Evaluation of the Glenoid Track Tomographic Method in Magnetic Resonance Imaging/Arthro-MRI.

Objective  To evaluate and compare the glenoid track method in 3D-reconstructed computed tomography (3D-CT) scans with magnetic resonance imaging (MRI) and/or arthro-MRI. Methods  Forty-four shoulders with clinical and radiographic diagnosis of traumatic anterior instability were assessed using 3D-CT, MRI, and/or arthro-MRI scans. Glenoid track (GT), Hill-Sachs interval (HSI), and glenoid bone loss (GBL) were determined by a radiologist using 3D-CT images, and classified as on-track/off-track. Three surgeons, blinded to the radiologist's evaluation, performed the same determinations using MRI/arthro-MRI. Descriptive analysis, variance analysis, results disagreement analysis, and receiver operating characteristic (ROC) curves were performed. Results  Results from the 4 examiners were fully consistent in 61.4% of the cases. Magnetic resonance imaging/arthro-MRI diagnosed off-track injuries with 35 to 65% sensitivity and on-track injuries, with 91.67 to 95.83% specificity. Accuracy ranged from 68.1 to 79.5%. The greatest data divergence occurred for off-track injuries diagnosed by MRI/arthro-MRI. The greatest data variability referred to HSI calculation. Higher HSI and GBL values were associated with greater disagreement among examiners. Hill-Sachs interval values were lower at MRI/arthro-MRI when compared to 3D-CT. Agreement between CT and MRI/arthro-MRI for the GT method was only moderate (kappa value, 0.325-0.579). Conclusion  Magnetic resonance imaging/arthro-MRI showed low accuracy and moderate agreement for the GT method; as such, it should be used with caution by surgeons. Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia. This is an open access article published by Thieme under the terms of the Creative Commons Attribution-NonDerivative-NonCommercial License, permitting copying and reproduction so long as the original work is given appropriate credit. Contents may not be used for commecial purposes, or adapted, remixed, transformed or built upon. ( https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ ).

Introduction

Proper assessment of patients with traumatic anterior shoulder instability is still a challenge for orthopedists. 1 A precise, detailed study of soft tissue and bone lesions in glenohumeral instability requires three-dimensional-reconstructed computed tomography (3D-CT), magnetic resonance imaging (MRI) or arthro-MRI scans, which can increase propaedeutic costs, delay and bureaucratize treatment. 2

The dynamic interaction between bone losses at the proximal humerus and the glenoid in traumatic anterior shoulder dislocation, the so-called lesion bipolarity, was described in 3D-CT using the glenoid track (GT) concept. This concept has gained prominence in the scientific community for its prognostic ability and role in guiding the appropriate treatment according to the Hill-Sachs lesion (HSL) classification and the glenoid bone loss (GBL) size. 3

Considering this method as optimal and in an attempt to reduce costs by the simultaneous evaluation of soft and bone lesions in a single scan, the orthopedic literature tried to replace 3D-CT with MRI/arthro-MRI. 3 4 5 As such, this study aims to compare the GT method performed by shoulder surgeons using MRI/arthro-MRI with the evaluation performed by a radiologist using 3D-CT. Our hypothesis is that GT measurement by MRI/arthro-MRI can be performed accurately and reliably by surgeons in their clinical practice.

Material

This is a cross-sectional, analytical study with 43 patients and 44 shoulders, selected using a non-probabilistic method (i.e., a convenience sampling), diagnosed with traumatic anterior shoulder instability from March 2015 to September 2018. All patients underwent 3D-CT, MRI, and/or arthro-MRI scans at a single radiology clinic.

Glenoid track, HSI, and GBL calculations, as well as lesion classification as on-track/off-track, were performed in all 3D-CT scans by a single radiologist (R) with more than 10 years of experience in the musculoskeletal system. This analysis was considered the reference standard.

Three shoulder surgeons (C1, C2, and C3) trained in the GT method performed the same calculations in MRI or arthro-MRI scans. All of them were blinded to the results obtained by R or the remaining evaluators. All calculations were performed in a single moment and recorded by 2 4-year residents (R4) in shoulder surgery.

Gender, age, and dominance were not considered. Patients with clinical and radiological diagnosis of traumatic anterior shoulder instability, with complete, documented 3D-CT, MRI, and/or arthro-MRI scans and no previous surgical treatment until the time of data analysis were included. Patients evaluated by another radiologist, whose scans were performed at other radiological facilities, and with incomplete information or associated lesions, such as fractures, rotator cuff injuries or glenohumeral arthrosis, were excluded.

Methods

All CT-3D were performed in a 64- or 128-channel scanner, Siemens Somatom Sensation or Siemens Somatom Definition AS, respectively, (Siemens AG, Munich, Germany) in supine position and with limbs in neutral rotation.

Magnetic resonance imaging and arthro-MRI scans (Magnetom Essenza 1.5 T - Siemens Healthcare, Erlangen, Germany) were performed in supine position, with the shoulder in neutral rotation, using T2-weighted sequences with or without fat suppression (TR/TE 2280/42, field of view 160 × 100 mm, matrix 384 × 70, 3-mm thickness) in postprocessed axial, sagittal, and coronal views (Kodak Carestream PACS, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil).

Glenoid track, HSI, GBL calculations, and on-track/off-track classifications were performed in 3D-CT scans as described by Di Giacomo et al. 3 ( Figure 1A and 1B . The same calculations were performed in MRI/arthro-MRI scans as reported by Guyftpoulos et al. 4 ( Figure 2A and 2B ). Glenoid track was determined using the formula GT = 0.83D – d.

Fig. 1

Three-dimensional computed tomographic images showing the glenoid track (GT) calculation. (1A) The Hill-Sachs interval (HSI) corresponds to the distance between the inner margin of the rotator cuff footprint and the medial border of the bone defect. (1B) A virtual circle drawn in the lower two thirds of the intact glenoid borders shows the potential diameter in the absence of a bone defect (D) and the bone defect width (d). The GT corresponds to 83% of the glenoid diameter minus the bone defect diameter.

Fig. 2

Arthro-resonance magnetic imaging (arthro-MRI) showing the glenoid track (GT) measurement. The lower glenoid diameter (D) was determined with a circle drawn along it for GT calculation. The length of glenoid bone loss (d) was then measured. The glenoid track was calculated using the formula GT = 0.83D - d. (2A) Hill-Sacks interval (HSI) measurement using a posterior view of the humeral head. (2B) GT calculation similar to the one performed in computed tomography images.

Data was analyzed with the IBM SPSS software 23.0. (IBM Corp., Armonk, NY, USA). The level of significance was 5% for the entire study. This study was approved by the institutional research ethics committee.

Results

Descriptive analysis

None of the 44 shoulders from the sample was excluded from the study. All shoulders were submitted to 3D-CT scans; in addition, 19 (43.2%) and 25 (56.8%) of them also underwent MRI and arthro-MRI scans, respectively. Twenty-four shoulders (65.9%) were classified as on-track, and 20 (45.5%) were deemed off-track by examiner R in 3D-CT scans. Results of the four evaluators were completely consistent in 61.4% of the cases ( Table 1 ).

Table 1

Descriptive analysis of qualitative variables: imaging test, on-track/off-track classification, and disagreement among examiners

Variable	Frequency	%
Imaging test
Computed tomography	44	100.0
MRI	19	43.2
Arthro-MRI	25	56.8
Result – R
On-track	24	54.5
Off-track	20	45.5
Result – C1
On-track	29	65.9
Off-track	15	34.1
Result – C2
On-track	31	70.5
Off-track	13	29.5
Result – C3
On-track	36	81.8
Off-track	8	18.2
Discordance
0	27	61.4
1	7	15.9
2	5	11.4
3	5	11.4
Total	44	100.0

Abbreviations: Arthro-MRI, Arthro-resonance magnetic imaging; MRI, magnetic resonance imaging.

Variance analysis

Kolmogorov-Smirnov, Levene, posthoc Dunnett, and T3 Dunnett's tests assessed the variation in GT, HSI and GBL results among the four examiners.

There was a statistically significant difference for GT, HSI and GBL values when the results found by the four examiners were compared. The greatest data variability referred to HSI. Mean HSI values were lower at MRI/arthro-MRI when compared to 3D-CT ( Tables 2 and 3 ).

Table 2

Descriptive analysis of quantitative variables: glenoid track, Hill-Sachs interval and glenoid bone loss according to examiners R, C1, C2 and C3

	n	Mean	Median	Standard deviation	Minimum	Maximum	Interquartile range
Examiner R GT	44	20.30	20.27	2.50	12.98	27.39	3.13
HSI	44	19.64	20.21	3.61	11.32	29.01	4.17
GBL	44	8.68	9.50	7.65	0.00	33.00	14.00
Examiner C1 GT	44	20.00	19.98	3.71	2.46	26.08	3.18
HSI	44	17.36	18.35	5.72	6.35	33.84	8.16
GBL	44	11.63	11.50	7.12	0.00	33.00	7.58
Examiner C2 GT	44	20.60	20.68	2.73	12.08	25.04	4.00
HSI	44	16.62	16.10	5.39	3.78	29.82	5.70
GBL	44	7.83	0.00	9.19	0.00	30.53	15.43
Examiner C3 GT	44	21.95	22.13	2.81	15.49	30.52	3.55
HSI	44	15.69	14.51	5.30	4.79	29.35	6.46
GBL	44	7.21	7.00	7.25	0.00	22.00	13.00

Abbreviations: GBL, glenoid bone loss; GT, glenoid track; HSI, Hill-Sachs interval.

Table 3

Descriptive glenoid track, Hill-Sachs interval, and glenoid bone loss measures for variance analysis according to examiners R, C1, C2 and C3

		n	Mean	Standard deviation	Standard error	95% Confidence interval for the mean		Minimum	Maximum
						Lower limit	Upper limit
GT	R	44	20.30	2.50	0.38	19.54	21.06	12.98	27.39
	C1	44	20.00	3.71	0.56	18.87	21.13	2.46	26.08
	C2	44	20.60	2.73	0.41	19.76	21.43	12.08	25.04
	C3	44	21.95	2.81	0.42	21.10	22.81	15.49	30.52
	Total	176	20.71	3.04	0.23	20.26	21.17	2.46	30.52
HSI	R	44	19.64	3.61	0.54	18.55	20.74	11.32	29.01
	C1	44	17.36	5.72	0.86	15.62	19.10	6.35	33.84
	C2	44	16.62	5.39	0.81	14.98	18.26	3.78	29.82
	C3	44	15.69	5.30	0.80	14.08	17.30	4.79	29.35
	Total	176	17.33	5.24	0.39	16.55	18.11	3.78	33.84
GBL	R	44	8.68	7.65	1.15	6.36	11.01	0.00	33.00
	C1	44	11.63	7.12	1.07	9.46	13.79	0.00	33.00
	C2	44	7.83	9.19	1.39	5.03	10.62	0.00	30.53
	C3	44	7.21	7.25	1.09	5.01	9.41	0.00	22.00
	Total	176	8.84	7.96	0.60	7.65	10.02	0.00	33.00

Abbreviations: GBL, glenoid bone loss; GT, glenoid track; HSI, Hill-Sachs interval.

Posthoc tests showed a statistically significant difference in GT values between R and C3 ( p  = 0.027) and C1 and C3 ( p  = 0.039); C3 found significantly higher values than the two other examiners.

For HSI, there was a significant difference between R and C2 ( p  = 0.017) and R and C3 ( p  = 0.001), since R found significantly higher values.

As for GBL, there was a difference between C1 and C3 ( p  = 0.027), since the former found significantly higher values compared to the latter.

Analysis of results disagreement association

A non-parametric correlation analysis was performed to evaluate quantitative variables. To this end, results from R were considered always correct and the number of disagreements with these results was assessed (0–3 disagreements) with the Spearman correlation test.

There was a statistically significant correlation between HSI and GBL, both with a positive coefficient, indicating that higher HSI and GBL values were associated with more disagreements among examiners ( Table 4 ).

Table 4

Correlation analysis for glenoid track, Hill-Sachs interval, glenoid bone loss, and disagreement among examiners

Correlations
			HSI	GBL	Discordance
Spearman's ρ	GT	Correlation Coefficient	0.154	−0.565	−0.264
		P	0.320	0.000	0.084
		n	44	44	44
	HSI	Correlation Coefficient	1.000	0.177	0.434
		P		0.249	0.003
		n	44	44	44
	GBL	Correlation Coefficient			0.334
		P			0.027
		n			44

Abbreviations: GBL, glenoid bone loss; GT, glenoid track; HSI, Hill-Sachs interval.

The Pearson chi-squared test assessed qualitative variables. Off-track injuries accounted for 88.24% of the disagreements. This finding demonstrates that the greatest difficulty occurred in the diagnosis by MRI/arthro-MRI of off-track injuries calculated by 3D-CT.

Concordance analysis

Sensitivity values were not very high, ranging from 35 to 65% ( Table 5 ). The kappa coefficient was statistically significant for all cases. This coefficient describes the agreement between 2 or more tests, with values ranging from 0 to 1. Values close to 0 indicate low agreement, whereas values close to 1 reveal high agreement. The kappa index ranged from 0.325 to 0.579. This means that the GT method using MRI/arthro-MRI images presented only a moderate ability to identify patients with off-track injuries diagnosed at 3D-CT scans.

Table 5

Kappa index, sensitivity, specificity, predictive value, likelihood ratio and accuracy of the examining surgeons (C1, C2 and C3) in the diagnosis of on-track/off-track injuries by MRI/arthro-MRI

	C1	C2	C3
Kappa index	0.579	0.575	0.325
Sensitivity (%)	65.00	60.00	35.00
Specificity (%)	91.67	95.83	95.83
Positive predictive value (%)	86.67	92.31	87.50
Negative predictive value (%)	75.86	74.19	63.89
Positive likelihood ratio	7.80	14.39	8.39
Negative likelihood ratio	0.38	0.42	0.68
Accuracy	79.5	79.5	68.1
p -value	< 0.001	< 0.001	0.014

Abbreviations: Arthro-MRI, Arthro-resonance magnetic imaging; MRI, magnetic resonance imaging.

The positive predictive value (PPV) ranged from 86.67 to 92.31%. The negative predictive value (NPV) ranged from 63.89 to 75.86%. The diagnostic accuracy for off-track injuries ranged from 68.1 to 79.5% among examiners.

Receiver operating characteristic (ROC) curve

The ROC curve revealed that C3 assessment was the only one with no statistical efficiency in off-track injuries diagnosis ( p  > 0.05) ( Figure 3 ). The best classification was performed by C1, which obtained the largest area under the curve. Better test results reflect in an area under the ROC curve closer to 1.

Fig. 3

Receiver operating characteristic (ROC) curves from the three surgeon examiners (C1, C2 and C3) diagnosing on-track/off-track injuries using MRI/arthro-MRI. Areas under the ROC curve and p -values were the following: area = 0.783, p  = 0.001 for examiner C1; area = 0.779, p  = 0.002 for examiner C2; and area = 0.654, p  = 0.081 for examiner C3.

Discussion

Historically, studies on anterior shoulder instability have focused on GBL, which occurs during shoulder dislocation and is also called bony Bankart lesion (BBL). 6 7 It is widely accepted that this structural damage alters glenoid biomechanics by impairing its function as a static stabilizer. 8 Defects greater than 20 to 25% deserve special attention because of their worse prognosis with arthroscopic repair. 6 9

In an anterior dislocation, the shoulder may suffer an impaction fracture at the posterosuperior and lateral portion of the humeral head. This injury is defined as a Hill-Sachs lesion, and it is observed in up to 70% primary shoulder dislocation cases. 10 11 Studies reveal that bone defects as small as 5/8 of the humeral head radius may result in shoulder instability. 12

Although the importance of HSL and BBL in shoulder biomechanics was demonstrated, the description of the GT method allowed us to understand the dynamic interaction between these bone injuries. 13 Today, the GT method is part of the routine practice of most orthopedics services due to its prognostic ability in HSL evaluation and its role in guiding the treatment for anterior shoulder instability. 3

Originally, GT and GBL measurements were described for 3D-CT scans to predict engage-type injuries. 3 13 However, to reduce costs and radiation exposure, the use of MRI/arthro-MRI have been studied for this purpose. 1 4 14

The engagement concept was proposed initially by Burkhart and De Beer 7 to explain factors related to instability recurrence after an arthroscopic Bankart surgery. Patients bearing these injuries, with the shoulder in abduction and lateral rotation, would be predisposed to the “engagement” of HSL on the anterior edge of the glenoid, leading to joint instability. Engage lesions correspond to off-track injuries per the GT method. 3

In an attempt to make the glenoid track method feasible for MRI, Gyftopoulos et al. 4 compared GT classification in 75 shoulders with the engagement observed during arthroscopy. They concluded that MRI has 72.2% sensitivity to diagnose engage (off-track) injuries, 87.9% specificity for non-engage injuries (on-track), and a general accuracy of 84.2%. Positive predictive value was 65% and NPV was 91.1%.

In the present study, MRI/arthro-MRI diagnosed off-track injuries with 35 to 65% sensitivity, and on-track injuries with 91.67 to 95.83% specificity. The accuracy for off-track injuries diagnosis ranged from 68.1 to 79.5%. Positive predictive value revealed a chance of identifying truly off-track patients of at least 86.67%, while NPV showed a chance of identifying truly positive on-track injuries of at least 63.89%. The kappa coefficient was significant in all cases. These results are inferior to those demonstrated by Gyftopoulos et al. 4

Schneider et al. 15 evaluated intra and interobserver variation in GT measurement in 71 patients submitted to 3D-CT scans. They demonstrated that GBL assessment had good intra and interobserver agreement (94% and 96%, respectively). However, the level of reliability among examiners for on-track and off-track classification was only 72%, which was considered low by the authors. They concluded that GBL assessment had better reproducibility and reliability levels compared to HSL.

Our findings demonstrated that the greatest data variability occurred for HSI calculation in MRI/arthro-MRI scans, consistent with the findings of Schnieder et al. 15 with 3D-CT. In addition, we concluded that MRI/arthro-MRI tends to yield lower HSI values when compared to 3D-CT. The proper evaluation of HSL requires several steps and, in our opinion, each one of them presents a potential for error, leading to the low reliability and reproducibility reported in the literature.

Funakoshi et al. 16 assessed the GT classification agreement between 3D-CT scans and intraoperative arthroscopic measurements. Of 16 shoulders classified as on- or off-track, agreement between both methods was achieved in only 10 shoulders (63%, kappa value = 0.16). All cases with disagreement were calculated as on-track by 3D-CT and off-track by arthroscopy. The authors concluded that 3D-CT yields higher GT values compared with arthroscopy, accounting for all discrepancies and the low agreement between methods observed in the study.

Our results revealed a moderate agreement for on-track/off-track classification between 3D-CT and MRI/arthro-MRI scans (kappa values, 0.325 to 0.579). In our study, most of the discordant results (15 out of 17, or 88.24%) were classified as off-track by 3D-CT and on-track by MRI/arthro-MRI, which may be inadequate to HSL, increasing the risk of instability recurrence. Results from the four examiners were fully consistent in 27 of the 44 shoulders (61.4%) for on-track/off-track classification. Interestingly, higher HSI and GBL values were associated with greater discrepancy among examiners. We believe that this discrepancy can be explained by the evaluators' difficulty in selecting the most representative bone lesions images, especially in MRI/arthro-MRI, which allows image analysis in only two dimensions, unlike CT.

The evaluator C3 obtained the highest average GT and was the only one not to show statistical efficiency according to the ROC curve. Perhaps, this is why C3 presented the lowest agreement among the examiners (kappa value = 0.325).

To our knowledge, this is the first study to compare the GT method using 3D-CT and MRI/arthro-MRI. Although the available studies use different modalities to compare the GT method, our results are very close to those published in the literature.

Obviously, MRI/arthro-MRI scans for GT classification do not constitute a perfect technique. Our results show that MRI/arthro-MRI tends to yield lower HSI values. In this case, we believe that 3D-CT evaluation overestimates the results because it is unable to identify the exact attachment point of the infraspinatus tendon, used as a reference for measurement. This may explain the difficulty of MRI/arthro-MRI in identifying off-track injuries diagnosed using 3D-CT in our study. This data is highly relevant because, as previously described, these injuries must be addressed using the remplissage technique to reduce the chances of anterior shoulder dislocation recurrence. 3

The reasons for GT classification diagnostic failure have been discussed in the literature and may be related to inter and intraobserver variations and to the lack of identification of the attachment point of the rotator cuff for HSI calculation, the medial HSL border and the GBL limit. The GT estimate (the most important component of the technique) has been reported as technically difficult and challenging. 4 5

The limitations of this study include its cross-sectional nature, as well as the limited sampling using a non-probabilistic method, which is attributed mainly to the cost of CT and MRI/arthro-MRI scans. The evaluation performed by surgeons, and not just radiologists, and the absence of serial evaluations of the same images constitute measurement bias.

Conclusion

The GT method performed in MRI/arthro-MRI revealed low accuracy and moderate agreement to diagnose on-track/off-track injuries when compared with 3D-CT. The medial border of the infraspinatus tendon and the medial border of the HSL must be carefully determined since the greatest data divergences referred to HSI calculation. Magnetic resonance imaging/arthro-MRI scans tend to yield lower HSI values. The greatest difficulty of the study involved the diagnosis by MRI/arthro-MRI of off-track injuries calculated by 3D-CT. Magnetic resonance imaging/arthro-MRI scans should be used cautiously by shoulder surgeons calculating the glenoid track.

Introdução

A avaliação adequada do paciente com instabilidade anterior traumática do ombro permanece um desafio para os ortopedistas. 1 Para o estudo preciso e detalhado das lesões de partes moles e ósseas na instabilidade glenoumeral, exames de tomografia computadorizada com reconstrução 3-D (TC-3D), ressonância magnética (RM) ou artro-ressonância magnética (ARM) são recomendados, o que pode aumentar os custos da propedêutica, retardar o tratamento e burocratizar a conduta por parte do médico assistente. 2

A observação da interação dinâmica entre as perdas ósseas do úmero proximal e da glenoide na luxação anterior traumática do ombro - bipolaridade das lesões - foi descrita na TC-3D através do conceito glenoid track (GT). O mesmo tem ganhado destaque no meio científico pela sua capacidade prognóstica e por orientar o tratamento adequado de acordo com a classificação da lesão de Hill-Sachs (LHS) e o tamanho da perda óssea da glenoide (POG). 3

Considerando esse método como ideal e buscando diminuir custos com a avaliação simultânea das lesões de partes moles e ósseas em um único exame, a literatura ortopédica tem investido esforços para substituir a TC-3D pela RM/ARM. 3 4 5 Nesse sentido, o objetivo do presente estudo é comparar a avaliação do método GT realizada por cirurgiões de ombro utilizando RM/ARM, com a avaliação realizada por um médico radiologista utilizando TC-3D. Como hipótese, acreditamos que a aferição do GT na RM/ARM pode ser realizada de forma acurada e confiável por cirurgiões em sua prática clínica.

Trata-se de um estudo transversal, analítico de 43 pacientes, 44 ombros, selecionados em método não probabilístico – amostragem por conveniência – com diagnóstico de instabilidade anterior traumática do ombro, atendidos no período de março de 2015 a setembro de 2018. Todos os pacientes foram submetidos a exames de TC-3D, RM e/ou ARM em uma única clínica de radiologia.

O cálculo do GT, IHS, da POG e a classificação das lesões em on-track / off-track foi realizada em todos exames de TC-3D por apenas um médico radiologista (R), com mais de 10 anos de experiência na área musculoesquelética. Esta análise foi considerada o padrão de referência.

Três cirurgiões especialistas em ombro (C1, C2 e C3), capacitados para o método GT, realizaram os mesmos cálculos em exames de RM ou ARM. Todos foram cegados para os resultados obtidos por R e para os resultados dos demais avaliadores. Todos os cálculos foram realizados em um só momento e registrados por dois médicos residentes especialistas em cirurgia do ombro (R4).

Não foram consideradas as variáveis gênero, idade e dominância. Foram incluídos pacientes com diagnóstico clínico e radiológico de instabilidade anterior traumática do ombro, com documentação completa de exames de TC-3D, RM e/ou ARM e que não realizaram tratamento cirúrgico até o momento da análise dos dados. Pacientes com exames realizados em outras clínicas radiológicas, avaliados por outro radiologista, com informações incompletas e lesões associadas como fraturas, lesões do manguito rotador ou artrose glenoumeral foram excluídos.

Métodos

Todos os pacientes realizaram a TC-3D em um scanner Siemens Somatom Sensation de 64 canais (Siemens AG, Munique, Alemanha) ou Siemens Somatom Definition AS de 128 canais (Siemens AG), em posição supina e com o membro avaliado em rotação neutra.

Os exames de RM e ARM (Magnetom Essenza 1,5 T - Siemens Healthcare, Erlangen, Alemanha) foram realizados, em decúbito dorsal, com o ombro em rotação neutra, sendo usadas sequências ponderadas em T2 sem ou com supressão de gordura (TR/TE 2280/42, FOV 160 × 100 mm, matriz 384 × 70, espessura de 3 mm), no plano axial, sagital e coronal pós-processadas (Kodak Carestream PACS, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil).

O cálculo das variáveis GT, do IHS, da POG e a classificação on-track/off-track foi realizada em exames de TC-3D conforme descrito por Di Giacomo et al. 3 ( Figura 1A e 1B . O mesmo cálculo foi realizado em exames de RM/ARM seguindo a técnica descrita por Guyftpoulos et al. 4 ( Figura 2A e 2B ). O GT foi calculado utilizando a fórmula GT = 0,83D – d.

Fig. 1

Imagens tomográficas computadorizadas tridimensionais demonstrando o cálculo do glenoid track (GT). (1A) O intervalo do Hill-Sachs (IHS) corresponde à distância entre a margem interna do footprint do manguito rotador e a borda medial do defeito ósseo. (1B) A partir de um círculo virtual traçado nos dois terços inferiores da glenoide, tendo como referência suas bordas íntegras, obtemos a medida de qual seria o diâmetro da mesma, na ausência de defeito ósseo (D) e da largura do defeito ósseo (d). O GT corresponde 83% do diâmetro glenoidal menos o valor do defeito ósseo.

Fig. 2

Imagens de artro-ressonância demonstrando a medida do glenoid-track ( GT). Para o cálculo do GT, o diâmetro (D) da glenoide inferior foi obtido por meio de um círculo desenhado ao longo da glenoide inferior. O comprimento da perda óssea da glenoide (d) foi então aferido. O glenoid-track foi calculado utilizando a fórmula GT = 0,83D – d. (2A) Medida do intervalo de Hill-Sachs utilizando uma vista posterior da cabeça umeral. (2B) Cálculo do GT semelhante ao realizado nas imagens de tomografia computadorizada.

A análise dos dados foi realizada no programa IBM SPSS versão 23.0. (IBM Corp., Armonk, NY, EUA). O nível de significância utilizado em todo estudo foi de 5%. Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da instituição.

Análise descritiva

Nenhum dos 44 ombros da amostra foi excluído do estudo. Todos foram submetidos a exames de TC-3D, com 19 (43,2%) submetidos adicionalmente a exames de RM, e 25 (56,8%) exames de ARM. Vinte e quatro ombros (65,9%) foram classificados como on-track e 20 (45,5%) como off-track pelo examinador R em exames de TC-3D . O resultado dos 4 avaliadores foi totalmente concordante em 61,4% dos casos ( Tabela 1 ).

Tabela 1

Análise descritiva das variáveis qualitativas: exame de imagem realizado, classificação on-track/off-track , e discordância entre os examinadores

Variável	Frequência	%
Exame de imagem realizado
TC	44	100,0
RM	19	43,2
ARM	25	56,8
Resultado – R
On-track	24	54,5
Off-track	20	45,5
Resultado – C1
On-track	29	65,9
Off-track	15	34,1
Resultado – C2
On-track	31	70,5
Off-track	13	29,5
Resultado – C3
On-track	36	81,8
Off-track	8	18,2
Discordância
0	27	61,4
1	7	15,9
2	5	11,4
3	5	11,4
Total	44	100,0

Abreviaturas: ARM, artro-ressonância magnética; RM, ressonância magnética; TC, tomografia computadorizada.

Análise de variância

Para avaliar a variação dos resultados do GT, IHS e POG em relação aos quatro examinadores, foram aplicados os testes de Kolmogorov-Smirnov, de Levene, Posthoc de Dunnet e o Dunnet T3.

Foi comprovado diferença estatística significativa nos valores de GT, IHS e POG quando se compararam os quatro examinadores. A maior variabilidade de dados ocorreu para a variável IHS. A média dos valores do IHS na RM/ARM foram menores quando comparado com a TC-3D ( Tabelas 2 e 3 ).

Tabela 2

Análise descritiva das variáveis quantitativas: glenoid trac k , intervalo de Hill-Sachs e perda óssea da glenoide conforme os examinadores R, C1, C2 e C3

	n	Média	Mediana	Desvio padrão	Mínimo	Máximo	Amplitude interquartil
Examinador RGT	44	20,30	20,27	2,50	12,98	27,39	3,13
IHS	44	19,64	20,21	3,61	11,32	29,01	4,17
POG	44	8,68	9,50	7,65	0,00	33,00	14,00
Examinador C1GT	44	20,00	19,98	3,71	2,46	26,08	3,18
IHS	44	17,36	18,35	5,72	6,35	33,84	8,16
POG	44	11,63	11,50	7,12	0,00	33,00	7,58
Examinador C2GT	44	20,60	20,68	2,73	12,08	25,04	4,00
IHS	44	16,62	16,10	5,39	3,78	29,82	5,70
POG	44	7,83	0,00	9,19	0,00	30,53	15,43
Examinador C3GT	44	21,95	22,13	2,81	15,49	30,52	3,55
IHS	44	15,69	14,51	5,30	4,79	29,35	6,46
POG	44	7,21	7,00	7,25	0,00	22,00	13,00

Abreviaturas: GT, glenoid track ; IHS, intervalo de Hill-Sachs; POG, perda óssea da glenoide.

Tabela 3

Medidas descritivas das variáveis glenoid track , intervalo de Hill-Sachs e perda óssea da glenoide para análise de variância conforme os examinadores R, C1, C2 e C3

		n	Média	Desvio padrão	Erro padrão	Intervalo de confiança de 95% para média		Mínimo	Máximo
						Limite inferior	Limite superior
GT	R	44	20,30	2,50	0,38	19,54	21,06	12,98	27,39
	C1	44	20,00	3,71	0,56	18,87	21,13	2,46	26,08
	C2	44	20,60	2,73	0,41	19,76	21,43	12,08	25,04
	C3	44	21,95	2,81	0,42	21,10	22,81	15,49	30,52
	Total	176	20,71	3,04	0,23	20,26	21,17	2,46	30,52
IHS	R	44	19,64	3,61	0,54	18,55	20,74	11,32	29,01
	C1	44	17,36	5,72	0,86	15,62	19,10	6,35	33,84
	C2	44	16,62	5,39	0,81	14,98	18,26	3,78	29,82
	C3	44	15,69	5,30	0,80	14,08	17,30	4,79	29,35
	Total	176	17,33	5,24	0,39	16,55	18,11	3,78	33,84
POG	R	44	8,68	7,65	1,15	6,36	11,01	0,00	33,00
	C1	44	11,63	7,12	1,07	9,46	13,79	0,00	33,00
	C2	44	7,83	9,19	1,39	5,03	10,62	0,00	30,53
	C3	44	7,21	7,25	1,09	5,01	9,41	0,00	22,00
	Total	176	8,84	7,96	0,60	7,65	10,02	0,00	33,00

Abreviaturas: GT, glenoid track ; IHS, intervalo de Hill-Sachs; POG, perda óssea da glenoide.

O Posthoc para a variável GT teve como resultado uma diferença estatisticamente significativa entre os examinadores R e C3 ( P  = 0,027) e entre os examinadores C1 e C3 ( P  = 0,039), sendo que os valores encontrados por C3 foram significativamente maiores que os outros dois.

Para a variável IHS o resultado foi de diferença significativa entre os examinadores R e C2 ( P  = 0,017) e entre os examinadores R e C3 ( P  = 0,001), sendo que os valores encontrados por R foram significativamente maiores.

Já para a POG foi encontrada diferença entre os examinadores C1 e C3 ( P  = 0,027), onde os valores encontrados por C1 foram significativamente maiores em comparação aos valores obtidos por C3.

Análise de associação da discordância de resultados

Para a avaliação das variáveis quantitativas, foi realizada uma análise de correlação não paramétrica. Para isso os resultados de R foram sempre considerados corretos e o número de discordâncias desse resultado foi avaliado (0–3 discordâncias). O teste utilizado foi a correlação de Spearman.

Houve correlação estatisticamente significativa entre IHS e a POG, ambas com coeficiente positivo, indicando que valores maiores de IHS e POG foram associados a mais discordâncias entre os examinadores ( Tabela 4 ).

Tabela 4

Análise de correlação das variáveis glenoid track (GT), intervalo de Hill-Sachs (IHS), perda óssea da glenoide (POG) e discordância entre os examinadores

Correlações
			IHS	POG	Discordância
ρ de Spearman	GT	Coeficiente de correlação	0,154	−0,565	−0,264
		P	0,320	0,000	0,084
		n	44	44	44
	IHS	Coeficiente de correlação	1,000	0,177	0,434
		P		0,249	0,003
		n	44	44	44
	POG	Coeficiente de correlação			0,334
		P			0,027
		n			44

Abreviaturas: GT, glenoid track ; IHS, intervalo de Hill-Sachs; POG, perda óssea da glenoide.

Para a avaliação das variáveis qualitativas utilizou-se o teste Qui-quadrado de Pearson. Observa-se que 88,24% das discordâncias foram para as lesões off-track . Isso demonstra que a maior dificuldade ocorreu no diagnóstico por RM/ARM das lesões do tipo off-track calculadas por TC-3D.

Análise de concordância

Observa-se que os valores de sensibilidade não foram muito altos variando de 35 a 65% ( Tabela 5 ). Em todos os casos o coeficiente Kappa foi estatisticamente significativo. O coeficiente Kappa é utilizado para descrever a concordância entre dois ou mais testes, variando de 0 a 1. Valores próximos de 0 indicam baixa concordância e valores próximos a 1, alta concordância. O índice de Kappa variou de 0,325 a 0,579. Isso significa que o método GT utilizando imagens de RM/ARM apresentou apenas moderada capacidade de identificar pacientes com lesão off-track diagnosticadas por imagens de TC-3D.

Tabela 5

Índice Kappa, sensibilidade, especificidade, valor preditivo, razão de verossimilhança e acurácia dos examinadores cirurgiões (C1, C2 e C3) no diagnóstico por RM/ARM de lesões on-track/off-track

	C1	C2	C3
Índice Kappa	0,579	0,575	0,325
Sensibilidade (%)	65,00	60,00	35,00
Especificidade (%)	91,67	95,83	95,83
Valor preditivo positivo (%)	86,67	92,31	87,50
Valor preditivo negativo (%)	75,86	74,19	63,89
Razão de verossimilhança positiva	7,80	14,39	8,39
Razão de verossimilhança negativa	0,38	0,42	0,68
Acurácia	79,5	79,5	68,1
Valor de p	< 0,001	< 0,001	0,014

Abreviaturas: ARM, artro-ressonância magnética; RM, ressonância magnética.

O valor preditivo positivo (VPP) variou de 86,67 a 92,31% . O valor preditivo negativo (VPN), variou de 63,89 a 75,86%. A acurácia diagnóstica para lesões off-track variou de 68,1 a 79,5% entre os examinadores.

Curva COR

Observa-se pelos resultados da curva característica de operação do receptor (COR) que apenas a avaliação de C3 não foi estatisticamente eficiente no diagnóstico de lesões off-track ( P  > 0,05) ( Figura 3 ). O melhor resultado foi o da classificação realizada por C1, o qual obteve a maior área sob a curva. Quanto melhor o teste, mais a área sob a curva COR se aproxima de 1.

Fig. 3

Curvas características de operação do receptor (COR) dos examinadores cirurgiões (C1, C2 e C3) no diagnóstico por RM/ARM de lesões on-track/off-track . O resultado do cálculo da área sob a curva COR para os três examinadores foi: área = 0,783, P  = 0,001 para o examinador C1; área = 0,779, P  = 0,002 para o examinador C2 e área = 0,654, P  = 0,081 para o examinador C3.

Discussão

Historicamente os estudos sobre instabilidade anterior do ombro focaram na POG, ocorrida durante o episódio de luxação do ombro, também chamada lesão de Bankart ósseo (LBO). 6 7 É amplamente aceito que este dano estrutural altera a biomecânica da glenoide ao prejudicar sua função de estabilizador estático. 8 Defeitos maiores que 20 a 25% merecem especial atenção por apresentarem pior prognóstico com o reparo artroscópico. 6 9

Quando o ombro sofre luxação anterior uma fratura por impacção pode ocorrer na porção póstero-superior e lateral da cabeça umeral. Esta lesão é definida como lesão de Hill-Sachs e está presente em até 70% das luxações primárias do ombro. 10 11 Estudos revelam que defeitos ósseos com 5/8 do raio da cabeça umeral já seriam capazes de alterar a instabilidade do ombro. 12

Embora já demonstrado a importância da LHS e da LBO na biomecânica do ombro, a descrição do método GT permitiu a compreensão da interação dinâmica entre estas lesões ósseas. 13 Atualmente, o método GT faz parte da rotina da maioria dos serviços de ortopedia, por sua capacidade prognóstica na avaliação das LHS e por ser capaz de orientar o tratamento da instabilidade anterior do ombro. 3

A mensuração do GT e POG foi originalmente descrita para exames de TC-3D com o intuito de prever lesões do tipo engage . 3 13 Contudo, em busca de reduzir os custos, bem como a exposição à radiação, pesquisadores tem estudado o uso da RM/ARM para este objetivo. 1 4 14

O conceito de engagement foi inicialmente proposto por Burkhart e De Beer 7 para explicar fatores relacionados a recidiva da instabilidade após a cirurgia de Bankart artroscópica. Pacientes com estas lesões, com o ombro abduzido e em rotação lateral estariam predispostos ao “encaixe” da LHS na borda anterior da glenoide levando à instabilidade articular. Lesões engage correspondem às lesões off-track no método GT. 3

Gyftopoulos et al., 4 com a intenção de viabilizar o método glenoid-track para a RM, classificaram o GT em 75 ombros e compararam o resultado com achados descritos de engagement durante a artroscopia. Concluíram que a RM apresenta sensibilidade de 72,2% no diagnóstico de lesões engage ( off-track ), especificidade de 87,9% para lesões não engage (on-track) , e acurácia geral de 84,2%. O VPP foi de 65% e o VPN de 91,1%.

No presente estudo a RM/ARM diagnosticou lesões off-track com a sensibilidade variando de 35 a 65% entre os cirurgiões, e lesões on-track com a especificidade variando de 91,67 a 95,83%. A acurácia para o diagnóstico de lesões off-track variou de 68,1 a 79,5%. O VPP apresentou ao menos 86,67% de chance de identificar pacientes verdadeiramente off-track, enquanto o VPN apresentou ao menos 63,89% de chance de identificar pacientes verdadeiramente positivos para lesões on-track . Em todos os casos o coeficiente Kappa foi significativo. Estes resultados são inferiores a aqueles demonstrados por Gyftopoulos et al. 4

Schneider et al. 15 avaliaram a variação da medida do GT intra e interobservadores em 71 pacientes com exames de TC-3D. Demonstraram que a avaliação da POG apresenta boa concordância intra e interobservadores (94% e 96%, respectivamente). Contudo, um nível de confiabilidade de apenas 72% foi conseguido entre os examinadores na classificação on-track e off-track , considerado baixo pelos autores. Concluíram que a POG apresenta melhores níveis de reprodutibilidade e confiabilidade que a avaliação da LHS.

Nossos resultados demonstraram que a maior variabilidade dos dados ocorreu para o cálculo do IHS nos exames de RM/ARM, o mesmo demonstrado pelo estudo de Schnieder et al. 15 em exames de TC-3D. Além disso, concluímos que a RM/ARM tende a apresentar menores valores de IHS quando comparado com a TC-3D. Várias etapas são necessárias para a avaliação adequada da LHS, em nossa opinião, e cada uma apresenta potencial de erro, o que leva à baixa confiabilidade e reprodutibilidade que a literatura tem demonstrado.

Funakoshi et al. 16 avaliaram a concordância da classificação do GT entre exames de TC-3D e medidas realizadas intraoperatório em artroscopias. Dos 16 ombros classificados em on ou off-track , apenas 10 apresentaram concordância entre os 2 métodos (63%, Kappa = 0,16). Todos os casos que discordaram foram calculados como on-track pela TC-3D e off-track pela atroscopia. Concluíram que valores maiores de GT são medidos na TC-3D, quando comparados com a artroscopia, sendo responsáveis por toda discrepância e pela baixa concordância entre os métodos encontrada no estudo.

Nossos resultados revelaram moderada concordância na classificação on-track / off-track entre exames de TC-3D e RM/ARM (Kappa 0,325–0,579). Em nosso estudo a maioria dos resultados discordantes (15 de 17 resultados, ou 88,24%) foram classificados como off-track pela TC-3D e on-track pela RM/ARM, o que poderia repercutir com uma abordagem inadequada da LHS, aumentando o risco de recidiva da instabilidade. Os resultados dos 4 examinadores foram totalmente concordantes em 27 dos 44 ombros (61,4%) para a classificação on-track / off-track. Fato interessante é que valores maiores de IHS e de POG foram associados a maior discrepância entre os examinadores. Acreditamos que este fato pode ser explicado pela dificuldade dos avaliadores em selecionar as imagens mais representativas das referidas lesões ósseas, especialmente na RM/ARM que possibilita análise da imagem em apenas duas dimensões espaciais ao contrário da TC.

Ao avaliar os resultados do cirurgião 3, observamos que este apresentou a maior média de valores de GT e foi o único a não apresentar eficiência estatística com a curva COR. Talvez por isso tenha apresentado a menor concordância dentre os examinadores (Kappa = 0,325).

De nosso conhecimento, o presente estudo é o primeiro a comparar o método GT entre medidas na TC-3D com as medidas na RM/ARM. Apesar dos estudos disponíveis usarem diferentes modalidades para a comparação do método GT, nossos resultados se aproximam muito daqueles publicados na literatura.

Evidentemente, a utilização da RM/ARM na classificação do GT não é uma técnica perfeita. Como evidenciado nos resultados, a RM/ARM tende a apresentar menores valores de IHS. Nesse caso, acreditamos que a avaliação realizada pela TC-3D superestima os resultados por ser incapaz de identificar o ponto exato de inserção do tendão infraespinal, utilizado como referência para mensuração. Esta pode ser a explicação para a dificuldade da RM/ARM em identificar lesões off-track diagnosticadas pela TC-3D em nosso estudo. Este dado tem grande relevância pois, conforme descrito previamente, essas lesões devem ser abordadas pela técnica de remplissage para reduzir as chances de recidiva da luxação anterior do ombro. 3

As razões da falha diagnóstica na classificação do GT já foram discutidas na literatura e podem estar relacionadas a variações inter e intraobservador, falha em determinar o ponto de inserção do manguito rotador no cálculo do IHS, falha em determinar a borda medial da LHS e falha em determinar o limite da POG. A estimativa do GT (componente mais importante da técnica) já foi citada como tecnicamente difícil e desafiadora. 4 5

As limitações deste estudo incluem sua natureza transversal, assim como a amostragem limitada, realizada por método não probabilístico, atribuída principalmente ao custo de se realizar exames de tomografia computadorizada (TC) e RM/ARM. A avaliação realizada por cirurgiões, e não apenas radiologistas, e a ausência de avaliações seriadas das mesmas imagens constituem viés de aferição.

Conclusão

O método GT realizado em RM/ARM revelou baixa acurácia e moderada concordância no diagnóstico de lesões on-track / off-track, quando comparado com a TC-3D . No que diz respeito ao cálculo do IHS, a definição da borda medial do tendão infraespinal e a borda medial da LHS deve ser instituída com atenção, uma vez que as maiores divergências dos dados ocorreram para esta medida. A RM/ARM tende a apresentar menores valores de IHS. A maior dificuldade do estudo envolveu o diagnóstico por RM/ARM de lesões off-track calculados pela TC-3D. Exames de RM/ARM devem ser utilizados de forma cautelosa por cirurgiões de ombro no cálculo do glenoid-track .