Jackeline Couto Alvarenga Curvas de referência dos parâmetros ósseos obtidos por tomografia computadorizada quantitativa periférica de alta resolução (HR-pQCT) em mulheres saudáveis de 20 a 85 anos de idade Dissertação apresentada à Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo para obtenção do título de Mestre em Ciências Programa de Ciências Médicas Área de concentração: Distúrbios Genéticos de Desenvolvimento e Metabolismo Orientadora: Profa. Dra. Rosa Maria Rodrigues Pereira São Paulo 2015
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Jackeline Couto Alvarenga - Biblioteca Digital de Teses e ... · Curvas de referência dos parâmetros ósseos obtidos por tomografia ... (F.ult) no rádio distal e estresse cortical
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Jackeline Couto Alvarenga
Curvas de referência dos parâmetros ósseos obtidos por tomografia
computadorizada quantitativa periférica de alta resolução
(HR-pQCT) em mulheres saudáveis de 20 a 85 anos de idade
Dissertação apresentada à Faculdade de
Medicina da Universidade de São Paulo para
obtenção do título de Mestre em Ciências
Programa de Ciências Médicas
Área de concentração: Distúrbios Genéticos de
Desenvolvimento e Metabolismo
Orientadora: Profa. Dra. Rosa Maria Rodrigues Pereira
São Paulo
2015
Jackeline Couto Alvarenga
Curvas de referência dos parâmetros ósseos obtidos por tomografia
computadorizada quantitativa periférica de alta resolução
(HR-pQCT) em mulheres saudáveis de 20 a 85 anos de idade
Dissertação apresentada à Faculdade de
Medicina da Universidade de São Paulo para
obtenção do título de Mestre em Ciências
Programa de Ciências Médicas
Área de concentração: Distúrbios Genéticos de
Desenvolvimento e Metabolismo
Orientadora: Profa. Dra. Rosa Maria Rodrigues Pereira
São Paulo
2015
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Preparada pela Biblioteca da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo
reprodução autorizada pelo autor
Alvarenga, Jackeline Couto Curvas de referência dos parâmetros ósseos obtidos por tomografia computadorizada quantitativa periférica de alta resolução (HR-pQCT) em mulheres saudáveis de 20 a 85 anos de idade / Jackeline Couto Alvarenga. -- São Paulo, 2015.
Dissertação(mestrado)--Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. Programa de Ciências Médicas. Área de Concentração: Distúrbios Genéticos de
Desenvolvimento e Metabolismo
Orientadora: Rosa Maria Rodrigues Pereira. Descritores: 1.Densidade óssea 2.Valores de referência 3.Distribuição por idade
4.Parâmetros 5.Tomografia 6.Rádio 7.Porosidade 8.Resistência à tração 9.Saúde da mulher 10.Envelhecimento
USP/FM/DBD-149/15
DEDICATÓRIA
A Deus, pela dádiva da vida, e por iluminar
mеυ caminho durante toda a caminhada.
Ao meu saudoso avô Manoel pelo exemplo de
coragem e amor, e por sempre ter me
mostrado os verdadeiros valores da vida.
Com muito carinho, dedico a minha mãe
Luiza, pela compreensão, apoio e incentivo
para minha formação acadêmica sem medir
esforços.
AGRADECIMENTOS
À Profa. Dra. Rosa Maria Rodrigues Pereira pela oportunidade de
realizar um sonho, pela presença nos momentos em que precisei, pelo
empenho dedicado a execução deste trabalho e por toda contribuição no meu
aprendizado.
À Profa. Dra. Eloísa Silva Dutra de Oliveira Bonfá, pela aprovação do
projeto e disponibilidade de todo o Departamento de Reumatologia.
À Liliam Takayama e Valéria Caparbo por toda a ajuda
e principalmente pelo carinho e amizade.
À Alessandra Bonfá por contribuir na triagem das voluntárias, e pelo
companheirismo e amizade.
Aos membros da banca examinadora de qualificação, Profs. Drs.
Charles Heldan, Cristiano Zerbini, Ricardo Fuller pelas valiosas considerações.
À Claudia Benetti e Eurimar Rogério do Laboratório de Metabolismo
Ósseo, pela amizade e ajuda na realização deste trabalho.
Às secretárias do departamento de Reumatologia, especialmente
Claudia e Mayra; e às secretárias da Pós-Graduação do ICHC Ciências
Médicas, Angélica e Rose, por toda atenção e informações dadas que me
ajudaram nos caminhos do trabalho.
Ao Dr. Rogerio Ruscitto pelo auxílio com a análise estatística.
Aos meus colegas da Reumatologia, em especial a Tatiana
Vasconcelos, pelas trocas de experiência e pela amizade.
A minha madrinha e amiga Meire Paterlini, que colaborou diretamente
com minha carreira profissional e me apoiou durante o primeiro ano em São
Paulo.
À amiga Cristina Esteves que se mostrou mais que uma amiga, e foi
muito importante para a realização desse trabalho.
A minha família, em especial minha mãe Luiza, minha avó Neide, meu
padrinho José Antônio e minha tia Simone por sempre me apoiarem.
Ao meu saudoso pai Luiz Carlos, que apesar de termos vivido longe um
do outro, fez parte da minha vida e de alguma forma contribuiu para que
hoje eu estivesse aqui e me tornasse a pessoa que sou.
Às voluntárias desta pesquisa que colaboraram na elaboração desta
dissertação, sem as quais não seria possível realizá-la.
A CAPES, pelo auxilio de bolsa.
Agradeço a todos que contribuíram direta ou indiretamente para a
elaboração desta dissertação e que cometi a indelicadeza de não mencionar
nominalmente.
Esta dissertação está de acordo com as seguintes normas, em vigor no momento desta publicação:
Referências: adaptado de International Committee of Medical Journals Editors (Vancouver). Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Divisão de Biblioteca e Documentação. Guia de apresentação de dissertações, teses e monografias. Elaborado por Anneliese Carneiro da Cunha, Maria Julia de A. L. Freddi, Maria F. Crestana, Marinalva de Souza Aragão, Suely Campos Cardoso, Valéria Vilhena. 3a ed. São Paulo: Divisão de Biblioteca e Documentação; 2011. Abreviaturas dos títulos dos periódicos de acordo com List of Journals Indexed in Index Medicus.
crônicas (diabetes mellitus, insuficiência renal ou hepática, hipertireoidismo ou
hipotireoidismo, má-absorção), uso de qualquer medicamento que interfira com
o metabolismo ósseo (bisfosfonatos, teriparatida, glicocorticoides, etc.),
tabagismo e etilismo (considerado significativo se ≥3U / dia).
As mulheres incluídas responderam a um questionário padronizado e
fizeram HR-pQCT. Todas as participantes que aceitaram fazer parte do estudo
leram, concordaram e assinaram o Termo de Consentimento Livre e
Esclarecido (TCLE) aprovado pela Comissão de Ética para Análise de Projetos
de Pesquisa (CAPPesq).
3.2 Coleta de dados
Dados demográficos e antropométricos foram obtidos por questionário
padronizado ou exame físico incluindo raça, idade, altura e peso. A raça foi
definida com base em consulta autodeclarada de segunda geração de
antepassados, uma abordagem utilizada anteriormente para a população
brasileira (Fuchs et al., 2002). Indivíduos que relataram ter quatro avós
Métodos
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caucasianos foram classificados como brancos. Indivíduos com ancestrais
africanos e caucasianos (raça misturada) foram classificados como não
caucasianos. Quando a informação racial em relação aos avós não estava
disponível, a raça de um indivíduo foi determinada pela raça de seus pais. Os
descendentes de outras raças não foram incluídos.
Idade da menarca e menopausa em anos, histórico pessoal de fratura
(fratura anterior por fragilidade, determinada em indivíduos que sofreram uma
queda da própria altura ou menos), história familiar de osteoporose. Dados
clínicos incluindo presença de comorbidades como hipertensão arterial. Uso de
medicamentos tais como anti-hipertensivos, antidepressivos, suplementação de
cálcio, vitamina D, terapia de reposição hormonal e anticoncepcional oral. Uso
de fator de proteção solar, tabagismo atual, etilismo social. Ingestão diária de
cálcio (alimentos), sendo que, para determinar a ingestão de cálcio, os
participantes foram questionados se bebiam leite e se comiam queijo e iogurte
diariamente. Para um copo de leite foi considerado 246 mg, iogurte 240 mg, e
para uma fatia de queijo branco 209 mg. E prática de atividade física (mínimo
de três vezes por semana, durante os últimos seis meses) (Bhalla, 2010).
3.3 Avaliação do rádio e da tíbia distal por HR-pQCT
Os parâmetros de estrutura óssea foram medidos na tíbia esquerda e no
antebraço não dominante usando HR-pQCT (XtremeCT, Scanco Medical,
Suíça) com um protocolo padrão de medição in vivo (60 kVp, 95 mA).
Primeiramente, o braço ou a perna do participante foi imobilizado em um
suporte anatômico de fibra de carbono fornecido pelo fabricante. A região de
interesse foi definida usando uma radiografia convencional realizada pelo
Métodos
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próprio equipamento, para determinar os planos padronizados de início e
término da tomografia (Figura 1). A medição inclui 110 fatias, correspondendo a
uma dimensão de 9,02 milímetros para a extremidade distal, partindo de 9,5
mm proximal à linha de referência no rádio distal e 22,5 mm proximal à linha de
referência na tíbia, com uma resolução de 82 µM (tamanho do voxel). Todos os
exames foram adquiridos por uma biomédica treinada usando um
posicionamento padrão, a fim de minimizar a influência de erros de
posicionamento nos resultados morfológicos (Boyd, 2008). Ela também
analisou cuidadosamente cada medição para verificar a presença de artefatos
de movimento, e no caso de artefatos de movimento significativos (manchas,
por exemplo), realizou um segundo exame. O controle de qualidade foi
monitorado diariamente utilizando um Phanton de calibração diária fornecida
pelo fabricante.
Figura 1 - Planos padronizados representando a linha de referência (linha sólida de cima) e
região digitalizada – início e término do exame (linhas tracejadas a baixo) na extremidade distal do rádio (A) e da tíbia (B)
Todas as imagens HR-pQCT foram classificadas por artefatos de
movimento de acordo com uma escala de 0 (nenhum movimento) a 4
(movimento significativo, descontinuidades na camada cortical) (Paggiosi et al.,
2014; Macdonald et al., 2011b). Para este estudo, os testes que foram
classificados como 4 em nossa escala de movimento foram excluídos, e
repetidos. Representações de imagens 3D do rádio distal e da tíbia para cada
Métodos
14
década são apresentadas na Figura 2. Finalizada a aquisição das imagens, é
necessário determinar os contornos do osso, isto é, o perímetro externo da
cortical óssea, para o sistema reconhecer o volume total do tecido e poder
realizar as análises. O software possui um método semi-automatizado para que
seja feito o contorno das demais imagens (Figura 3). A aquisição das imagens
leva cerca de três minutos, e a dose efetiva de radiação do exame por HR-
pQCT é inferior a 5 µSv por medida (XtremeCT Revision 5.05, 2005). Alguns
estudos estimam que seja em torno de 3 µSv (Krug et al., 2010).
Além da análise morfológica padrão, nós também usamos um software
de segmentação automática para determinar a porosidade cortical (Ct.Po). É
necessário determinar a divisão entre os dois principais compartimentos do
osso: o trabecular e o cortical, para que se obtenham dados isolados de cada
um deles. Esse é um processo complexo, porque esta fronteira nem sempre é
bem definida. O processo padrão dessa segmentação é automatizado e
poderoso para identificação do osso cortical, especialmente quando o córtex é
fino, e descobriu-se recentemente que têm alta reprodutibilidade (coeficiente de
variação<1,5%) (Burghardt et al., 2010a).
Métodos
15
Rádio Tíbia
2ª década
3ª década
4ª década
5ª década
6ª década
7ª década
Figura 2 - Imagens em 3D do rádio distal e da tíbia para cada década analisada
Métodos
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Figura 3 - Imagem seccional do antebraço, com o contorno do periósteo do rádio em destaque
3.4 Análise por Elemento Finito
O software emprega a chamada “técnica de conversão voxel” (Figura 4)
para criar modelos de elemento finito (Software do Elemento Finito, v1.13,
SCANCO Medical AG, Suíça, Janeiro de 2009, Manual do Fabricante).
FONTE: Fuller H, 2014.
Figura 4 - Técnica de conversão voxel. Cada um dos cubos a direita é um voxel com uma elasticidade específica, representado por diferentes tonalidades de cinza
Nessa técnica, as informações vetoriais obtidas no modelo são
convertidas em blocos, chamados voxels, os quais se apresentam de forma e
tamanho idênticos. Os voxels têm o formato de cubos e são a menor unidade
que compõe a imagem do material analisado. A análise padrão do FE
compreende um teste virtual de resistência, ou seja, o computador estima e
Métodos
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analisa o comportamento do tecido ósseo quando esse é submetido a uma
força compressiva ao longo do seu maior eixo (Fuller et al., 2014).
3.5 Análise estatística
Os dados descritivos foram expressos por média e desvio padrão,
mediana e intervalo interquartil (IQR) ou porcentagem. As variáveis
consideradas neste estudo foram analisadas pelo teste Kolmogorov-Smirnov
em relação à distribuição normal para cada faixa etária, e revelaram uma curva
normal ou Gaussiana, onde a média refere-se ao centro da distribuição e o
desvio padrão ao espalhamento (ou achatamento) da curva. Para calcular as
curvas de normalidade, vários modelos de regressão linear foram
desenvolvidos para prever a medida da densidade volumétrica óssea, estrutura
óssea, porosidade cortical e os parâmetros de elementos finitos na
extremidade distal do rádio e da tíbia, em função da idade, peso e altura. Deste
modo, vinte e oito curvas, uma para cada variável de interesse do estudo foram
obtidas para a população feminina. Os resultados foram ilustrados com uso de
gráficos de dispersão com os respectivos intervalos de normalidade (P 2,5% e
P 97,5%) e os testes foram realizados com um nível de significância de 2,5%.
Para avaliar a correlação entre a rigidez (stiffness) obtida por análise de
elemento finito com os outros parâmetros obtidos por HR-pQCT, foram
utilizadas correlações de Pearson. Os valores de p <0,05 foram considerados
estatisticamente significativos.
Métodos
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Aprovação pela Comissão de Ética
O estudo foi aprovado pela Comissão de Ética para Análise de Projetos
de Pesquisa – CAPPesq do Hospital das Clínicas (protocolo de pesquisa 9883)
e todos os participantes leram, concordaram e assinaram o termo de
consentimento livre e esclarecido.
4. RESULTADOS
Resultados
20
4.1 Características das Participantes
Quinhentas e quarenta e oito mulheres foram selecionadas. Trinta e
nove indivíduos foram excluídos do estudo pela triagem telefônica, por
apresentarem algum dos critérios de exclusão. Após o questionário, foram
excluídas vinte e sete que apresentavam diabetes mellitus, vinte e nove
fumantes e três que faziam uso de alendronato.
Figura 5 - Fluxograma de participantes
A amostra final incluiu 450 mulheres, sendo 78,7% caucasianos e 21,3%
não caucasianos. As características demográficas e antropométricas, fatores
de risco para osteoporose, comorbidades e dados de uso de medicamento
estão apresentados na Tabela 1. O histórico de fraturas incluiu fraturas de
Resultados
21
rádio, ulna, punho, tornozelo, tíbia e fíbula, todas após sofrer algum trauma.
Não foram consideradas fraturas de dedo; e não participaram desse estudo
mulheres com fraturas vertebrais ou fraturas por fragilidade óssea. A única
comorbidade apresentada por algumas participantes foi a hipertensão arterial,
algumas fazendo uso de anti-hipertensivo. Os resultados mostram também que
mais de 50% das mulheres nas faixas de 20-29 e 30-39 fazem uso de
anticoncepcional oral. Foram consideradas as participantes que tinham hábito
de etilismo social. A ingestão de cálcio não ultrapassou 600 mg por dia em
nenhuma das faixas etárias, e a prática de atividades físicas não ultrapassou
50% de participantes em nenhuma faixa, ou seja, uma grande maioria não
apresentava uma pratica regular de atividades físicas.
4.2 Avaliação do rádio distal por HR-pQCT
Vários modelos de regressão linear foram desenvolvidos para predizer a
densidade volumétrica, estrutura óssea, porosidade cortical e parâmetros de
elemento finito obtidos por HR-pQCT em função da idade, peso e altura na
extremidade distal do rádio. Estas curvas são ilustradas usando gráficos de
dispersão (Figuras 6, 7, 8 - Rádio). Exceto para porosidade cortical, rigidez e
carga máxima estimada, todos os outros apresentaram curvas lineares (Figuras
6, 7, 8 - Rádio).
A idade e a altura apresentaram um efeito linear negativo em Tt.BMD,
Tb.BMD, Ct.BMD, Ct.Th, Tb.VM e C.VM, e o peso teve um efeito positivo em
todos os parâmetros, exceto Tb.Sp e Tb.1 /N.SD (Tabela 2). A mediana e o
Resultados
22
intervalo interquartil de todos os parâmetros do rádio distal são demonstrados
na Tabela 3.
A correlação de Pearson (r) entre o parâmetro de rigidez obtido por
análise de elemento finito e todas as variáveis medidas por HR-pQCT no rádio
distal são apresentados na Tabela 4. Houve correlação positiva moderada
entre rigidez e Tt.BMD (r: 0,638, p <0,001), Tb.BMD (r: 0,644, p <0,001), Tb.Th
(r : 0,616, p <0,001) e Ct.Th (r: 0,619, p <0,001). Por outro lado, foi encontrada
uma correlação negativa fraca entre a rigidez e Tb.Sp (r: -0,312, p <0,001) e
com Ct.Po (r: -0,162, p <0,015).
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Tabela 1 - Características demográficas e antropométricas, fatores de risco para a osteoporose e auto relato sobre o uso de medicamentos em 450 mulheres saudáveis, distribuídas por faixa etária
Uso atual de anticoncepcional 54 (60,0) 32 (46,4) 3 (4,2) 0 0 0 Reposição hormonal (anterior ou atual)
0 0 5 (7,1) 6 (6,4) 17 (23,0) 9 (16,9)
Dados expressos em média ± desvio padrão ou número (porcentagem). IMC: índice de massa corporal; OP: osteoporose; FPS: fator de proteção solar; HAS: hipertensão arterial.
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Tabela 2 - Análises de regressão linear múltipla da densidade volumétrica, estrutura óssea, porosidade cortical e elemento finito obtidas por HR-pQCT no rádio distal em 450 mulheres saudáveis, distribuídas por faixa etária
Variáveis (Y) A B1 B2 B3 B4 R²
Densidade Tt.BMD, mg HA/cm3 801,07 -1,993 0,711 -282,96 - 0,187 Tb.BMD, mg HA/cm3 258,65 -0,890 0,622 -62,45 - 0,153 Ct.BMD, mg HA/cm3 1 353,30 -2,350 0,645 -268,62 - 0,180 Estrutura Óssea Tb.N, 1/mm 1,89 -0,005 0,005 - - 0,114 Tb.Th, mm 0,074 -0,000130 - - - 0,037 Tb.Sp, mm 0,471 0,002 -0,002 - - 0,123 Tb.1/N.SD, mm 0,178 0,002 -0,001 - - 0,126 Ct.Th, mm 1,90 -0,005 0,002 -0,724 - 0,132 Porosidade Cortical Ct.Po, (%) -0,034 - - 0,026 0,00000427 0,407 Ct.Po.Dm, mM 0,141 0,000292 - - - 0,130 Elemento Finito S, N/mm 46 930,52 540,40 311,56 - -8,609 0,209 F.ult, N 2 244,22 25,35 15,26 - -0,407 0,222 Tb.VM, N/mm² 69,81 -0,092 - -11,19 - 0,048 C.VM, N/mm² 99,39 -0,088 - -9,61 - 0,084 Y = A + B1 (idade) + B2 (peso) + B3 (altura) + B4 (idade²). Y é a variável medida por HR-pQCT no rádio distal, e os valores previstos são o resultado dessa equação. R²: coeficiente de determinação. Tt.BMD: densidade mineral óssea total; Tb.BMD: densidade mineral óssea trabecular; Ct.BMD: densidade mineral óssea cortical; Tb.N: número de trabéculas; Tb.Th: espessura trabecular; Tb.Sp: separação de trabéculas; Tb.1/N.SD: desvio padrão; Ct.Th: espessura cortical; Ct.Po: porosidade cortical; Ct.Po.Dm: diâmetro dos poros; S: rigidez do tecido; F.ult: estimativa da carga máxima suportada; Tb.VM: estresse trabecular; C.VM: estresse cortical.
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Tabela 3 - Parâmetros de densidade volumétrica, estrutura óssea, porosidade cortical e elemento finito obtidos por HR-pQCT no rádio distal de 450 mulheres saudáveis de 20 a 85 anos de idade, expressos em mediana e intervalo interquartil
Dados expressos em mediana (IQR: intervalo interquartil). Tt.BMD: densidade mineral óssea total; Tb.BMD: densidade mineral óssea trabecular; Ct.BMD: densidade mineral óssea cortical; Tb.N: número de trabéculas; Tb.Th: espessura trabecular; Tb.Sp: separação de trabéculas; Tb.1/N.SD: desvio padrão; Ct.Th: espessura cortical; Ct.Po: porosidade cortical; Ct.Po.Dm: diâmetro dos poros; S: rigidez do tecido; F.ult: estimativa da carga máxima suportada; Tb.VM: estresse trabecular; C.VM: estresse cortical.
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Tabela 4 - Correlação de Pearson entre o parâmetro de rigidez estimado por análise de elemento finito com os parâmetros de densidade volumétrica, estrutura óssea, porosidade cortical e outros parâmetros de elemento finito obtidos por HR-pQCT no rádio distal de 450 mulheres saudáveis
Variáveis Correlação com
rigidez (r) p
Tt.BMD, mg HA/cm3 0,638 < 0,001
Tb.BMD, mg HA/cm3 0,644 < 0,001
Ct.BMD, mg HA/cm3 0,521 < 0,001
Tb.N, 1/mm 0,245 < 0,001
Tb.Th, mm 0,616 < 0,001
Tb.Sp, mm -0,312 < 0,001
Ct.Th, mm 0,619 < 0,001
Ct.Po, (%) -0,162 0,015
Ct.Po.Dm, mM 0,140 0,036
F.ult, N 0,995 < 0,001
Tb.VM, N/mm² 0,593 < 0,001
C.VM, N/mm² 0,311 < 0,001
Tt.BMD: densidade mineral óssea total; Tb.BMD: densidade mineral óssea trabecular; Ct.BMD: densidade mineral óssea cortical; Tb.N: número de trabéculas; Tb.Th: espessura trabecular; Tb.Sp: separação de trabéculas; Ct.Th: espessura cortical; Ct.Po: porosidade cortical; Ct.Po.Dm: diâmetro dos poros; F.ult: estimativa da carga máxima suportada; Tb.VM: estresse trabecular; C.VM: estresse cortical.
Resultados
27
4.3 Avaliação da tíbia por HR-pQCT
Todas as curvas obtidas na tíbia foram lineares, exceto Ct.BMD, Ct.Th.,
Ct.Po, C.VM (Figura 6, 7, 8 - Tíbia). A idade teve efeito linear negativo em
Tt.BMD, Tb.BMD, Tb.N, rigidez e F.ult; altura teve um efeito negativo sobre a
Tt.BMD, Ct.BMD, Ct.Th e C.VM, já o peso teve um efeito positivo em todos os
parâmetros de densidade e também sobre Tb.N, Ct.Th, rigidez e F.ult (tabela
5). A mediana e o intervalo interquartil de todos os parâmetros da tíbia distal
são apresentados na Tabela 6.
Houve correlação positiva entre a rigidez na região de tíbia e os
Tb.VM, C.VM (p <0,001) (Tabela 7). Por outro lado, uma correlação negativa
entre a rigidez e Tb.Sp (r: -0,354, p <0,001) e Ct. Po (r: -0,273, p<0,001) foi
apresentada na tíbia (Tabela 7).
28
Tabela 5 - Análises de regressão linear múltipla da densidade volumétrica, estrutura óssea, porosidade cortical e elemento finito obtidas por HR-pQCT na região da tíbia em 450 mulheres saudáveis, distribuídas por faixa etária
Variáveis (Y) A B1 B2 B3 B4 R²
Densidade Tt.BMD, mg HA/cm3 905,58 -2,07 0,694 -353,41 - 0,304 Tb.BMD, mg HA/cm3 151,82 -0,585 0,445 - 0,085 Ct.BMD, mg HA/cm3 1 304,59 3,224 0,407 -262,43 -0,065 0,562 Estrutura Óssea Tb.N, 1/mm 1,52 -0,006 0,007 - - 0,124 Tb.Th, mm 0,076 - - - - 0,963 Tb.Sp, mm 0,613 0,002 -0,003 - - 0,129 Tb.1/N.SD, mm 0,290 0,002 -0,002 - - 0,112 Ct.Th, mm 3,61 - 0,003 -1,572 -0,00008790 0,315 Porosidade Cortical Ct.Po, (%) 0,014 - - - 0,00001187 0,616 Ct.Po.Dm, mM 0,182 0,000468 -0,000321 - - 0,154 Elemento Finito S, N/mm 147 171,16 -650,52 1 111,60 - - 0,198 F.ult, N 2 958,17 -26,21 45,33 2 740,91 - 0,230 Tb.VM, N/mm² 55,43 - - - - 0,985 C.VM, N/mm² 102,79 0,093 - -9,64 -0,002 0,239 Y = A + B1 (idade) + B2 (peso) + B3 (altura) + B4 (idade²). Y é a variável medida por HR-pQCT na região da tíbia, e os valores previstos são o resultado dessa equação. R²: coeficiente de determinação. Tt.BMD: densidade mineral óssea total; Tb.BMD: densidade mineral óssea trabecular; Ct.BMD: densidade mineral óssea cortical; Tb.N: número de trabéculas; Tb.Th: espessura trabecular; Tb.Sp: separação de trabéculas; Tb.1/N.SD: desvio padrão; Ct.Th: espessura cortical; Ct.Po: porosidade cortical; Ct.Po.Dm: diâmetro dos poros; S: rigidez do tecido; F.ult: estimativa da carga máxima suportada; Tb.VM: estresse trabecular; C.VM: estresse cortical.
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Tabela 6 - Parâmetros de densidade volumétrica, estrutura óssea, porosidade cortical e elemento finito obtidos por HR-pQCT na região da tíbia de 450 mulheres saudáveis de 20 a 85 anos de idade, expressos em mediana e intervalo interquartil Variáveis
Dados expressos em mediana (IQR: intervalo interquartil). Tt.BMD: densidade mineral óssea total; Tb.BMD: densidade mineral óssea trabecular; Ct.BMD: densidade mineral óssea cortical; Tb.N: número de trabéculas; Tb.Th: espessura trabecular; Tb.Sp: separação de trabéculas; Tb.1/N.SD: desvio padrão; Ct.Th: espessura cortical; Ct.Po: porosidade cortical; Ct.Po.Dm: diâmetro dos poros; S: rigidez do tecido; F.ult: estimativa da carga máxima suportada; Tb.VM: estresse trabecular; C.VM: estresse cortical.
30
Tabela 7 - Correlação de Pearson entre o parâmetro de rigidez estimado por análise de elemento finito com os parâmetros de densidade volumétrica, estrutura óssea, porosidade cortical e outros parâmetros de elemento finito obtidos por HR-pQCT na região da tíbia em 450 mulheres saudáveis
Variáveis Correlação com
rigidez (r) p
Tt.BMD, mg HA/cm3 0,454 < 0,001
Tb.BMD, mg HA/cm3 0,571 < 0,001
Ct.BMD, mg HA/cm3 0,316 < 0,001
Tb.N, 1/mm 0,298 < 0,001
Tb.Th, mm 0,355 < 0,001
Tb.Sp, mm -0,354 < 0,001
Ct.Th, mm 0,392 < 0,001
Ct.Po, (%) -0,273 < 0,001
Ct.Po.Dm, mM 0,069 0,305
F.ult, N 0,955 < 0,001
Tb.VM, N/mm² 0,461 < 0,001
C.VM, N/mm² 0,381 < 0,001
Tt.BMD: densidade mineral óssea total; Tb.BMD: densidade mineral óssea trabecular; Ct.BMD: densidade mineral óssea cortical; Tb.N: número de trabéculas; Tb.Th: espessura trabecular; Tb.Sp: separação de trabéculas; Ct.Th: espessura cortical; Ct.Po: porosidade cortical; Ct.Po.Dm: diâmetro dos poros; F.ult: estimativa da carga máxima suportada; Tb.VM: estresse trabecular; C.VM: estresse cortical.
31
Rádio Tíbia
Continua
(A)
(B)
32
continuação - Rádio Tíbia
Figura 6 - Curvas de normalidade segundo a idade, peso e altura dos parâmetros de densidade mineral óssea volumétrica, sendo (A) densidade mineral óssea total (Tt.BMD), (B) densidade mineral óssea trabecular (Tb.BMD), (C) densidade mineral óssea cortical (Ct.BMD) obtidos por HR-pQCT no rádio distal (à esquerda) e na região de tíbia (à direita) em mulheres saudáveis separadas por faixa etária. A linha sólida representa a média a partir do modelo de regressão, e as linhas tracejadas representam o intervalo de confiança de 95% de previsão
(C)
33
Rádio Tíbia
Continua
(A)
(B)
34
continuação - Rádio Tíbia
Continua
(C)
(D)
35
continuação - Rádio Tíbia
Figura 7 - Curvas de normalidade segundo a idade, peso e altura dos parâmetros de estrutura óssea, sendo (A) número de trabéculas (Tb.N), (B) espessura trabecular (Tb.Th), (C) separação trabecular (Tb.Sp), (D) desvio padrão (Tb.1/N.SD), (E) espessura cortical (Ct.Th) obtidos por HR-pQCT no rádio distal (à esquerda) e na região de tíbia (à direita) em mulheres saudáveis separadas por faixa etária. A linha sólida representa a média a partir do modelo de regressão, e as linhas tracejadas representam o intervalo de confiança de 95% de previsão
(E)
36
Rádio Tíbia
Continua
(A)
(B)
37
continuação -
Rádio Tíbia
Continua
(C)
(D)
38
continuação - Rádio Tíbia
Figura 8 - Curvas de normalidade segundo a idade, peso e altura dos parâmetros de porosidade cortical e elemento finito sendo (A) porosidade cortical (Ct.Po), (B) diâmetro dos poros (Ct.Po.Dm), (C) rigidez do tecido (S), (D) estimativa da carga máxima suportada (F.ult), (E) estresse trabecular (Tb.VM), (F) estresse cortical (C.VM) obtidos por HR-pQCT no rádio distal (à esquerda) e na região de tíbia (à direita) em mulheres saudáveis separadas por faixa etária. A linha sólida representa a média a partir do modelo de regressão, e as linhas tracejadas representam o intervalo de confiança de 95% de previsão
(E)
(F)
Resultados
39
Os resultados das classificações das imagens conforme o grau de
movimento são mostrados por gráfico de colunas empilhadas na figura 9. Na
tíbia, mais imagens foram classificadas como grau 1 (perfeito). Imagens que
foram adquiridas exibindo artefatos de movimento inaceitáveis (grau 4), foram
refeitas logo após a aquisição, portanto não são descritas em nosso gráfico.
Figura 9 - Representação de imagens HR-pQCT por faixa etária, de acordo com o grau de movimento. Da esquerda para a direita, medições do rádio distal e da tíbia respectivamente. As imagens foram classificadas de acordo com a sua qualidade, conforme o esquema de classificação visual descrito por Paggiosi et al. (2014) sendo G1= perfeito; G2= movimento leve; G3= movimento moderado; e G4= movimento significante (inaceitável)
5. DISCUSSÃO
Discussão
41
O presente estudo mostra os primeiros dados de referência para os
valores de densidade mineral óssea volumétrica, estrutura óssea, porosidade
cortical e parâmetros da resistência óssea obtidos por HR-pQCT utilizando as
variáveis idade, peso e altura. Foram construídas curvas de normalidade na
região do rádio distal e da tíbia, em mulheres adultas saudáveis dos 20 até os
85 anos de idade.
Uma vantagem deste estudo foi a inclusão de um grande número de
mulheres, estabelecendo curvas de referência do sexo feminino destes
parâmetros ósseos para o uso na prática clínica. Na literatura, a maioria dos
estudos compararam as diferenças entre mulheres e homens, sem fornecer
curvas de referência relacionada ao gênero feminino (Burt et al., 2014; Nicks et
al., 2012; Macdonald et al., 2011b; Burghardt et al., 2010b; Dalzell et al., 2009;
Khosla et al., 2006). Além disso, diferentemente do recente estudo que
analisou uma população feminina chinesa (Hung et al., 2015) nossas curvas
foram obtidas considerando-se também a influência do peso e altura, uma vez
que esses parâmetros apresentam um efeito importante sobre a massa e
estrutura óssea.
Outra vantagem do presente estudo foi a análise da precisão a curto
prazo deste exame. Utilizamos a classificação visual de imagens de acordo
com a literatura (Paggiosi et al., 2014), e as imagens classificadas como G4
não foram utilizadas no estudo.
Antes de discutir os resultados encontrados, é importante reconhecer
que, neste estudo transversal, não podemos determinar verdadeiras mudanças
nos resultados dos parâmetros ósseos da HR-pQCT relacionadas com a idade,
Discussão
42
mas estimativas para cada faixa etária. Além disso, as mudanças descritas
podem ser influenciadas pelo tamanho do osso (Cole, 2003).
Nossos resultados demonstram que idade, peso e altura estão
relacionados à perda óssea e se comportam diferentemente nos
compartimentos cortical e trabecular das regiões do rádio distal e da tíbia.
Alterações macro e microestruturais que foram encontradas com o
envelhecimento em nossa coorte podem ajudar a explicar como as mudanças
estruturais relacionadas à idade, são diferentes nas regiões que suportam
carga e regiões que não são submetidas à ação do peso corporal. De fato, os
parâmetros corticais incluindo a densidade (Ct.BMD), espessura (Ct.Th) e
estresse (C.VM) mostraram uma diminuição linear com a idade no rádio distal,
e diferentemente na tíbia a curva obtida apresentava um platô destes
parâmetros ósseos até aproximadamente trinta ou quarenta anos de idade, e
após essa idade, observou-se um declínio mais acentuado desses parâmetros.
É possível que estas importantes diferenças entre os locais do esqueleto
periférico com maior perda óssea, estejam associadas com as forças distintas
de carga que atuam nas regiões do osso (Walker-Bone et al., 2014; Hunter et
al., 2014). Assim, a carga aplicada aos ossos longos de membros inferiores,
isto é, na tíbia, são forças aplicadas rotineiramente durante as atividades de
marcha diária (Wehner et al., 2009; Sasimontonkul et al., 2007).
Uma diminuição importante da densidade mineral óssea trabecular
(Tb.BMD) observada na 5ª década pode refletir a fase de diminuição rápida da
massa óssea relacionada à menopausa (Cipriani et al., 2012). Com o
envelhecimento (> 70 anos) observou-se uma diminuição de osso trabecular
menos intensa comparada à quinta década.
Discussão
43
Em nosso estudo, a espessura trabecular não foi afetada pela idade, na
região da tíbia, e uma baixa diminuição foi observada no rádio distal. Possíveis
explicações para esta observação incluem a possibilidade de que as trabéculas
mais finas são reabsorvidas em primeiro lugar, aumentando assim a média de
espessura das restantes (Boutroy et al., 2005). Além disso, é possível que as
trabéculas que permaneceram poderiam adaptar-se à carga mecânica,
aumentando a sua espessura (Geusens et al., 2014; Boutroy et al., 2005).
Interessantemente, no que diz respeito às mudanças da estrutura óssea em
relação à idade, os resultados de Silva e Gibson (1997) indicam que as
reduções do número de trabéculas têm um efeito 2,5 vezes maior na
resistência do osso, do que a diminuição da espessura trabecular.
No presente estudo, observou-se uma correlação positiva moderada da
rigidez com os parâmetros de densidade, e com os parâmetros estruturais, nos
compartimentos trabecular e cortical nas regiões do rádio distal e da tíbia,
sugerindo que a resistência óssea é dependente de modo semelhante tanto do
osso trabecular como do cortical, propondo que o parâmetro rigidez serve
como estimativa para o risco de fratura (Manske et al., 2009). Diferentemente,
Pistoia et al.(2003) estudando diferentes cenários de comprometimento ósseo,
observou que o osso cortical suporta a maior parte da carga na extremidade
distal, e concluiu que a diminuição da espessura cortical tem um maior impacto
na resistência do osso no rádio distal.
Assim como encontrado por outros autores, o presente estudo mostrou
uma correlação negativa entre rigidez e porosidade cortical, observada nas
regiões do rádio distal e da tíbia, sugerindo que este parâmetro cortical pode
ser útil na avaliação do risco de fratura em futuros estudos (Burghardt et al.,
Discussão
44
2010b; Wachter et al., 2001). Na nossa população este parâmetro parece ter
menor importância que os outros analisados, mostrando uma fraca correlação.
Embora nossas curvas tenham sido obtidas a partir de uma população
de mulheres brasileiras, algumas variáveis como: densidade mineral óssea
trabecular e número de trabéculas nas regiões do rádio e da tíbia, espessura
cortical na tíbia, e, estimativa da carga máxima suportada no rádio distal,
apresentaram um padrão de declínio semelhante ao estudo de uma população
feminina chinesa, sendo que as curvas para os parâmetros de densidade e
número de trabéculas se apresentaram de forma linear (Hung et al., 2015).
Desta maneira, o declínio da densidade mineral óssea e a deterioração da
microarquitetura do osso parecem ter comportamento semelhante em
indivíduos de diferentes etnias.
Algumas questões técnicas merecem atenção, é importante reconhecer
que existem erros, e devemos interpretar os resultados com coerência. Por
exemplo, medidas estruturais provenientes da HR-pQCT, que são altamente
sensíveis à resolução da imagem, devem ser interpretadas com cautela. O
equipamento é altamente sensível a artefatos de movimento, e isto pode
ocorrer principalmente na medição do rádio. Medidas de densidades podem ser
suscetíveis ao endurecimento do feixe e de artefatos de dispersão.
6. CONCLUSÕES
Conclusões
46
Este estudo fornece valores de referência dos parâmetros ósseos
volumétricos e estruturais obtidos por HR-pQCT, e de propriedades
biomecânicas obtidas por análise de elemento finito, de acordo com a idade,
ajustados pelo peso e altura, baseados em uma população brasileira feminina
saudável.
A correlação significativa entre a rigidez estimada por FE com os
parâmetros de densidade e estrutura óssea analisados, sugere que esta
variável pode ser utilizada como um estimador para o risco de fraturas.
O estudo foi intencionalmente transversal, e serviu para desenvolvermos
um conjunto de dados de referência, baseado na população brasileira,
estabelecendo valores de normalidade para os parâmetros ósseos, que serão
úteis na prática clínica para a interpretação do risco de fratura e para utilização
em futuros estudos.
7. ANEXOS
Anexos
48
Anexo 1
HOSPITAL DAS CLÍNICAS DA FACULDADE DE MEDICINA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - HCFMUSP
Idade da menarca: ________________ Idade da menopausa: ______________ Usa/usou reposição hormonal? ( 1 ) SIM ( 0 ) NÃO Alguma alteração hormonal (tiróide, prolactina, etc.)? ( 1 ) SIM ( 0 ) NÃO Qual? ___________ Usa protetor solar? ( 1 ) SIM ( 0 ) NÃO Freqüência: ( 1 ) Raramente/ Só na praia ( 2 ) Rosto – todo dia ( 3 ) Corpo inteiro – todo dia Apresenta alguma doença? ( 1 ) SIM ( 0 ) NÃO ( ) DM ( ) HAS ( )Outras doenças:__________________________________ Faz uso de algum medicamento (Anticoncepcionais, Glicocorticóides, Antidepressivos, Bisfosfonato, cálcio, Vitamina D, outros.)? ( 1 ) SIM ( 0 ) NÃO Qual? __________________ História familiar de fratura? ( 1 ) SIM ( 0 ) NÃO História familiar de osteoporose? ( 1 ) SIM ( 0 ) NÃO Já teve fratura? ( 1 ) SIM ( 0 ) NÃO De qual osso? __________________________ Idade da fratura:_______________ Com trauma? ( 1 ) SIM ( 0 ) NÃO Fumante: ( 0 ) NÃO ( 1 ) Pregressa ( 2 ) Atual Álcool: ( 1 ) Socialmente ( 2 ) Finais de semana ( 3 ) Frequentemente ( 0 ) NÃO Atividade Física: ( 1 ) SIM ( 0 ) NÃO Tipo:___________________________________ ( 0 ) Baixa: Não realiza atividades domésticas ( 1 ) Moderada: atividades domésticas e/ou caminhadas irregulares ( 2 ) Alta: atividade física regular (mínimo de 2x/semana 30 min/dia) Número de copos de leitepor dia: ( 1 ) um ( 2 ) dois ( 3 ) três ou mais ( 0 ) NÃO Quantos copos de iogurtepor semana: ( 1 ) um ou dois ( 2 ) mais de dois ( 0 ) NÃO Quantas fatias de queijo você come por semana: ( 1 ) uma fatia ( 2 ) duas ou mais ( 0 ) NÃO
8. REFERÊNCIAS
Referências
54
Bhalla AK. Management of osteoporosis in a pre-menopausal woman. Best
Pract Res ClinRheumatol 2010;24:313-27.
Boutroy S, Bouxsein ML, Munoz F, Delmas PD. In vivo assessment of
trabecular bone microarchitecture by high-resolution peripheral quantitative
29. Silva MJ, Gibson LJ. Modeling the mechanical behavior of vertebral trabecular bone:
effects of age-related changes in microstructure. Bone 1997;21(2):191-9.
30. Manske SL, Liu-Ambrose T, Cooper DM, Kontulainen S, Guy P, Forster BB, McKay
HA. Cortical and trabecular bone in the femoral neck both contribute to proximal femur
failure load prediction. Osteoporos Int 2009;20(3):445-53.
31. Pistoia W, van Rietbergen B, Rüegsegger P. Mechanical consequences of different
scenarios for simulated bone atrophy and recovery in the distal radius.Bone
2003;33(6):937-45.
32. Wachter NJ, Augat P, Krischak GD, Mentzel M, Kinzl L, Claes L. Prediction of cortical
bone porosity in vitro by microcomputed tomography. Calcif Tissue Int 2001;68(1):38-
42.
Apêndices
Table 1. Demographic and anthropometric characteristics, risk factors for osteoporosis and self-reported use of medications in 450 healthy women according to age by decade
Arterial hypertension, n (%) 0 3 (4.3) 9 (12.8) 5 (5.3) 11 (14.9) 10 (18.9) Current use of antihypertensive 0 1 (1.4) 5 (7.1) 3 (3.2) 10 (13.5) 5 (9.4) Current use of antidepressants 2 (2.2) 4 (5.8) 0 7 (7.4) 4 (5.4) 2 (3.8) Current use of calcium supplementation 0 0 0 2 (2.1) 4 (5.4) 15 (28.3) Current use of vitamin D supplemenattion
0 0 0 0 4 (5.4) 8 (15.1)
Current use of contraceptive 54 (60.0) 32 (46.4) 3 (4.2) 0 0 0 Hormone replacement (previous or current)
0 0 5 (7.1) 6 (6.4) 17 (23.0) 9 (16.9)
Data are shown mean ± SD or number (percentage). BMI: body mass index; OP: osteoporosis; Hypertension.
Apêndices
Table 2. Multiple linear regression analysis of the volumetric bone density, bone structure, cortical porosity and finite element parameters obtained by High Resolution peripheral Quantitative Computed Tomography at distal radius of 450 healthy women from 20 to 85 years old Variable (Y)
A B1 B2 B3 B4 R²
Density Parameters Tt.BMD, mg HA/cm3 801.07 -1.993 0.711 -282.96 - 0.187 Tb.BMD, mg HA/cm3 258.65 -0.890 0.622 -62.45 - 0.153 Ct.BMD, mg HA/cm3 1353.30 -2.350 0.645 -268.62 - 0.180 Structural Parameters Tb.N, 1/mm 1.89 -0.005 0.005 - - 0.114 Tb.Th, mm 0.074 -0.000130 - - - 0.037 Tb.Sp, mm 0.471 0.002 -0.002 - - 0.123 Tb.1/N.SD, mm 0.178 0.002 -0.001 - - 0.126 Ct.Th, mm 1.90 -0.005 0.002 -0.724 - 0.132 Cortical Porosity Ct.Po, (%) -0.034 - - 0.026 0.00000427 0.407 Ct.Po.Dm, mM 0.141 0.000292 - - - 0.130 Biomechanical Properties S, N/mm 46930.52 540.40 311.56 - -8.609 0.209 F.ult, N 2244.22 25.35 15.26 - -0.407 0.222 Tb.VM, N/mm² 69.81 -0.092 - -11.19 - 0.048 C.VM, N/mm² 99.39 -0.088 - -9.61 - 0.084 Y = A + B1 (age) + B2 (weight) + B3 (height) + B4 (age²). Y is the variable measured by HR-pQCT at distal radius and the predicted values are the result of this equation. R²: coefficient of determination. Tt.BMD: total bone mineral density; Tb.BMD: trabecular bone mineral density; Ct.BMD: cortical bone mineral density; Tb.N: number of trabeculae; Tb.Th: trabecular thickness; Tb.Sp: trabecular separation; Tb.1 / N.SD: inhomogeneity of network; Ct.Th: cortical thickness;Ct.Po: cortical porosity; Ct.Po.Dm: mean cortical pore diameter; S: stiffness; F.ult: estimated failure load; Tb.VM: trabecular stress; C.VM: cortical stress.
Apêndices
Table 3. Volumetric bone density, bone structure, cortical porosity and finite element parameters obtained by High Resolution peripheral Quantitative Computed Tomography at distal radius of450 healthy women from 20 to 85 years old, expressed as median and interquartile interval Variable
20-29 (n=90)
30-39 (n=69)
40-49 (n=70)
50-59 (n=94)
60-69 (n=74)
≥70 (n=53)
Median (IQR) Median (IQR) Median (IQR) Median (IQR) Median (IQR) Median (IQR) Density Parameters
Data are shown as median (IQR: interquartile interval). Tt.BMD: total bone mineral density; Tb.BMD: trabecular bone mineral density; Ct.BMD: cortical bone mineral density; Tb.N: number of trabeculae; Tb.Th: trabecular thickness; Tb.Sp: trabecular separation; Tb.1 / N.SD: inhomogeneity of network; Ct.Th: cortical thickness; Ct.Po: cortical porosity; Ct.Po.Dm: mean cortical pore diameter; S: stiffness; F.ult: estimated failure load; Tb.VM: trabecular stress; C.VM: cortical stress.
Apêndices
Table 4. Pearson correlation between stiffness parameter and volumetric bone density, bone structure, cortical porosity and finite element parameters variables obtained by distal radius HR-pQCT scan of the 450 healthy women
Variable Stiffness
Correlation (r) p
Tt.BMD, mg HA/cm3 0.638 < 0.001
Tb.BMD, mg HA/cm3 0.644 < 0.001
Ct.BMD, mg HA/cm3 0.521 < 0.001
Tb.N, 1/mm 0.245 < 0.001
Tb.Th, mm 0.616 < 0.001
Tb.Sp, mm -0.312 < 0.001
Ct.Th, mm 0.619 < 0.001
Ct.Po, (%) -0.162 0.015
Ct.Po.Dm, mM 0.140 0.036
F.ult, N 0.995 < 0.001
Tb.VM, N/mm² 0.593 < 0.001
C.VM, N/mm² 0.311 < 0.001
Tt.BMD: total bone mineral density; Tb.BMD: trabecular bone mineral density; Ct.BMD: cortical bone mineral density; Tb.N: number of trabeculae; Tb.Th: trabecular thickness; Tb.Sp: trabecular separation; Ct.Th: cortical thickness; Ct.Po: cortical porosity; Ct.Po.Dm: mean cortical pore diameter; F.ult: estimated failure load; Tb.VM: trabecular stress; C.VM: cortical stress.
Apêndices
Table 5. Multiple linear regression analysis of the volumetric bone density, bone structure, cortical porosity and finite element parameters obtained by High Resolution peripheral Quantitative Computed Tomography at distal tibia of 450 healthy women from 20 to 85 years old
Variable (Y) A B1 B2 B3 B4 R²
Density Parameters Tt.BMD, mg HA/cm3 905.58 -2.07 0.694 -353.41 - 0.304 Tb.BMD, mg HA/cm3 151.82 -0.585 0.445 - 0.085 Ct.BMD, mg HA/cm3 1304.59 3.224 0.407 -262.43 -0.065 0.562 Structural Parameters Tb.N, 1/mm 1.52 -0.006 0.007 - - 0.124 Tb.Th, mm 0.076 - - - - 0.963 Tb.Sp, mm 0.613 0.002 -0.003 - - 0.129 Tb.1/N.SD, mm 0.290 0.002 -0.002 - - 0.112 Ct.Th, mm 3.61 - 0.003 -1.572 -0.00008790 0.315 Cortical Porosity Ct.Po, (%) 0.014 - - - 0.00001187 0.616 Ct.Po.Dm, mM 0.182 0.000468 -0.000321 - - 0.154 Biomechanical Properties S, N/mm 147171.16 -650.52 1111.60 - - 0.198 F.ult, N 2958.17 -26.21 45.33 2740.91 - 0.230 Tb.VM, N/mm² 55.43 - - - - 0.985 C.VM, N/mm² 102.79 0.093 - -9.64 -0.002 0.239 Y = A + B1 (age) + B2 (weight) + B3 (height) + B4 (age²). Y is the variable measured by HR-pQCTat distal radius and the predicted values are the result of this equation. R²: coefficient of determination. Tt.BMD: total bone mineral density; Tb.BMD: trabecular bone mineral density; Ct.BMD: cortical bone mineral density; Tb.N: number of trabeculae; Tb.Th: trabecular thickness; Tb.Sp: trabecular separation; Tb.1 / N.SD: inhomogeneity of network; Ct.Th: cortical thickness;Ct.Po: cortical porosity; Ct.Po.Dm: mean cortical pore diameter; S: stiffness; F.ult: estimated failure load; Tb.VM: trabecular stress; C.VM: cortical stress.
Apêndices
Table 6. Volumetric bone density, bone structure, cortical porosity and finite element parameters obtained by High Resolution peripheral Quantitative Computed Tomography at distal tibia of 450 healthy women from 20 to 85 years old, expressed as median and interquartile interval Variable
20-29 (n=90)
30-39 (n=69)
40-49 (n=70)
50-59 (n=94)
60-69 (n=74)
≥70 (n=53)
Median (IQR) Median (IQR) Median (IQR) Median (IQR) Median (IQR) Median (IQR)
Data are shown as median (IQR: interquartile interval). Tt.BMD: total bone mineral density; Tb.BMD: trabecular bone mineral density; Ct.BMD: cortical bone mineral density; Tb.N: number of trabeculae; Tb.Th: trabecular thickness; Tb.Sp: trabecular separation; Tb.1 / N.SD: inhomogeneity of network; Ct.Th: cortical thickness; Ct.Po: cortical porosity; Ct.Po.Dm: mean cortical pore diameter; S: stiffness; F.ult: estimated failure load; Tb.VM: trabecular stress; C.VM: cortical stress.
Apêndices
Table 7. Pearson correlation between stiffness parameter and volumetric bone density, bone structure, cortical porosity and finite element parameters variablesobtained by distal tibia HR-pQCT scan of the 450 healthy women
Variable Stiffness
Correlation (r) p
Tt.BMD, mg HA/cm3 0.454 < 0.001
Tb.BMD, mg HA/cm3 0.571 < 0.001
Ct.BMD, mg HA/cm3 0.316 < 0.001
Tb.N, 1/mm 0.298 < 0.001
Tb.Th, mm 0.355 < 0.001
Tb.Sp, mm -0.354 < 0.001
Ct.Th, mm 0.392 < 0.001
Ct.Po, (%) -0.273 < 0.001
Ct.Po.Dm, mM 0.069 0.305
F.ult, N 0.955 < 0.001
Tb.VM, N/mm² 0.461 < 0.001
C.VM, N/mm² 0.381 < 0.001
Tt.BMD: total bone mineral density; Tb.BMD: trabecular bone mineral density; Ct.BMD: cortical bone mineral density; Tb.N: number of trabeculae; Tb.Th: trabecular thickness; Tb.Sp: trabecular separation; Ct.Th: cortical thickness; Ct.Po: cortical porosity; Ct.Po.Dm: mean cortical pore diameter; F.ult: estimated failure load; Tb.VM: trabecular stress; C.VM: cortical stress.
Apêndices
Radius Tibia
2nd decade
3rd decade
4th decade
5th decade
6th decade
7th decade
Fig. 1. 3D images of the distal radius and tibia for each age group
Apêndices
Radius Tibia
Fig. 2. Normality curves depending on the age of a volumetric bone mineral density parameters, being (A) total bone mineral density (Tt.BMD), (B) trabecular bone mineral density (Tb.BMD), (C) cortical bone mineral density (Ct.BMD) obtained by HR-pQCT radius region (left) and tibia (right) in healthy women distributed by age groups. The solid line represents the mean from the regression model, and the dashed lines represent the confidence interval of 95% prevision
A
B
C
Apêndices
Radius Tibia
Fig. 3. Normality curves depending on the age of a bone structure parameters, being (A) number of trabeculae (Tb.N), (B) trabecular thickness (Tb.Th), (C) trabecular separation (Tb.Sp), (D) inhomogeneity of network (Tb.1 / N.SD), (E) cortical thickness (Ct.Th) obtained by HR-pQCT in the radius region (left) and tibia (right) in healthy women distributed by tracks age. The solid line represents the mean from the regression model, and the dashed lines represent the confidence interval of 95% prevision
A
B
C
D
E
Apêndices
Radius Tibia
A
B
C
D
E
Apêndices
Fig. 4. Normality curves depending on the age of a cortical porosity and finite element parameters, being (A) cortical porosity (Ct.Po), (B) mean cortical pore diameter (Ct.Po.Dm), (C) stiffness (S), (D) estimated failure load (F.ult), (E) trabecular stress (Tb.VM), (F) cortical stress (C.VM) obtained by HR-pQCT in the radius region (left) and tibia (right) in healthy women distributed by age groups. The solid line represents the mean from the regression model, and the dashed lines represent the confidence interval of 95% prevision