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Morphometric Anatomy of Clinical Importance of the Atlas in Relation to the Stabilization of the Atlantoaxial and Occipitocervical Complex/ Anatomia Morfometrica de Importancia Clinica del Atlas en Relacion a la Estabilizacion del Complejo Atlantoaxial y Occipitocervical.

INTRODUCCION

La primer vertebra cervical o atlas (C1), cuenta con caracteristicas unicas que la hacen diferente del resto de las vertebras cervicales. La mas importante de ellas, es la ausencia de cuerpo vertebral. Consiste en dos masas laterales conectadas por 2 anillos, uno anterior y otro posterior. El anillo posterior es convexo y cuenta con un surco en su porcion posterior el cual aloja la arteria vertebral y la rama de C1. La arteria vertebral cursa por el surco vertebral al salir del foramen transverso de C1 y toma una direccion medial terminando lateral al canal espinal (Francis, 1955).

Debido a la cercana relacion entre las estructuras mencionadas y la importancia de estas en la cirugia de la union craneocervical, es necesario el conocimiento de la morfologia del atlas. La cirugia de union craneocervical es un area importante de la cirugia de columna. Implica una variedad de procedimientos descompresivos y estabilizadores, que requieren conocimiento sobre la anatomia morfologica, neurovascular y musculoesqueletica de esta region.

Se han descrito diversas tecnicas de fusion de C1 y C2, que incluyen tecnicas de alambrado posterior y fijacion transarticular con tornillos a traves de la pars interarticular del axis (C2) en la masa lateral de C1. Estas tecnicas tienen limitaciones que pueden superarse mediante tornillos a las masas laterales de C1 cuya aplicacion requiere un alto conocimiento de las caracteristicas morfometricos del atlas y sus variantes (Christensen et al., 2007).

Durante los ultimos anos, los tornillos en C1 han ganado una gran popularidad, y varias series de casos han corroborado la seguridad de esta tecnica (Goel, 2002). Las ventajas de esta tecnica incluyen el hecho de que el gran tamano de la masa lateral C1 hace que el procedimiento sea mas seguro comparado con la colocacion de tornillos transarticulares entre C1 y C2, lo que hace que la colocacion de los tornillos sea factible en casi todos los pacientes (Dong et al., 2003).

Las variaciones geneticas y etnicas son caracteristicas de la anatomia de la columna. Estas variaciones pueden requerir una modificacion instrumental o hacer que la tecnica sea inadecuada en algunos grupos etnicos debido a variaciones anatomicas incompatibles.

Al existir variaciones morfometricas entre poblaciones, es indispensable la elaboracion de estudios morfometricos de dicha vertebra para evitar errores durante el procedimiento quirurgico los cuales, debido al nivel, podrian tener un gran impacto en el paciente.

Se desconoce informacion cuantitativa sobre la morfologia del atlas en la poblacion mexicana. El objetivo del presente estudio fue determinar las caracteristicas morfometricas de relevancia quirurgica de la vertebra atlas en las tecnicas mas utilizadas en la actualidad para la estabilizacion quirurgica de la union occipitocervical y del complejo atlantoaxial.

MATERIAL Y METODO

Estudio observacional, transversal y descriptivo. Se realizaron 11 mediciones respecto a la morfologia de C1.

Las mediciones fueron realizadas en 576 vertebras C1 secas de poblacion mexicana, obtenidas de los Departamentos de Anatomia Humana de la Facultad de Medicina y Facultad de Odontologia de la UANL y el Laboratorio de Antropologia Fisica del Departamento de Anatomia Humana de la Facultad de Medicina de la UNAM. Se excluyeron aquellas piezas en las que se observo dano o anormalidades evidentes en su estructura. Las mediciones de las vertebras se efectuaron bilateralmente utilizando un vernier digital milimetrico con una precision de 0,01 milimetros (Mitutoyo Digimatic w/Absolute Encoders- Series 500). Todas las mediciones se reportaron en milimetros.

Los siguientes son los parametros morfometricos evaluados en el presente estudio de mayor relevancia clinica para la estabilizacion occipitocervical y atlantoaxial mediante los distintos abordajes quirurgicos existentes:

1. Altura AT. Altura del foramen transverso de C1: distancia entre el margen superior e inferior del foramen transverso de C1 (Fig. 1A).

2. Ancho AT. Anchura del foramen transverso del atlas: Distancia entre el margen medial y lateral del foramen transverso de C1 (Fig. 1B).

3. Ancho SAV. Anchura del surco de la arteria vertebral en C1: Distancia entre el margen lateral y medial del surco de la arteria vertebral en la cara superior del arco posterior de C1 (Fig. 1C).

4. Largo AT. Largo del foramen transverso de C1: Distancia entre el margen anterior y posterior del foramen transverso de C1 (Fig. 1D).

5. D/BLML-BMAT. Distancia entre el margen lateral de la zona de entrada del tornillo en las masas laterales y el margen medial del foramen transverso de C1 (Fig. 2A).

6. D/LMBL SAVa. Distancia entre la linea media y el margen lateral del surco de la arteria vertebral sobre la superficie anterior del arco posterior de C1 en su cara superior (Fig. 2B).

7. D/LMBL SAVp. Distancia entre la linea media y el margen lateral del surco de la arteria vertebral sobre la superficie posterior del arco posterior de C1 en su cara superior (Fig. 2C).

8. D/LMBM SAVp. Distancia entre la linea media y el margen medial del surco de la arteria vertebral sobre la superficie posterior del arco posterior de C1 en su cara superior (Fig. 2D).

9. Ancho ML. Ancho de la zona de entrada del tornillo en las masas laterales. Distancia entre el margen medial y lateral de la zona de entrada del tornillo en las masas laterales el cual es definido como la porcion de las masas laterales por debajo del arco posterior de C1 (Fig. 3A).

10. Altura ML. Altura de la zona de entrada del tornillo en las masas laterales. Distancia entre el margen superior e inferior de la zona de entrada del tornillo en las masas laterales el cual es definido como la porcion de las masas laterales por debajo del arco posterior de C1 (Fig. 3B).

11.D/LMBM SAVa. Distancia entre la linea media y el margen medial del surco de la arteria vertebral sobre la superficie anterior del arco posterior de C1 en su cara superior (Fig. 3C).

Para cada una de las mediciones se tomaron de referencia puntos anatomicos especificos de cada vertebra, ya realizadas las mediciones, se determino la media y desviacion estandar para cada parametro.

Analisis Estadistico. Fue realizado utilizando el programa computacional Microsoft Excel 2015 para Windows XP. Se determino la media, desviacion estandar, resultado minimo y resultado maximo para cada parametro morfometrico estudiado, todos los resultados son expresados en milimetros.

Previo a la realizacion de las morfometrias se llevo a cabo un analisis interobservador para la estandarizacion de la tecnica y los puntos de medicion utilizando una prueba de t student de dos colas para determinar la significancia de las diferencias entre las mediciones de los dos observadores, considerando como significativo un valor de p inferior a 0,05.

Consideraciones Eticas. El presente protocolo fue aprobado por el Comite de Etica y el Comite de Investigacion de la Facultad de Medicina de la Universidad Autonoma de Nuevo Leon. No existen ganancias financieras o comerciales por la realizacion del presente estudio, por lo que los autores declaran no tener ningun tipo de conflicto de interes.

RESULTADOS

Se analizaron un total de 576 vertebras C1 de edad y generos desconocidos (1.152 mediciones de cada parametro y un total de 12.672 mediciones entre todos los parametros morfometricos de manera bilateral). Para cada vertebra se determinaron los promedios y desviaciones estandar de cada una de las variables a medir.

El resultado del analisis interobservador con una submuestra de 50 vertebras realizado para la estandarizacion de la tecnica de medicion arrojo valores no significativos en todos los casos por lo que consideramos que la tecnica se estandarizo de manera correcta (valores de p entre 0,44 y 0,82 en las distintas 11 morfometrias. Se pueden observar las mediciones realizadas en la Tabla I.

Podemos observar que el promedio del ancho de las masas lateral fue de 14,87 mm [+ or -] 1,38. El promedio de la altura de las masas laterales fue de 4,05 mm [+ or -] 0,93. El promedio del ancho del foramen transverso fue de 5,93 mm [+ or -] 0,98. El promedio del largo del foramen transverso fue de 6,96 mm [+ or -] 0,98. El promedio de la altura del foramen transverso fue de 5,76 mm [+ or -] 1,31. El promedio del ancho del surco de la arteria vertebral fue de 18,87 mm [+ or -] 1,30. El promedio de la distancia entre la linea media y el margen medial del surco de la arteria vertebral sobre la superficie anterior del arco posterior de C1 en su cara superior fue de 12,47 mm [+ or -] 3,14. El promedio de la distancia entre la linea media y el margen medial del surco de la arteria vertebral sobre la superficie posterior del arco posterior de C1 en su cara superior fue de 18,75 mm [+ or -] 3,94. El promedio de la distancia entre la linea media y el margen lateral del surco de la arteria vertebral sobre lasuperficie anterior del arco posterior de C1 en su cara superior fue de 19,7 mm [+ or -] 2,52. El promedio de la distancia entre la linea media y el margen lateral del surco de la arteria vertebral sobre la superficie posterior del arco posterior de C1 en su cara superior fue de 29,52 mm [+ or -] 3,23.

DISCUSION

Las caracteristicas anatomicas macroscopicas de la vertebra atlas han sido bien descritas por generaciones de anatomistas (Monu et al., 1987). En 1952, Francis reporto el diametro total anterior y posterior de 285 vertebras atlas. Doherty & Heggeness (1994) reportaron el rango y la variabilidad de las dimensiones externas del atlas y el grosor cortical y la distribucion trabecular de esta vertebra.

La superioridad de la estabilidad biomecanica de la fijacion con tornillo transpedicular en la region cervical, asi como en la region lumbar y toracica actualmente es una tecnica ampliamente aceptada (Abumi & Kaneda, 1997).

Diferentes procedimientos de estabilizacion se llevan acabo en la union occipitocervical, incluida la fijacion con tornillos transarticulares en C1 y C2. Ademas de la necesidad de informacion sobre la ubicacion de la arteria vertebral, esta cirugia requiere el conocimiento de la distancia entre el margen anterior de la masa lateral de C1 y el tuberculo anterior de C1. Esta distancia debe tenerse en cuenta durante la fijacion con tornillo transarticular entre C1 y C2. Un tornillo demasiado largo puede penetrar en los tejidos blandos anteriores y ocasionar lesion de los mismos (Grob et all, 1999).

La falta de cuerpo vertebral y una forma anular diferencian el atlas de las otras vertebras cervicales. El anillo de C1 consiste en un arco anterior y otro posterior, dos masas laterales con sus facetas superior e inferior respectivamente. La ubicacion de la arteria vertebral puede complicar los procedimientos descompresivos en esta region. El riesgo de lesion de la arteria vertebral durante la cirugia en esta region ha sido abordado por algunos autores (An et al., 1994).

Las tecnicas de instrumentacion posterior con tornillo en C1 incluyen la fijacion con tornillo en la masa lateral de C1 y la fijacion con tornillo pedicular en C1. Los tornillos de masa lateral C1 se insertan directamente a traves de la base inferior del arco posterior. Los llamados tornillos pediculares C1 se colocan realmente a traves del arco posterior o el "pediculo" de C1. Las trayectorias de los tornillos pediculares son mas largas que las de los tornillos en la masa lateral C1; por lo tanto, la fijacion con tornillo pedicular C1 puede tener una mejor fijacion en el hueso que los tornillos en la masa lateral C1 (Resnick & Benzel, 2002).

Nadery et al. (2003) y cols determinaron que el promedio de la distancia entre la linea media y el margen interno del surco de la arteria vertebral en su vista posterior fue de 15,03 mm y una DE [+ or -]1,22 mm y en nuestro estudio fue de 18,75 mm y una DE [+ or -] 3,94 mm. Al ser esta la unica medicion que presenta similitud a la medicion en nuestro estudio, nos hace pensar que si existen diferencias morfologicas relevantes entre poblaciones (Naderi et al.).

Dong et al. realizaron un estudio de morfologia donde determinaron que el ancho de la masa lateral del atlas es de 11,6 mm con una DE [+ or -] 1,4 mm. Estos resultados contrastan con nuestras mediciones ya que el promedio del ancho de la masa lateral en nuestra poblacion fue de 14,87 mm con una DE [+ or -] 1,38 mm (Dong et al.).

CONCLUSIONES

Nuestro estudio demuestra que las mediciones realizadas en nuestra poblacion, si presentan diferencias significativas respecto a lo reportado actualmente en la literatura. Es necesario contar con un conocimiento de la morfologia vertebral en nuestra poblacion para disminuir la ventana de error al realizar procedimientos quirurgicos que involucren este segmento.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Abumi, K., & Kaneda, K. Pedicle screw fixation for nontraumatic lesions of the cervical spine. Spine (Phila Pa 1976), 22(16):1853-63, 1997.

An, H. S.; Vaccaro, A.; Cotler, J. M. & Lin, S. Spinal disorders at the cervicothoracic junction. Spine (Phila Pa 1976), 19(22):2557-64, 1994.

Christensen, D. M.; Eastlack, R. K.; Lynch, J. J.; Yaszemski, M. J. & Currier, B. L. C1 anatomy and dimensions relative to lateral mass screw placement. Spine (Phila Pa 1976), 32(8):844-8, 2007.

Doherty, B. J. & Heggeness, M. H. The quantitative anatomy of the atlas. Spine (Phila Pa 1976), 19(22):2497-500, 1994.

Dong, Y.; Hong, M. X.; Jianyi, L. & Lin, M. Y. Quantitative anatomy of the lateral mass of the atlas. Spine (Phila Pa 1976), 28(9):860-3, 2003.

Francis, C. C. Dimensions of the cervical vertebrae. Anat. Rec., 122(4):6039, 1955.

Goel, A. C1-C2 pedicle screw fixation with rigid cantilever beam construct: case report and technical note. Neurosurgery, 51(3):853-4, 2002.

Grob, D.; Schutz, U. & Plotz, G. Occipitocervical fusion in patients with rheumatoid arthritis. Clin. Orthop. Relat. Res., (366):46-53, 1999.

Monu, J.; Bohrer, S. P. & Howard, G. Some upper cervical spine norms. Spine (Phila Pa 1976), 12(6):515-9, 1987.

Naderi, S.; Cakmakci, H.; Acar, F.; Arman, C.; Mertol, T. & Arda, M. N. Anatomical and computed tomographic analysis of C1 vertebra. Clin. Neurol. Neurosurg., 105(4):245-8, 2003.

Resnick, D. K. & Benzel, E. C. C1-C2 pedicle screw fixation with rigid cantilever beam construct: case report and technical note. Neurosurgery, 50(2):426-8, 2002.

Direccion para correspondencia:

Dr. Rodolfo Morales Avalos

Servicio de Ortopedia y Traumatologia

Hospital Universitario "Dr. Jose Eleuterio Gonzalez"

Universidad Autonoma de Nuevo Leon (U.A.N.L.)

Ave. Madero s/n Col. Mitras Centro

Monterrey, Nuevo Leon

MEXICO

Email: rodolfot59@hotmail.com

Recibido : 30-06-2018

Aceptado: 30-08-2018

Rodolfo Morales-Avalos (1); Francisco Ismael Villarreal-Garcia (1); Priscila Madelein Requena-Araujo (2); Santos Guzman-Lopez (2); Gabriela Sanchez-Mejorada (3); Claudia Nallely Esparza-Hernandez (2); Felix Vilchez-Cavazos (1); Carlos Acosta-Olivo (1); Victor Manuel Pena-Martinez (1) & Rodrigo E. Elizondo-Omana (2)

(1) Servicio de Ortopedia y Traumatologia, Hospital Universitario "Dr. Jose Eleuterio Gonzalez", Universidad Autonoma de Nuevo Leon (U.A.N.L.), Monterrey, Nuevo Leon, Mexico.

(2) Departamento de Anatomia Humana, Facultad de Medicina, Universidad Autonoma de Nuevo Leon (U.A.N.L.), Monterrey, Nuevo Leon, Mexico.

(3) Laboratorio de Antropologia Fisica, Departamento de Anatomia, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autonoma de Mexico (U.N.A.M.), Ciudad de Mexico, Mexico.

Caption: Fig. 1. (A) Altura AT (Altura del foramen transverso de C1) Distancia entre el borde superior e inferior del foramen transverso de C1. (B) Ancho AT (Ancho del foramen transverso) Distancia entre el borde medial y lateral del foramen transverso de C1. (C) Ancho SAV (Ancho del surco de la arteria vertebral de C1) Distancia entre el borde lateral y medial del surco de la arteria vertebral en la cara superior del arco posterior de C1. (D) Largo AT (Largo del foramen transverso de C1) Distancia entre el borde anterior y posterior del foramen transverso de C1.

Caption: Fig. 2. (A) D/BLML-BMAT (Distancia entre el borde lateral de la zona de entrada del tornillo en las masas laterales y el borde medial del foramen transverso de C1). (B) D/LMBL SAVa (Distancia entre la linea media y el borde lateral del surco de la arteria vertebral sobre la superficie anterior del arco posterior de C1 en su cara superior). (C) D/LMBL SAVp (Distancia entre la linea media y el borde lateral del surco de la arteria vertebral sobre la superficie posterior del arco posterior de C1 en su cara superior). (D) D/LMBM SAVp (Distancia entre la linea media y el borde medial del surco de la arteria vertebral sobre la superficie posterior del arco posterior de C1 en su cara superior).

Caption: Fig. 3. (A) Ancho ML (Ancho de la zona de entrada del tornillo en las masas laterales) Distancia entre el borde medial y lateral de la zona de entrada del tornillo en las masas laterales. (B) Altura ML (Altura de la zona de entrada del tornillo en las masas laterales) Distancia entre el borde superior e inferior de la zona de entrada del tornillo en las masas laterales. (C) D/LMBM SAVa (Distancia entre la linea media y el borde medial del surco de la arteria vertebral sobre la superficie anterior del arco posterior de C1 en su cara superior).
Tabla I. Medidas realizadas en 576 vertebras C1. Mediciones
reportadas en milimetros.

        ANCHO   ALTURA   ANCHO   LARGO   ALTURA   ANCHO   D/LMBM
         ML       ML      AT      AT       AT      SAV     SAVa

MEDIA   14.87    4.05    5.93    6.96     5.76    18.87   12.47
D.E.    1.38     0.93    0.98    0.98     1.31     1.3     3.14

        D/LMBM   D/LMBL   D/LMBL
         SAVp     SAVa     SAVb

MEDIA   18.75     19.7    29.52
D.E.     3.94     2.52     3.23

Ancho ML (Anchura de masas laterales), Altura ML (Altura de masas
laterales), Ancho AT (Ancho del foramen transverso), Largo AT
(Largo del foramen transverso), Altura AT (Altura del foramen
transverso), Ancho SAV (Ancho del surco de la arteria), D/LMBM SAVa
(Distancia entre la linea media y el borde medial del surco de la
arteria vertebral sobre la superficie anterior del arcoposterior de
C1 en su cara superior), D/LMBM SAVp (Distancia entre la linea
media y el borde medial del surco de la arteria vertebral sobre la
superficie posterior del arco posterior de C1 en su cara superior),
D/LMBL SAVa (Distancia entre la linea media y el borde lateral del
surco de la arteria vertebral sobre la superficie anterior del arco
posterior de C1 en su cara superior, D/LMBL SAVp (Distancia entre
la linea media y el borde lateral del surco de la arteria vertebral
sobre la superficie posterior del arco posterior de C1 en su cara
superior.
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Author:Morales-Avalos, Rodolfo; Villarreal-Garcia, Francisco Ismael; Requena-Araujo, Priscila Madelein; Guz
Publication:International Journal of Morphology
Date:Mar 1, 2019
Words:3075
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