Identificazione dei parametri chiave per avviare il passaggio verso il processo decisionale 3D, dinamico e basato sulla meccanica nella scoliosi idiopatica adolescenziale (3D-AIS)

La scoliosi idiopatica adolescenziale (AIS) è un difetto di crescita della colonna vertebrale che si verifica principalmente nei bambini in età prepuberale di età compresa tra 10 e 14 anni, interessando circa il 3% di questi bambini altrimenti normali. La spina dorsale, che normalmente è diritta in vista posteriore, forma una o due curve laterali con svolte associate attorno al suo asse longitudinale, come una scala a chiocciola. L'AIS è stata associata a problemi legati alla postura, al mal di schiena correlato al carico, nonché a problemi estetici, ad es. l'asimmetria indotta della spalla. Pertanto, la diagnosi precoce seguita dal trattamento appropriato è fondamentale per prevenire un'ulteriore progressione della curva dell'AIS e ridurre al minimo le complicanze legate alla salute di questi pazienti.

L'attuale raccomandazione terapeutica per arrestare la progressione della curva per un paziente immaturo con una curva della scoliosi compresa tra 25 e 40 gradi è di indossare un tutore. Se la curva nel paziente scheletricamente immaturo non risponde al trattamento ortesico, può essere presa in considerazione la correzione dinamica della scoliosi mediante legatura del corpo vertebrale quando è ancora presente un potenziale di crescita. Questo recente (2019) dispositivo approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense per il tethering corregge gradualmente la scoliosi rallentando la crescita sul lato convesso della curva. Questa tecnica è minimamente invasiva, preserva il movimento e non preclude l'intervento chirurgico di fusione spinale in caso di insuccesso, ma al momento mancano risultati a lungo termine. Quando una curva raggiunge i 50 gradi, si prevede clinicamente un ulteriore progresso e un ulteriore potenziale di crescita è basso, si raccomanda un intervento chirurgico di "fusione della scoliosi". Questo tipo di intervento chirurgico collega in modo permanente tutte le vertebre nell'area da correggere l'una con l'altra mediante strumentazione chirurgica. Al fine di raggiungere il risultato chirurgico desiderato, una delle principali decisioni che devono essere prese dal chirurgo curante è la selezione dei livelli di fusione appropriati (ovvero la vertebra strumentata superiore e inferiore). Le linee guida all'avanguardia per la selezione dei livelli di fusione sono attualmente basate principalmente su parametri radiografici statici bidimensionali (2D) (come l'angolo di Cobb e l'equilibrio della spalla) e una valutazione qualitativa delle radiografie 2D di flessione o trazione. Esistono diversi sistemi di classificazione e algoritmi basati sui parametri radiografici statici 2D (raggi X) per assistere i chirurghi nella determinazione dei livelli appropriati da strumentare. Nonostante questa vasta gamma di sistemi di classificazione e linee guida dettagliate disponibili in letteratura, la fusione spinale non sempre produce risultati clinici radiografici 2D soddisfacenti, con tassi di revisione che vanno dal 3,9% al 22%. Oltre a un'adeguata correzione della curva spinale su tutti e tre i piani, fattori come il livello della spalla, la costa clinica e il gibbo lombare, nonché la dimensione della cicatrice, giocano un ruolo importante nella valutazione del successo del trattamento. Ciò contribuisce al fatto che la fusione spinale nei pazienti affetti da AIS è una procedura costosa. Pertanto, i potenziali limiti dell'attuale processo decisionale chirurgico allo stato dell'arte dovrebbero essere esaminati criticamente e migliorati ove possibile.

Ci sono tre limiti principali dei sistemi di classificazione allo stato dell'arte evidenziati in letteratura. La prima limitazione è che i sistemi di classificazione utilizzano parametri radiografici statici 2D per fornire linee guida per una deformità tridimensionale (3D) della colonna vertebrale. Il secondo fattore limitante è che gli attuali sistemi di classificazione non includono componenti dinamici. Tuttavia, è stato dimostrato che una valutazione radiografica 2D non è rappresentativa dell'equilibrio spinale durante le attività della vita quotidiana. La terza limitazione è che il chirurgo ha solo informazioni limitate sul comportamento meccanico della colonna vertebrale del paziente. Le informazioni meccaniche della colonna vertebrale, come la rigidità della colonna vertebrale (ovvero una misura della forza richiesta per deformare la colonna vertebrale di un paziente), sono fondamentali per la selezione dei livelli di fusione appropriati che, ad esempio, si tradurrebbe in spalle bilanciate.

Nel complesso, le limitazioni sopra evidenziate indicano che al chirurgo non sono attualmente fornite informazioni dinamiche e meccaniche 3D relative alla deformità dell'AIS per guidare il processo decisionale. Di conseguenza, vi è un'immediata necessità di superare questa apparente lacuna nel processo decisionale nell'AIS identificando i parametri chiave che forniscono al chirurgo informazioni dinamiche 3D vitali riguardanti la deformità. L'ottenimento di queste informazioni dinamiche 3D vitali riguardanti la curvatura e il comportamento meccanico della colonna vertebrale consentirà al chirurgo di prendere decisioni basate sull'evidenza e ben informate nel trattamento del paziente AIS. Di conseguenza, la realizzazione di questi obiettivi ha il potenziale per migliorare la soddisfazione del paziente, ridurre le complicanze postoperatorie e di conseguenza ridurre i costi socio-economici associati al trattamento dell'AIS. I recenti progressi nell'uso di modelli muscoloscheletrici specifici per soggetto costituiranno la base per realizzare questo passaggio dalla dinamica 2D a 3D nella cura dell'AIS.