Is it Important to Know Where to Place the Spherical Marker for Hip Replacement Digital Planning?

Objective  The present paper aims to evaluate the influences of individual characteristics in radiographic magnification and to identify the most accurate method for radiographic calibration. Methods  During radiographical exam of 50 patients with hip prosthesis, anthropometric data was collected and 4 spherical metal markers with 25 mm diameters were positioned: at the greater trochanter level and lateral to it, over the pubic symphysis, between the thighs at the greater trochanter level, and over the exam table. Since the prosthesis head is the best internal radiographic marker for hip arthroplasty, it was our calibration parameter. Two examiners measured the markers' image for further analysis. Results  The sample consisted of 50 participants, 19 of whom were male. A difference in pubic symphysis magnification was found. Other individual characteristics (weight, height and body mass index) had weak correlation. The higher accuracy of the markers was at the greater trochanter, between 68.4 and 78.9%, visualized in only19 radiographs. The marker positioned between the thighs was visualized in all radiographs, with an accuracy ranging from 30 to 46%. Conclusions  Of all individual characteristics, only gender influences magnification at the pubic symphysis. We suggest the use of two spherical markers: at the greater trochanter, due the best accuracy, and between the thighs, considered the best positioning for better visibility.

Introduction

Digital medical records, as well as imaging, are increasingly common in hospitals and clinics, sometimes replacing printed documentation altogether. In the professional practice of the orthopedist, both at the office and the hospital, the absence of printed exams is becoming more frequent. Radiological exams are usually stored electronically at a picture archiving and communication system (PACS) or recorded on compact disc (CD). This creates difficulties in preoperative planning, which can be solved by digital planning.

Preoperative planning is consolidated as the first step in predicting surgical procedure difficulties, component sizes and implant positioning for hip arthroplasty. 1 2 3 4 5 6 7 An adequate surgical planning reduces the number of complications associated with limb discrepancies, poor positioning, early implant release, instability, periprosthetic fracture and bone loss. 1 2 3 4 5 6 7 The use of transparencies provided by the prosthesis manufacturer with magnification, often ranging from 100 to 130%, is the best known and consolidated approach, but the reproducibility of the digital method is already confirmed, and it can be very useful when a printed test is lacking. The literature regarding the calibration procedure for the scanned radiographic examination in order to correct the magnification for proper templating, is controversial.

The most commonly used radiographic marker in scientific studies is the metal sphere, 9 10 11 12 but there are divergences regarding the ideal positioning for digital radiography calibration for hip arthroplasty planning. This study aims to identify the sphere positioning method with greater accuracy, to evaluate the influences of individual characteristics over outcomes, and to determine the most suitable method for practical use in order to minimize calibration errors.

Materials and Methods

This is a prospective cross-sectional study developed in Santa Casa de São Paulo Ortopaedic Department and approved by the institution research ethics committee (number 58564916.1.0000.5479).

To perform the study, a sample of 50 patients of both genders with total and/or partial hip prosthesis, both primary and revision, was established. These patients were invited to return to the service to perform a hip radiography as part of the postsurgery follow-up in October 2016. Images in which the prosthesis head diameter was not reported in the hospital records or which did not comply with radiographic standards were excluded from the study. 13

Procedures

All included patients were submitted to a hip radiography in anteroposterior view and dorsal recumbency, with medial hip rotation between 15 and 20° and the incident ray over the median line, just above the pubic symphysis. 13 As standardization, the distance between the x-ray tube and the film was 100 cm, checked with tape measurement and the luminous indicator of the equipment Optimus 50 (Philips, Model Bucky Diagnost - Hamburg, Germany). For radiographic analysis, the alignment of the coccyx to the pubic symphysis was standardized with a distance of 2.5 cm between them in females, and 1.5 cm in males. The obturator foramina symmetry was also standardized for the same purpose. 13

Prior to the radiographic examination, a single physician collected the anthropometric data and placed 4 25-mm steel spheres in 4 regions around the hip. The diameter of these spheres was confirmed with an analog caliper p-06, BE027249 (Suzano, São Paulo, Brazil) and a digital caliper WesternPRO Model DC6, both certified by the Brazilian Institute of Metrology, Standardization and Industrial Quality (INMETRO, in the Portuguese acronym). Markers were positioned using a transparent, ¾ inch polyvinyl chloride (PVC) hose, as shown by Blake et al, 14 and a flexible, ¾ inch PVC electric plastic conduit. A longitudinal slit was created in the hose and the conduit for controlled sliding of the spheres. The markers were positioned at the following sites: 1 - right greater trochanter, next to the skin, with the sphere placed in the electric conduit ( Figure 1 ); 2 - between the patient's thighs, at the greater trochanter level, with the sphere in the hose as proximal as possible ( Figure 2 ); 3 - at the level of the anterior superior border of the pubic symphysis, fixed with adhesive tape ( Figure 3 ); 4 - at the examination table, 4 cm distal to the greater trochanter, fixed with adhesive tape ( Figure 3 ).

Fig. 1

Sphere positioning on the greater trochanter level, seen in lateral.

Fig. 2

Sphere positioning between the thighs, at the greater trochanter level, seen in lateral (A) and anterior view (B).

Fig. 3

Sphere positioning in the pubic symphysis (A); Sphere positioning on the examination table, at the left side of the patient (B).

Imaging Analysis

The weight and height of each patient were recorded, as well as the gender, and record number to locate the radiographic examination and the size of the hip prosthesis head in the hospital data storage system. Digital imaging analysis was performed in IMPAX Orthopedic Tools planning software (AGFA HealthCare GmbH, Canton, MA, EUA) on a single HP Pavilion DV7 computer (Hewlett-Packard Company, Palo Alto, CA, EUA) .

Radiographs allowing the measurement of the prosthetic component head and at least two markers were considered. The evaluation was performed by two orthopedists, who received the same training in the correct use of the software. The first examiner performed two measurements, with a week interval between them. The second examiner performed only one measurement.

The image was calibrated with the identification of three peripheral points of the prosthesis head, whose diameter was known, at a joint-centered location and confirmed by the formation of a circle around the head. 9 15 After calibration, the measurement of the markers was performed with the identification of the three peripheral points and confirmed with a circle around each marker.

The software used in this study was not able to detect decimal millimeter values in marker measurements. In some images, the markers were visible, but analysis was impaired due to loss of circumference, as demonstrated by a previous study. 14 Partially visible or elongated markers were considered deformed. Spheres that were not seen within the limits of radiography were not calculated.

Statistical Analysis

The confidence intervals (CIs) from this study were constructed with 95% statistical confidence. The sample, with N greater than 30 participants, guarantees a trend to normal distribution through the central limit theorem; in addition, the sample power was verified. The anthropometric characteristics of the sample were described using means and standard deviations (SDs), as well as absolute and relative frequencies.

The equality of two proportions test was applied to characterize the distribution of the relative frequency of qualitative variables. The two-tailed Student t-test was used (when the subject is both a research item and its control) to compare the first and second evaluation of examiner 1 in each position. Means, SDs, coefficients of variation (CVs) (which evaluates the variability of the mean), and minimum and maximum values of each evaluation were calculated. The t-Student one-sample test was used to compare the mean at each position for each examiner's assessment to the 25-mm reference value. The accuracy of mean values at each position in each evaluation was calculated using a reference value of exactly 25 mm.

Analysis of variance (ANOVA), Pearson, Chi-Square, and correlation tests were used to compare the results, and a statistical model predicted the appearance of the marker in the greater trochanter site, which was confirmed with logistic regression tests.

The analyses were performed with the SPSS Windows software version 20.0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA), Minitab 16 (Minitab, LLC, State College, PA, EUA), and Microsoft Excel 2010 (Microsoft Corp., Redmond, WA, USA); according to the literature, tests were performed with a significance level of 5%. 16 17 18 19

Results

Table 1 shows the anthropometric variables of the sample, which was considered homogeneous since the coefficient of variation (CV) values were lower than 50%, indicating low variability.

Table 1

Complete description of anthropometric variables

	Mean	Standard deviation	CV	Minimum–Maximum	CI
Weight (Kg)	72.1	15.2	21%	45–110	4.2
Height (m)	1.61	0.10	6%	1.38–1.92	4.2
BMI (Kg/m 2 )	27.7	5.0	18%	16.1–43.0	1.4

Abbreviations: Kg, kilogram; m, meter; BMI, body mass index; CI, confidence interval; CV, coefficient of variation.

Table 2 presents the Pearson correlation data between placements and the anthropometric variables in the sample. These correlations were considered bad and can be virtually disregarded.

Table 2

Correlation of anthropometric variables according to the findings of examiner 1 in the 1 st evaluation

Examiner 1		Weight	Height	BMI
Greater trochanter	Corr (r)	-15.2%	12.0%	-18.6%
	P -value	0.535	0.624	0.446
Between the thighs	Corr (r)	29.2%	22.4%	18.0%
	P -value	0.039	0.119	0.211
Pubic symphysis	Corr (r)	38.7%	22.6%	28.2%
	P -value	0.005	0.114	0.048
Examination table	Corr (r)	-20.3%	-13.3%	-15.7%
	P -value	0.157	0.358	0.277

Abbreviations: Corr (r), correlation; BMI, body mass index; kg, kilogram; m, meter.

The deformation of visible markers was observed: 68.4% (4 men and 9 women) in the “greater trochanter” position, 38% (9 men and 10 women) between the thighs and only 10% (2 men and 3 women) at the examination table. There was no deformation in the pubic symphysis position. The marker in the greater trochanter was the only one with losses, as it was not viewed in 31 radiographs (62%), 21 of which were from female patients (67.7%) and 10 from male patients (52.6%). Table 3 presents the comparison between the sphere visualization in the greater trochanter and the anthropometric variables of the sample.

Table 3

Comparison between the visualization of the marker in the greater trochanter position with the anthropometric variables

Right trochanter		Mean	Standarddeviation	CV	Minimum	Maximum	n	CI	P -value
Weight (Kg)	Visible	62.4	12.1	19%	45	86	19	5.4	< 0.001
	Not visible	78.1	14.0	18%	56	110	31	4.9
Height (m)	Visible	1.59	0.08	5%	1.45	1.70	19	0.04	0.185
	Not visible	1.63	0.11	7%	1.38	1.92	31	0.04
BMI (Kg/m 2 )	Visible	24.8	4.7	19%	16.1	33.3	19	2.1	0.001
	Not visible	29.5	4.3	15%	23.2	43.0	31	1.5

Abbreviations: Kg, kilogram; m, meter; BMI, body mass index; CI, confidence interval; CV, coefficient of variation; n, sample.

In total, the sample consisted in 31 female participants (62%) and 19 male participants (38%), with a statistical significance ( p  = 0.016). A difference between genders was found by examiner 1 in the pubic symphysis position ( p  = 0.011), in which the female and male mean values were, respectively, 27.7 mm and 28.3 mm.

There was no statistical difference comparing examiner evaluations with the two-tailed Student t-test, indicating that the measurements were reliable. The comparison of the examiners' evaluations in relation to the actual size is showed in Table 4 .

Table 4

Comparison between position/evaluation and the actual size (25 mm)

Position		Mean (mm)	Standard deviation	CV	Minimum (mm)	Maximum (mm)	n	CI	P -value
Examiner 1 at the 1 st evaluation	Greater trochanter	25.00	0.58	2%	24	26	19	0.26	1.000
	Between the thighs	25.40	0.67	3%	23	26	50	0.19	< 0.001
	Pubic symphysis	27.96	0.67	2%	26	29	50	0.19	< 0.001
	Examination table	23.18	0.52	2%	21	24	50	0.14	< 0.001
Examiner 1 at the 2 nd evaluation	Greater trochanter	25.05	0.52	2%	24	26	19	0.24	0.667
	Between the thighs	25.46	0.65	3%	23	26	50	0.18	<0.001
	Pubic symphysis	28.02	0.62	2%	26	29	50	0.17	< 0.001
	Examination table	23.14	0.50	2%	21	24	50	0.14	< 0.001
Examiner 2 at the single evaluation	Greater trochanter	24.95	0.62	2%	23	26	19	0.28	0.716
	Between the thighs	25.62	0.75	3%	24	27	50	0.21	< 0.001
	Pubic symphysis	27.98	0.65	2%	26	29	50	0.18	< 0.001
	Examination table	23.36	0.53	2%	22	24	50	0.15	< 0.001

Abbreviations: mm, millimeter; CV, coefficient of variation; IC, confidence interval; n, sample; p value, significance.

The position with greater accuracy in identifying the real value (25 mm) was in the greater trochanter in all evaluations, but with a large sample loss, visible in only 19 radiographs, as shown in Table 5 . The position between the thighs has a smaller accuracy, but with no sample loss.

Table 5

Accuracy of 25 mm in the positions per evaluation

Accuracy in position	Examiner 1 at the 1 st evaluation		Examiner 1 at the 2 nd evaluation		Examiner 2		Total
	n25	Accuracy	n25	Accuracy	n25	Accuracy	n
Greater trochanter	13	68.4%	14	73.7%	15	78.9%	19
Between the thighs	23	46.0%	22	44.0%	15	30.0%	50
Pubic symphysis	0	0.0%	0	0.0%	0	0.0%	50
Examination table	0	0.0%	0	0.0%	0	0.0%	50

Abbreviations: n25, sample with exact measurement of 25 millimeters; n, sample number.

The marker in the examination table position reached a precision between 76 and 80% for the 23-mm value; meanwhile, in the pubic symphysis, accuracy ranged from 62 to 68% for the 28-mm value. Both markers were visualized on all radiographs (n = 50).

The only significant variable ( p  = 0.03) in predicting the presence of the sphere in the greater trochanter position was the female gender. This variable was analyzed with logistic regression and considered good by the adhesion test, with a concordance percentage of 84.6% in the logistic regression test.

Discussion

The most accurate method was greater trochanter positioning, whereas the second most accurate method was positioning between the thighs. Because there is a 62% loss of images in the greater trochanter, we suggest using these two markers at the same time. According to the results, the positioning between the patient's thighs may be considered the most appropriate technique for practical use, since, despite deformation in 38% of the cases, the image was visible in 100% of the radiographs, and the mean measurement was close to the actual size, within the acceptable range of + 3% and - 3%. 20

The female gender was considered the only significant variable to predict the presence of a greater trochanter marker image. This may be due to the difference of the sample with no greater trochanter marker image because, from a total of 31 radiographs (62%), 21 patients were female (67.7%) and 10 were male (52.6%). The pattern of posterolateral fat accumulation of the female hip may be related to this result.

Studies that analyze radiographs for arthroplasty planning use different positioning methods and markers without justifying the choice for positioning between the thighs or at the greater trochanter level. 6 11 14 15 21 Gamble et al 8 did not specify the technique, only indicating the region. Kosashvili et al 22 did not use any marker and only standardized the magnification at 115% for practical purposes, with little interference in the final result. This exemplifies the lack of standardization in the magnification correction method and marker positioning.

Knowing that the cone of x-ray emission starts from the central point of the image and acts in a similar way bilaterally, therefore without any difference between the sides of the patient, 21 we decided to place the sphere at the right greater trochanter to standardize the examination, minimizing possible errors of confusion between this positioning and the sphere placed on the examination table.

The sphere placed in the greater trochanter presented difficulty factors for the examination. When visible, it was close to its full size, with an average of 25 mm, but it was not visible in 62% (31) of the radiographs; this may indicate technical difficulty with such positioning, already noted by other authors. 12 The high deformation rate of 68.4% of the images visible in this position (13 out of 19 radiographs) appeared to be a difficulty factor during the measurement phase, but it was not statistically identified. These difficulties may imply the need to perform multiple radiographs to fit the examination, and may influence the calibration: decentralization of the radiographic beam to the side of the marker or its placement above or below the greater trochanter level to avoid it being pushed laterally by the fatty cushion of the posterolateral thigh. Some authors 8 10 11 12 21 analyzed the relationship between weight and/or body mass index (BMI) with radiographic magnification, without identifying significant results; however, in this study, there was a correlation, deemed poor, of these factors with the absence of the marker at the greater trochanter, which can be virtually disregarded.

The sphere positioned between the thighs was visualized on all radiographs. The measurements were, on average, very close to the actual size, within the range of acceptable error, between + 3% and - 3% 12 with accuracy between 30 and 46%. The 38% deformation rate (19 radiographs), considered in this study as a difficulty factor for measurement, was lower than in the greater trochanter position. This method uses low-cost, readily available materials to radiology services. 13 The positioning technique is simple and commonly used, but it also has bias. In addition to the discomfort of positioning in the genital region, the image is more distal in male patients compared to female patients, which increased deformation; deformation rates were 47.4% (9 out of 19) in men and 32.3% (10 out of 31) in women. In addition, the radiographic analysis showed that the artifact generated by the PVC tube was also a deforming factor for the spheres.

The sphere positioned at the pubic symphysis is used by some orthopedists, but this is not a consolidated technique in the literature. This sphere was visualized on all radiographs, with no deformation. The positioning is simple but suffers measurement variation with gender and it has poor correlation with weight and BMI. Another negative point of this positioning is the average of the measurements, 28 mm, therefore enlarged compared to the actual size and with 0% accuracy compared to the actual size.

The sphere placed on the examination table is another technique that is not addressed in the main studies on radiographic markers. This sphere was visualized on all radiographs, and only 10% of the images were deformed. It reached the lowest statistical variation among measurements, evidenced by a CI value of 0.14; as such, it is deemed a stable method. The mean value of the measurements is lower than 25 mm, with a 0% accuracy when compared to the actual size. Eventually, the image of this sphere overlaps the femoral stem and may impair the careful radiographic evaluation at this level, which does not occur in other positions.

Conclusion

For the preoperative calibration of hip arthroplasty with a spherical marker, the most accurate positioning method is next to the greater trochanter, whereas the most appropriate method is between the thighs (both at the hip joint level). We suggest using these two markers simultaneously to avoid repetition of the radiographic examination and to allow accurate calibration.

There is a poor relation of weight and BMI with the absence of the marker at the greater trochanter position, while height has no relation to its absence. The female gender was identified as the only significant variable of preference for the radiographic appearance of the marker at the greater trochanter

Introdução

Os prontuários digitais, assim como os exames de imagem, tornam-se cada vez mais comuns em hospitais e clínicas, por vezes substituindo totalmente a documentação impressa. Na prática profissional do ortopedista no consultório e no atendimento hospitalar, é cada vez mais comum a ausência de exames impressos. É comum que exames radiológicos sejam armazenados eletronicamente por Picture Archiving and Communication System (PACS - Sistema de Comunicação e Arquivamento de Imagens) ou gravados em Compact Disc (CD). Isso gera dificuldades no planejamento pré-operatório, que podem ser solucionadas pelo planejamento digital.

O planejamento pré-operatório é consolidado como o primeiro passo para prever as dificuldades do procedimento cirúrgico, os tamanhos dos componentes e o posicionamento dos implantes na artroplastia de quadril. 1 2 3 4 5 6 7 Com o planejamento cirúrgico adequado, há redução no número de complicações associadas como discrepâncias entre membros, mau posicionamento, soltura precoce do implante, instabilidade, fratura periprotética e perda do estoque ósseo. 1 2 3 4 5 6 7 O uso de transparências fornecidas pelo fabricante das próteses e com magnificação que geralmente varia entre 100 e 130% é o método mais conhecido e consolidado, porém a reprodutibilidade do método digital já é comprovada 8 e pode ser muito útil quando o exame não foi impresso. Existe controvérsia na literatura para o procedimento de calibragem do exame radiográfico digitalizado, visando corrigir a magnificação para o correto templating .

O objeto mais utilizado como marcador radiográfico em estudos científicos é a esfera metálica, 9 10 11 12 mas com divergências na escolha do posicionamento ideal para a calibragem da radiografia digital para o planejamento na artroplastia de quadril. Os objetivos desse estudo são identificar o método de posicionamento da esfera com maior acurácia, avaliar as influências das características pessoais nos resultados obtidos e escolher o método mais adequado para uso prático, visando minimizar os erros de calibragem.

Materiais e Métodos

Trata-se de estudo transversal prospectivo, desenvolvido no Departamento de Ortopedia da Santa Casa de São Paulo e aprovado pelo comitê de ética em pesquisa da própria instituição (número 58564916.1.0000.5479).

Para a realização do estudo, foi estabelecida amostra de 50 pacientes de ambos os sexos, com prótese total e/ou parcial do quadril, tanto primária quanto de revisão. Esses pacientes foram convocados a retornar ao serviço para realização de radiografia da bacia como parte do acompanhamento pós-operatório no mês de outubro de 2016. Foram excluídas do estudo radiografias cujo diâmetro da cabeça da prótese era desconhecido nos registros hospitalares ou que estavam fora dos padrões radiográficos. 13

Procedimentos

Todos os pacientes incluídos foram submetidos à radiografia da bacia na incidência anteroposterior, realizada com o paciente em decúbito dorsal, com rotação medial dos quadris entre 15 e 20° e raio incidente na linha mediana logo acima da sínfise púbica. 13 Como padronização, a distância entre a ampola e o filme foi de 100 cm, conferida por fita métrica e por indicador luminoso do aparelho Optimus 50 (Philips, Model Bucky Diagnost - Hamburg, Germany). Para a análise das radiografias foi padronizado o alinhamento do cóccix com a sínfise púbica e com distância entre eles de 2,5 cm no sexo feminino e 1,5 cm no masculino, assim como a simetria dos forames obturados. 13

Previamente à realização do exame radiográfico, um único médico coletou os dados antopométricos e posicionou quatro esferas de aço de 25 mm em 4 regiões em torno da bacia. O diâmetro das esferas foi confirmado por paquímetro analógico Mitutoyo, p-06, BE027249 (Suzano, São Paulo, Brazil) e digital WesternPRO Modelo DC6 Carbon Fiber Composites Caliper, ambos certificados pelo Instituto Nacional de Metrologia, Qaulidade e Tecnologia (INMETRO). Para o posicionamento dos marcadores, foi utilizado esparadrapo, mangueira transparente de policloreto de polivinila (PVC) de ¾ polegadas, como demonstrado por Blake et al., 14 e um conduto elétrico flexível plástico de PVC de ¾ polegadas. Uma fenda longitudinal foi criada na mangueira e no conduto para o deslizamento controlado da esfera. Os marcadores foram posicionados nos seguintes locais: 1- trocânter maior direito, junto à pele, com a esfera no conduto elétrico ( Figura 1 ); 2 - entre as coxas do paciente, no plano do trocânter maior, com a esfera na mangueira o mais proximal possível ( Figura 2 ); 3 - ao nível da borda anterossuperior da sínfise púbica, fixado com esparadrapo ( Figura 3 ); 4 - na mesa do exame, 4 cm distal ao trocânter maior, fixado com esparadrapo ( Figura 3 ).

Fig. 1

Posição da esfera no grande trocanter, vista lateral.

Fig. 2

Posicionamento da esfera entre s coxas, no plano do trocanter maior, vista em perfil (A) e vista anterior B).

Fig. 3

Posicionamento da esfera na sinfise pubica (A); Posicionamento da esfera na mesa do exame, do lado esquerdo do paciente (B).

Análise das Imagens

Foram coletadas informações de peso e altura de cada paciente, assim como sexo e o número do prontuário para localização do exame radiográfico e do tamanho da cabeça da prótese de quadril no sistema de armazenamento de dados hospitalares. A análise das imagens digitais foi realizada no software de planejamento IMPAX Orthopaedic Tools (AGFA HealthCare GmbH, Canton, MA, EUA) em um único computador HP Pavilion DV7 (Hewlett-Packard Company, Palo Alto, CA, EUA).

Foram consideradas as radiografias que possibilitaram a medição da cabeça do componente protético e de pelo menos dois marcadores. A avaliação foi realizada por dois ortopedistas, que receberam o mesmo treinamento para o uso correto do software. O primeiro examinador realizou duas mensurações, com intervalo de uma semana entre elas. O segundo examinador realizou apenas uma medição.

A calibragem da imagem foi feita com a identificação de 3 pontos periféricos da cabeça da prótese, cujo diâmetro era conhecido, localização centrada na articulação e confirmada com a formação de um círculo em torno da cabeça. 9 15 Após a calibragem, a medição dos marcadores foi realizada com a identificação de 3 pontos periféricos e confirmada com o círculo em torno de cada marcador.

O software utilizado nesse estudo não era capaz de detectar valores decimais de milímetro nas medições dos marcadores. Algumas imagens possuiam os marcadores visíveis, mas com dificuldade na análise por perda da circunferência, como demonstrado em estudo prévio. 14 Foram considerados deformados os marcadores visíveis parcialmente ou alongados. Esferas que não foram vistas nos limites da radiografia não foram calculadas.

Análise Estatística

Os intervalos de confiança (ICs) nesse trabalho foram construídos com 95% de confiança estatística. A amostra com N superior a 30 participantes garante que ocorra tendência a distribuição normal pelo teorema do limite central e também foi verificado o poder da amostra. Foram descritas as características antropométricas da amostra com uso de médias e desvios padrões, freqüências absolutas e relativas.

Foi aplicado o teste de igualdade de duas proporções para caracterizar a distribuição da frequência relativa das variáveis qualitativas. Foi utilizado o teste T de Student pareado (quando o mesmo sujeito é pesquisa e controle dele mesmo) para comparar a primeira e segunda avaliação do examinador 1, em cada posição. Foram calculadas as médias, desvio-padrão, coeficiente de variação (que avalia o quanto a variabilidade representa da média) e os valores mínimos e máximos de cada avaliação. O teste T de Student para uma amostra foi utilizado para comparar a média em cada posição para cada avaliação dos examinadores com o valor de referência de 25 mm. O cálculo da acurácia das médias de cada posição em cada avaliação também foi realizado com o valor de referência de exatamente 25 mm.

Foram utilizados os testes análise de variância (ANOVA), Pearson, Qui-Quadrado e de Correlação para comparação dos resultados e elaborado modelo estatístico para predizer o aparecimento do marcador na posição do trocânter maior, confirmado com testes de regressão logística.

As análises foram realizadas com uso do software IBM-SPSS Windows versão 20.0 (IBM Corp. Armonk, NY, EUA), Minitab 16 (Minitab, LLC, State College, PA, EUA) e Microsoft Excel 2010 (Microsoft Corp., Redmond, WA, EUA), os testes foram realizados com nível de significância de 5%, seguindo a literatura de referência. 16 17 18 19

Resultados

A Tabela 1 apresenta as variáveis antropométricas da amostra, que foi considerada homogênea pelos valores do coeficiente de variação (CV) menor que 50%, que indica baixa variabilidade.

Tabela 1

Descritiva completa para variáveis antropométricas

	Média	Desvio Padrão	CV	Mínimo–Máximo	IC
Peso (Kg)	72,1	15,2	21%	45–110	4,2
Altura (m)	1,61	0,10	6%	1,38–1,92	4,2
IMC (Kg/m 2 )	27,7	5,0	18%	16,1–43,0	1,4

Abreviações: Kg, quilograma; m, metro; IMC, índice de massa corpórea; CV, coeficiente de variação; Min, mínimo; Max, máximo; IC, intervalo de confiança.

A Tabela 2 apresenta os dados da correlação de Pearson entre os posicionamentos e as variáveis antropométricas a amostra. Essas correlações foram consideradas ruins e podem ser desconsideradas na prática.

Tabela 2

Correlação das variáveis antropométricas de acordo com o examinador 1 na 1ª avaliação

Examinador 1		Peso	Altura	IMC
Trocânter maior	Corr (r)	−15,2%	12,0%	−18,6%
	Valor- p	0,535	0,624	0,446
Entre as coxas	Corr (r)	29,2%	22,4%	18,0%
	Valor- p	0,039	0,119	0,211
Sínfise púbica	Corr (r)	38,7%	22,6%	28,2%
	Valor- p	0,005	0,114	0,048
Mesa do exame	Corr (r)	−20,3%	−13,3%	−15,7%
	Valor- p	0,157	0,358	0,277

Abreviações: Corr (r), correlação; IMC, índice de massa corpórea; Kg, quilograma; m, metro.

Foi observado deformação dos marcadores visíveis: 68,4% (quatro homens e nove mulheres) na posição “trocânter maior”, 38% (9 homens e 10 mulheres) entre as coxas e apenas 10% (2 homens e 3 mulheres) na mesa do exame. Na posição sínfise púbica não houve deformação. O marcador no trocânter maior foi o único com perdas, pois não foi visualizado em 31 radiografias (62%), sendo 21 de pacientes do sexo feminino (67,7%) e 10 do sexo masculino (52,6%). A Tabela 3 apresenta a comparação entre a visualização da esfera no trocanter maior e as variáveis antropométricas da amostra.

Tabela 3

Comparação entre visualização do marcador na posição trocânter maior e as variáveis antropométricas

Trocânter direito		Média	Desvio Padrão	CV	Mínimo	Máximo	n	IC	Valor- p
Peso (Kg)	Aparece	62,4	12,1	19%	45	86	19	5,4	< 0,001
	Não aparece	78,1	14,0	18%	56	110	31	4,9
Altura (m)	Aparece	1,59	0,08	5%	1,45	1,70	19	0,04	0,185
	Não aparece	1,63	0,11	7%	1,38	1,92	31	0,04
IMC (Kg/m 2 )	Aparece	24,8	4,7	19%	16,1	33,3	19	2,1	0,001
	Não aparece	29,5	4,3	15%	23,2	43,0	31	1,5

Abreviações: Kg, quilograma; m, metro; IMC, índice de massa corpórea; CV, coeficiente de variação; IC, intervalo de confiança; n, amostra.

Da amostra utilizada, 31 participantes eram do sexo feminino (62%) e 19 participantes do sexo masculino (38%), com significância estatística ( p  = 0,016). Foi encontrada diferença entre os sexos na avaliação do examinador 1 na posição sínfise púbica ( p  = 0,011) com média feminina de 27,7 mm e masculina de 28,3 mm.

Comparando as avaliações do examinador 1 com uso do teste T de Student pareado, não houve diferença estatística, portanto as medições foram fidedignas. A comparação entre as avaliações dos examinadores em relação ao tamanho real está apresentada na Tabela 4 .

Tabela 4

Comparação entre posição/avaliação e o tamanho real (25 mm)

Posição		Média (mm)	Desvio Padrão	CV	Mínimo (mm)	Máximo (mm)	n	IC	Valor- p
Examinador 1 na 1ª avaliação	Trocânter maior	25,00	0,58	2%	24	26	19	0,26	1,000
	Entre as coxas	25,40	0,67	3%	23	26	50	0,19	< 0,001
	Sínfise púbica	27,96	0,67	2%	26	29	50	0,19	< 0,001
	Mesa do exame	23,18	0,52	2%	21	24	50	0,14	< 0,001
Examinador 1 na 2ª avaliação	Trocânter maior	25,05	0,52	2%	24	26	19	0,24	0,667
	Entre as coxas	25,46	0,65	3%	23	26	50	0,18	< 0,001
	Sínfise púbica	28,02	0,62	2%	26	29	50	0,17	< 0,001
	Mesa do exame	23,14	0,50	2%	21	24	50	0,14	< 0,001
Examinador 2 na única avaliação	Trocânter maior	24,95	0,62	2%	23	26	19	0,28	0,716
	Entre as coxas	25,62	0,75	3%	24	27	50	0,21	< 0,001
	Sínfise púbica	27,98	0,65	2%	26	29	50	0,18	< 0,001
	Mesa do exame	23,36	0,53	2%	22	24	50	0,15	< 0,001

Abreviações: mm, milímetro; CV, coeficiente de variação; IC, intervalo de confiança; n, amostra; Valor- p , significância.

A posição com maior acurácia em identificação do valor real (25 mm) foi no trocanter maior em todas as avaliações, mas com grande perda da amostra, visibilizada em apenas 19 radiografias, como pode ser observado na Tabela 5 . A posição entre as coxas possui acurácia menor, mas sem perda da amostra.

Tabela 5

Acurácia de 25 mm nas posições por avaliação

Acurácia na posição	Examinador 1 na 1ª avaliação		Examinador 1 na 2ª avaliação		Examinador 2		Total
	n25	Acurácia	n25	Acurácia	n25	Acurácia	n
Trocânter maior	13	68,4%	14	73,7%	15	78,9%	19
Entre as coxas	23	46,0%	22	44,0%	15	30,0%	50
Sínfise púbica	0	0,0%	0	0,0%	0	0,0%	50
Mesa do exame	0	0,0%	0	0,0%	0	0,0%	50

Abreviações: n25, amostra com aferição exata de 25 milímetros; n, número de amostra.

O marcador na posição mesa do exame atingiu precisão entre 76 e 80% para o valor de 23 mm, enquanto na sínfise púbica a precisão variou entre 62 e 68% para o valor de 28 mm. Ambos marcadores foram visualizados em todas radiografias (n = 50).

A única variável significante ( p  = 0,03) na predição da presença da esfera na posição trocânter maior foi o sexo feminino. Dado que foi analisado com regressão logística e considerado bom pelo teste de aderência e com percentual de concordância de 84,6% no teste de aplicação de regressão logística.

Discussão

O método de maior acurácia foi o posicionamento no trocânter maior e o segundo maior foi o posicionamento entre as coxas. Como ocorre perda de 62% das imagens no trocanter maior, sugerimos usar esses dois marcadores ao mesmo tempo. De acordo com os resultados, pode-se considerar o posicionamento entre as coxas do paciente a técnica mais adequada para uso prático, pois apesar de apresentar deformação de 38% dos casos, a imagem estava visível em 100% das radiografias e a média da mensuração foi próxima do tamanho real, dentro da variação aceitável de + 3% e - 3%. 20

O sexo feminino foi considerado a única variável significante para prever a presença de imagem do marcador no trocânter maior. Isso pode ter ocorrido pela diferença da amostra sem imagem do marcador no trocânter maior, pois do total de 31 radiografias (62%), 21 pacientes eram do sexo feminino (67,7%) e 10 do sexo masculino (52,6%). O padrão de acúmulo de gordura posterolateral do quadril feminino pode estar relacionado com esse resultado.

Estudos que analisam radiografias para planejamento de artroplastia utilizam diferentes métodos de posicionamento e de marcadores sem justificar a escolha, posicionando entre as coxas ou ao nível do trocânter maior. 6 11 14 15 21 Gamble et al. 8 não especificam a técnica do posicionamento, apenas indicam a região. Kosashvili et al. 22 não utilizaram qualquer marcador e apenas padronizaram a magnificação em 115% para fins práticos, com pouca interferência no resultado final. Isso exemplifica a falta de padronização no método de correção da magnificação e no posicionamento do marcador.

Sabendo que o cone de emissão do raio x parte do ponto central da imagem e incide de maneira idêntica bilateralmente, portanto sem diferença entre os lados do paciente, 21 optamos por posicionar a esfera no trocânter maior do lado direito para padronização do exame, minimizando possíveis erros de confusão entre essa e a esfera na mesa do exame.

A esfera posicionada no trocânter maior apresentou fatores de dificuldade no exame. Quando visível, ela obteve valor próximo do tamanho real, com média de 25 mm, entretanto não foi visível em 62% (31) das radiografias, o que pode indicar dificuldade técnica nesse posicionamento, já percebida por outros autores. 12 A alta taxa de deformação de 68,4% das imagens visíveis nesse posicionamento (13 em 19 radiografias) aparentou ser um fator de dificuldade durante a etapa de aferição, mas isso não foi identificado estatisticamente. Essas dificuldades podem implicar na necessidade de realização de múltiplas radiografias para adequação do exame, podendo influenciar na calibragem: descentralização do feixe radiográfico para o lado que foi posicionado o marcador ou colocação do marcador em posição acima ou abaixo do nível do trocanter maior para não ser afastado lateralmente pelo coxim gorduroso posterolateral da coxa. Alguns autores 8 10 11 12 21 analisaram a relação do peso e/ou índice de massa corpórea (IMC) com a magnificação radiográfica, sem identificar resultados significantes, entretanto, nesse estudo houve correlação considerada ruim desses fatores com a ausência do marcador no trocânter maior, podendo ser desconsiderada na prática.

A esfera posicionada entre as coxas foi visualizada em todas as radiografias. As aferições foram, em média, bem próximas do tamanho real, estando dentro da faixa de erro aceitável entre + 3% e - 3% 12 com acurácia entre 30 e 46%. A deformação de 38% (19 radiografias), considerado nesse estudo como fator de dificuldade na aferição, foi menor que na posição trocanter maior. Esse método utiliza material de baixo custo e fácil acesso aos serviços de radiologia. 13 A técnica do posicionamento é simples e comumente utilizada, mas também apresenta viés. Além do desconforto do posicionamento na região genital, nos pacientes masculinos a imagem fica mais distal que nos femininos, o que aumenta a deformação, visto que nos homens 47,4% (9 em 19) ocorreu deformação, enquanto nas mulheres foram 32,3% (10 em 31). Foi identificado, durante a análise das radiografias, que o artefato gerado pelo PVC também foi fator deformante das esferas.

A esfera no posicionamento na sínfise púbica é utilizada por alguns ortopedistas, porém não é técnica consolidada na literatura. Ela foi visualizada em todas as radiografias e sem deformação. O posicionamento é simples, porém sofre variação de medida com sexo e correlação ruim com peso e IMC. Outro ponto negativo desse posicionamento é a média das aferições de 28 mm, portanto ampliada em relação ao tamanho real e com acurácia de 0% quando comparado ao tamanho real.

A esfera posicionada na mesa do exame é outra técnica que não é abordada nos principais estudos sobre marcadores radiográficos. Ela foi visualizada em todas as radiografias e apenas 10% das imagens estavam deformadas. Ela atingiu a menor variação estatística das aferições, evidenciado pelo intervalo de confiança (IC) de 0,14, portanto considerado um método estável. O valor médio das aferições é menor que 25 mm e acurácia de 0% quando comparado ao tamanho real. Eventualmente a imagem dessa esfera se sobrepõe à haste femoral e pode prejudicar a avaliação radiográfica criteriosa ao nível da sobreposição, o que não ocorre nos outros posicionamentos.

Conclusão

Para calibragem pré-operatória de artroplastia de quadril com marcador esférico, o método de posicionamento de maior acurácia é ao lado do trocânter maior e o mais adequado é entre as coxas (ambos no nível da articulação do quadril). Sugerimos uso desses dois marcadores simultaneamente para evitar a repetição do exame radiográfico e possibilitar a precisa calibragem.

Há relação fraca do peso e do IMC com a ausência do marcador na posição trocânter maior, e a altura não tem relação com sua ausência. O sexo feminino foi identificado como única variável significante de predileção do aparecimento do marcador no trocanter maior na radiografia.