Identificatie van sleutelparameters om de verschuiving naar 3D, dynamische en mechanisch geïnformeerde besluitvorming bij adolescente idiopathische scoliose in gang te zetten (3D-AIS)

Adolescente idiopathische scoliose (AIS) is een groeistoornis van de wervelkolom die voornamelijk voorkomt bij prepuberale kinderen in de leeftijd van 10 tot 14 jaar en treft ongeveer 3% van deze verder normale kinderen. De wervelkolom, die normaal gesproken recht is in achteraanzicht, vormt een of twee zijwaartse bochten met bijbehorende bochten rond zijn lengteas, zoals een wenteltrap. AIS is in verband gebracht met houdingsproblemen, rugpijn door belasting en esthetische problemen, b.v. de geïnduceerde asymmetrie van de schouder. Daarom is een vroege diagnose gevolgd door de juiste behandeling van vitaal belang om verdere curve-progressie van AIS te voorkomen en de gezondheidsgerelateerde complicaties van deze patiënten te minimaliseren.

Het huidige behandeladvies om curveprogressie te stoppen bij een onvolgroeide patiënt met een scoliosecurve tussen 25 en 40 graden is het dragen van een brace. Als de curve bij de patiënt met een onvolgroeid skelet niet reageert op de beugelbehandeling, kan dynamische scoliosecorrectie door wervellichaamtethering worden overwogen wanneer er nog wat groeipotentieel over is. Dit recente (2019) door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) goedgekeurde apparaat voor tethering corrigeert geleidelijk de scoliose door de groei aan de convexe kant van de curve te vertragen. Deze techniek is minimaal invasief, behoudt de beweging en sluit chirurgie voor spinale fusie niet uit als deze niet succesvol is, maar op dit moment ontbreken resultaten op de lange termijn. Wanneer een curve 50 graden bereikt, wordt klinisch verwacht dat deze verder zal evolueren en het verdere groeipotentieel laag is, wordt een "scoliosefusie" -operatie aanbevolen. Bij dit type operatie worden alle wervels in het te corrigeren gebied permanent aan elkaar bevestigd door middel van chirurgische instrumenten. Om het gewenste chirurgische resultaat te bereiken, is een van de belangrijkste beslissingen die de behandelend chirurg moet nemen, de selectie van de juiste fusieniveaus (d.w.z. de bovenste en onderste geïnstrumenteerde wervel). State-of-the-art richtlijnen voor de selectie van fusieniveaus zijn momenteel voornamelijk gebaseerd op tweedimensionale (2D) statische radiografische parameters (zoals de Cobb-hoek en schouderbalans) en een kwalitatieve beoordeling van 2D-buig- of tractie-röntgenfoto's. Er bestaan ​​verschillende classificatiesystemen en algoritmen die zijn gebaseerd op de 2D statische radiografische (röntgenstraling) parameters om chirurgen te helpen bij het bepalen van de juiste niveaus die moeten worden geïnstrumenteerd. Ondanks dit brede scala aan classificatiesystemen en gedetailleerde richtlijnen die beschikbaar zijn in de literatuur, levert spinale fusie niet altijd bevredigende 2D-radiografische klinische resultaten op, met revisiepercentages variërend van 3,9% tot 22%. Naast een adequate correctie van de wervelkolom in alle drie de vlakken, spelen factoren zoals schouderhoogte, klinische rib en lumbale bult, evenals littekengrootte, een belangrijke rol bij de evaluatie van het succes van de behandeling. Dit draagt ​​ertoe bij dat spinale fusie bij AIS-patiënten een kostbare procedure is. Daarom moeten de mogelijke beperkingen van de huidige state-of-the-art chirurgische besluitvorming kritisch worden onderzocht en waar mogelijk worden verbeterd.

Er zijn drie belangrijke beperkingen van de state-of-the-art classificatiesystemen die in de literatuur naar voren komen. De eerste beperking is dat classificatiesystemen 2D statische radiografische parameters gebruiken om richtlijnen te geven voor een driedimensionale (3D) deformiteit van de wervelkolom. De tweede beperkende factor is dat de huidige classificatiesystemen geen dynamische componenten bevatten. Hoewel is aangetoond dat een 2D-radiografische beoordeling niet representatief is voor het evenwicht van de wervelkolom tijdens dagelijkse activiteiten. De derde beperking is dat de chirurg slechts beperkte informatie heeft over het mechanische gedrag van de wervelkolom van de patiënt. Mechanische informatie van de wervelkolom, zoals de stijfheid van de wervelkolom (d.w.z. een maatstaf voor de kracht die nodig is om de wervelkolom van een patiënt te vervormen), is van cruciaal belang voor de selectie van de juiste fusieniveaus die bijvoorbeeld zouden resulteren in gebalanceerde schouders.

Over het algemeen geven de hierboven gemarkeerde beperkingen aan dat de chirurg momenteel geen dynamische en mechanische 3D-informatie krijgt met betrekking tot de misvorming van de AIS om de besluitvorming te sturen. Bijgevolg is er een onmiddellijke behoefte om deze schijnbare leemte in de besluitvorming in AIS te overbruggen door de belangrijkste parameters te identificeren die de chirurg vitale 3D-dynamische informatie over de misvorming verschaffen. Het verkrijgen van deze vitale 3D-dynamische informatie over de kromming en het mechanische gedrag van de wervelkolom stelt de chirurg in staat om wetenschappelijk onderbouwde en goed geïnformeerde beslissingen te nemen bij de behandeling van de AIS-patiënt. Bijgevolg heeft het realiseren van deze doelstellingen het potentieel om de patiënttevredenheid te verbeteren, de postoperatieve complicaties te verminderen en dienovereenkomstig de sociaal-economische kosten in verband met AIS-behandeling te verminderen. Recente ontwikkelingen in het gebruik van vakspecifieke musculoskeletale modellen zullen de basis vormen om deze verschuiving van 2D- naar 3D-dynamiek in de AIS-zorg te realiseren.