Experiencia clínica con la aplicación 4D Ortho

Posprocesamiento dinámico de TC del sistema musculoesquelético

Pedro Augusto Gondim Teixeira, MD, PhD, Alain Blum, MD, PhD

El movimiento participa frecuentemente en la patogénesis de las enfermedades musculoesqueléticas. Con métodos de imagen estática, el diagnóstico de patología dinámica (p. ej., síndromes de fricción y pinzamiento) se basa únicamente en hallazgos secundarios¹. Este hecho y la frecuencia de estas afecciones subrayan la importancia de las modalidades de imagen dinámica en la evaluación de las enfermedades musculoesqueléticas. La TC con detector de área amplia es adecuada para el estudio dinámico de las articulaciones, permitiendo el estudio volumétrico del hueso y los ligamentos intraarticulares durante el movimiento fisiológico o bajo maniobras de esfuerzo.

La TC dinámica complementa otros métodos dinámicos, lo que ayuda a superar algunas de sus limitaciones, como la evaluación de estructuras óseas e intraarticulares con ultrasonido o la superposición de estructuras en la fluoroscopia². La TC dinámica se utiliza con mayor frecuencia para la evaluación de la muñeca, pero puede emplearse en diversas articulaciones (hombro, cadera, codo, rodilla y tobillo)^3-5.

Hasta ahora, el análisis de imágenes de TC dinámica era mayoritariamente subjetivo. Sin herramientas específicas, el análisis cuantitativo requiere mucho tiempo y es poco reproducible, ya que los puntos de medición deben seleccionarse manualmente en cada volumen de adquisición (p. ej., de ocho a diez por maniobra). Si bien el análisis subjetivo de datos dinámicos es útil en casos individuales, el desarrollo de criterios diagnósticos generales y la evaluación científica del rendimiento diagnóstico con este método se ven obstaculizados por la ausencia de datos cuantitativos.

Al realizar estudios dinámicos musculoesqueléticos, se debe capturar un solo movimiento o maniobra por adquisición para evitar el movimiento parásito (p. ej., movimiento accesorio distinto del movimiento objetivo), que puede complicar la interpretación de la imagen. El movimiento parásito puede reducirse mediante el entrenamiento del paciente y una inmovilización adecuada durante la adquisición, pero es difícil lograr una supresión completa. Cuando hay un movimiento parásito significativo, es necesario evaluar el movimiento de un hueso en relación con otras estructuras móviles, lo que puede provocar errores de diagnóstico y prolongar la curva de aprendizaje para el análisis de estudios dinámicos de TC.

La aplicación 4D-Ortho cuenta con dos características que mejoran considerablemente el análisis de estudios dinámicos articulares al limitar el impacto de la subjetividad y el movimiento parásito. En primer lugar, las mediciones de distancia y ángulos a lo largo del ciclo de movimiento se pueden obtener de forma semiautomática. En segundo lugar, se puede visualizar todo el movimiento con respecto a un hueso determinado, que permanece fijo o bloqueado. A continuación, se presentan las pruebas clínicas preliminares de la herramienta 4D-Ortho.

Principios básicos

Figura 1: Procedimiento de bloqueo óseo. Se coloca una semilla en la cavidad medular del hueso que se va a bloquear (puntas de flecha). La posición se puede comprobar tanto en imágenes de volumen renderizado como en imágenes multiplanares. Observe que los controles de tiempo (cuadrado rojo) permiten explorar todos los volúmenes cargados.

La TC dinámica musculoesquelética se realiza mediante la adquisición de múltiples volúmenes de baja dosis de la zona objetivo durante el movimiento. La aplicación 4D-Ortho se basa en el registro de cada hueso individual de la parte del cuerpo examinada en todos los volúmenes adquiridos. Esto es posible porque, independientemente de su posición, los huesos son estructuras indeformables. Una vez completado este proceso, cualquier punto de cualquier hueso se puede encontrar automáticamente en todos los volúmenes de adquisición.

4D-Ortho funciona de la siguiente manera: se cargan todos los volúmenes de una adquisición dinámica dada. Se muestran imágenes renderizadas multiplanares y volumétricas en 3D. Los controles de tiempo permiten al examinador explorar las imágenes de todos los volúmenes adquiridos. A continuación, el examinador puede seleccionar un hueso para bloquearlo colocando un punto de semilla en cualquier lugar dentro de su cavidad medular (Fig. 1). Se puede seleccionar cualquier hueso; el hueso objetivo puede variar según la patología evaluada o la maniobra realizada. Tras el procesamiento, se muestra todo el movimiento con respecto al hueso bloqueado, lo que reduce considerablemente la influencia del movimiento parásito.

Independientemente del procedimiento de bloqueo óseo, se pueden medir distancias y ángulos con 4D-Ortho. Los puntos seleccionados para la medición se representan automáticamente en todos los volúmenes, lo que aumenta la reproducibilidad de la medición y reduce considerablemente el tiempo de posprocesamiento. Para medir una distancia, se debe seleccionar el volumen que represente la mayor distancia entre los puntos a medir. A continuación, se seleccionan los puntos a medir mediante reformateos multiplanares o de volumen. El punto seleccionado debe ubicarse en el hueso cortical cerca de la superficie ósea, en lugar de en la cavidad medular. Se inicia el procesamiento y, una vez finalizado, se muestran gráficamente las distancias entre los puntos seleccionados a lo largo del ciclo de movimiento (Fig. 2). El mismo procedimiento se aplica a las mediciones angulares. Al seleccionar dos puntos dentro de un hueso y dos puntos en otro, se crean dos líneas. El ángulo entre estas dos líneas se puede medir automáticamente en todos los volúmenes de adquisición (Fig. 3).

Figura 2: Medición de distancia de dos puntos con la aplicación 4D-Ortho durante la pronosupinación de la articulación subastragalina. Se colocan dos puntos en el volumen que muestra la mayor distancia entre los puntos a evaluar (cuadrado rojo). La ubicación exacta de los puntos seleccionados se muestra en las imágenes multiplanares (puntas de flecha). Observe que los puntos se ubican en el hueso cortical y no en la cavidad medular. Tras el posprocesamiento, el gráfico de la esquina inferior derecha muestra la variación de la distancia (flecha).

Figura 3: Medición angular de cuatro puntos con la aplicación 4D-Ortho durante la pronosupinación de la articulación subastragalina. Se colocan dos puntos en dos huesos diferentes, en este caso el astrágalo y el calcáneo. Los puntos seleccionados se muestran tanto en la imagen volumétrica como en las imágenes multiplanares. Se observan dos líneas que intersecan los puntos seleccionados (puntas de flecha). Tras el posprocesamiento, el gráfico inferior derecho muestra la variación del ángulo entre estas dos líneas (flecha).

Experiencia clínica

Desde 2008, en nuestra institución se realiza TC dinámica para la evaluación de enfermedades musculoesqueléticas. Los estudios de TC dinámica de muñeca y tobillo, realizados rutinariamente, se posprocesaron con la aplicación 4D-Ortho. Se incluyeron diez estudios en este análisis. Todos los estudios se realizaron con un escáner TC de 320 filas de detectores (Aquilion ONE™, Toshiba Medical Systems, Otawara, Japón) en modo de adquisición intermitente con un intervalo entre volúmenes de un segundo. La adquisición tuvo una duración de 8 a 12 segundos. Los parámetros de salida del tubo se adaptaron a la anatomía del paciente². En la muñeca, se realizó desviación radiocubital y, en el tobillo, pronosupinación.

El bloqueo óseo fue posible en todos los casos y mejoró notablemente el análisis visual al reducir la influencia del movimiento a través del plano. En nuestra opinión, el uso de una referencia estática para el análisis del movimiento permite una mejor apreciación de la amplitud del movimiento objetivo y mejora el análisis de cada hueso en movimiento.

Las mediciones de distancia y ángulo fueron factibles en todos los pacientes, lo que permitió el análisis cuantitativo de los datos clínicos. El posprocesamiento de las mediciones puede fallar si los puntos seleccionados se encuentran en áreas con artefactos de movimiento prominentes, lo cual debe evitarse mediante un entrenamiento óptimo del paciente y la inmovilización.

Discusión y conclusión

La orto 4D se ha utilizado con éxito en la evaluación de datos clínicos, ofreciendo mediciones reproducibles y semiautomáticas de distancias y ángulos. La TC dinámica musculoesquelética es una técnica relativamente nueva y su aplicación clínica es incipiente. El análisis cuantitativo es fundamental para la difusión de esta técnica, ya que facilita el establecimiento de criterios diagnósticos generales que actualmente no se encuentran en la literatura. Actualmente se están realizando estudios clínicos con la ayuda de la orto 4D en pacientes normales y patológicos para evaluar la variación normal y patológica de distancias y ángulos durante diferentes tipos de movimiento y en diferentes articulaciones.

A pesar de la importancia de la cuantificación en la TC dinámica musculoesquelética, el análisis subjetivo sigue siendo fundamental para la interpretación de estos estudios. La comprensión visual de las trayectorias de movimiento y las relaciones óseas es importante para el diagnóstico y puede aportar nueva información sobre la fisiopatología de las enfermedades musculoesqueléticas. En articulaciones complejas, como la muñeca, varios huesos del carpo se mueven entre sí, lo que aumenta la complejidad del análisis. El bloqueo óseo mejora el análisis visual de los datos dinámicos, facilitando la apreciación del movimiento fino y el desplazamiento óseo.

En conclusión, 4D-Ortho representa un avance importante en el posprocesamiento de la TC dinámica musculoesquelética. Esta aplicación tiene el potencial de mejorar el rendimiento diagnóstico y la reproducibilidad de la TC dinámica musculoesquelética, desempeñando un papel fundamental en la aplicación clínica de esta técnica.

Conjunto Funcional de TC - Captura del Movimiento Humano
La amplia cobertura de 16 cm del eje Z que ofrecen Aquilion ONE™ y Aquilion ONE /ViSION Edition los convierte en la opción ideal para capturar el movimiento y el flujo con una verdadera adquisición de volumen dinámico. Toshiba ofrece una amplia gama de aplicaciones avanzadas para facilitar el análisis funcional, tanto cualitativo como cuantitativo, para un diagnóstico y una planificación del tratamiento más precisos.

Análisis Ortopédico 4D
Los pacientes que sufren dolor al moverse en diversas actividades cotidianas a menudo no presentan anomalías estructurales evidentes. El escaneo volumétrico dinámico permite capturar las anomalías mecánicas, a menudo complejas, responsables de los síntomas del paciente. La aplicación de Análisis Ortopédico 4D permite una visualización y cuantificación superior del movimiento articular para identificar cualquier anomalía con mayor precisión.

Pedro Augusto Gondim Teixeira MD
Departamento de Imagenología Guilloz, CHU-Nancy, Francia

Alain Blum MD
Departamento de Imagenología Guilloz, CHU-Nancy, Francia

Bibliografía
¹ Guillin R, Marchand AJ, Roux A, Niederberger E, Duvauferrier R. Imagenología de fenómenos de chasquido. Br J Radiol. Oct. 2012;85(1018):1343–53.
² Gondim Teixeira PA, Gervaise A, Louis M, Lecocq S, Raymond A, Aptel S. TC musculoesquelética con detector ancho: Principios, técnicas y aplicaciones en la práctica clínica y la investigación. European Journal of Radiology. 2015 (en prensa);
³ Wassilew GI, Janz V, Heller MO, Tohtz S, Rogalla P, Hein P, et al. Visualización en tiempo real del pinzamiento y subluxación femoroacetabular mediante tomografía computarizada de 320 cortes. J Orthop Res. Febrero de 2013;31(2):275–81.
⁴ Totterman S, Tamez-Pena J, Kwok E, Strang J, Smith J, Rubens D, et al. Presentación visual en 3D del movimiento de la articulación del hombro. Stud Health Technol Inform. 1998;50:27–33.
⁵ Edirisinghe Y, Troupis JM, Patel M, Smith J, Crossett M. Análisis dinámico del movimiento de lanzadores de dardos visualizado mediante tomografía computarizada y cálculo del eje de rotación. J Hand Surg Eur Vol. Mayo de 2014;39(4):364–72.