Onderzoek naar intercorporale bottransplantaatmetingen

Geïnstrumenteerde lumbale spinale fusie is een chirurgische procedure die op grote schaal wordt gebruikt voor de behandeling van verschillende aandoeningen van de wervelkolom, zoals misvormingen, spondylolisthesis, spondylolyse, spinale instabiliteit en degeneratieve schijfaandoeningen. Lumbale fusie is een effectieve behandeling om de degeneratieve segmenten te stabiliseren en botfusie te bevorderen en wordt vaak gecombineerd met daaropvolgende decompressie van neurale structuren of correctie van misvormingen. Tot op heden worden verschillende chirurgische fusietechnieken gebruikt, maar consensus over een superieure techniek ontbreekt. Ook varieert de locatie waar een chirurg botfusie wil bereiken. Interbody-fusie wordt uitgevoerd om de bovenste eindplaat van een wervel en de onderste eindplaat van de aangrenzende wervel te fuseren. Een tussenwervelkooi wordt vaak gebruikt om de hoogte en stabiliteit van de tussenwervelschijven te behouden. Na het inbrengen van de kooi wordt autoloog decompressief bot achter de kooi ingeslagen. Verwacht wordt dat dit niet-vitale bottransplantaat zich in de loop van de tijd zal omvormen tot nieuw vitaal bot en vervolgens een duurzame fusie tot stand zal brengen tussen twee aangrenzende lumbale wervellichamen. Echter, in het geval van resorptie van het bottransplantaat of adequate botremodellering, is het mogelijk dat er geen solide botbrug ontstaat en dit kan leiden tot pseudartrose of non-union. Deze klinisch belangrijke complicatie treedt op bij 5% tot 35% van de patiënten die met spinale fusie worden behandeld en kan leiden tot pijn en een afname van de functionele status. Ook daaropvolgende revisiechirurgie voor symptomatische pseudartrose komt voor bij tot 24% van de patiënten na fusiechirurgie.

De gouden standaard om interlichaamfusie te beoordelen is chirurgische exploratie, maar vanwege onpraktische en ethische overwegingen is het bewaken van de fusiestatus voornamelijk beperkt tot evaluatie van radiografische beelden. CT-scanning is hiervoor de meest gevestigde radiografische methode, maar wanneer een patiënt klinisch verbetert, worden conventionele röntgenfoto's vaker gebruikt. Een orthopedisch chirurg kan verschillende bestaande scorecriteria gebruiken om de mate van solide botoverbrugging te beoordelen op basis van deze radiografische beeldvorming. Onderzoek heeft echter aangetoond dat de overeenstemming tussen de waarnemers en de diagnostische nauwkeurigheid van deze scorecriteria relatief laag is. De juiste diagnose van lumbale fusie op CT is naar verluidt zo laag als 67-72% en op cervicaal niveau worden in 20% van de gevallen non-unions gemist. Het probleem is dat er tot op heden geen kwantitatieve en objectieve tool beschikbaar is om het botremodelleringsproces te kwantificeren en om precies te beoordelen of wervels zijn gefuseerd of niet. In feite is er een algemeen gebrek aan kennis over het biologische proces van aanhoudende spinale fusie en het verband met de ontwikkeling van rug- en/of beenpijn.

In vivo botremodellering kan worden gevolgd door herhaalde Bone Mineral Density (BMD) metingen te gebruiken. BMD-waarden worden traditioneel gegenereerd met behulp van tweedimensionale dual-energy X-ray absorptiometrie (DEXA) scans die worden gehinderd door overprojectie van de crista iliaca en metalen artefacten. Een geschiktere proxy voor deze metingen is het gebruik van Hounsfield Units (HU). HU kan worden gemeten op CT-beelden en correleert sterk met BMD. HU is al gebruikt om de botkwaliteit van de wervels te bepalen na een wervelkolomoperatie en heeft verschillende klinische toepassingen, waaronder het vermogen om de stabiliteit van orthopedische implantaten te voorspellen en om te helpen bij het nemen van chirurgische beslissingen. Geen van deze onderzoeken is er echter in geslaagd de diagnostische nauwkeurigheid bij het vaststellen van spinale fusie te verbeteren.

Het kwantificeren van het biologische botremodelleringsproces in het bottransplantaat in de loop van de tijd kan helpen bij het evalueren van botgroei of botresorptie. Kennis van veranderingen in botmineraaldichtheid van het bottransplantaat kan zeer nuttige aanvullende informatie zijn wanneer er twijfels bestaan ​​over de fusiestatus. Tot op heden hebben slechts twee haalbaarheidsstudies met relatief kleine steekproeven gerapporteerd over de waarde van HU-metingen om remodellering van bottransplantaten na lumbale interbody-fusiechirurgie te evalueren. In een eerdere cross-sectionele studie van Spruit et al., die bijna 18 jaar geleden werd gepubliceerd, werden HU-metingen slechts één keer uitgevoerd in het eerste jaar na een spinale fusie-operatie. Als zodanig werd er geen informatie verkregen met betrekking tot de evolutie van bottransplantaat HU in de loop van de tijd.

Onlangs is de haalbaarheid van HU-metingen na lumbale spondylodese onderzocht (Reijmer et al, ingediend). De HU-meetprocedure die tijdens dit onderzoek is ontwikkeld, had een uitstekende intraobserver-betrouwbaarheid. De individuele HU-trajecten suggereerden ook dat botremodellering tussen één en twee jaar na de operatie nog niet was voltooid. Beperkingen van de studie waren echter een kleine steekproefomvang, de afwezigheid van postoperatieve CT-beelden gemaakt kort na de operatie en de afwezigheid van informatie over de postoperatieve rug- en beenpijn van de deelnemers. Dit beperkte inzicht in de progressie van pijn en het proces van remodellering van bottransplantaten in het eerste jaar na de operatie. Deze studie zal voortbouwen op de resultaten van de eerdere studie in een poging om de stand van de techniek op dit belangrijke gebied van de orthopedie te bevorderen.