Radiographic Evaluation of the Consolidation of Humerus Surgical Neck Fractures Treated With Percutaneous Fixation.

Objective  To evaluate radiographically the postoperative results of patients with fracture of the proximal humerus in two parts of the surgical neck treated with threaded percutaneous fixation. Methods  We evaluated the radiographic results of percutaneous fixation with threaded pins on the treatment of proximal humerus fractures in our service. Preoperative and postoperative images of 42 patients were evaluated, evaluating radiographs until 8 weeks postoperatively. We considered on evaluation the fracture deviation on preoperative images, the loss of reduction and no consolidation. Results  Our consolidation rate was 90.4%, with loss of reduction in 16.6% of the cases and no consolidation rates in just 4 operated cases. We observed a predominance of a specific fracture pattern in the cases with loss of reduction. Conclusion  The present study allows us to consider the percutaneous fixation technique with threaded pins as an alternative in our therapeutic arsenal for the proximal humerus fracture of the surgical neck. Contraindications are considered for low fracture trait on the metaphysis and with medial/lateral cortical impairment.

Introduction

Proximal humerus fractures are extremely common in orthopedic practice. Its incidence is expected to increase even more due to the longevity and higher activity level of the elderly population. According to Horak et al 1 they represent 5% of all fractures. 1 Conservative treatment of dislocated fractures does not result in good outcomes, and most cases are surgically treated. 2 3 Although common, these fractures are still considered a therapeutic challenge, with a wide range of fixation techniques, but still no clear evidence of superiority between them, especially when the wide variability of individual characteristics and of fracture patterns are considered. 4 Rigid implants, although widely used, may not be suitable for some patients, especially those with osteoporotic bones. 2 4 5 Arthroplasty surgeries have not been able to obtain better functional results compared with reconstructive surgeries, which are mostly reserved as salvage methods for synthesis failures. 2 6 7 This is reinforced by the concept of controlled impaction, well demonstrated by Resch et al 7 in different studies. In addition, some authors believe that the ideal implant would be a semi-rigid device that allows the bone compaction process and fracture remodeling during the healing process and concurrently offers stability to osteosynthesis. 2 8 9 10 11 Supported by the literature and based on these principles, we feel that the use of threaded pins, respecting concepts of controlled impaction/semi-rigid fixation, is an appropriate technique for proximal humeral fractures treatment.

The primary objective of the present study was to evaluate proximal humerus fractures consolidation by radiographic examination of patients submitted to percutaneous fixation with threaded pins. The secondary objective was to identify aspects predisposing to loss of reduction.

Material and Methods

The present study evaluated retrospectively 46 patients with acute, proximal humeral fractures surgically treated with reduction and percutaneous 3.5-mm threaded pins fixation within 2 weeks from the day of trauma. Four patients who, although treated with this technique, presented three-part fractures not requiring an intervention at the greater tubercle after closed reduction, were excluded. As such, the sample consisted of 42 patients. All of the patients were operated on by four senior surgeons from our service. The sample included 35 women and 7 men, who were followed-up for a minimum period of 2 months postoperatively. A total of 11 patients were from the public healthcare system, and 31 patients were from the private healthcare system. Threaded pins reduction and positioning were performed under intraoperative radiological visualization using an image intensifier. Maintenance of fracture reduction and lesion consolidation were evaluated at anteroposterior, scapular and Velpeau radiographic views at the 1 st , 2 nd and 4 th weeks postoperatively. The Velpeau view is an alternative to the axillary view without sling removal; the patient is placed in 20° to 30° posterior inclination, with the trunk under the chassis, which is located inferiorly to the shoulder, and then the beam is positioned superiorly to the shoulder, perpendicularly to the horizontal plane ( Figure 1 ). Threaded pins were removed between the 4 th and 5 th weeks after the procedure. In addition, radiographs were taken on the 2 nd , 4 th , and 8 th weeks after the removal of the wire ( Figures 2 3 4 5 ). The patients were immobilized with a Velpeau sling during the postoperative period until the removal of the pin. Passive shoulder movements were only allowed after the removal of the implants. Nonconsolidation was defined as cases requiring reintervention or evolving to pseudarthrosis within 4 to 5 weeks. Loss of reduction was defined as any surgical humeral neck deviation in postoperative radiographs performed up to the removal of the pin compared to intraoperative radiographs.

Fig. 1

Velpeau radiographic view.

Fig. 2

Preoperative radiograph ( A ); Postoperative radiograph after 4 weeks ( B, C ); Postoperative radiograph after 2 months ( D ).

Fig. 3

Preoperative radiograph ( A ); Intraoperative radiographs ( B, C, D ); Postoperative radiograph after 4 months ( E, F, G ).

Fig. 4

Preoperative radiograph ( A, B ); Intraoperative radiographs ( C, D ); Postoperative radiograph after 4 months ( E, F ).

Fig. 5

Preoperative radiograph ( A ); Postoperative radiographs after 4 weeks ( B ); Postoperative radiograph after 3 months ( C ).

Results

The mean age of the 42 patients included in the study was 58.5 years old, whereas the median age was 63.5 years old ( Table 1 ). From the total of 42 patients, 38 presented fracture consolidation (90.4%) ( Table 2 ). In addition, reduction was sustained in 35 patients (83.3%) and lost in 7 patients (16.6%) ( Table 3 ). Among the 7 patients with loss of the surgically obtained reduction, only 3 presented no fracture consolidation (42.8%). All of the cases of loss of reduction presented the surgical neck medialization after pin fixation. The three patients with no consolidation were submitted to a reintervention with a locked proximal humerus plate ( Figure 6 ). One patient had loss of reduction at the immediate postoperative period and he was submitted to a reintervention within 24 hours, consisting of open reduction and fixation with threaded pins; although evolving to consolidation, this subject was excluded from the good outcome group. Thus, 4 patients were included in the nonconsolidation group (9.5%). The mean age of the patients with sustained reduction, loss of reduction and submitted to reintervention was 56.6 (±17.6), 66.7 (±15.7) and 73.6 (±8.6) years old, respectively. ( Table 4 ). Cases with loss of reduction included a more distal fracture and some lesions with fragment comminution, in contrast to cases with sustained postoperative reduction.

Table 1

Age of the patients

Mean age (years old)	58.47619048
Median age (years old)	63.5
Range (years old)	15–85

Table 2

Consolidation rate (percentage)

CONSOLIDATION
YES	NO	TOTAL
38	4	42
0.904	0.095	1

Table 3

Loss of reduction rate (percentage)

LOSS OF REDUCTION
YES	NO	TOTAL
7	35	42
0.166667	0.83333333	1

Fig. 6

Preoperative radiograph ( A, B ); Postoperative radiographs after 2 weeks with loss of reduction ( C, D ); Postoperative radiograph 2 months after revision with locking plate ( E ).

Table 4

Patients with loss of reduction

PATIENTS WITH LOSS OF REDUCTION
DEVIATION	AGE	CONSOLIDATION	HEALTHCARE SYSTEM
Medial	84	Absent	PRIVATE
Valgus	62	Present	PRIVATE
Medial/Anterior/Varus	85	Present	PRIVATE
Medial/Anterior	74	Absent	PUBLIC
Medial/Anterior	63	Absent	PUBLIC
Medial/Varus	64	Present	PUBLIC
Varus	35	Present	PRIVATE

Discussion

The treatment of proximal humerus fractures is controversial. Several techniques are described, ranging from sling immobilization to arthroplasty replacement. Since different therapeutic modalities in the same fracture pattern show similar radiographic and functional results, there is no gold standard. The current literature reports a considerably high complication rate related to rigid implants, such as loss of reduction, nonconsolidation and screws cut-out, which is fairly frequent in fixations with locked screw plate, either due to material mispositioning, fracture remodeling or late necrosis. 10 12 13

The percutaneous fixation technique follows the principles of implant design advocated by Resch, that is, controlled impaction, peak force direction and semi-rigid implant. 2 We believe that humeral neck fixation with threaded pins allows some guided accommodation of the fracture focus, favoring consolidation. Resch and Hertel describe these two phenomena as guide impaction and sintering effect . 2 7 9 Since the pins are removed after consolidation, they can be placed in a subchondral position, where the humeral head bone is denser, improving fixation. Implant removal avoids the risk of late complications, such as proximal epiphyseal cut-out. Due to their lower morbidity, another advantage of percutaneous pins is the lower aggression to muscular and vascular tissues around the shoulder, resulting in less pain, shorter hospitalization, better cosmesis and, most importantly, lower damage to the fracture focus vascularization. Since the clavipectoral fascia is not opened, the fracture hematoma is maintained, which contributes to bone healing. This may be one of the reasons why we noticed a bone callus formation in most control radiographies taken at between 3 to 4 weeks, which is less common in open osteosynthesis with absolute stability. 14 15 16 Another advantage of percutaneous fixation with threaded pins is its lower cost compared to the fixation with plate and locked rods in humeral neck fractures.

In our service, percutaneous fixation with threaded pins has been shown as an alternative for the surgical treatment of proximal humeral neck fractures due to the favorable outcomes observed at the radiographic evaluation, with a 90.4% consolidation index, similar to the rates reported in the literature. 17 In patients < 60 years old, the fracture consolidation rate was 100%.

As a disadvantage, threaded pins are not as effective in providing stability for fracture fixation as locked plates. In cases with loss of reduction, a lower trace (towards the diaphysis) and a comminution of both the medial and lateral cortical necks were observed. 9 10 18 This finding is consistent with the notion that anatomical fracture reduction and medial cortical support reconfiguration are critical to consolidation. 10 The mean age of the patients with loss of reduction (66.71 ± 15.7 years old) and those submitted to reintervention using another method (71.2 ± 8.5 years old) were higher compared to the mean age from all patients (58.47 ± 18.3 years old) ( Table 5 ). This corroborates reports from the literature that older patients have more osteoporotic bones, making it harder to fix and maintain reduction regardless of the implant.

Table 5

Mean age (years old) of patients with sustained reduction, loss of reduction or submitted to reintervention

Group	Mean age (years old)	Standard deviation
Sustained reduction	56.2	18.1
Loss of reduction	66.7	15.7
Reintervention	71.25	8.5

Compared to methods following the same fixation principles, such as the Humerusblock system (an implant that attaches a device to the humeral shaft to lock wires), the present study had a similar rate of reintervention and revision with locked plates. 19 Some complications related to the fixation method, including proximal or distal wire migration, can be observed when using threaded pins or the Humerusblock system; such complications require wire removal if the treatment is complete or, at least, retroceding the migrated wire. 20

Conclusion

Percutaneous fixation of deviated fractures of the humeral surgical neck with threaded pins may be considered in the treatment of this type of fracture, with consolidation (90.4%), complication and nonconsolidation rates (9.5%) similar to those observed with other fixation methods. Since advanced age, medial cortical loss, and metaphyseal extension were related to an increased loss of reduction and possibly to nonconsolidation, these factors should be taken into account when indicating this technique.

Introdução

As fraturas do úmero proximal são extremamente comuns na prática ortopédica. É esperado que sua incidência aumente ainda mais devido à longevidade e maior atividade da população idosa. Segundo Horak et al 1 , representam 5% de todas as fraturas. 1 O tratamento conservador de fraturas deslocadas não apresenta bons resultados, sendo o tratamento cirúrgico o de escolha na maioria dos casos. 2 3 Apesar de comuns, essas fraturas ainda são consideradas um desafio terapêutico, com uma extensa gama de técnicas de fixação, mas ainda sem evidências claras de superioridade entre algumas delas, especialmente se considerarmos a ampla variabilidade de características próprias de cada paciente e do padrão de fratura. 4 O emprego de implantes rígidos, amplamente utilizados, pode não ser adequado para alguns pacientes, especialmente para ossos osteoporóticos. 2 4 5 As cirurgias artroplásticas não conseguiram obter melhores resultados funcionais em relação às reconstrutivas, sendo resguardadas, em sua maioria, como métodos de salvamento para falhas de síntese. 2 6 7 O conceito de compactação controlada, muito bem demonstrado por Resch et al 7 em diferentes estudos, reforça esse conceito. E, para alguns autores, o implante ideal seria um implante semirrígido que permita o processo de compactação óssea e remodelamento da fratura que ocorre durante o processo de consolidação e ao mesmo tempo oferece estabilidade a osteossíntese. 2 8 9 10 11 Respaldados pela literatura e baseado nesses princípios, consideramos que o emprego de fios rosqueados, respeitando conceitos de impacção controlada/fixação semi-rígida, é uma técnica adequada para tratamento das fraturas do úmero proximal.

O objetivo deste trabalho foi avaliar, primariamente, a consolidação das fraturas do úmero proximal através de exame radiográfico dos pacientes tratados com fixação percutânea com fios rosqueados. E, de maneira secundária, identificar aspectos que predisponham a uma perda da redução.

Material e Métodos

Foram avaliados retrospectivamente 46 pacientes com fratura aguda da extremidade proximal do úmero, compreendendo até 2 semanas do dia do trauma, submetidos ao tratamento cirúrgico envolvendo a redução e fixação percutânea com fios rosqueados de 3.5mm. Desse total, foram excluídos quatro pacientes que, embora tenham sido tratados com a técnica em questão, apresentavam fraturas em três partes, sem necessidade de intervenção na fratura do tubérculo maior após a redução fechada, formando nossa amostra com 42 pacientes dentro dos critérios do estudo. Todos os pacientes foram operados pelos quatro cirurgiões seniores do serviço. A amostra foi composta por 35 mulheres e 7 homens com no mínimo 2 meses de pós-operatório, sendo 11 pacientes do sistema público de saúde e 31 pacientes do sistema privado. A redução e o posicionamento dos fios rosqueados foram feitos sob visualização radiológica intraoperatória com intensificador de imagem. Avaliou-se a manutenção da redução e consolidação da fratura através de incidências radiográficas de anteroposterior, perfil de escápula e Velpeau View , a qual é uma alternativa à realização da incidência axilar sem necessidade de retirar o membro da tipoia, realizando-se a incidência com o paciente fazendo uma inclinação de 20° a 30° para posterior com o tronco sob o chassi, que fica localizado inferiormente ao ombro e o feixe posicionado superiormente ao ombro perpendicular ao plano horizontal ( Figura 1 ), realizadas na 1 a , 2ª e 4ª semanas de pós-operatório. Os fios rosqueados foram retirados entre a 4ª e 5ª semana após o procedimento. Além disso, foram realizadas radiografias na 2a, 4a e 8ª semana após a retirada dos pinos ( Figuras 2 3 4 5 ). Os pacientes foram mantidos em imobilização com tipoia tipo Velpeau durante o pós-operatório até a retirada dos fios, iniciando movimentos passivos de ombro somente após a retirada dos implantes. Considerou-se como não consolidação os casos que, após o período de 4 a 5 semanas, necessitaram de reintervenção e os casos que evoluíram para pseudoartrose. A perda de redução foi considerada como qualquer desvio do colo cirúrgico do úmero observado nas radiografias pós-operatórias, ocorrido até a retirada dos fios, comparando-se com a imagem radiográfica realizada no transoperatório.

Fig. 1

Incidência radiográfica Velpeau View .

Fig. 2

Radiografia pré-operatória ( A ); Radiografias pós-operatórias com 4 semanas ( B, C ); Radiografia pós-operatória com 2 meses ( D ).

Fig. 3

Radiografia pré-operatória ( A ); Radiografias transoperatórias ( B, C, D ); Radiografia pós-operatória com 4 meses ( E, F, G ).

Fig. 4

Radiografia pré-operatória ( A, B ); Radiografias transoperatórias ( C, D ); Radiografia pós-operatória com 4 meses ( E, F ).

Fig. 5

Radiografia pré-operatória ( A ); Radiografias pós-operatória com 4 semanas ( B ); Radiografia pós-operatória com 3 meses ( C ).

Resultados

Dos 42 pacientes selecionados para o estudo, a média de idade foi 58,5 anos, e a mediana foi de 63,5 anos ( Tabela 1 ). Do total de 42 pacientes, 38 obtiveram consolidação da fratura (90,4%) ( Tabela 2 ). Do total, 35 pacientes mantiveram a redução (83,3%) e 7 pacientes perderam a redução (16,6%) ( Tabela 3 ). Dentre os 7 pacientes que perderam a redução obtida na sala cirúrgica, apenas 3 não apresentaram consolidação da fratura (42,8%). Em todos os casos de perda da redução, houve a medialização do colo cirúrgico após a fixação com os pinos. Os três pacientes que não consolidaram foram reoperados com placa bloqueada de úmero proximal ( Figura 6 ). Um paciente apresentou perda da redução no pós-operatório imediato e foi reintervido em menos de 24 horas com redução aberta e fixação com fios rosqueados, evoluindo para consolidação, sendo, porém, excluído do grupo de bons resultados. Sendo assim, 4 pacientes do estudo foram incluídos no grupo de não consolidação (9,5%). A média de idade dos pacientes que mantiveram a redução foi de 56,6 (±17,6) anos, dos que perderam a redução foi de 66,7 (±15,7) anos e dos que não consolidaram foi de 73,6 (±8,6) anos ( Tabela 4 ). Os casos nos quais houve a perda da redução apresentavam traço mais distal da fratura, alguns com cominuição dos fragmentos, em relação aos casos nos quais se manteve a redução no pós-operatório.

Tabela 1

Idade dos pacientes

Idade media (anos)	58,47619048
Idade mediana (anos)	63,5
Intervalo de idade (anos)	15–85

Tabela 2

Taxa de consolidação em porcentagem

CONSOLIDAÇÃO
SIM	NÃO	TOTAL
38	4	42
0,904	0,095	1

Tabela 3

Taxas de perda da redução em porcentagem

PERDA DA REDUÇÃO
SIM	NÃO	TOTAL
7	35	42
0,166667	0,83333333	1

Fig. 6

Radiografia pré-operatória ( A, B ); Radiografias pós-operatórias com 2 semanas com perda da redução ( C, D ); Radiografia pós-operatória 2 meses após revisão com placa bloqueada ( E ).

Tabela 4

Pacientes que perderam a redução

PACIENTES QUE PERDERAM A REDUÇÃO
DESVIO	IDADE	CONSOLIDAÇÃO	CONVÊNIO
Medial	84	Não Consolidou	PRIVADO
Valgo	62	Consolidou	PRIVADO
Medial/anterior/varo	85	Consolidou	PRIVADO
Medial/Anterior	74	Não Consolidou	PÚBLICO
Medial/Anterior	63	Não Consolidou	PÚBLICO
Medial/Varo	64	Consolidou	PÚBLICO
Varo	35	Consolidou	PRIVADO

Discussão

O tratamento das fraturas do úmero proximal é controverso. Diversas técnicas são descritas que vão desde a imobilização com tipoia até a substituição artroplástica. Diferentes tipos de tratamento em um mesmo padrão de fratura mostram resultados radiográficos e funcionais semelhantes; por isso, nenhum método é considerado padrão-ouro dessa patologia. Na literatura atual, percebemos ainda um considerável índice de complicações relacionadas aos implantes rígidos como perda de redução, não consolidação e cut-out de parafusos que ocorre com certa frequência nas fixações com placa de parafusos bloqueados, seja por mau posicionamento do material, remodelação da fratura ou necrose tardia. 10 12 13

A técnica de fixação percutânea segue os princípios do design de implantes defendidos por Resch, como: a impacção controlada, o pico de direção das forças e o implante semi-rígido. 2 Acreditamos que a fixação do colo do úmero com pinos rosqueados permita uma certa acomodação guiada do foco de fratura favorecendo a consolidação. Resch e Hertel descrevem esses dois fenômenos como guide impaction e sintering effect . 2 7 9 Como os pinos são removidos após a consolidação, é permitido colocá-los no intraoperatório numa posição subcondral, local em que o osso da cabeça umeral é mais denso, melhorando sua fixação. A remoção dos implantes evita o risco de complicações tardias como o cut-out na epífise proximal. Outra vantagem dos pinos percutâneos, dada sua menor morbidade, é a menor agressão ao tecido muscular e vascular ao redor do ombro, gerando menor dor, menor tempo de internação, melhor cosmese e, principalmente, menos agressão à vascularização do foco de fratura. Como a fáscia clavipeitoral não é aberta, o hematoma da fratura é mantido, o que colabora para a consolidação óssea. Este talvez seja um dos motivos pelos quais percebemos na maioria dos casos a formação de calo ósseo na radiografia de controle entre 3 e 4 semanas, menos comum nas osteossínteses abertas com estabilidade absoluta. 14 15 16 Outra vantagem da fixação percutânea com pinos rosqueados é o fato dela ser um método de menor custo do que a fixação com placa e hastes bloqueadas para a fixação das fraturas do colo do úmero.

No nosso serviço, a fixação percutânea com fios rosqueados tem se mostrado como alternativa para o tratamento cirúrgico da fratura do colo cirúrgico na extremidade proximal do úmero, devido aos resultados favoráveis obtidos na avaliação radiográfica dos pacientes, com índice de 90,4% de consolidação, obtendo taxas de consolidação semelhantes às observadas na literatura. 17 Observamos que entre os pacientes com < 60 anos, obtivemos um índice de 100% de consolidação das fraturas.

Como desvantagem, os pinos rosqueados não proporcionam uma estabilidade tão efetiva à fixação da fratura quanto as placas bloqueadas. Nos casos que perderam a redução, observamos além de um traço mais baixo (em direção à diáfise) uma cominuição do colo tanto da cortical medial quanto lateral, 9 10 18 indo ao encontro de autores que citam que a redução anatômica da fratura e reformatação do suporte cortical medial sejam fundamentais para a consolidação. 10 Observamos que a média de idade dos pacientes que perderam a redução (66,71 anos ± 15,7 desvio padrão [DP]) e dos pacientes que foram reintervidos com outro método (71,2 ± 8,5 DP) foram maiores que a média de idade do estudo (58,47 anos ± 18,3 DP) ( Tabela 5 ). Isso corrobora com a literatura de que pacientes mais idosos possuem ossos mais osteoporóticos, tornando-os mais díficil de serem fixados e de manterem redução, seja qual for o implante.

Tabela 5

Média em anos dos pacientes que mantiveram e perderam a redução e dos que foram reintervidos

Grupo	Idade média em anos	Desvio Padrão
Mantiveram a Redução	56,2	18,1
Perderam a Redução	66,7	15,7
Reintervenção	71,25	8,5

Em comparação a métodos que seguem os mesmos princípios de fixação, como o sistema Humerusblock (implante que agrega um dispositivo na diáfise do úmero que bloqueia os fios), tivemos uma taxa semelhante de reintervenção e revisão com placa bloqueada. 19 Algumas complicações relativas ao método de fixação podem ser observadas tanto no uso de fios rosqueados, bem como com o sistema Humerusblock , que são a migração proximal ou distal dos fios, sendo necessária sua retirada, se completo o tratamento, ou ao menos o recuo do fio migrado. 20

Conclusão

A fixação percutânea das fraturas desviadas do colo cirúrgico do úmero com fios rosqueados pode ser um método de fixação a ser considerado no tratamento desse tipo de fratura, sendo que foram obtidas taxas de consolidação (90,4%) e de complicações, ou não consolidação (9,5%), semelhantes aos observados no uso de outros métodos de fixação. Idade avançada, perda da cortical medial e extensão metafisária foram fatores relacionados ao aumento da perda de redução e possível não consolidação, e devem ser levados em conta ao indicar essa técnica.