Prevalence of Anatomical Variations in Patients with Carpal Tunnel Syndrome Undergoing Classical Open Carpal Tunnel Release.

Objective  To evaluate the prevalence of anatomical variations encountered in patients with carpal tunnel syndrome who underwent carpal tunnel classical open release. Methods  A total of 115 patients with a high probability of clinical diagnosis for carpal tunnel syndrome and indication for surgical treatment were included. These patients underwent electroneuromyography and ultrasound for diagnostic confirmation. They underwent surgical treatment by carpal tunnel classical open release, in which a complete inventory of the surgical wound was performed in the search and visualization of anatomical variations intra- and extra-carpal tunnel. Results  The total prevalence of anatomical variations intra- and extra-carpal tunnel found in this study was 63.5% (95% confidence interval [CI]: 54.5-72.4). The prevalence of the carpal transverse muscle was 57.4% (95% CI: 47.8-66.6%), of the bifid median nerve associated with the persistent median artery was 1.7% (95% CI: 0.0-4.2%), and the median bifid nerve associated with the persistent median artery and the transverse carpal muscle was 1.7% (95% CI: 0.0-4.2%). Conclusion  The most prevalent extra-carpal tunnel anatomical variation was carpal transverse muscle. The most prevalent intra-carpal tunnel anatomical variation was median bifid nerve associated with the persistent median artery. The surgical finding of an extra-carpal tunnel anatomical variation, such as the transverse carpal muscle, may indicate the presence of other associated carpal intra tunnel anatomical variations, such as the bifid median nerve, persistent median artery, and anatomical variations of the recurrent median nerve branch. 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

Carpal tunnel syndrome (CTS) is characterized by median nerve compression at the wrist level. It is the most common compressive neuropathy of the upper limb. 1 Surgical treatment with the classical open carpal tunnel release (OCTR) is one of the elective procedures most performed in hand surgery. 1 2 Proper preoperative planning, a reliable anatomical knowledge, and an understanding of unexpected anatomical differences are indispensable requirements to prevent negative surgical outcomes. This is especially true in a region with frequent intra- and extra-carpal tunnel anatomical variations, with widely varying prevalence values according to the study design. 3 4 In addition, combination of these anatomical variations and their relationship with CTS remain inconsistently and poorly described by the literature. Well-designed primary studies with good methodological quality on the prevalence of anatomical variations in patients with CTS are uncommon. 3 4 As such, a study design was proposed based on the routine clinical practice of CTS experts in an attempt to evaluate the prevalence of anatomical variations in patients undergoing classical OCTR.

Materials and Methods

This is a primary, single-center, transversal prevalence study approved by the ethics and research committee of our institution under the number 11/19. A total of 115 patients were included (n = 115), all females aged from 40 to 80 years old who presented unilateral or bilateral involvement. All subjects agreed to participate in the present study and signed the informed consent form. The patients underwent a previous conservative treatment with no effective clinical improvement and presented a probable CTS clinical diagnosis equal to or greater than 12 points, according to the list of six clinical criteria for the diagnosis of CTS (CTS-6) of Graham et al. 5 The CTS-6 was used to clinically evaluate potentially eligible patients, and their respective scores were the following: paresthesia (3.5), nocturnal paresthesia (4.0), thenar muscles hypotrophy and/or atrophy (5.0), Tinel test (4.0), Phalen test (5.0), and 2-point discrimination static test (5.0). Subjects with cervical radiculopathy, other compressive syndromes of the upper limbs, polyneuropathy, history of previous surgical carpal tunnel release, and sequelae from wrist fracture were excluded.

After clinical evaluation, the eligible patients were referred for further tests. A cross-sectional area ≥ 10.0 mm 2 at the proximal anatomical limit of the carpal tunnel, directly measured using wrist ultrasound, and a median nerve sensory conduction rate lower than 50 m/s with a median nerve distal motor latency of 4.2 milliseconds or more at upper limb electroneuromyography confirmed CTS diagnosis. 6 7 8 9 10 11 Next, the patients were referred and submitted to surgical treatment at an outpatient facility. The procedure was performed consecutively at the operating room by the same hand surgeon. At the operating room, the patients were placed on the table in horizontal supine position with the hand and wrist supported by an auxiliary table. 12 The Bier intravenous regional anesthesia technique was performed on the affected limb. 13 The surgical technique, classical OCTR, started with a palmar longitudinal incision of about 2 cm in length, which was aligned with the third interdigital space of the hand but with no proximal extension beyond the distal flexion fold of the wrist or distal extension beyond the Kaplan line ( Figure 1 ). The surgical approach was performed by anatomical planes: skin, subcutaneous tissue, palmar fascia, and transverse carpal ligament, which was opened completely distally and proximally to the carpal tunnel, largely releasing the median nerve ( Figure 2 ). 12 13 14

Fig. 1

Surgical incision planning using the classical open carpal tunnel release technique.

Fig. 2

Surgical approach showing the transverse carpal ligament (arrow) completely open.

During surgery, a complete inventory of the surgical wound was performed to detect intra- and extra-carpal tunnel anatomical variations ( Figures 3 and 4 ).

Fig. 3

Surgical finding of the transverse carpal muscle.

Fig. 4

Surgical finding of the bifid median nerve associated to a persistent median artery.

After surgical treatment, the patients were discharged on the same day and followed up at an outpatient facility for 6 months. The total number of recruited eligible patients was 10% more than the required amount to cover possible losses or exclusions during the study. Figure 5 shows each step of the study.

Fig. 5

Study flowchart.

Statistical Analysis

Categorical variables were presented as relative and absolute frequencies, whereas numerical variables were shown as summary measures. 15 The prevalence of intra- and extra-carpal tunnel anatomical variations was presented as relative and absolute frequencies, as well as their respective 95% confidence intervals, which were calculated using the statistical software STATA 12 (Stata Corp. LLC, College Station, TX, USA).

Results

Patients Features

A total of 115 patients were evaluated. Their mean age was 52.9 years old (standard deviation, 9.1 years), ranging from 40 to 79 years old. Median age was 52 years old. Mean disease duration was 4.0 years (standard deviation, 3.2 years), ranging from 1 year to 20 years. Median disease duration was 3 years. As for laterality, 109 patients (90.8%) had bilateral CTS and 6 patients (5.2%) had unilateral CTS. The right side was affected in 59 patients (51.3%), and the left side was affected in 56 patients (48.7%). Of the 73 patients (63.5%) with intra- and extra-carpal tunnel anatomical variations, 38 patients (52.0%) were operated on the right hand, and 35 patients (48.0%) were operated on the left hand. Sixty-five subjects (89.0%) were right-handed, whereas 8 patients (11.0%) were left-handed.

Prevalence of Anatomical Variations

The total prevalence of anatomical variations in patients from this study was 63.5% (95% confidence interval [CI], 54.5–72.4%). Regarding extra-carpal tunnel anatomical variations, the prevalence of a transverse carpal muscle was 57.4% (95% CI, 47.8–66.6%). As for intra-carpal tunnel anatomical variations, the prevalence of bifid median nerve with a persistent median artery was 1.7% (95% CI, 0.0–4.2%). Regarding combined intra- and extra-carpal tunnel variations, the prevalence of a bifid median nerve associated with a persistent median artery and transverse carpal muscle was 1.7% (95% CI, 0.0–4.2%). Other observed anatomical variations were a transverse carpal muscle associated with a transligamentous recurrent branch of the medial nerve, a transverse carpal muscle associated with the muscular belly of the flexor and longus digitorum superficialis tendon and a subligamentous recurrent branch of the median nerve, each with a 0.9% prevalence (95% CI, 0.0–2.6%). Table 1 summarizes the results from this study.

Table 1

Prevalence of anatomical variations in patients with carpal tunnel syndrome undergoing classical open carpal tunnel release surgery

Anatomical variations	N (%)	95% CI (%)
TCM	66 (57.4)	47.8–66.6
BMN + PMA	2 (1.7)	0.0–4.2
BMN + PMA + TCM	2 (1.7)	0.0–4.2
TCM + TRB	1 (0.9)	0.0–2.6
TCM + MB	1 (0.9)	0.0–2.6
SRB	1 (0.9)	0.0–2.6
TOTAL	73 (63.5)	54.5–72.4

Abbreviations: PMA, persistent median artery; 95% CI, 95% confidence interval for proportions; TCM, transverse carpal muscle; BMN, bifid median nerve; SRB, subligamentous recurrent branch of the median nerve; TRB, transligamentous recurrent branch of the median nerve; MB, muscular belly of the flexor and longus digitorum superficialis tendon.

n = 115.

Results are presented as total percentage values.

Discussion

This study follows the research line on CTS from our institution and originated from a clinical accuracy trial based on ultrasound and nerve conduction studies effectiveness for CTS diagnosis. 16 Carpal tunnel anatomical variations were classified by Singer and Asworth 17 as type I, intrinsic, or intra-carpal tunnel, when found inside the carpal tunnel, and type II, extrinsic, or extra-carpal tunnel, when lying over the transverse carpal ligament. In our study, both intra- and extra-carpal tunnel anatomy, whether associated or not, were directly related to a probable clinical diagnosis of CTS. 18 19 According to Green and Morgan, 20 in the presence of an extra-carpal tunnel anatomical variation, such as a transverse carpal muscle, there is a greater than 90% probability that the recurrent branch of the median nerve is anomalous, like the transligamentous branch found in our study. The younger age group and the dominant hand of CTS patients from our study were not determining factors correlated to a higher prevalence of intra- and extra-carpal tunnel anatomical variations as reported by Singer and Asworth. 17 The bifid median nerve is an intra-carpal tunnel anatomical variation represented by a high bifurcation at the median nerve, proximal to the carpal tunnel. 21 22 This anatomical variation can coexist with a persistent median artery in 45% of the cases. 19 22 23 The prevalence of a bifid median nerve associated with a persistent median artery and the total prevalence of intra-carpal tunnel anatomical variations found in our study were similar to those reported by Lindley and Kleinert in their surgical study. 3 The transverse carpal muscle is an extra-carpal tunnel anatomical variation described by Rangoowansi et al. 24 as transverse muscle fibers that cover the transverse carpal ligament or interfere with it. In our study, the prevalence of the transverse carpal muscle was higher than expected, especially when compared with the prevalence reported by the surgical literature. 20 21 24 25 26 27 Tuncalli et al. 26 warned us about it, stating that the transverse carpal muscle was described in a similar way in most studies, but it was interpreted differently by several authors. Tuncalli believed that the frequency of the transverse carpal muscle was underestimated in the literature, with a higher prevalence than previously thought, because when it was found during OCTR it was erroneously interpreted as a hypertrophic thenar muscles, as a short palmar muscle or it was not aligned with the third interdigital space of the hand due to a more radial surgical incision, not complying with the surgical technique. 26 The main limitation of this study was the absence of a study group in cadavers of the intra- and extra-carpal tunnel anatomical variations found in our surgical study. The strength of this study was its design and consistency using a sample of patients with a high probability of CTS diagnosis and who underwent a good preoperative planning for a universal, reproducible surgical technique. As a future perspective, it would be interesting to conduct a study on how clinical and complementary findings in CTS patients behave in the presence of these intra- and extra-carpal tunnel anatomical variations.

Conclusions

In patients with carpal tunnel syndrome who underwent classical OCTR, the most prevalent extra-carpal tunnel anatomical variation was the transverse carpal muscle, whereas the most prevalent intra-carpal tunnel anatomical variation was the bifid median nerve associated with a persistent median artery.

The surgical finding of an extra-carpal tunnel anatomical variation, such as a transverse carpal muscle, may reveal other intra-carpal tunnel anatomical variations, including bifid median nerve, persistent median artery, and anatomical differences at the recurrent branch of the median nerve.

Introdução

A síndrome do túnel do carpo (STC), caracterizada pela compressão do nervo mediano ao nível do punho, é a neuropatia compressiva mais comum do membro superior. 1 O seu tratamento cirúrgico com a liberação aberta clássica do túnel do carpo é um dos procedimentos eletivos mais realizados em cirurgia da mão. 1 2 Um planejamento pré-operatório adequado, um conhecimento confiável da anatomia e um entendimento das diferenças anatômicas inesperadas durante a cirurgia são requisitos indispensáveis para a prevenção de desfechos cirúrgicos desfavoráveis. Principalmente em uma região em que as variações anatômicas intra e extra túnel do carpo são frequentes, com valores de prevalência amplamente variáveis, de acordo com o desenho do estudo. 3 4 Além disto, a associação destas variações anatômicas entre si e a sua relação com a STC são questões ainda divergentes e parcialmente entendidas na literatura. Estudos primários bem desenhados de boa qualidade metodológica de prevalência de variações anatômicas em pacientes com STC são incomuns. 3 4 Por isso, foi proposto um desenho de estudo baseado na prática clínica de rotina do especialista na STC, com o objetivo de avaliar a prevalência de variações anatômicas encontradas em pacientes com STC submetidos a liberação cirúrgica por via aberta clássica do túnel do carpo.

Materiais e métodos

Trata-se de um estudo de prevalência, primário, transversal e de centro único, aprovado pelo comitê de ética em pesquisa de nossa instituição sob o número 11/19. Foram incluídos um total de 115 pacientes ( n  = 115), todos do gênero feminino, com idade entre 40 e 80 anos, com acometimento unilateral ou bilateral, que concordaram em participar do estudo e assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido, e que foram submetidos a tratamento conservador prévio sem melhora clínica efetiva e com um escore de probabilidade de diagnóstico clínico de STC igual ou superior a 12 pontos, de acordo com a lista de seis critérios para o diagnóstico de STC (CTS-6, na sigla em inglês) de Graham et al. 5 A CTS-6 foi utilizada na avaliação clínica dos pacientes potencialmente elegíveis deste estudo, e suas respectivas pontuações foram: parestesia (3,5), parestesia noturna (4,0), hipotrofia e ou atrofia da musculatura tenar (5,0), teste de Tinel (4,0), teste de Phalen (5,0) e teste estático da discriminação dos 2 pontos (5,0). Foram excluídos desta amostra os pacientes com radiculopatia cervical, outras síndromes compressivas dos membros superiores, polineuropatia, com história de liberação cirúrgica prévia do túnel do carpo e aqueles com sequelas de fratura do punho.

Após a avaliação clínica, os pacientes elegíveis deste estudo foram encaminhados para exames complementares. Um valor ≥10,0 mm 2 da área de secção transversa no limite anatômico proximal do túnel do carpo pelo método direto de mensuração pela ultrassonografia do punho, e uma velocidade de condução sensitiva do nervo mediano inferior a 50 m/s associado a uma latência motora distal do nervo mediano ≥ 4,2 milissegundos pela eletroneuromiografia dos membros superiores, confirmaram o diagnóstico de STC. 6 7 8 9 10 11 Na sequência, os pacientes foram encaminhados e submetidos ao tratamento cirúrgico de caráter ambulatorial, realizado em centro cirúrgico de forma consecutiva e por um mesmo cirurgião da mão. Na sala cirúrgica, os pacientes foram posicionados na mesa cirúrgica em decúbito dorsal horizontal com a mão e o punho apoiados em uma mesa auxiliar. 12 Foram submetidos à técnica de anestesia regional endovenosa de Bier no membro acometido. 13 A técnica cirúrgica utilizada foi a liberação por via aberta clássica do túnel do carpo, através de uma incisão longitudinal palmar de cerca de 2 cm de comprimento que se alinhava com o terceiro espaço interdigital da mão, mas não se estendia proximalmente além da prega de flexão distal do punho e, distalmente, além da linha de Kaplan ( Figura 1 ). A abordagem cirúrgica foi realizada por planos anatômicos: pele, tecido celular subcutâneo, fáscia palmar, e ligamento transverso do carpo, sendo este aberto completamente em direção distal e proximal ao túnel do carpo, liberando amplamente o nervo mediano ( Figura 2 ). 12 13 14

Fig. 1

Planejamento da incisão cirúrgica pela técnica de liberação aberta clássica do túnel do carpo.

Fig. 2

Abordagem cirúrgica mostrando o ligamento transverso do carpo (seta) completamente aberto.

Durante a cirurgia, foi realizado um inventário completo da ferida operatória na busca e visualização de variações anatômicas intra e extra túnel do carpo ( Figuras 3 e 4 ).

Fig. 3

Achado cirúrgico do músculo transverso do carpo.

Fig. 4

Achado cirúrgico do nervo mediano bífido associado à artéria mediana persistente.

Após o tratamento cirúrgico, os pacientes receberam alta médica no mesmo dia e foram acompanhados ambulatorialmente por um período de 6 meses. Foram recrutados 10% a mais do total de pacientes elegíveis para cobrir possíveis perdas ou exclusões no decorrer do estudo. A Figura 5 mostra cada etapa deste estudo.

Fig. 5

Fluxograma do estudo.

Análise estatística

As variáveis categóricas foram apresentadas como frequências relativas e absolutas e as variáveis numéricas foram apresentadas como medidas-resumo. 15 A prevalência das variações anatômicas intra e extra túnel do carpo encontradas neste estudo foram apresentadas como frequências relativas e absolutas, bem como seus respectivos intervalos de confiança de 95% e foram calculadas através do software estatístico STATA 12 (Stata Corp. LLC, College Station, TX, EUA).

Características dos pacientes

Avaliou-se um total de 115 pacientes. A média das idades foi de 52,9 anos (desvio padrão = 9,1 anos), com uma idade mínima de 40 e máxima de 79 anos. A idade mediana foi de 52 anos. Com relação ao tempo da doença, a média observada foi de 4,0 anos (desvio padrão = 3,2 anos), com um mínimo de 1 ano e máximo de 20 anos. A mediana foi de 3 anos de tempo de doença. Quanto à lateralidade, 109 pacientes (90,8%) apresentaram STC bilateral e 6 pacientes (5,2%) apresentaram STC unilateral. Em 59 pacientes (51,3%), o lado acometido foi a mão direita, e em 56 pacientes (48,7%) foi a mão esquerda. Dos 73 pacientes (63,5%) que apresentaram variações anatômicas intra e extra túnel do carpo, 38 pacientes (52,0%) operaram a mão direita e 35 pacientes (48,0%) operaram a mão esquerda. A mão dominante era à direita em 65 pacientes (89,0%) e a esquerda em 8 pacientes (11,0%).

Prevalência de variações anatômicas

A prevalência total de variações anatômicas encontradas nos pacientes deste estudo foi de 63,5% (IC95%: 54,5–72,4%). Em relação às variações anatômicas extra túnel do carpo, a prevalência do músculo transverso do carpo foi de 57,4% (intervalo de confiança [IC]95%: 47,8–66,6%). Quanto às variações anatômicas intra túnel do carpo, a prevalência do nervo mediano bífido associado à artéria mediana persistente foi de 1,7% (IC95%: 0,0–4,2%). Quanto às variações intra e extra túnel do carpo associadas, a prevalência do nervo mediano bífido associado à artéria mediana persistente e ao músculo transverso do carpo foi de 1,7% (IC95%: 0,0–4,2%). Outras variações anatômicas associadas encontradas foram músculo transverso do carpo associado ao ramo recorrente do nervo mediano transligamentar, músculo transverso do carpo associado a um ventre muscular do tendão flexor superficial do dedo longo e ramo recorrente do nervo mediano subligamentar. Cada uma destas apresentou uma prevalência de 0,9% (IC95%: 0,0–2,6%). A Tabela 1 mostra um resumo dos resultados deste estudo.

Tabela 1

Prevalência de variações anatômicas encontradas em pacientes com síndrome do túnel do carpo submetidos a liberação cirúrgica por via aberta clássica do túnel do carpo

Variações anatômicas	N (%)	IC95% (%)
MTC	66 (57,4)	47,8–66,6
NMB + AMP	2 (1,7)	0,0–4,2
NMB + AMP + MTC	2 (1,7)	0,0–4,2
MTC + RRT	1 (0,9)	0,0–2,6
MTC + VMF	1 (0,9)	0,0–2,6
RRS	1 (0,9)	0,0 a 2,6
TOTAL	73 (63,5)	54,5–72,4

Abreviaturas: AMP, artéria mediana persistente; IC95%, intervalo de confiança de 95% para as proporções; MTC, músculo transverso do carpo; NMB, nervo mediano bífido; RRS ramo recorrente subligamentar do nervo mediano; RRT, ramo recorrente transligamentar do nervo mediano; VMF, ventre muscular do tendão flexor superficial dedo longo.

n = 115.

Os resultados são apresentados como a porcentagem total.

Discussão

Este estudo segue uma linha de pesquisa na STC em nossa instituição e originou-se de um ensaio clínico de acurácia baseado na efetividade da ultrassonografia e dos estudos de condução nervosa no diagnóstico da STC. 16 As variações anatômicas do túnel do carpo foram classificadas por Singer e Asworth 17 em tipo I, intrínsecas ou intra túnel do carpo, quando encontradas dentro do túnel do carpo, e tipo II, extrínsecas ou extra túnel do carpo, quando recobrem o ligamento transverso do carpo. Tanto as variações anatômicas intra como extra túnel do carpo, associadas ou não, encontradas em nosso estudo estavam diretamente relacionadas à probabilidade de diagnóstico clínico da STC. 18 19 De acordo com Green e Morgan, 20 na presença de uma variação anatômica extra túnel do carpo como o músculo transverso do carpo, há uma probabilidade superior a 90% de que o ramo recorrente do nervo mediano seja anômalo, como o ramo transligamentar encontrado em nosso estudo. A faixa etária mais jovem e a mão dominante dos pacientes com STC em nosso estudo não foram fatores determinantes para correlacionar a uma maior prevalência de variações anatômicas intra e extra túnel do carpo como foi observado no estudo de Singer e Asworth. 17 O nervo mediano bífido é uma variação anatômica intra túnel do carpo representada por uma bifurcação alta do nervo mediano, proximal ao túnel do carpo. 21 22 Esta variação anatômica em 45% dos casos, pode coexistir com uma artéria mediana persistente. 19 22 23 Os valores de prevalência do nervo mediano bífido associado à artéria mediana persistente e da prevalência total das variações anatômicas intra túnel do carpo encontradas em nosso estudo foram similares aos valores encontrados no estudo cirúrgico de Lindley and Kleinert 3 O músculo transverso do carpo é uma variação anatômica extra túnel do carpo descrita por Rangoowansi et al. 24 como fibras musculares transversas que recobrem ou se interpõem ao ligamento transverso do carpo. Em nosso estudo, o valor da prevalência do músculo transverso do carpo foi acima do esperado, principalmente quando comparamos com os valores da prevalência de estudos da literatura cirúrgica 20 21 24 25 26 27 Tuncalli et al. 26 já nos alertava sobre isto e afirmava que o músculo transverso do carpo era descrito de forma semelhante na maioria dos estudos, mas também era interpretado de forma diferente por vários autores. Acreditava que, a frequência do músculo transverso do carpo era substimada na literatura, sendo mais prevalente do que se pensava, pois quando era encontrado em cirurgia de liberação aberta do túnel do carpo era erroneamente interpretado como uma hipertrofia da musculatura tenar ou como o músculo palmar curto ou ainda devido à uma incisão cirúrgica mais radial, não alinhada com o terceiro espaço interdigital da mão, não estando de acordo com a técnica cirúrgica. 26 A principal limitação deste estudo foi a ausência de um grupo de estudo em cadáveres das variações anatômicas intra e extra túnel do carpo encontradas em nosso estudo cirúrgico. O ponto forte deste estudo foi seu delineamento e sua consistência utilizando-se de uma amostra de pacientes com alta probabilidade diagnóstica de STC, que realizaram um bom planejamento pré-operatório e foram submetidos uma técnica cirúrgica universal e reprodutível. Como perspectiva futura, seria interessante realizar um estudo que mostre como se comportam os achados clínicos e complementares dos pacientes com STC na presença destas variações anatômicas intra e extra túnel do carpo.

Conclusões

Em pacientes com síndrome do túnel do carpo submetidos a liberação cirúrgica por via aberta clássica, a variação anatômica extra túnel do carpo mais prevalente foi o músculo transverso do carpo e a variação anatômica intra túnel do carpo mais prevalente foi o nervo mediano bífido associado à artéria mediana persistente.

O achado cirúrgico de uma variação anatômica extra túnel do carpo, como o músculo transverso do carpo, pode nos revelar a presença de outras variações anatômicas intra túnel do carpo associadas, como nervo mediano bífido, artéria mediana persistente e variações anatômicas do ramo recorrente do nervo mediano.