Sistema EOS: chega ao Brasil um avanço revolucionário na tecnologia de aquisição de imagem | Revista Médica Ed. 3 - 2017

O EOS consiste em um sistema de imagem inovador para o cuidado ortopédico avançado da coluna vertebral, dos membros inferiores e das articulações dos quadris, joelhos e tornozelos em relação ao alinhamento espacial do paciente em ortostase, sendo capaz de realizar exames com alta qualidade e modelagens 2D e 3D, com expressiva redução da dose de radiação.

O método é o único a permitir a obtenção de imagens simultâneas nos planos frontal e de perfil com o paciente em posição funcional ortostática, com tempo extrema mente baixo de realização, em média, de 20 segundos para exames do corpo inteiro de um adulto e de menos de 15 segundos para crianças.

O conjunto de dados obtidos na aquisição das imagens pelo sistema EOS proporciona a avaliação 3D da anatomia esquelética, o que possibilita a mensuração do equilíbrio sagital da coluna e das relações espaciais do quadril e dos eixos dos membros inferiores e suas articulações.

Essas imagens fornecem informações da estrutura os teoarticular e das relações biomecânicas necessárias para diagnóstico, planejamento pré-operatório, avaliação pós-operatória e acompanhamento das afecções ortopédicas e reumatológicas, oferecendo ainda a possibilidade de navegação cirúrgica de quadril, coluna e joelho.

Benefícios

 
Imagem do Corpo total

O EOS captura imagens de corpo inteiro em uma única varredura, fornecendo-as em tamanho real, em escala de 1:1, sem emendas ou distorção vertical, para medições precisas e planejamento cirúrgico.

A análise das imagens com o paciente em diferentes posições vem mudando a forma como entendemos as interações osteoarticulares dos diversos segmentos anatômicos e, consequentemente, traz novas perspectivas da etiopatogenia de algumas doenças

Essa visão esquelética completa do alinhamento, da postura e das relações biomecânicas torna possível, segundo estudos de Lazennec e cols, o entendimento da inter-relação entre coluna, bacia e membros inferiores. A imagem EOS de corpo total identifica a presença e a intensidade dos mecanismos compensatórios de manutenção do equilíbrio sagital, incluindo aqueles sediados na bacia e nos membros inferiores.

Imagens tridimensionais (3D)

O software do sistema EOS utiliza a simultaneidade e a ortogonalidade das imagens frontais e laterais para gerar um modelo tridimensional do envelope ósseo do paciente. O processo de modelagem é o mesmo, independentemente da área do corpo em questão. O operador começa por identificar várias estruturas anatômicas nas imagens. O software usa a posição desses pontos de referência para fornecê-las em 3D

Como muitas condições ortopédicas ocorrem em vários planos do corpo, reconstruções 3D da anatomia do paciente fornecem dados do posicionamento ósseo e da conformação e do alinhamento osteoarticulares que não estão disponíveis em radiografias convencionais 2D, como torção, anteversão e rotação, todos eles fundamentais para um entendimento completo do processo patológico e a escolha do tratamento mais adequado (figura 1)

As imagens EOS 2D e 3D em posição funcional possibilitam a avaliação dos alinhamentos coronal, sagital e rotacional da coluna vertebral, tal como é preconizado pela Scoliosis Research Society, sociedade médica de estudo da escoliose.

Na avaliação do comprimento dos ossos dos membros inferiores, o EOS 3D (baixa dose e microdose), comparado com a escanotomografia e com a radiografia convencional, foi mais preciso. Além disso, a tecnologia apresenta a mesma precisão que a tomografia computadorizada (TC) na avaliação das torções femoral e tibial.

Outro domínio de atuação singular do EOS está no planejamento e no acompanhamento da artroplastia total do quadril (ATQ), otimizando o posicionamento da cúpula acetabular e da haste (figura 2). Apesar de a TC também poder avaliar o posicionamento 3D desses componentes, tem sido demonstrado que a orientação do componente acetabular entre supino (obtido na TC) e a posição ortostática, em pé, no EOS, não são idênticos, observação que se explica pelos movimentos dinâmicos de anteversão e retroversão da bacia. Assim, são as imagens em pé e sentada obtidas no EOS que permitem essa avaliação dinâmica, proporcionando um planejamento cirúrgico, principalmente para aqueles pacientes que necessitam de prótese e apresentam um desequilíbrio sagital espinopélvico. Além disso, as imagens adquiridas podem ser inseridas no programa de navegação intraoperatória HipEOS.

Baixa dose

A exposição à radiação excessiva da imagem médica pode resultar em riscos em longo prazo. As crianças, em particular, são mais suscetíveis aos efeitos colaterais potenciais. O uso frequente de radiografias no acompanhamento de mulheres com escoliose idiopática também pode explicar maior probabilidade de tentativas malsucedidas de gravidez e abortos espontâneos, como sugerido por Goldberg e cols

O sistema EOS apresenta redução da radiação emitida de até 85% quando comparado à radiografia digital (tecnologia-padrão de raios X), sem comprometer a qualidade da imagem. Ao confrontar as doses efetivas do EOS com as da TC, essa redução é ainda maior, podendo chegar a 95%.

Avanços mais recentes na tecnologia do EOS ainda permitem a aplicação da técnica de microdose para a aquisição das imagens, com diminuição de aproximadamente 26 vezes da dose de radiação da radiografia convencional (2.6 μSv no EOS microdose versus 67.5 μSv na radiografia digital convencional). A dose efetiva de uma única radiografia de microdose (2.6 μSv) é inferior à radiação de fundo diária, ou seja, aquela natural, à qual estamos expostos em cada dia de nossas vidas.

Principais aplicações clínicas

Coluna vertebral

O caráter minimamente irradiante do sistema EOS guiou naturalmente o desenvolvimento do software para a gerência da escoliose, que requer radiografias repetidas e afeta mais frequentemente crianças e adolescentes.

Essa e outras deformidades espinhais complexas são tridimensionais e exigem entendimento e correção em três planos do corpo. Os modelos EOS 3D trazem uma visão completa da deformidade e, em conjunto com as imagens 2D, calculam automaticamente não só os parâmetros de balanço coronal e sagital, mas também a rotação axial de cada nível vertebral, otimizando, assim, o planejamento cirúrgico (figura 3).

Aproveitando a capacidade do sistema EOS para visualizar a coluna no plano 3D, Illes e cols introduziram o novo conceito de vetores das vértebras, permitindo que qualquer deformidade espinhal seja completamente descrita usando uma representação compreensível da posição, do tamanho e da rotação de cada vértebra. O fato é que, ao projetar os vetores das vértebras, torna-se possível calcular todos os parâmetros que definem a escoliose (figura 4).

Uma das etapas mais importantes na classificação da escoliose pré-operatória é a determinação da flexibilidade da coluna vertebral. O método amplamente aceito é a radiografia de flexão lateral, porém se mostra limitado por depender da cooperação do paciente ou de suas limitações físicas. O EOS faz imagens com inclinação lateral em posição ortostática. A principal vantagem da técnica, nesse contexto, é a capacidade de analisar a redução do desvio nos planos coronal, sagital e axial em única configuração padronizada (figura 5). Já para os pacientes com escoliose e em tratamento conservador com colete (bracing), o sistema consegue analisar, em 3D, a correção da deformidade não somente nos planos coronal e sagital, mas também no axial.

 Figura 3. Paciente adolescente do sexo feminino, de 16 anos. Imagens 2D (A e B) e modelo 3D (C) em microdose.

 Figura 4. Representação 2D, 3D frontal, 3D visão axial e vetores.

 Figura 5. Avaliação da escoliose com colete 2D, 3D frontal e 3D axial.

Membros inferiores

Há incidência crescente de artroplastias do quadril e do joelho, com mais de 1 milhão de procedimentos somados de substituição total dessas articulações realizados anualmente nos Estados Unidos.

O planejamento de cirurgias de quadril, joelho e de outros segmentos dos membros inferiores envolve uma avaliação cuidadosa do alinhamento osteoarticular. Se a orientação da prótese de tais articulações não for a ideal, pode ocorrer maior risco de complicações ou mesmo de falha do implante.

A radiografia convencional possui o risco dos erros de medição inerentes à projeção de um volume sobre um plano e magnificação. A TC, embora forneça informação em 3D, é limitada por sua incapacidade de examinar o paciente na posição funcional ortostática. Nesse contexto clínico, e relevando a responsabilidade de proteção radiológica, o sistema EOS oferece novas ferramentas para compensar as deficiências até aqui existentes.

A literatura médica mostra que a modelagem 3D com o EOS pode fornecer medições mais precisas de vários parâmetros-chave usados para avaliar o alinhamento de membros inferiores, como ângulos tibiais e femorais ou angulações frontal e lateral (figuras 6 e 7).

Para a avaliação do comprimento dos membros inferiores, Escott e cols mediram dez vezes o comprimento de um fêmur (phanton) com escanotomografia, radiografia convencional e EOS baixa dose e microdose. O EOS mostrou-se mais preciso que os demais métodos (p<0,0001), tendo evidenciado ainda uma excelente reprodutibilidade de medição (ICC>0,9). Ademais, a dose de radiação usada foi menor com EOS microdose.

Em um estudo que comparou a imagem do EOS com a tomográfica (padrão-ouro) para medir o alinhamento rotacional femoral e tibial, 43 membros inferiores foram revisados retrospectivamente em 30 pacientes que tiveram radiografias EOS e TC. Ambas as técnicas apresentaram excelente reprodutibilidade interobservador e não houve diferença significativa entre as medidas que obtiveram (p = 0,5 para torção femoral e p = 0,4 para torção tibial). Assim, os autores concluíram que a imagem EOS é ótima alternativa à TC para a avaliação das torções femoral e tibial.

Outro estudo semelhante foi realizado em fêmures cadavéricos em diferentes rotações axiais (-10°, -5°, 0°, 5° e 10°), tendo tido medidas de torção femoral obtidas da reconstrução EOS 3D comparadas às obtidas na TC. As reprodutibilidades inter e intraobservador se mostraram excelentes para reconstru- ções de TC e EOS 3D (ICC 0,981-0,998) e não houve diferença estatisticamente significativa entre os valores produzidos pelas duas técnicas.

Figura 6. Medidas do comprimento real dos membros inferiores (A e B) e das torções femoral e tibial.

Figura 7. Indivíduos com flexão fixa ou desvios rotacionais podem ter medidas falsas na radiografia convencional 2D.No paciente aqui apresentado, a medida na radiografia convencional é de 5,4° de valgo, à direita, e de 1,4° de varo, à esquerda. De acordo com o EOS 3D, na realidade existe um varo de 3,8°, à direita, e um varo de 2,1°, à esquerda.

Prótese total do quadril

O EOS foi comparado à TC para o estudo do posicionamento do implante (acetabular e femoral) na artroplastia total do quadril e considerado equivalente ou superior. Além disso, estuda o posicionamento e a orientação do implante em posições múltiplas (sentada, agachada, em pé), o que é potencialmente útil quando se tenta entender os maus resultados obtidos em alguns pacientes que parecem possuir implantes bem posicionados na TC – conceito de versão funcional da cúpula acetabular (figura 8)

Vale assinalar que a imagem EOS fornece dados espaciais que permitem a navegação intraoperatória da ATQ, especialmente desde a implementação do software HipEOS, no qual o cirurgião consegue simular de forma tridimensional diferentes tamanhos e orientações dos implantes (figura 9).

Figura 8. Estudo do posicionamento dos componentes da prótese (A e B), com avaliação dinâmica ortostática e sentada da orientação da cúpula acetabular (versão e inclinação).

Figura 9. Simulação do implante no software HipEOS.