.

*

Média (DP) para idade e IMC.

Em relação aos parâmetros de SB medidos, o ângulo médio de LL foi de 54,5° no grupo NS e de 64,3° no grupo controle ( p  < 0,001); a SS média foi de 36,2° no grupo NS e de 41,4° no grupo controle ( p  = 0,016) ( Tabela 2 ). Não houve diferenças significativas entre os grupos nas medidas de SVA, TK, PI ou PT ( Fig. 2 ).

Tabela 2. Comparação de parâmetros de equilíbrio sagital entre grupos.

Medida Grupo NS Grupo controle valor-p
SVA - 33,1° (28,3) - 40,3° (24,1) 0,363
TK 25,3° (11,3) 32,6° (6,1) 0,096
LL 54,5° (8,2) 64,3° (8,2) < 0,001
PI 46,5° (12,5) 51,4° (9,1) 0,143
PT 11,9° (7,1) 10,0° (5,5) 0,335
SS 36,2° (7,7) 41,4° (6,1) 0,016

Abreviações: LL, Lordose lombar; PI, incidência pélvica; PT, inclinação pélvica; DP, desvio padrão; NS, nódulos de Schmorl; SS, inclinação sacral; SVA, eixo vertical sagital; TK, cifose torácica.

Os valores de média (DP) de todos os parâmetros são em graus.

Fig. 2.

Fig. 2

Representação dos parâmetros de equilíbrio sagital no grupo controle e no grupo com nódulos de Schmorl (NS). A lordose lombar e a inclinação sacral foram significativamente diferentes entre os grupos. SVA, Eixo vertical sagital; TK, cifose torácica; LL, lordose lombar; PI, incidência pélvica; PT, inclinação pélvica; SS, inclinação sacral.

O grupo controle e o grupo NS apresentaram correlações positivas significativas e moderadas a fortes entre LL e SS ( r  = 0,707 e r  = 0,540, respectivamente), PI e PT ( r  = 0,744 e r  = 0,812, respectivamente) e PI e SS ( r  = 0,812 e r  = 0,672, respectivamente). O grupo NS também apresentou correlações positivas significativas entre os ângulos de SVA e TK ( r  = 0,756), SVA e LL ( r  = 0,769), TK e LL ( r  = 0,896) e LL e PI ( r  = 0,380).

Discussão

No presente estudo, LL e SS foram significativamente menores em pacientes com NS. Este achado revela que a coluna destes pacientes é mais plana e que sua pelve é mais vertical. Estas características mostram uma tendência para o perfil sagital descrito em pacientes com lombalgia, hérnia de disco e degeneração discal – uma coluna mais reta com diminuição tanto da LL quanto da SS (costas planas). 1 6 11 25 Embora as alterações de SB encontradas tenham sido menores (9,8° em LL e 5,2° em SS), elas podem ser as primeiras anomalias e ter maior impacto clínico posteriormente.

Os dois grupos apresentaram fortes correlações positivas em PI-PT e PI-SS, concordando com a equação de PI=PT+SS . 1 6 Além disso, os dois grupos apresentaram correlação de LL-SS, um achado bem descrito na literatura. 6 Alguns parâmetros foram significativamente correlacionados apenas no grupo NS: SVA-TK, SVA-LL, TK-LL e LL-PI. As fortes associações entre estes parâmetros indicam que o perfil sagital identificado é de fato característico de todo o grupo NS. No entanto, o SVA não diferiu de forma significativa entre os dois grupos, sugerindo que todos conseguiram manter a coluna bem equilibrada por meio de mecanismos compensatórios.

Nosso delineamento experimental não permite suposições sobre a relação causal entre SB e NS. Embora o NS possa ter etiologia multifatorial, acredita-se que seu desenvolvimento seja precoce, durante a ossificação osteocondral, e frequente em indivíduos com coluna vertebral saudável e bem equilibrada. 13 17 19 Barrey et al. 11 mostraram que pacientes mais jovens com lesão discal apresentaram menores valores de PI, presumindo que o SB influencia o desenvolvimento de hérnia ou a degeneração discal. Como a PI não teve diferenças significativas entre os dois grupos na nossa amostra, é possível que NS afete o SB e não o contrário.

Vários estudos relatam uma associação entre NS e patologia de disco. Embora deva haver etiologias compartilhadas em relação à doença discal, a resultante horizontalização dos discos intervertebrais aumenta a carga mecânica e a pressão sobre o disco, o que pode aumentar o risco de degeneração discal precoce. 1 6 11 Assim, acreditamos que as alterações de SB observadas no grupo NS podem explicar parcialmente a ligação entre NS e a patologia discal.

A principal limitação do presente estudo é o pequeno tamanho da amostra (devido aos rigorosos critérios de inclusão e exclusão). Apesar da ausência de diferenças de gênero estatisticamente significativas entre os grupos, o aumento da prevalência de pacientes do sexo feminino no grupo controle pode ser um viés para as medidas de equilíbrio sagital. Também não foi avaliada a influência do número ou da localização dos NSs. Além disso, nossa amostra foi composta por pacientes sintomáticos (o que poderia introduzir um viés) e, como os dados basais coletados eram limitados, outros possíveis fatores associados à doença do disco (como tabagismo, trabalho intenso ou fragilidade óssea) não foram considerados.

Conclusões

O estudo do SB é uma importante ferramenta para entender o comportamento mecânico da coluna e a fisiopatologia de diversas doenças da coluna. Neste estudo, os pacientes com NS apresentaram um perfil particular de SB, caracterizado por diminuição da lordose lombar e inclinação sacral em comparação ao grupo controle. Nossos resultados mostram que os NS podem ser achados clínicos relevantes, que podem sinalizar o risco de variações do SB associadas à degeneração discal precoce; logo, sua presença deve desencadear uma avaliação do SB. Mais estudos são necessários para compreender plenamente as relações entre NS e SB, assim como o seu papel em outras doenças da coluna vertebral.


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