Skip to main content
Revista Brasileira de Ortopedia logoLink to Revista Brasileira de Ortopedia
. 2022 Apr 25;57(6):1039–1044. doi: 10.1055/s-0042-1743271

The Baumann Angle: An Analysis from Theory to Practice

Talissa O Generoso 1,, Giovani M Pacifico Junior 1, Filipe M Barcelos 1, Francesco C Blumetti 1, Susana R Braga 1,2, Amâncio Ramalho Junior 1
PMCID: PMC9757953  PMID: 36540750

Abstract

Objective  To analyze how the Baumann angle (BA) is affected by inadequate radiographic inclinations.

Methods  The study was performed from radiographs of the distal humerus of children aged 3 to 10 years. The BA measurements performed by five observers were compared, and each radiograph was evaluated for its quality as “adequate” or “inadequate.” The correlation between radiographic quality and the normality of the angles was evaluated.

Results  Sample was composed of 141 patients, 44% between 3 and 6 years of age and 56% between 7 and 10. We observed the BA between 52.01 and 89.82 degrees, with about 16% of the measurements outside the normal limits of the literature. A total of 33.3% of the evaluated radiographs were classified as “inadequate”. On the BA measurements outside the normality parameter, we observed that its proportion was higher among images with inadequate radiographic quality (31.1 vs. 6.2%), and this difference was significant ( p  < 0.001).

Conclusions  The BA is a very variable measurement and, alone, it is unreliable for the evaluation of angular deformities of the pediatric elbow, with radiographic quality proven to be an important causal factor of this variability.

Keywords: elbow joint, humeral fractures, radiography, child

Introduction

Supracondylar humerus fractures (SCHF) account for about 3% of fractures in children, corresponding to almost 60% of elbow fractures in the pediatric age group. These are very frequent fractures in children between 3 and 10 years of age, with their peak incidence in the range of 5 to 6 years. The most frequent complications associated with SCHF are nerve lesions, with the most common being anterior interosseous nerve injury, arterial lesions, specifically brachial artery, and varus cubit deformity. 1

The angular deformity of the elbow in the coronal plane has been described as one of the most common complications of supracondylar fractures in children, with reports of incidence of varus ulna of up to 26% in fractures in Gartland-II extension inadequately treated. 2 There is consensus in the literature that anatomical fracture reduction and its maintenance must be radiographically documented to avoid this deformity. 3 4 Köberle 5 described the importance of the proper position of the forearm in immobilization to avoid the occurrence of angular deformities, while Patriota et al. 6 and Carvalho et al. 7 investigated the efficacy of fracture fixation techniques to maintain the reduction, with positive results.

In clinical practice, the loading angle of the upper limb is widely used to evaluate possible angular deformities. Radiographically, the Baumann Angle (BA) is the most used measurement for these fractures' quality of reduction. The BA corresponds to the angle formed between the long axis of the humerus diaphysis, traced by the center of the medullary canal, and the line drawn by the chapter physis in the anteroposterior radiographic incidence, being widely used as a comparative angle to the contralateral side and having values between 64 and 81 degrees considered as normal. 8 9 Visibility of at least 7 cm of the distal humerus on radiographic images increases the accuracy of this measurement. 10 It has been observed, however, that the wide range of 17 degrees considered as normal variability for BA raises questions regarding its reliability and, although validated to confer the alignment of the post-reduction fracture, there are reports of inconsistencies in this measure, both intra and interobservers. 10

Our hypothesis is that one of the factors causing this problem is the difficulty of obtaining true coronal radiographic incidences of the elbow in daily practice.

The primary objective of this study is to analyze how the angles traced between the long axis of the humerus diameter and the axis of the chapter physeal line in normal elbows are affected by inadequate inclinations of radiographs and to analyze the intra- and interobserver variations of BA measurements, and the secondary objectives are: 1) to describe the measurements of the angles obtained in our sample, comparing them by age group; 2) to evaluate the percentage of BA measurements in our sample that are outside the normality standard described in the literature.

Methods

This is a retrospective study authorized and approved by the Research Project Manager System and the Research Ethics Committee of a Brazilian tertiary hospital, carried out from radiographs of the distal humerus of children, already obtained and archived in the imaging diagnosis sector of the hospital. The exemption from obtaining a Free and Informed Consent Form was requested and authorized.

Inclusion Criteria

This study included 141 consecutive radiographs of children treated at our service from September 2006 to March 2020 that met the following criteria:

  1. Children aged between 3 and 10 years.

  2. Radiographs taken in the anteroposterior direction of the elbow, with at least 7 cm of the distal humerus visible in the image.

Exclusion Criteria

Radiographs that presented any of the following alterations were excluded from this study:

  1. Acute or previous ipsilateral humerus, radius or ulna fractures.

  2. Bone or joint changes.

Data Analysis

The 141 radiographs of normal elbows were anonymized, numbered from 1 to 141, and submitted to BA measurement by the observers, as indicated in Figure 1 . The measurements of the angles were performed digitally in the Carestream Viewer system in Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) format images, through the tools available in the system itself. Five observers participated in the study: a second and a third year residents skilled in Orthopedics and Traumatology, an orthopedist specializing in Pediatric Orthopedics, and two senior Pediatric Orthopedists. Each observer performed three measurements of the sequenced radiographs, on different dates, with at least one week of interval between measurements. After the measurements, the radiographs were divided considering half of the age group of the sample (3–10 years), with the youngest group being composed of radiographs of children aged 3 to 6 years, and the oldest group being composed of radiographs of children aged 7 to 10 years. The angles measured were compared according to the normality pattern established in the literature and the intra- and interobserver variations of the BA measurements were analyzed. Each radiograph was evaluated by a consensus of two specialists regarding its quality as “adequate” or “inadequate”, according to parameters proposed by Pace et al. 11 Thus, radiographs with radioulnar overlap (percentage of ulna width at the level of radio tuberosity that is overlapped by the medial edge of the radio) ranging between 0.1 and 0.5 were considered “adequate” and those outside this parameter were “inadequate”. With these data, the correlation between radiographic quality and normality or not of the measured angles was evaluated.

Fig. 1.

Fig. 1

The Baumann angle.

The sample size was calculated to estimate the means of the angles traced according to the study by Shank et al., 12 in which a standard deviation (SD) of 6° was observed in the BA measurements. Using this variability estimate, a sample size of 141 radiographs would be sufficient to build a bilateral 95% confidence interval with a size of 1°.

The sample size estimation calculations were performed with the aid of the Power Analysis and Sample Size (PASS, NCSS, LLC. Kaysville, UT, US) software version 14.0, using a 5% significance level.

The correlation between radiographic quality and BA was calculated with the chi-square test. In addition , the agreement of intra- and interobserver measurements was verified and stratified by radiographic quality. The agreements were verified by the Intraclass Correlation Coefficient (ICC) and the results were presented from the mean and SD, ICC, and their respective confidence intervals and p -values. The agreement coefficients were compared to the classification present in Altman, 13 which considers coefficients lower than 0.2 as poor, those between 0.2 and 0.4 as reasonable, those between 0.4 and 0.6 as moderate, those between 0.6 and 0.8 as good, and those above 0.8 as excellent.

The analyses were carried out in the Statistical Package for the Social Sciences (SPSS, IBM Corp. Armonk, NY, USA) software, version 26.0, and a significance level of 5% was adopted.

Results

The sample consisted of 141 radiographs, 65 (46.1%) of female patients and 76 (53.9%) of male patients. Additionally, 62 (44%) patients were aged between 3 and 6-years-old and 79 (56%) were between 7 and 10-years-old. The 141 radiographs were analyzed by the five observers, who performed each angular measurement three times, totaling 2,115 BA measurements. We verified the agreement of intra- and interobserver measurements, stratified by level of experience of the observers. All angles measured presented good or excellent levels of intra- and interobserver agreement. The results are listed in Tables 1 and 2 . There was no difference in the values of the angles between the female and male genders, and the experience of the observers did not significantly affect the results.

Table 1. Agreement of intraobserver measurements.

Measures Average SD ICC
Observer 1
Med. 1 71.61 5.85
Med. 2 71.38 5.98
Med. 3 70.63 5.96
Baumann 0.863
Observer 2
Med. 1 70.11 6.07
Med. 2 69.81 5.70
Med. 3 69.67 5.69
Baumann 0.909
Observer 3
Med. 1 71.15 6.69
Med. 2 70.48 6.34
Med. 3 69.95 6.42
Baumann 0.876
Observer 4
Med. 1 70.27 5.44
Med. 2 70.51 4.84
Med. 3 69.78 5.20
Baumann 0.764
Observer 5
Med. 1 70.90 6.43
Med. 2 71.78 6.22
Med. 3 72.01 6.72
Baumann 0.911

Abbreviations: ICC, intraclass correlation coefficient; SD, standard deviation.

Table 2. Agreement of interobserver measures.

Observers Average SD ICC Confidence Interval
(ICC. 95%)
Inf. Sup.
Baumann 0.843 0.800 0.879
 Observer 1 71.20 5.66
 Observer 2 69.86 5.65
 Observer 3 70.52 6.22
 Observer 4 70.19 4.75
 Observer 5 71.56 6.28

Abbreviations: ICC, intraclass correlation coefficient; SD, standard deviation.

Each observer performed three BA measurements for each radiography. In measurements 1, we obtained angles with an average of 70.81°, SD of 6.12°, with a minimum value of 52.01° and a maximum of 89.82°. In measurements 2, the mean was 70.79°, SD was 5.86°, minimum of 53.04° and maximum of 85.78°. Finally, in measurements 3, the average was of 70.41°, SD was 6.07°, minimum of 62.38° and maximum of 88.03°.

We verified the percentage of BA measurements different from the values considered normal in the literature (64–81°). Considering the percentage in the three measurements performed for each radiograph and the percentage per observer, 17.4% of measurements 1, 15.2% of measurements 2, and 16.3% of measurements 3 were outside the normal limits. The results are presented in Table 3 .

Table 3. Percentage of angle measurements compared to normality pattern.

Measure versus Observer Baumann angle within normal limits
No Yes
n % n %
Measure 1
 Observer 1 22 15.6% 119 84.4%
 Observer 2 25 17.7% 116 82.3%
 Observer 3 30 21.3% 111 78.7%
 Observer 4 18 12.8% 123 87.2%
 Observer 5 28 19.9% 113 80.1%
 Total (n = 705) 123 17.4% 582 82.6%
Measure 2
 Observer 1 24 17.0% 117 83.0%
 Observer 2 23 16.3% 118 83.7%
 Observer 3 22 15.6% 119 84.4%
 Observer 4 16 11.3% 125 88.7%
 Observer 5 22 15.6% 119 84.4%
 Total (n = 705) 107 15.2% 598 84.8%
Measure 3
 Observer 1 19 13.5% 122 86.5%
 Observer 2 23 16.3% 118 83.7%
 Observer 3 26 18.4% 115 81.6%
 Observer 4 20 14.2% 121 85.8%
 Observer 5 27 19.1% 114 80.9%
 Total (n = 705) 115 16.3% 590 83.7%

Among the 141 images evaluated, 47 of them (33.3%) were classified as “inadequate”, and 94 (66.7%) as “adequate”. In total, 705 BA measurements were performed on radiographs considered inadequate and 1,410 on appropriate radiographs. Images with adequate radiographic quality presented higher mean values of BA measurements. Table 4 contains the abstracts of BA measurements 1, 2, and 3 of all observers in the whole sample, according to radiographic quality.

Table 4. Baumann angles (summary of measurements 1, 2, and 3 of all observers), according to radiographic quality.

Radiographic quality
Adequate Inadequate
Baumann: measure 1
 Mean and SD 71.64 5.02 69.15 7.61
 Minimum and maximum 56.74 89.82 52.01 87.17
 Median and quartiles 71.67 68.8–74.81 69.62 63.39–74.18
Baumann: measure 2
 Mean and SD 71.55 4.73 69.28 7.43
 Minimum and maximum 55.00 84.56 53.04 85.78
 Median and quartiles 71.90 68.66–74.67 69.35 63.5–73.94
Baumann: measure 3
 Mean and SD 71.21 4.91 68.80 7.66
 Minimum and maximum 57.02 85.87 52.38 88.03
 Median and quartiles 71.21 68–74.41 68.71 63.28–73.96

Abbreviation: SD, standard deviation.

We also observed that, for adequate radiographs, 93.8% of the angles measured were within the normal values of the literature and 6.2% were outside the reference values; while for inadequate radiographs 68.9% of the angles were within normal range and 31.1% were outside the limit of these parameters. This difference was significant ( p  < 0.001), as shown in Table 5 .

Table 5. Baumann angle ratio versus radiographic quality.

Radiographic quality p -value
Adequate Inadequate
Baumann <0.001
 Outside the reference parameters 29 6.2% 73 31.1%
 Normal 441 93.8% 162 68.9%

In addition, we noted the variation of BA by age group, as shown in Table 6 . The interobserver agreement coefficients verified at the angles of patients aged 3 to 6-years-old were excellent (coefficients greater than 0.8), while lower coefficients were observed in older patients (7–10 years, coefficients greater than 0.7).

Table 6. Summary of angles by age group.

Comparison Average 95% CI p -value
Inferior Superior
Baumann <0.001
 3 to 6 years 71.13 70.44 71.82
 7 to 10 years 70.31 69.80 70.83

Abbreviation: 95% Confidence Interval

Discussion

Varus ulna deformity is one of the most common complications of SCHF in children and, to date, the most widely used radiographic measurement to measure the alignment of the distal humerus after fracture reduction is BA. However, its wide range of normality and inconsistencies found in the literature led us to question its reliability, motivating the analysis of angles traced in normal elbows of our sample and the evaluation of how these angles are altered by inadequate inclinations of radiographs.

The study by Silva et al., 14 for example, showed that, among five observers, one presented BA measurements with a difference of more than 7 degrees in relation to the measurements of the other four observers for the same radiography. In addition, the results of the study by Shank et al. suggested that 95% of BA measurements by the same observer for the same radiography would have a variability of up to 5°. 12

In daily practice, it is common to observe that elbow radiographs performed in child patients with distal humerus fractures are not performed in perfect planes. Due to factors resulting from trauma, such as pain, edema, limitation of movement, or presence of immobilizers, along with the low cooperation of children, there may often be some degree of rotation in relation to the projection of the humerus in the true coronal plane. Camp et al. showed that BA presents 6° of variation for every 10° of rotation of the anteroposterior radiography of the elbow. 15 On the other hand, Segal et al., 16 in a study based on the analysis of tomographic images of elbows, reported that the measured BA were consistent in projections with angles ranging from 70° of internal rotation to 40° of external rotation. However, this consistency was established considering the wide margin of measurement error, which varies around 7°, as within BA normal range.

The normal values for BA, described in the medical literature, range from 64 to 81°. 8 9 However, in our sample of normal elbows, we observed values ranging from 52.01 to 89.82°. Thus, about 16% of the normal elbows studied presented angles outside the normal range. We also found that, in our sample, 33.3% of the radiographs were inadequate regarding rotation in relation to the projection of the humerus in the true coronal plane, demonstrating the difficulty of obtaining adequate radiographs in the practical context. Furthermore, inadequate radiographs resulted in a significant number of BA measurements outside the normal range (31.1%). However, it is worth mentioning that, even on adequate radiographs of normal elbows, we obtained 6.2% of the BA outside the normal range seen in the literature, with absolute values of angles in normal elbows and in appropriate radiographs reaching extremes such as 55° and 89.82°, which supports the hypothesis of low reliability of BA. We also found that, of the total of 1,410 BA measurements in adequate radiographs, 86 presented a value higher than 81° (varus, the main angular deformity of the SCHF), which could indicate that, even on radiographs of normal elbows, 6% of this sample would be classified as deviated, which could lead to inadequate treatments and clinical practices.

An interesting point was that the interobserver agreement coefficients verified in the angles of patients aged 3 to 6 years were better than the coefficients of the older age group (7–10 years), which may indicate that the accuracy of the angle decreases as the ossification of the distal humerus progresses.

Taking these data in consideration, we believe that the rotation of radiographic projections is one of the main factors that generate the variability observed in the angular measurements presented here, together with the natural variation of the angle itself and the existing variations among the observers.

This study's limitations are the reduced size of the sample for the different age groups, the fact that the measurements were performed in personal computers with different screen sizes and resolutions, and the fact that only the rotational analysis of radiographs was performed, and no possible cephalic or caudal inclinations of the images were evaluated.

Conclusion

It was possible to conclude that, if analyzed in isolation, the BA is a very variable and unreliable measure for the evaluation of angular deformities of the elbow in pediatric patients, and radiographic quality has been shown to be an important causal factor of this variability.

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

Suporte Financeiro

Não houve suporte financeiro de fontes públicas, comerciais, ou sem fins lucrativos.

Financial Support

There was no financial support from public, commercial, or non-profit sources.

Trabalho desenvolvido no Hospital Albert Einstein, São Paulo, SP, Brasil.

Work developed at Hospital Albert Einstein, São Paulo, SP, Brazil.

Referências

  • 1.Flynn J M, Skaggs D L, Waters P M. Philadelphia: Wolters Kluwer Health; 2015. Rockwood & Wilkins' fractures in children. 8th ed. [Google Scholar]
  • 2.Moraleda L, Valencia M, Barco R, González-Moran G. Natural history of unreduced Gartland type-II supracondylar fractures of the humerus in children: a two to thirteen-year follow-up study. J Bone Joint Surg Am. 2013;95(01):28–34. doi: 10.2106/jbjs.l.00132. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.Acton J D, McNally M A. Baumann's confusing legacy. Injury. 2001;32(01):41–43. doi: 10.1016/s0020-1383(00)00102-9. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Vaquero-Picado A, González-Morán G, Moraleda L. Management of supracondylar fractures of the humerus in children. EFORT Open Rev. 2018;3(10):526–540. doi: 10.1302/2058-5241.3.170049. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.Köberle G. Prevention of cubitus varus and cubitus valgus from humerus supracondylar fractures. Rev Bras Ortop. 2003;38(10):568–580. [Google Scholar]
  • 6.Patriota G SQA, Assunção Filho C A, Assunção C A. What is the best fixation technique for the treatment of supracondylar humerus fractures in children? Rev Bras Ortop. 2017;52(04):428–434. doi: 10.1016/j.rboe.2017.05.013. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 7.Carvalho R A, Franco Filho N, Castello Neto A B, Reis G D, Dias M P. Fratura supracondiliana de úmero em crianças: fixação com dois fios de Kirschner cruzados. Rev Bras Ortop. 2012;47(06):705–709. doi: 10.1016/S2255-4971(15)30025-2. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 8.Mohammad S, Rymaszewski L A, Runciman J. The Baumann angle in supracondylar fractures of the distal humerus in children. J Pediatr Orthop. 1999;19(01):65–69. [PubMed] [Google Scholar]
  • 9.Williamson D M, Coates C J, Miller R K, Cole W G. Normal characteristics of the Baumann (humerocapitellar) angle: an aid in assessment of supracondylar fractures. J Pediatr Orthop. 1992;12(05):636–639. [PubMed] [Google Scholar]
  • 10.Krengel W F, 3rd, Wiater B P, Pace J L et al. Does using the medial or lateral humeral line improve reliability of Baumann angle measurement on plain x-ray? The effect of humeral length visualized on the x-ray. J Pediatr Orthop. 2012;32(04):373–377. doi: 10.1097/BPO.0b013e318251969f. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 11.Pace J L, Wiater B, Schmale G, Jinguji T, Bompadre V, Krengel W., 3rd. Baumann angle and radial-ulnar overlap: a radiographic study to control for the angle of the x-ray beam. J Pediatr Orthop. 2012;32(05):467–472. doi: 10.1097/BPO.0b013e318259f2a1. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 12.Shank C F, Wiater B P, Pace J L et al. The lateral capitellohumeral angle in normal children: mean, variation, and reliability in comparison to Baumann's angle. J Pediatr Orthop. 2011;31(03):266–271. doi: 10.1097/BPO.0b013e31821009af. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 13.Altman D G. London: CRC press; 1991. Practical statistics for medical research. [Google Scholar]
  • 14.Silva M, Pandarinath R, Farng E et al. Inter- and intra-observer reliability of the Baumann angle of the humerus in children with supracondylar humeral fractures. Int Orthop. 2010;34(04):553–557. doi: 10.1007/s00264-009-0787-0. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 15.Camp J, Ishizue K, Gomez M, Gelberman R, Akeson W. Alteration of Baumann's angle by humeral position: implications for treatment of supracondylar humerus fractures. J Pediatr Orthop. 1993;13(04):521–525. doi: 10.1097/01241398-199307000-00019. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 16.Segal D, Emery K, Zeitlinger L, Rosenbaum J A, Little K J. Humerus Rotation Has a Negligible Effect on Baumann Angle in a Wide Range of Rotational Positions. J Pediatr Orthop. 2020;40(09):e822–e826. doi: 10.1097/BPO.0000000000001633. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
Rev Bras Ortop (Sao Paulo). 2022 Apr 25;57(6):1039–1044. [Article in Portuguese]

O ângulo de Baumann: Uma análise da teoria à prática

Resumo

Objetivo  Analisar como o ângulo de Baumann (AB) é afetado por inclinações radiográficas inadequadas.

Métodos  Estudo realizado a partir de radiografias do úmero distal de crianças de 3 a 10 anos. Foram comparadas as aferições do AB realizadas por cinco observadores, e cada radiografia foi avaliada quanto à sua qualidade em “adequada” ou “inadequada”. A correlação entre a qualidade radiográfica e a normalidade dos ângulos foi avaliada.

Resultados  Amostra composta por 141 pacientes, 44% entre 3 e 6 anos e 56% entre 7 e 10. Observamos AB entre 52,01 e 89,82 graus, tendo cerca de 16% das medidas fora dos limites de normalidade da literatura. Um total de 33,3% das radiografias avaliadas foram classificadas como “inadequadas”. Sobre as medidas do AB fora do parâmetro da normalidade, observamos que sua proporção foi maior entre as imagens com qualidade radiográfica inadequada (31,1% vs. 6,2%), tendo essa diferença se mostrado significativa ( p  < 0,001).

Conclusões  O AB é uma medida muito variável e, isoladamente, pouco confiável para a avaliação de deformidades angulares do cotovelo pediátrico, tendo a qualidade radiográfica se mostrado um fator causal importante dessa variabilidade.

Palavras-chave: articulação do cotovelo, fraturas do úmero, radiografia, criança

Introdução

As fraturas supracondilianas do úmero (FSCU) são responsáveis por cerca de 3% das fraturas em crianças, correspondendo a quase 60% das fraturas do cotovelo na faixa etária pediátrica. São fraturas muito frequentes em crianças entre 3 e 10 anos de idade, tendo seu pico de incidência na faixa de 5 a 6 anos. As complicações mais frequentes associadas às FSCU são as lesões nervosas, sendo a mais comum a lesão do nervo interósseo anterior, as lesões arteriais, especificamente da artéria braquial, e a deformidade em cúbito varo. 1

A deformidade angular do cotovelo no plano coronal foi descrita como uma das complicações mais comuns das fraturas supracondilianas em crianças, havendo relatos de incidência de cúbito varo de até 26% em fraturas em extensão tipo Gartland-II inadequadamente tratadas. 2 Há consenso na literatura de que a redução anatômica da fratura e sua manutenção radiograficamente documentadas são fundamentais para evitar essa deformidade. 3 4 Köberle 5 descreveu a importância da adequada posição do antebraço na imobilização para evitar a ocorrência de deformidades angulares, enquanto Patriota et al. 6 e Carvalho et al. 7 investigaram a eficácia das técnicas de fixação das fraturas para a manutenção da redução, com resultados positivos.

Na prática clínica, o ângulo de carregamento do membro superior é muito utilizado para avaliar possíveis deformidades angulares. Radiograficamente, o ângulo de Baumann (AB) é a medida mais utilizada para aferir a qualidade da redução dessas fraturas. O AB corresponde ao ângulo formado entre o eixo longo da diáfise do úmero, traçado pelo centro do canal medular, e a linha traçada pela fise do capítulo na incidência radiográfica anteroposterior, sendo muito utilizado comparativamente com o lado contralateral e tendo valores entre 64 e 81 graus considerados como normais. 8 9 A visibilidade de pelo menos 7 cm do úmero distal na radiografia aumenta a acurácia desta medida. 10 Percebe-se, porém, que a ampla faixa de 17 graus considerada como variabilidade normal para o AB levanta questões quanto a sua confiabilidade e, apesar de validada para conferir o alinhamento da fratura pós-redução, inconsistências nessa medida, tanto intra- quanto interobservadores, são relatadas. 10

Nossa hipótese é de que um dos fatores causadores desse problema é a dificuldade de obter incidências radiográficas coronais verdadeiras do cotovelo na prática diária.

O objetivo primário deste estudo é analisar como os ângulos traçados entre o eixo longo da diáfise do úmero e o eixo da linha fisária do capítulo em cotovelos normais são afetados por inclinações inadequadas das radiografias e analisar as variações intra- e interobservador das medidas do AB, e os objetivos secundários são: 1) descrever as medidas dos ângulos obtidos em nossa amostra, comparando-os por faixa etária; 2) avaliar o percentual de medidas do AB em nossa amostra que se encontram fora do padrão de normalidade descrito na literatura.

Métodos

Este é um estudo retrospectivo autorizado e aprovado pelo Sistema Gerenciador de Projetos de Pesquisas e pela Comissão de Ética em Pesquisas de um hospital terciário brasileiro, realizado a partir de radiografias do úmero distal de crianças, já obtidas e arquivadas no setor de diagnóstico por imagens do hospital. Foi solicitada e autorizada a isenção da obtenção de Termo de Consentimento Livre e Esclarecido.

Critérios de Inclusão

Foram incluídas no estudo 141 radiografias consecutivas de crianças atendidas no serviço no período de setembro de 2006 a março de 2020 que atendiam aos seguintes critérios:

  1. Crianças com idade entre 3 e 10 anos;

  2. Radiografias realizadas no sentido anteroposterior do cotovelo, com pelo menos 7 cm do úmero distal visíveis na imagem.

Critérios de Exclusão

Foram excluídas deste estudo radiografias que apresentaram alguma das seguintes alterações:

  1. Fraturas do úmero, do rádio ou da ulna ipsilaterais agudas ou prévias;

  2. Alterações ósseas ou articulares.

Análise dos Dados

As 141 radiografias de cotovelos normais foram anonimizadas e numeradas de 1 a 141, e submetidas à aferição do AB pelos observadores, conforme indicado na Figura 1 . As medidas dos ângulos foram realizadas digitalmente no sistema Carestream Viewer em imagens de formato Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM), através das ferramentas disponíveis no próprio sistema. Participaram do estudo cinco observadores, sendo dois deles residentes do segundo e terceiro ano em Ortopedia e Traumatologia, um ortopedista especializando em Ortopedia Pediátrica, e dois Ortopedistas Pediátricos seniores. Cada observador realizou três aferições das radiografias sequenciadas, em datas distintas, com pelo menos uma semana de intervalo entre as aferições. Após as aferições, as radiografias foram divididas considerando a metade da faixa etária da amostra (3–10 anos), sendo o grupo mais jovem composto por radiografias de crianças de 3 a 6 anos, e o grupo mais velho composto por radiografias de crianças de 7 a 10 anos. Os ângulos aferidos foram comparados quanto ao padrão de normalidade estabelecido na literatura e as variações intra- e interobservador das medidas do AB foram analisadas. Cada radiografia foi avaliada por um consenso de dois especialistas quanto à sua qualidade em “adequada” ou “inadequada”, de acordo com parâmetros propostos por Pace et al. 11 Desse modo, foram consideradas “adequadas” as radiografias com sobreposição radioulnar (porcentagem da largura da ulna ao nível da tuberosidade do rádio que é sobreposta pela borda medial do rádio) variando entre 0,1 e 0,5, e “inadequadas” as que se encontravam fora desse parâmetro. Com esses dados, foi avaliada a correlação entre a qualidade radiográfica e a normalidade ou não dos ângulos aferidos.

Fig. 1.

Fig. 1

Ângulo de Baumann.

O tamanho amostral foi calculado de forma a estimar as médias dos ângulos traçados e de acordo com o estudo de Shank et al., 12 no qual foi observado desvio padrão (DP) de 6° nas medidas do AB. Utilizando essa estimativa de variabilidade, um tamanho amostral de 141 radiografias seria suficiente para construir um intervalo de confiança bilateral de 95% com tamanho de 1°.

Os cálculos de estimativa de tamanho amostral foram realizados com auxílio do programa Power Analysis and Sample Size (PASS, NCSS, LLC. Kaysville, UT, US) software versão 14.0, utilizando nível de significância de 5%.

A relação entre a qualidade radiográfica e AB foi calculada a partir do teste de qui-quadrado. Além disso , a concordância das medidas intra- e interobservadores foi verificada, estratificando-se pela qualidade radiográfica. As concordâncias foram verificadas pelo Coeficiente de Correlação Intraclasse (ICC) e os resultados foram apresentados a partir da média e desvio padrão, ICC e seus respectivos intervalos de confiança e valores de p . Os coeficientes de concordância foram comparados à classificação presente em Altman, 13 que considera como ruins os coeficientes menores que 0,2, razoáveis aqueles entre 0,2 e 0,4, moderados aqueles entre 0,4 e 0,6, bons entre 0,6 e 0,8 e excelentes aqueles acima de 0,8.

As análises foram realizadas no programa estatístico Statistical Package for the Social Sciences (SPSS, IBM Corp. Armonk, NY, EUA), versão 26.0, e foi adotado um nível de significância de 5%.

Resultados

A amostra foi composta por 141 radiografias, sendo 65 (46,1%) de pacientes do gênero feminino e 76 (53,9%) do gênero masculino. Além disso, 62 (44%) pacientes tinham idade entre 3 e 6 anos e 79 (56%) entre 7 e 10 anos. As 141 radiografias foram analisadas pelos cinco observadores, que realizaram cada aferição angular três vezes, totalizando 2.115 medidas do AB. Verificamos a concordância das aferições intra- e interobservadores, estratificando por nível de experiência dos observadores. Todos os ângulos aferidos apresentaram níveis de concordância intra- e interobservadores bons ou excelentes. Os resultados estão listados nas Tabelas 1 e 2 . Não foi observada diferença nos valores dos ângulos entre os gêneros feminino e masculino, e a experiência dos observadores não afetou significativamente os resultados.

Tabela 1. Concordância das medidas intraobservadores.

Medidas Média DP ICC
Observador 1
Med. 1 71,61 5,85
Med. 2 71,38 5,98
Med. 3 70,63 5,96
Baumann 0,863
Observador 2
Med. 1 70,11 6,07
Med. 2 69,81 5,70
Med. 3 69,67 5,69
Baumann 0,909
Observador 3
Med. 1 71,15 6,69
Med. 2 70,48 6,34
Med. 3 69,95 6,42
Baumann 0,876
Observador 4
Med. 1 70,27 5,44
Med. 2 70,51 4,84
Med. 3 69,78 5,20
Baumann 0,764
Observador 5
Med. 1 70,90 6,43
Med. 2 71,78 6,22
Med. 3 72,01 6,72
Baumann 0,911

Abreviações: DP, desvio padrão; ICC, coeficiente de correlação intraclasse.

Tabela 2. Concordância das medidas interobservadores.

Observadores Média DP ICC IC
(ICC, 95%)
Inf. Sup.
Baumann 0,843 0,800 0,879
 Observador 1 71,20 5,66
 Observador 2 69,86 5,65
 Observador 3 70,52 6,22
 Observador 4 70,19 4,75
 Observador 5 71,56 6,28

Abreviações: DP, desvio padrão; IC, intervalo de confiança; ICC, coeficiente de correlação intraclasse.

Foram realizadas três medidas do AB por cada observador para cada radiografia. Nas medidas 1, obtivemos ângulos com média de 70,81°, DP de 6,12°, com valor mínimo de 52,01° e máximo de 89,82°. Nas medidas 2, a média foi de 70,79°, DP de 5,86°, mínimo de 53,04° e máximo de 85,78°. Por fim, nas medidas 3, a média foi de 70,41°, DP de 6,07°, mínimo de 62,38° e máximo de 88,03°.

Verificamos o percentual de aferições do AB diferentes dos valores considerados normais pela literatura (64–81°). Considerando o percentual nas três medidas realizadas para cada radiografia e também o percentual por observador, ficaram fora dos limites de normalidade 17,4% das medidas 1, 15,2% das medidas 2 e 16,3% das medidas 3. Os resultados são apresentados na Tabela 3 .

Tabela 3. Percentual de medidas do ângulo comparado com o padrão de normalidade.

Medida versus Observador Ângulo de Baumann dentro dos limites de normalidade
Não Sim
n % n %
Medida 1
 Observador 1 22 15,6% 119 84,4%
 Observador 2 25 17,7% 116 82,3%
 Observador 3 30 21,3% 111 78,7%
 Observador 4 18 12,8% 123 87,2%
 Observador 5 28 19,9% 113 80,1%
 Total (n = 705) 123 17,4% 582 82,6%
Medida 2
 Observador 1 24 17,0% 117 83,0%
 Observador 2 23 16,3% 118 83,7%
 Observador 3 22 15,6% 119 84,4%
 Observador 4 16 11,3% 125 88,7%
 Observador 5 22 15,6% 119 84,4%
 Total (n = 705) 107 15,2% 598 84,8%
Medida 3
 Observador 1 19 13,5% 122 86,5%
 Observador 2 23 16,3% 118 83,7%
 Observador 3 26 18,4% 115 81,6%
 Observador 4 20 14,2% 121 85,8%
 Observador 5 27 19,1% 114 80,9%
 Total (n = 705) 115 16,3% 590 83,7%

Dentre as 141 imagens avaliadas, 47 delas (33,3%) foram classificadas como “inadequadas”, e 94 (66,7%) como “adequadas”. No total, foram realizadas 705 aferições do AB nas radiografias consideradas inadequadas e 1.410 nas radiografias adequadas. As imagens com qualidade radiográfica adequada apresentaram valores médios mais elevados das medidas do AB. Na Tabela 4 , são apresentados os resumos das medidas 1, 2 e 3 dos AB de todos os observadores em toda a amostra, de acordo com a qualidade radiográfica.

Tabela 4. Ângulos de Baumann (resumo das medidas 1, 2 e 3 de todos os observadores), de acordo com a qualidade radiográfica.

Qualidade radiográfica
Adequada Inadequada
Baumann: medida 1
 Média e DP 71,64 5,02 69,15 7,61
 Mínimo e máximo 56,74 89,82 52,01 87,17
 Mediana e quartis 71,67 68,8–74,81 69,62 63,39–74,18
Baumann: medida 2
 Média e DP 71,55 4,73 69,28 7,43
 Mínimo e máximo 55,00 84,56 53,04 85,78
 Mediana e quartis 71,90 68,66–74,67 69,35 63,5–73,94
Baumann: medida 3
 Média e DP 71,21 4,91 68,80 7,66
 Mínimo e máximo 57,02 85,87 52,38 88,03
 Mediana e quartis 71,21 68–74,41 68,71 63,28–73,96

Abreviação: DP, desvio padrão.

Também observamos que, para as radiografias adequadas, 93,8% dos ângulos aferidos estavam dentro dos valores de normalidade da literatura e 6,2% encontravam-se fora dos valores de referência; enquanto, para as radiografias inadequadas, 68,9% dos ângulos estavam dentro dos valores de normalidade e 31,1% encontravam-se fora do limite desses parâmetros. Essa diferença se mostrou significativa ( p  < 0,001), como apresentado na Tabela 5 .

Tabela 5. Relação ângulo de Baumann versus qualidade radiográfica.

Qualidade radiográfica Valor de p
Adequado Inadequado
Baumann < 0,001
 Fora dos parâmetros de referência 29 6,2% 73 31,1%
 Normal 441 93,8% 162 68,9%

Além disso, pudemos observar a variação do AB por faixa etária, conforme mostrado na Tabela 6 . Os coeficientes de concordância interobservadores verificados nos ângulos de pacientes de 3 a 6 anos de idade foram excelentes (coeficientes maiores que 0,8), enquanto foram observados coeficientes menores em pacientes mais velhos (7–10 anos, coeficientes maiores que 0,7).

Tabela 6. Resumo dos ângulos por faixa etária.

Comparação Média IC 95% Valor de p
Inferior Superior
Baumann < 0,001
 3 a 6 anos 71,13 70,44 71,82
 7 a 10 anos 70,31 69,80 70,83

Abreviação: IC 95%, intervalo de confiança de 95%.

Discussão

A deformidade em cúbito varo é uma das complicações mais comuns das FSCU em crianças e, até o presente momento, a medida radiográfica mais utilizada para aferir o alinhamento do úmero distal pós-redução da fratura é o AB. Porém, sua ampla faixa de normalidade e inconsistências encontradas na literatura nos levaram a questionar a sua confiabilidade, motivando a análise de ângulos traçados em cotovelos normais de nossa amostra e a avaliação de como esses ângulos são alterados por inclinações inadequadas das radiografias.

O estudo de Silva et al., 14 por exemplo, mostrou que, dentre cinco observadores, um apresentou aferições do AB com diferença de mais de 7 graus em relação às aferições dos outros quatro observadores para a mesma radiografia. Além disso, os resultados do estudo de Shank et al sugeriram que 95% das aferições do AB pelo mesmo observador para a mesma radiografia teriam uma variabilidade de até 5°. 12

Na prática diária, é comum observar que as radiografias do cotovelo realizadas em pacientes infantis com fraturas do úmero distal não são realizadas em planos perfeitos. Devido a fatores decorrentes do trauma, como dor, edema, limitação de movimento ou presença de imobilizadores, aliados à baixa cooperação das crianças, pode ocorrer, muitas vezes, algum grau de rotação em relação à projeção do úmero no plano coronal verdadeiro. Camp et al. mostraram que o AB apresenta 6° de variação para cada 10° de rotação da radiografia anteroposterior do cotovelo. 15 Em contrapartida, Segal et al., 16 em um estudo baseado na análise de imagens tomográficas de cotovelos, relataram que os AB aferidos foram consistentes em projeções com angulações que variaram de 70° de rotação interna a 40° de rotação externa. Contudo, essa consistência foi estabelecida considerando como dentro da normalidade do AB a ampla margem de erro de aferição, que varia em torno de 7°.

Os valores normais para o AB, descritos na literatura médica, variam entre 64-81°. 8 9 Entretanto, em nossa amostra de cotovelos normais, observamos valores variando entre 52,01-89,82°. Sendo assim, cerca de 16% dos cotovelos normais estudados apresentaram ângulos fora da faixa de normalidade. Constatamos também que, em nossa amostra, 33,3% das radiografias se mostraram inadequadas quanto à rotação em relação à projeção do úmero no plano coronal verdadeiro, demonstrando a dificuldade da obtenção de radiografias adequadas no contexto prático. Foi possível observar que as radiografias inadequadas resultaram em um número expressivo de medidas do AB fora da normalidade (31,1%). Entretanto, vale ressaltar que, mesmo nas radiografias adequadas de cotovelos normais, obtivemos 6,2% dos AB fora da normalidade da literatura, com valores absolutos de ângulos em cotovelos normais e em radiografias adequadas atingindo extremos como 55° e 89,82°, o que suporta a hipótese da baixa confiabilidade desse ângulo. Constatamos também que, do total de 1.410 medidas do AB em radiografias adequadas, 86 apresentaram valor superior a 81° (varo, a principal deformidade angular das FSCU), o que poderia indicar que, mesmo em radiografias de cotovelos normais, 6% dessa amostra seriam classificados como desviados, o que poderia levar a condutas inadequadas.

Um dado interessante foi que os coeficientes de concordância interobservadores verificados nos ângulos de pacientes de 3 a 6 anos de idade foram melhores do que os coeficientes do grupo etário mais velho (7–10 anos), o que pode indicar que a acurácia do ângulo diminui à medida em que a ossificação do úmero distal progride.

Com esses dados em vista, acreditamos que a rotação das projeções radiográficas seja um dos principais fatores que geram a variabilidade observada nas medidas angulares aqui apresentadas, juntamente com a própria variação natural do ângulo e as variações existentes entre os observadores.

Este estudo teve como limitações o número reduzido da amostra para as diferentes faixas etárias, o fato de que as medidas foram realizadas em computadores pessoais com diferentes tamanhos de telas e resoluções, e o fato de que foi realizada apenas a análise rotacional das radiografias, não sendo avaliadas possíveis inclinações cefálicas ou caudais das mesmas.

Conclusão

Foi possível concluir que, se analisado isoladamente, o AC é uma medida muito variável e pouco confiável para a avaliação de deformidades angulares do cotovelo em pacientes pediátricos, tendo a qualidade radiográfica se mostrado um fator causal importante dessa variabilidade.


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

RESOURCES