Is There Any Association between the Severity of Disc Degeneration and Low Back Pain?

Objective  To access the possibility that higher degrees of disc degeneration lead to higher levels of pain and dysfunction. Methods  Magnetic resonance imaging (MRI) scans of 85 patients with low back pain lasting for more than 12 weeks were evaluated, and the degree of disc degeneration was quantified according to the Pfirrmann grading system. The Pfirrmann degree in each disc space from L1-L2 to L5-S1, the maximum degree of Pfirrmann (Pfirrmann-max) between the lumbar discs, and the sum of Pfirrmann (Pfirrmann-sum) degrees were correlated (through the Spearman test) with the Oswestry Disability Index (ODI) and the Visual Analogical Scale (VAS) for pain. Results  In total, 87% of the patients had moderate to severe lumbar disc degeneration measured by Pfirrmann-max, and the most degenerated discs were L4-L5 and L5-S1. There was a week to moderate correlation regarding the Pfirrmann-max (r = 0,330; p  = 0.002) and the Pfirrmann-sum (r = 0,266; p  = 0,037) and the ODI, and the Pfirrmann scores in L1-L2 were correlated with the ODI and the VAS. Conclusion  Patients with chronic idiopathic low back pain frequently have moderate to severe lumbar disc degeneration, which has a negative impact on the quality of life of the patients. Low degrees of degeneration in L1-L2 might be related with higher degrees of pain and of functional disability. 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

Low back pain is a very prevalent symptom that can affect 40% to 65% of the population, and it is estimated that 70% to 85% of people will have at least one episode of low back pain throughout their lives. 1 2 3 Acute or recurrent low back pain is the second most frequent complaint in medical offices, and the most frequent cause of activity limitation in individuals under 45 years of age in the United States. 3 In addition to its economic and social impacts, chronic low back pain also impacts the quality of life of affected patients. 2

Most patients (60% to 70%) with low back pain recover from the symptoms within 6 weeks, but recovery is slower in patients with associated sciatalgia. 3 In about 10% of the patients, the symptoms persist for more than 12 weeks, which characterizes chronic low back pain. 2 In such cases, the degree of recovery is even slower and uncertain. 3

The etiology of low back pain is complex and multifactorial. Certain causes, such as trauma, fracture, muscle stretching, bone or paravertebral injury due to neoplasms, infections, ankylosing spondylitis, protrusion or disc herniation with root involvement etc., are recognizable and specific to low back pain. 4 5 However, in up to 85% of the cases of low back pain, it is not possible to diagnose a cause; these cases and they are classified as idiopathic or non-specific low back pain. 6 In tertiary centers, the percentage of cases of idiopathic low back pain is lower (50%). 7 The American College of Physicians and the American Society of Pain recommend that low back pain be classified into three categories: 1) non-specific or idiopathic low back pain; 2) low back pain potentially associated with root compression or stenosis of the vertebral canal; and 3) low back pain associated with specific causes. 8 There is consensus among experts that most idiopathic low back pain does not require complementary investigation by imaging methods, due to its high frequency and high recovery rate with conventional therapy. However, the persistence of low back pain for more than six weeks is a warning sign that deserves further investigation. 9

More recently, certain anatomic structures have been considered as probable causes for low back pain. 10 These cases also have multifactorial etiology, with possible origin in discal or ligament elements, articular facets, and paraspinal muscles. 10 The process of disc degeneration is associated with loss of hydration and of proteoglycans of the pulpnucleus, with progressive biochemical alterations, which, in more advanced stages, are associated with loss of cell matrix integrity, loss of support and degeneration of the fibrous annuity, culminating in changes in disc morphology (such as disc bulging and fissures), reduction in height, loss of biomechanical support, and disc collapse. 11 It is believed that degenerative discopathy has an etiological role in idiopathic low back pain or discogenic pain, 12 either by accentuating the instability of the vertebral segments, which overloads the other support structures, 13 or by inflammation or the formation of vascularized granulomatous tissue around the fibrous nullus, stimulating nociceptive fibers. 14 15

There is still no consensus regarding the diagnostic definition of discogenic low back pain, the main associated factors, and the most appropriate diagnostic protocols to access it. 10 Many studies 16 17 18 include, in the investigation of degenerative discopathy, measurements of vertebral listeses and misalignments, disc bulging, osteophytes and signal alterations of vertebral end plates, and signs of ligament and facet disease, hindering the investigation of the relationship between low back pain and isolated signs of disc signal and height alteration. In the present study, we determined the degree of disc degeneration in a sample of patients with chronic low back pain in a tertiary hospital, using the Pfirrmann disc degeneration scale 19 evaluated on magnetic resonance imaging (MRI) scans, analyzing the association between these measures and scales of quality of life and pain.

Methods

The present work is an observational, cross-sectional study that included patients with chronic low back pain refractory to clinical treatment, followed up at the orthopedic outpatient clinic of a tertiary hospital between January 2017 and July 2019. The study was approved by the Ethics Committee on Research on Human Beings (under CAAE 90700618.8.0000.0062). All participants signed the free and informed consent form (FICF).

The patients included had low back pain for more than 12 weeks, with no age limitation. Patients with other central or peripheral neuropathies, previous cerebral and spinal surgeries, vascular diseases, or other diseases of the spine that cause low back pain (such as vertebral fractures, spondylolisthesis, tumors, stenosis of the lumbar canal, or discitis), pelvis or hip diseases, and rheumatologic diseases were excluded. To be included, the patient needed to have a recent MRI exam.

Clinical data

Clinical data and data from quality of life and pain questionnaires were collected by personal and face-to-face interviews. Demographic data (gender, age, weight) were collected. Quality of life and subjective disability were assessed by the Brazilian version of the Oswestry Disability Index (ODI), 20 which contains ten questions pertaining to pain and functional ability. Each question has six alternatives, to which points from zero to five are attributed from the lowest to the highest degree of injury respectively. The points are added and then divided by the number of questions answered by the patient and multiplied by 100, and the result is the percentage of disability related to low back pain. The ODI can be classified as: minimal disability (0% to 20%); moderate disability (21% to 40%); severe disability (41% to 60%); crippling back pain (61% to 80%), and bed-bound individual (81% to 100%).

Low back pain was classified by the visual analog scale (VAS) for pain, 21 in which the patients classify their pain from zero (absence of pain) to ten (worst pain imaginable) based on images that correspond to the sensation of pain. It is of quick application and easy to understand by the patients.

Evaluation of magnetic resonance imaging

The MRI scans were evaluated by two orthopedists with experience in spinal pathologies. Each intervertebral disc of the lumbar spine was analyzed individually, being defined by the letter L and the number corresponding to the anatomical position occupied by the cranial vertebra and caudal vertebra, and classified from L1-L2 to L5-S1. For standardization purposes, whenever characteristics of transition vertebrae or more than 5 lumbar vertebrae were found, the last segment included in the study was L5-S1.

T2-weighted MRI scans were analyzed in the sagittal plane, and the degree of degeneration was classified into 5 levels according to Pfirrmann et al. 19 ( Figure 1 ).

Fig. 1

Pfirrmann classification of disc degeneration exemplified in magnetic resonance imaging scans of individuals from the group evaluated in the study. ( A ) degree 1 of Pfirrmann: hyperintense and homogeneous nucleus pulposus and preserved disc height; ( B ) degree 2: hyperintense nucleus pulposus with horizontal hypointense bands and preserved disc height; ( C ) degree 3: intermediate signal intensity of the nucleous without reduction or with only a slight reduction in disc height; ( D ) degree 4: hypointense nucleus with significant loss of disc height; and ( E ) degree 5: diffusely hypointense and collapsed disc.

Statistical analysis

Descriptive statistics were presented as absolute and relative frequencies, means and standard deviations, medians, and interquartile ranges, when appropriate. To assess the degree of functional disability, the ODI was recoded in 5 degrees: 1) minimal disability (0% to 20%); 2) moderate disability (21% to 40%); 3) severe disability (41% to 60%); 4) crippling back pain (61% to 80%); and 5) bed-bound individual (81% to 100%).

The Kruskal-Wallis test was used to compare ODI and VAS scores regarding groups of patients with different degrees of maximum Pfirrmann degeneration.

For the evaluation of the correlations of the degree of disc degeneration and the ODI and VAS, we used the Spearman nonparametric test, because disc degeneration (Pfirrmann degree) is a categorical variable. The Spearman coefficient was evaluated regarding the maximum degree of Pfirrmann (Pfirrmann-max) found in the discs of each individual. To evaluate the Spearman coefficient in each disc segment, the Pfirmann variable was recoded into 3 levels: level 1–no significant degeneration or mild degeneration (Pfirrmann 1 and 2); level 2–moderate degeneration (Pfirrmann 3); and level 3–marked degeneration (Pfirrmann 4 and 5). The modified Pfirmann values were added (Pfirrmann-sum), and the resulting variable was correlated with the ODI (modified in 5 degrees) and the VAS. Correlations with values of p  < 0.05 were considered significant, and the Spearman coefficient was used to evaluate the strength of the correlation. Statistical analyses were performed using the Statistical Package for the Social Sciences (IBM SPSS Statistics for Windows, IBM Corp., Armonk, NY, United States) software, version 23.0.

Results

Characteristics of pain, quality of life and disc degeneration

A total of 85 patients were evaluated. Table 1 summarizes the age and the ODI and VAS scores of the sample, while Table 2 shows the distribution of patients by age group.

Table 1

Demographics and results of the pain and quality of life questionnaires

	N	Median(minimum–maximum)	First quartile	Third quartile
Age (years)	85	53 (19–69)	46	56
Oswestry Disability Index	85	44 (6–82)	28	56
Visual Analog Scale	85	8 (3–10)	7	9

Table 2

Distribution of patients by age group

	Frequency	Percentage
Under 20 years of age	1	1.17%
21-30 years of age	2	2.35%
31-40 years of age	6	7.06%
41-50 years of age	24	28.23%
51-60 years of age	37	43.52%
61-70 years of age	15	17.65%

The frequency of the different ODI degrees and the levels of pain in the VAS are illustrated in Figures 2 and 3 . In total, 8.24% of the patients had minimal disability in the ODI; 37.65%, moderate disability; 32.94%, severe disability; 20% had crippling back pain; and 1.18% (1 patient) was bed-bound. The lowest level of pain on the VAS was 3, and 64% of the patients reported a level ≥ 7.

Fig. 2

Graph showing the relative frequency of the different degrees of disability according to the Oswestry disability index (ODI).

Fig. 3

Graph showing the relative frequency of pain levels on the Visual Analog Scale (VAS). The lowest level reported by the patients was level 3.

Figure 4 shows the frequency of Pfirrmann degrees of degeneration at each disc level and the Pfirrmann-max in the sample of subjects. The most degenerated discs in the subjects included were L4-L5 and L5-S1, with 61.1% and 45.9% of the subjects presenting Pfirrmann ≥ 3 (moderate or marked degeneration) respectively. The least degenerated disc was L1-L2, with only 8.3% of the subjects presenting Pfirrmann ≥ 3. In total, 87% of the individuals in the group had Pfirrmann-max ≥ 3.

Fig. 4

Stacked bar chart showing the frequency of the different degrees of disc degeneration according to the Pfirrmann scale, at each lumbar disc level, and the maximum Pfirrmann of the sample subjects.

Relationship regarding the quality of life and pain scales and disc degeneration

Table 3 describes the comparison between the ODI and VAS among patients grouped according to the Pfirrmann-max found in the MRI analysis of lthe umbar discs.The mean scores on the ODI were increasing in patients with Pfirrmann-max 2 and 4-5, with a statistically significant difference between both groups ( p  < 0.05). The VAS scores were not significantly different among groups with different degrees of disc degeneration.

Table 3

Comparison between the greatest degeneration found and quality of life and pain

		N	Average ± standard deviation	Q1–Q3	Median (minimum–maximum)	p -value*
Maximum Pfirrmann 2		11
	ODI		31.8 ± 10.7	26–40	30 (8–44)	0.011
	VAS		8.2 ± 1.3	7–10	8 (6–10)
Maximum Pfirrmann 3		42
	ODI		42.4 ± 16.8	28–54	42 (14–78)	0.094
	VAS		7.1 ± 1.9	6–8	8 (3–10)
Maximum Pfirrmann 4/5		32
	ODI		49.9 ± 18.9	36–64	55 (6–82)	0.011
	VAS		8 ± 1.9	7–10	8 (4–10)

Abbreviations: ODI, Oswestry Disability Index; Q1, first quartile; Q3, third quartile VAS, visual analog scale.

Note: * p -value for the Kruskal-Wallis test for the comparison of values among 3 or more groups.

Table 4 shows the results of the correlation tests regarding the degree of Pfirrmann degeneration at each disc level, the Pfirrmann-max and the Pfirrmann-sum for all levels evaluated, and the ODI and VAS scores. Analyzing each disc level individually, we observed a weak statistically significant correlation of the degree of disc degeneration in L1-L2 and the ODI and VAS. The Pfirrmann-max and Pfirrmann-sum also demonstrated weak statistically significant correlations with the ODI.

Table 4

Spearman correlation regarding Pfirrmann degrees, the Oswestry Disability Index (ODI) and the Visual Analog Scale (VAS) for Pain

	ODI		VAS
	Spearman coefficient	p	Spearman coefficient	p
Pfirrmann L1-L2	0.288	0.008*	0.217	0.046*
Pfirrmann L2-L3	0.049	0.657	0.129	0.240
Pfirrmann L3-L4	0.121	0.269	0.065	0.557
Pfirrmann L4-L5	0.090	0.412	-0.044	0.691
Pfirrmann L5-S1	0.098	0.375	0.058	0.597
Maximum Pfirrmann	0.330	0.002*	0.140	0.201
Pfirrmann: sum of the categories	0.266	0.037*	0.064	0.559

Note: *Statistically significant Spearman correlation ( p  < 0.05).

Discussion

The present observational study aimed to evaluate chronic idiopathic low back pain and its relationship with the degree of disc degeneration assessed by MRI, according to the Pfirrmann classification.

Most of the sample (87%) had a Pfirrmann-max ≥ 3, which demonstrates that a large portion had at least one disc with moderate or marked degeneration. This finding is partially in accordance with those of previous publications that found signs of significant disc degeneration in 55.2% to 84.5% 22 23 24 of the patients, although we found 22.5% of discs without degeneration in the L5-S1 segment. This data demonstrates a characteristic of our sample, which may be related to the predominant age group (71.25% of patients aged between 41 and 60 years); in samples of the same age group, other authors found similar results. 25 According to other studies, 22 23 25 disc degeneration is more prevalent and accentuated in low lumbar levels, from L3-L4 to L5-S1, being more frequent and accentuated in L4-L5.

Most patients in the present study (64%) classified their pain as moderate to severe (VAS ≥ 7), and 91.97% presented a moderate or marked degree of functional disability according to the ODI, reflecting a high impact of low back pain on the quality of life of these subjects. The Pfirrmann-max and Pfirrmann-sum showed a weak correlation with the ODI, which was also observed by a previous study. 26 Although the weak correlation between the Pfirrmann grade and the ODI signals some impact of disc degeneration on the quality of life of the patients and the degree of functional disability, it suggests that other clinical, functional or anatomical factors may also play a role in disability related to low back pain.

Our results did not demonstrate a significant correlation regarding the Pfirrmann-max and the Pfirrmann-sum and the degree of pain measured by the VAS. Signs of disc degeneration are very frequent in the general population, and may affect even very young individuals, in the second decade of life 25 or even younger, 27 being very frequent in athletes. 24 28 However, the correlation between disc degeneration and low back pain in these groups is weak. 28 29 And although other authors have demonstrated that low back pain is more frequent in individuals with a higher number of degenerated lumbar discs 12 and signs of disc degeneration increase the risk of low back pain in the general population, 12 30 the direct correlation between disc degeneration and chronic low back pain remains controversial. One of the reasons is that disc degeneration is prevalent throughout the population, affecting both symptomatic and asymptomatic individuals, 28 and it is difficult to differentiate between disc degeneration related to normal aging and pathological degenerative discopathy; 11 therefore, the identification of triggering factors of discogenic low back pain is also difficult.

Another important factor to be considered is the multifactorial etiology of low back pain related to disc degeneration. Disc degeneration is a process present in habitual disc aging, which is related to dehydration and loss of disc proteoglycans. In late stages, this process culminates with the loss of support and disc shape, which impairs the maintenance of biomechanical disc support, which can overload the articular and ligamentous structures, being associated with increased instability of the lumbar spine, alteration of the shape of the disc, with the formation of bulging, fissures and protrusions. These associated factors also participate in the etiology of low back pain, 11 possibly attenuating the individual correlation of signs of disc degeneration with chronic low back pain.

Our results demonstrated a significant correlation between the degree of disc degeneration in L1-L2 and the ODI and VAS. Contradictorily, this was the least degenerated disk in our study group. These findings raise the hypothesis that lower degrees of degeneration in higher lumbar discs produce a more pronounced pain effect and a greater impact on clinical dysfunction and quality of life. A previous study 31 demonstrated that disc degeneration in the upper lumbar spine is more frequent in certain types of spine curvature or certain types of posture, with rectification of the thoracolumbar transition. These situations cause an overload on the disc, and, due to the anatomical configuration of the lumbar spine, there is a smaller dispersion of forces on the disc to the articular facets and other support structures. It has been previously suggested that increased load in vertebral structures is a factor that stimulates angiogenesis and the proliferation of neural terminations in the disc and paradiscal structures, 32 being potentially associated with discogenic pain.

Thus, we conclude that disc degeneration is quite frequent in the population with idiopathic or nonspecific chronic low back pain, affecting lower lumbar discs more frequently (L4-L5 and L5-S1). There is a weak correlation between the degree of disc degeneration measured by the Pfirrmann scale in MRI scans and the ODI scale, which suggests the presence of a certain impact of disc degeneration on the degree of functional disability and decrease in quality of life. But it also suggests that the etiology of dysfunction related to chronic low back pain is multifactorial. Although disc degeneration is less frequent in high lumbar discs, the degree of disc degeneration in the upper lumbar spine showed a higher correlation with pain and worsening of quality of life, suggesting that lower degrees of degeneration in the higher segments have a greater impact on the effects of chronic idiopathic low back pain.

Introdução

Lombalgia é um sintoma muito prevalente, que podendo afetar entre 40% e 65% da população; estima-se que 70% a 85% das pessoas terá ao menos um episódio de dor lombar durante a vida. 1 2 3 A dor lombar aguda ou recorrente é a segunda queixa mais frequente nos consultórios médicos, e a causa mais frequente de limitação de atividades em indivíduos com menos de 45 anos nos Estados Unidos. 3 Além do impacto econômico e social, a dor lombar crônica também impacta a qualidade de vida dos pacientes afetados. 2

A maioria dos pacientes (60% a 70%) com dor lombar se recupera dos sintomas em até 6 semanas, sendo a recuperação mais lenta em pacientes com ciatalgia associada. 3 Em cerca de 10% dos pacientes, os sintomas persistem por mais de 12 semanas, o que caracteriza a dor lombar crônica. 2 Nesses casos, o grau de recuperação é ainda mais lento e incerto. 3

A etiologia da dor lombar é complexa e multifatorial. Algumas causas, como traumatismo, fratura, estiramento muscular, lesão óssea ou paravertebral por neoplasias, infecções, espondilite anquilosante, protrusão ou herniação discal com comprometimento radicular etc., são reconhecíveis e específicas de dor lombar. 4 5 Porém, em até 85% dos pacientes com dor lombar, não é possível diagnosticar uma causa, e esses casos são classificados como dor lombar idiopática ou não específica. 6 Em centros terciários, a percentagem de casos de dor lombar idiopática é menor (50%). 7 O American College of Physicians e a American Society of Pain recomendam que a dor lombar seja classificada em três categorias: 1) dor lombar não específica ou idiopática; 2) dor lombar potencialmente associada a compressão radicular ou estenose de canal vertebral; e 3) dor lombar associada a causas específicas. 8 É consenso entre especialistas que a maior parte das dores lombares idiopáticas não necessita investigação complementar por métodos de imagem, pela sua alta frequência e alta taxa de recuperação com terapia convencional. Porém, a persistência da dor lombar por mais de seis semanas é um sinal de alerta que merece investigação complementar. 9

Mais recentemente, os termos dor lombar axial e discogênica têm sido usados para se referir a alguns tipos de dor lombar idiopática. 10 Esses casos também têm etiologia multifatorial, com possível origem em elementos discais, ligamentares, nas facetas articulares, e na musculatura paraespinhal. 10 O processo de degeneração discal está associado à perda da hidratação e dos proteoglicanos do núcleo pulposo, com alterações bioquímicas progressivas, que, nos estágios mais avançados, estão associadas à perda da integridade da matriz celular, e à perda da sustentação e degeneração do ânulo fibroso, culminando com alterações na morfologia discal (como abaulamentos e fissuras discais), redução da altura, perda da sustentação biomecânica, e colapso discal. 11 Acredita-se que a discopatia degenerativa tenha um papel etiológico na lombalgia idiopática ou na dor discogênica, 12 seja por acentuar a instabilidade dos segmentos vertebrais, o que sobrecarrega as demais estruturas de sustentação, 13 seja pela inflamação ou formação de tecido granulomatoso vascularizado em volta do ânulo fibroso, o que estimula as fibras nociceptivas. 14 15

Ainda não há consenso a respeito da definição diagnóstica da dor lombar discogênica, dos principais fatores associados, e dos protocolos diagnósticos mais adequados para acessá-la. 10 Muitos estudos 16 17 18 englobam, na investigação da discopatia degenerativa, mensurações de listeses e desalinhamentos vertebrais, abaulamentos discais, alterações osteofitárias e de sinal das placas terminais, e sinais de doença ligamentar e facetaria, o que dificulta a investigação da relação entre dor lombar e sinais isolados da alteração de sinal e altura discais. Neste estudo, determinamos o grau de degeneração discal em uma amostra de pacientes com dor lombar crônica em um hospital terciário, utilizando a escala de degeneração discal de Pfirrmann 19 avaliada em exames de imagem por ressonância magnética (IRM), e analisando a associação entre essas medidas e escalas de qualidade de vida e dor.

Métodos

Estudo observacional, transversal que incluiu pacientes com quadro de lombalgia crônica refratária a tratamento clínico, acompanhados no ambulatório de ortopedia de um hospital terciário entre janeiro de 2017 e julho de 2019. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos (sob CAAE 90700618.8.0000.0062). Todos os participantes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido (TCLE).

Os pacientes incluídos apresentavam lombalgia havia mais de 12 semanas, sem limite de idade. Pacientes com outras neuropatias centrais ou periféricas, cirurgias prévias cerebrais e ou espinhais, doenças vasculares, ou outras doenças da coluna que cursem com lombalgia (como fraturas vertebrais, espondilolistese, tumores, estenose do canal lombar, ou discite), doenças do quadril ou da bacia, e doenças reumatológicas foram excluídos. Para ser incluído, o paciente precisava ter um exame de IRM recente.

Dados clínicos

Os dados clínicos e os questionários de qualidade de vida e dor foram coletados por entrevista pessoal e presencial. Foram coletados dados demográficos (sexo, idade, peso). A qualidade de vida e a incapacidade subjetiva foram avaliadas pela versão brasileira do Índice de Incapacidade de Oswestry (IIO), 20 que contém dez questões de cunhos álgico e funcional. Cada questão tem seis alternativas de resposta, às quais são atribuídos pontos de zero a cinco, do menor ao maior o grau de prejuízo, respectivamente. Os pontos são somados, e a soma é dividida pelo número de questões respondidas pelo paciente e multiplicada por 100, e assim se obtém o percentual de incapacidade relacionada à lombalgia. Os resultados do IIO podem ser classificados em: incapacidade mínima (0% a 20%); incapacidade moderada (21% a 40%); incapacidade severa (41% a 60%); invalidez (61% a 80%); e indivíduo restrito ao leito (81% a 100%).

A dor lombar foi classificada pela escala visual analógica (EVA) de dor, 21 na qual o paciente classifica sua dor de zero (ausência de dor) a dez (pior dor imaginável) com base em imagens que correspondem ao grau de sensação de dor. É de rápida aplicação e fácil compreensão pelos pacientes.

Avaliação das imagens de ressonância magnética

Os exames de IRM foram avaliados por dois ortopedistas familiarizados com patologias da coluna vertebral. Cada disco intervertebral da coluna lombar foi analisado individualmente, definido pela letra “L” e pelo número correspondente à posição anatômica ocupada pela vértebra cranial e a vértebra caudal, e classificado de L1-L2 a L5-S1. Para fins de padronização, todas as vezes em que foram encontradas características de vértebras de transição ou mais de 5 vértebras lombares, o último segmento incluído no estudo foi L5-S1.

Imagens de RM ponderadas em T2 foram analisadas no plano sagital, e o grau de degeneração foi classificado em 5 níveis, de acordo com Pfirrmann et al. 19 ( Figura 1 ).

Fig. 1

Classificação de degeneração discal de Pfirrmann exemplificada por imagens de ressonância magnética de indivíduos do grupo avaliado no estudo. ( A ) Grau de Pfirrmann 1: núcleo pulposo hiperintenso e homogêneo, e altura do disco preservada; ( B ) grau 2: núcleo pulposo hiperintenso com bandas hipointensas horizontais e altura do disco preservada; ( C ) grau 3: núcleo iso/discretamente hipointenso, sem redução ou com redução leve da altura do disco; ( D ) grau 4: núcleo hipointenso com significativa perda da altura do disco; e ( E ) grau 5: disco difusamente hipointenso e colapsado.

Análise estatística

As estatísticas descritivas foram apresentadas em frequências absoluta e relativa, médias e desvios padrão, medianas, e intervalos interquartis, quando apropriado. Para a avaliação do grau de incapacidade funcional, o IIO foi recodificado em 5 graus: 1) incapacidade mínima (0% a 20%); 2) incapacidade moderada (21% a 40%); 3) incapacidade severa (41% a 60%); 4) invalidez (61% a 80%); 5) indivíduo restrito ao leito (81% a 100%).

Para a comparação entre as pontuações no IIO e na EVA entre grupos de pacientes com diferentes graus de degeneração máxima de Pfirrmann, foi utilizado o teste de Kruskal-Wallis.

Para a avaliação das correlações entre o grau de degeneração discal e o IIO e a EVA, utilizamos o teste não paramétrico de Spearman, pois a variável de degeneração discal (grau de Pfirrmann) é categórica. Foi avaliado o coeficiente de Spearman entre o grau máximo de Pfirrmann (Pfirrmann-max) encontrado nos discos de cada indivíduo. Para avaliar o coeficiente de Spearman em cada segmento discal, a variável de Pfirmann foi recodificada em 3 níveis: nível 1–sem degeneração significativa ou degeneração leve (Pfirrmann 1 e 2); nível 2–degeneração moderada (Pfirrmann 3); nível 3–degeneração acentuada (Pfirrmann 4 e 5). Os valores de Pfirmann modificado foram somados, e a variável resultante (Pfirrmann-soma) foi correlacionada com o IIO (modificado em 5 graus) e a EVA. Correlações com valor de p  < 0.05 foram consideradas significativas, e o coeficiente de Spearman foi utilizado para avaliar a força da correlação. As análises estatísticas foram realizadas no programa Statistical Package for the Social Sciences (IBM SPSS Statistics for Windows, IBM Corp., Armonk, NY, Estados Unidos), versão 23.0.

Características de dor, qualidade de vida e degeneração discal

Foram avaliados 85 pacientes. A Tabela 1 resume a idade e os resultados do IIO e da EVA da amostra, ao passo que a Tabela 2 demonstra a distribuição de pacientes por faixa etária.

Tabela 1

Características demográficas e resultados dos questionários de dor e de qualidade de vida

	N	Mediana(mínimo–máximo)	Primeiro quartil	Terceiro quartil
Idade (anos)	85	53 (19–69)	46	56
Índice de Incapacidade de Oswestry	85	44 (6–82)	28	56
Escala Visual Analógica	85	8 (3–10)	7	9

Tabela 2

Distribuição de pacientes por faixa etária

	Frequência	Percentual
Menor de 20 anos	1	1,17%
21-30 anos	2	2,35%
31-40 anos	6	7,06%
41-50 anos	24	28,23%
51-60 anos	37	43,52%
61-70 anos	15	17,65%

A frequência dos diferentes graus de IIO e dos níveis de dor na EVA estão ilustrados nas Figuras 2 e 3 . No total, 8,24% dos pacientes apresentavam incapacidade mínima no IIO; 37,65%, incapacidade moderada; 32,94%, incapacidade severa; 20% apresentavam-se inválidos; e 1,18% (1 paciente) era restrito ao leito. O menor nível de dor na EVA foi 3, sendo que 64% dos pacientes relatou nível ≥ 7.

Fig. 2

Gráfico da frequência relativa dos diferentes graus de incapacidade de acordo com o Índice de Incapacidade de Oswestry (IIO).

Fig. 3

Gráfico da frequência relativa dos níveis de dor na Escala Visual Analógica (EVA). O menor nível relatado pelos pacientes foi o nível 3.

A Figura 4 mostra a frequência dos graus de degeneração de Pfirrmann em cada nível discal e o Pfirrmann-max nos indivíduos da amostra. Os discos mais degenerados nos sujeitos incluídos eram L4-L5 e L5-S1, com 61,1% e 45,9% dos sujeitos apresentando Pfirrmann ≥ 3 (degeneração moderada ou acentuada). O disco menos degenerado era L1-L2, com apenas 8,3% dos sujeitos apresentando Pfirrmann ≥ 3. Ao todo, 87% dos indivíduos apresentavam Pfirrmann-max ≥ 3.

Fig. 4

Gráfico de barras empilhadas da frequência dos diferentes graus de degeneração discal de acordo com a escala de Pfirrmann, em cada nível discal lombar, e o Pfirrmann máximo dos sujeitos da amostra.

Relação entre as escalas de qualidade de vida e dor e degeneração discal

A Tabela 3 descreve a comparação entre o IIO e a EVA com relação aos pacientes agrupados de acordo com o Pfirrmann-max encontrado na análise da IRM dos discos lombares. As médias das pontuações no IIO foram crescentes nos pacientes com Pfirrmann-max 2 e 4-5, com diferença estatisticamente significativa entre ambos os grupos ( p  < 0,05). As pontuações na de EVA não foram significativamente diferentes entre os grupos com diferentes graus de degeneração discal.

Tabela 3

Comparação entre a maior degeneração encontrada e qualidade de vida e dor

		N	Média ± desvio padrão	Q1–Q3	Mediana (mínimo–máximo)	Valor de p *
Pfirrmann máximo 2		11
	IIO		31,8 ± 10,7	26–40	30 (8–44)	0,011
	EVA		8,2 ± 1,3	7–10	8 (6–10)
Pfirrmann máximo 3		42
	IIO		42,4 ± 16,8	28–54	42 (14–78)	0,094
	EVA		7,1 ± 1,9	6–8	8 (3–10)
Pfirrmann máximo 4/5		32
	IIO		49,9 ± 18,9	36–64	55 (6–82)	0,011
	EVA		8 ± 1,9	7–10	8 (4–10)

Abreviaturas: EVA, escala visual analógica; IIO, Índice de Incapacidade de Oswestry; Q1, primeiro quartil; Q3, terceiro quartil.

Nota: *Valor de p referente ao teste de Kruskal-Wallis para comparação dos valores entre 3 ou mais grupos.

A Tabela 4 mostra os resultados dos testes de correlação entre o grau de degeneração de Pfirrmann em cada nível discal, o Pfirrmann-max e a Pfirrmann-soma em todos os níveis avaliados e as pontuações no IIO e na EVA. Analisando-se cada nível discal individualmente, foi observada uma fraca correlação estatisticamente significativa entre o grau de degeneração discal em L1-L2 e o IIO e a EVA. O Pfirrmann-max e a Pfirrmann-soma também demonstraram fracas correlações estatisticamente significativas com o IIO.

Tabela 4

Correlação de Spearman entre os graus de Pfirrmann, o Índice de Icapacidade de Oswestry (IIO) e a Escala Visual Analógica (EVA) de dor

	IIO		EVA
	Coeficiente de Spearman	p	Coeficiente de Spearman	p
Pfirrmann L1-L2	0,288	0,008*	0,217	0,046*
Pfirrmann L2-L3	0,049	0,657	0,129	0,240
Pfirrmann L3-L4	0,121	0,269	0,065	0,557
Pfirrmann L4-L5	0,090	0,412	-0,044	0,691
Pfirrmann L5-S1	0,098	0,375	0,058	0,597
Pfirrmann máximo	0,330	0,002*	0,140	0,201
Pfirrmann: soma das categorias	0,266	0,037*	0,064	0,559

Nota: *Correlação de Spearman com significância estatística ( p  < 0.05).

Discussão

Este estudo observacional propôs-se a avaliar a dor lombar idiopática crônica e a sua relação com o grau de degeneração discal analisado por IRM, de acordo com a classificação de Pfirrmann.

No grupo estudado, a maioria (87%) apresentava um Pfirrmann-max ≥ 3, o que demonstrou que uma grande parcela apresentava pelo menos um disco com degeneração moderada ou acentuada. Esse achado está parcialmente de acordo com os de publicações anteriores, que encontraram sinais de degeneração discal significativa em 55,2% a 84,5% 22 23 24 dos pacientes, embora tenhamos encontrado 22,5% de discos sem degenerações no segmento L5-S1. Este dado demonstra uma característica de nossa amostra, e pode estar relacionado com a faixa etária predominante nela (71,25% dos pacientes com idades entre 41 e 60 anos); outros autores encontraram resultados semelhantes em amostras da mesma faixa etária. 25 Conforme outros estudos, 22 23 25 a degeneração discal é mais prevalente e acentuada nos níveis lombares baixos, de L3-L4 a L5-S1, sendo mais frequente e acentuada em L4-L5.

A maior parte dos pacientes deste estudo (64%) qualificava sua dor como de moderada a intensa (EVA ≥ 7), e 91,97% apresentava grau de incapacidade funcional moderado ou acentuado, de acordo com o IIO, o que reflete um alto impacto da dor lombar na qualidade de vida desses sujeitos. O Pfirrmann-max e a Pfirrmann-soma mostraram uma correlação fraca com o IIO, o que também foi observado por um estudo anterior. 26 A correlação fraca entre o grau de Pfirrmann e o IIO, embora sinalize algum impacto da degeneração discal na qualidade de vida dos pacientes e no grau de incapacidade funcional, sugere que outros fatores clínicos, funcionais ou anatômicos também têm um papel na incapacidade relacionada à lombalgia.

Nossos resultados não demonstraram uma correlação significativa entre o Pfirrmann-max ou a Pfirrmann-soma e o grau de dor mensurado pela EVA. Sinais de degeneração discal são muito frequentes na população geral, e podem afetar inclusive indivíduos bastante jovens, a partir da segunda década de vida, 25 ou até mais jovens, 27 sendo bastante frequente em atletas. 24 28 Porém, a correlação entre degeneração discal e dor lombar nesses grupos é fraca. 28 30 E, embora outros autores tenham demonstrado que a dor lombar é mais frequente em indivíduos com maior número de discos lombares degenerados 12 e sinais de degeneração discal aumentem o risco de dor lombar na população geral, 12 30 a correlação direta entre degeneração discal e dor lombar crônica permanece controversa. Um dos motivos é que a degeneração discal é prevalente em toda a população, e afeta tanto indivíduos sintomáticos quanto assintomáticos, 28 sendo difícil a diferenciação entre degeneração discal relacionada ao envelhecimento normal e discopatia degenerativa patológica 11 e, portanto, a identificação dos fatores desencadeantes de dor lombar discogênica.

Outro fator importante a ser considerado é a etiologia multifatorial da lombalgia relacionada à degeneração discal. A degeneração discal é um processo presente no envelhecimento discal habitual, que está relacionado à desidratação e à perda de proteoglicanos discais. Em estágios tardios, esse processo culmina com a perda da sustentação e forma discais, o que prejudica a manutenção da sustentação biomecânica discal, o que pode sobrecarregar as estruturas articulares, ligamentares, e está associado a aumento da instabilidade da coluna lombar, e a alteração da forma discal, com formação de abaulamentos, fissuras e protrusões. Esses fatores associados também participam na etiologia da lombalgia, 11 possivelmente atenuando a correlação individual dos sinais de degeneração discal com a lombalgia crônica.

Nossos resultados demonstraram uma correlação significativa entre o grau de degeneração discal em L1-L2 e o IIO e a EVA. Contraditoriamente, esse foi o disco menos degenerado no nosso grupo de estudo. Esses achados levantam a hipótese de que graus menores de degeneração em discos lombares mais altos produzem um efeito álgico mais acentuado e um maior impacto na disfunção clínica e na qualidade de vida. Um estudo anterior 31 demonstrou que a degeneração discal na coluna lombar alta é mais frequente em certos tipos de curvatura da coluna ou certos tipos de postura, com retificação da transição toracolombar. Essas situações propiciam uma sobrecarga no disco, e, devido à configuração anatômica da coluna lombar alta, há uma menor dispersão das forças sobre o disco para as facetas articulares e as demais estruturas de sustentação. Anteriormente, sugeriu-se que o aumento de carga em estruturas vertebrais é um fator que estimula a angiogênise e a proliferação de terminações neurais no disco e em estruturas paradiscais, 32 que pode estar associado à dor discogênica.

Dessa forma, concluímos que a degeneração discal é bastante frequente na população com lombalgia crônica idiopática ou inespecífica, e afeta mais frequentemente os discos lombares baixos (L4-L5 e L5-S1). Há uma fraca correlação entre o grau de degeneração discal medido pela escala de Pfirrmann em exames de IRM e o IIO, o que sugere a presença de um certo impacto da degeneração discal sobre o grau de incapacidade funcional e queda na qualidade de vida. Mas também sugere que a etiologia da disfunção relacionada à lombalgia crônica é multifatorial. Embora a degeneração discal seja menos frequente nos discos lombares altos, o grau de degeneração discal na coluna lombar alta apresentou maior correlação com dor e piora da qualidade de vida, o que sugere que graus menores de degeneração nos segmentos mais altos têm maior impacto sobre os efeitos da lombalgia crônica idiopática.