Open-access Comparação da densiometria óssea radiográfica do rádio de cães com escalímetros de alumínio 6063 e 6351

Resumo

A mensuração da densiometria mineral óssea (DMO) trata-se de um método de análise para auxiliar a identificação de alterações do tecido ósseo, como a osteoporose. Assim, o presente estudo tem como objetivo avaliar o índice de correlação entre a densiometria óssea radiográfica a partir da utilização de escalímetros de alumínio 6063 e 6351 ABNT. Dessa forma, a quantificação da matéria mineral óssea neste trabalho foi realizada com cinco radiografias simples digitais de cinco ossos secos (rádios) de cães hígidos, adultos, machos e fêmeas, juntamente com as escalas de referência em alumínio. Estas radiografias foram digitalizadas e analisadas através do programa ImageJ versão 1.54f, no qual compara tonalidades de cinza da epífise ultra distal do rádio com a intensidade de pixel da escala, tendo valores expressos em milímetros de alumínio (mmAl). O estudo demonstrou que à medida que a espessura da peça anatômica aumentava, a densidade e absorção da radiação também aumentavam. Observou-se correlação perfeita (r = 0,9999 com p < 0,01) entre os valores dos dois escalímetros, o que torna possível a utilização da liga de alumínio 6351 e 6063 como referenciais densitométricos para a determinação da densidade mineral óssea radiográfica (DMOR).

Abstract

The measurement of bone mineral densitometry (BMD) is an analytical method used to aid in the identification of bone tissue alterations, such as osteoporosis. Thus, the present study aims to evaluate the correlation index between radiographic bone densitometry using aluminum step wedges 6063 and 6351 ABNT. In this manner, the quantification of bone mineral content in this study was performed with five simple digital radiographs of five dry bones (radii) from healthy adult male and female dogs, along with the aluminum reference scales. These radiographs were digitized and analyzed using ImageJ software version 1.54f, which compares the grayscale shades of the ultra-distal epiphysis of the radius with the pixel intensity of the step wedges, with values expressed in millimeters of aluminum (mmAl). The study demonstrated that as the thickness of the anatomical piece increased, the density and absorption of radiation also increased. A perfect correlation (r = 0.9999 with p < 0.01) was observed between the values of the two step wedges, making it feasible to use aluminum alloys 6351 and 6063 as densitometric references for the determination of radiographic bone mineral density (rBMD).

Key-words:
dogs; bone mineral density; radiology

1. Introdução

O exame radiográfico é comumente utilizado no diagnóstico de diversas afecções, o que possibilita o médico veterinário obter informações importantes de forma ágil, pouco invasiva e de baixo custo (1). No entanto, a avaliação da perda do tecido ósseo por meio do exame radiográfico simples só é possível ser observada quando há perda superior a 30% da matéria mineral óssea. Assim, a mensuração da densidade mineral óssea (DMO), definido como a razão entre a massa e a área do osso, assume fundamental papel na avaliação do processo de mineralização óssea, haja vista que o tecido ósseo proporciona suporte para os músculos esqueléticos, protege partes moles e órgãos vitais e, além disso, acomoda a medula óssea (2).

Nesse contexto, diante do aumento da longevidade dos animais de companhia, torna-se fundamental adotar técnicas que possibilitem a detecção precoce de doenças relacionadas ao tecido ósseo, como a osteoporose, no qual em decorrência de desnutrição proteica e do avanço da idade, observa-se baixa produção de tecido osteóide, o que resulta em uma diminuição generalizada do tecido ósseo (3). Dessa forma, a mensuração quantitativa da DMO destaca-se como o método mais empregado no diagnóstico da osteoporose, uma vez que é capaz de identificar a ocorrência de desmineralização óssea (4).

Diferentes técnicas têm sido utilizadas para mensurar a DMO, como a ultrassonografia (5), a tomografia computadorizada quantitativa (Quantitative computed tomography - QCT), a absorção de fótons monoenergéticos (Single Photon Absorptiometry - SPA) ou de duas energias (Dual Photon Absorptiometry - DPA) (6) e a análise de ativação por nêutrons (7), porém, o padrão outro para medições quantitativas da DMO é a absorção radiográfica de dupla energia (DXA), uma vez que tais métodos contam com a desvantagem do longo tempo de exame, sendo necessário manter o animal imóvel para ser examinado, além da exposição à radiação por tempo prolongado (8) .

Apesar da mensuração quantitativa da DMO ter um papel importante como ferramenta diagnóstica do tecido ósseo animal, o custo relativamente elevado dos equipamentos não permite que este método seja utilizado com frequência na rotina clínica (7). No entanto, é sabido que a técnica de densiometria óptica em imagens radiográficas permite uma análise precisa, de fácil execução e menor custo (9).

Em virtude do exposto, como todos os estudos até o presente utilizaram escalímetros confeccionados com liga de alumínio 6063, a fim de encontrar alternativas ao uso da liga anteriormente mencionada, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o índice de correlação entre a densiometria óssea radiográfica a partir da utilização de escalímetros de alumínio 6063 e 6351 ABNT.

2. Material e métodos

O experimento foi aprovado pela Comissão de Ética no Uso de Animais (CEUA) da UFJ sob protocolo número nº MB 002/2023, sendo conduzido de acordo com as normas éticas em vigor.

Foram utilizados cinco ossos secos (rádios) obtidos de cães adultos, machos e fêmeas, sem histórico de doença metabólica ou enfermidade musculoesquelética provenientes do setor de anatomia veterinária da Universidade Federal de Jataí - GO. Foram produzidas cinco imagens radiográficas digitais de cada um dos ossos em projeção craniocaudal, momento no qual foram colocados dois escalímetros próximos, mas não em contato com os ossos. Um dos escalímetros foi confeccionado em liga específica de alumínio 6063 ABNT, formada por 97,90% de alumínio, 0,90% de magnésio, 0,35% de ferro, 0,1% de cobre, 0,60% de silício, 0,15% de outros elementos químicos e com densidade de 2,71 g/cm3.

O segundo escalímetro foi confeccionado em liga específica de alumínio 6351 ABNT, formada por 97,45% de alumínio, 0,80% de magnésio, 0,50% de ferro, 0,1% de cobre, 1,30% de silício, 0,15% de outros elementos químicos e com densidade de 2,71 g/cm3. Ambos os escalímetros mediam 12 x 55 mm, e continham onze degraus, com 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0 e 9,0 mm de altura (Figura 1).

Figura 1
Escalímetros de alumínio utilizados para determinação da densitometria radiográfica de ossos secos (rádios) obtidos de cães adultos, machos e fêmeas, sem histórico de doença metabólica ou enfermidade musculoesquelética provenientes do setor de anatomia veterinária da Universidade Federal de Jataí - GO.

Para a obtenção de imagens radiográficas foi utilizado um aparelho de Raios X modelo Diafix com capacidade de 500 miliamperagem por segundo (mAs) e a 125 quilovolts (KV), cassete com placa de fósforo Regius Cassete RC 300, leitora Regius Sigma e programa de computador para digitalização das imagens radiográficas ImagePilot versão 1.70. Em todos os exames foi utilizada técnica de exposição de 40 KV, 30 mAs e distância foco-filme de 95 cm.

Utilizando o software RadiAnt DICOM Viewer (https://www.radiantviewer.com) e, com auxílio da ferramenta de histograma do programa ImageJ versão 1.54f, utilizando processamento de imagem de 8 bits (256 tons de cinza), foram determinadas as intensidades dos pixels (IP) de cada um dos onze degraus dos escalímetros, bem como das regiões ultra dis tais de cada peça anatômica (Figura 2). Ato contínuo foram determinadas as médias dos valores de intensidade dos pixels de todas as regiões analisadas (ossos e degraus dos escalímetros).

Figura 2
Radiografia da região óssea selecionada da epífise ultra distal do rádio de cão em projeção craniocaudal.

Para avaliar a correlação entre os resultados de IP obtidas a partir dos escalímetros de alumínio 6063 e 6351 foi utilizado o coeficiente de correlação de Pearson e considerou-se r = 0, sem correlação; 0 < r ≤ 0,2, correlação muito pobre; 0,2 < r ≤ 0,4, correlação pobre; 0,4 < r ≤ 0,6, correlação moderada; 0,6 < r ≤ 0,8, correlação boa; 0,8 < r < 1, correlação muito boa; e r = 1, correlação perfeita (11). Para determinar a densidade mineral óssea radiográfica (DMOR), foram obtidas equações quadráticas e, a partir daí, calculou-se a equivalência da intensidade de pixel das regiões ultra distais dos rádios com intensidade de pixel dos degraus dos escalímetros de alumínio 6063 e 6351 o que permitiu que os resultados das intensidades de pixels das regiões ultra distais fossem expressos em mmAl6063 e mmAl6351. Para comparação entre os resultados da equivalência em mmAl 6063 e mm6351 das regiões de interesse das peças anatômicas foi utilizado o teste de análise de variância seguido pelo teste de Tukey. As análises para obtenção das equações quadráticas, dos coeficientes de correlação e dos testes estatísticos foi utilizado o software R (R Core Team, 2023).

3. Resultados e discussão

Em todas as cinco radiografias foram utilizados os mesmos escalímetros de alumínio (6063 e 6351 ABNT), ambos com 11 degraus com alturas e espessuras variadas. Verificou-se que enquanto a altura dos degraus aumentava também aumentava o valor das médias das tonalidades de cinza, tal fenômeno pode ser observado a partir dos resultados apresentados na Tabela 1. Estes resultados corroboram com dados obtidos por outros autores (10).

Tabela 1
Resultados da média de intensidade de pixel dos degraus dos escalímetros de alumínio 6063 e 6351 ABNT

Por se tratar de um método comumente utilizado para medir a repetibilidade em medições ósseas, utilizou-se no presente experimento o coeficiente de variação para análise estatística dos resultados (11,12).

A técnica utilizada para a determinação da DMOR neste estudo foi baseada na radiação X, produzindo uma imagem bidimensional de uma estrutura tridimensional, que se forma a partir da absorção da radiação pelo tecido analisado. Desse modo, pôde-se observar que, quanto maior a densidade e espessura da peça anatômica analisada, maior foi a absorção da radiação, fazendo com que a quantidade de Raios X recebida em cada pixel do sensor do aparelho formasse um tom de cinza equivalente à atenuação ocorrida (13). É conhecido que em situações clínicas, a técnica de DMOR não considera a atenuação que os tecidos moles imprimem ao resultado do exame. Entretanto, como foram utilizados ossos secos neste experimento, não houve qualquer interferência dos tecidos moles nos resultados.

Sabe-se que o exame de densitometria óptica em imagem radiográfica utilizando como referencial o escalímetro de alumínio é menos preciso em determinar a densidade mineral óssea do que o exame padrão ouro (absortometria de Raios X de dupla energia - DEXA), entretanto, já foi demonstrado que ele pode ser uma boa alternativa, mesmo que, eventualmente, sendo utilizado como exame de triagem, principalmente pelo fato de demandar menos investimentos e, normalmente, ser de custo menor para o paciente (14).

Quanto aos resultados da intensidade de pixels obtidos a partir da utilização dos dois escalímetros utilizados neste experimento confeccionados com alumínio 6063 ABNT e alumínio 6351 ABNT, respectivamente (Figura 4), apesar da maioria dos autores sempre citarem o alumínio 6063 como sendo o padrão para a técnica de DMOR (7,15,16), a correlação entre os valores observados mostrou haver correlação perfeita (r= 0.9999 com p <0.01) entre os dois escalímetros, fato que mostra ser possível determinar a DMOR com uma liga de alumínio diferente da 6063 ABNT. Tal resultado pode ampliar as possibilidades para a determinação da DMOR sem comprometer os resultados.

Figura 4
Resultados da intensidade de pixels dos degraus de escalas de alumínio 6063 ABNT e 6351 ABNT, aferidos em cinco radiografias simples digitais

Quanto aos resultados de DMOR em alumínio equivalente das regiões ultra distais dos rádios (Tabelas 2 e 3) estes foram obtidos a partir de equações quadráticas (17), fato que permitiu calcular a equivalência da intensidade de pixel de cada região expressos em mmAl6063 e mmAl6351.

Tabela 2
Valores da densidade de pixels de exames radiográficos digitais das extremidades ultra distais de rádios de cães expressos em milímetros de alumínio 6063 (mmAl) a partir da aplicação de regressão linear quadrática
Tabela 3
Valores da densidade de pixels de exames radiográficos digitais das extremidades ultra distais de rádios de cães expressos em milímetros de alumínio 6351 (mmAl) a partir da aplicação de regressão linear quadrática

A partir dos resultados obtidos em mmAl (6063 e 6351), aplicou-se teste de análise de variância, seguido por teste de Tukey e constatou-se que não houve diferença estatística entre os resultados dos diferentes ossos obtidos em cada uma das cinco radiografias. Tal achado corrobora com resultados de outros autores (18,19,20,21), mostrando que a técnica de DMOR possui sensibilidade e acurácia suficientes para ser utilizada na determinação da densidade mineral óssea.

4. Conclusão

A partir dos resultados obtidos e dentro do contexto não clínico que o trabalho foi conduzido, observou-se que há possibilidade de utilizar a liga de alumínio 6351 para a determinação da densidade óssea, sendo uma alternativa viável como referencial densiométrico em substituição à liga de alumínio 6063. Finalmente, deve-se considerar que os métodos aplicados neste artigo devem passar por testes clínicos para que se possa, após isso, eventualmente, permitir aplicabilidade futura da liga de alumínio 6351.

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    16 Dez 2024
  • Data do Fascículo
    2024

Histórico

  • Recebido
    21 Fev 2024
  • Aceito
    17 Jun 2024
  • Publicado
    04 Out 2024
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