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Incidencia y factores relacionados con la degeneración del segmento adyacente en pacientes con patología degenerativa e inestabilidad intervenidos mediante un procedimiento de fusión lumbar

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INTRODUCCIÓN Los procedimientos de fusión vertebral se han incrementado de forma significativa en los últimos años. Permanecen como indicaciones absolutas de fusión la cirugía reconstructiva para tratamiento de tumores, la estabilización de lesiones traumáticas inestables y la cirugía correctora de deformidades. En pacientes con patología degenerativa se mantiene como indicación absoluta la descompresión de elementos neurales, sin embargo en ausencia de inestabilidad las indicaciones de fusión son controvertidas. Las escalas de calidad de vida relacionadas con la salud (CVRS) se han propuesto como medidas válidas de la percepción del paciente sobre su estado de salud. Las escalas de dolor (EVA), el índice de discapacidad de Oswestry (ODI) y el Short Form Health Survey (SF-36), se han propuesto como indicadores fiables del dolor lumbar y radicular, del grado de discapacidad y del estado funcional. Los estudios de imagen mediante tomografía axial (TC) y resonancia magnética (RM) permiten una valoración precisa de los cambios óseos y del grado de compresión de elementos neurales, sin embargo, el estudio radiológico de columna en bipedestación conserva su valor como exploración diagnóstica básica y permite evaluar el equilibrio coronal y sagital, así como los parámetros espinales y pélvicos. Las complicaciones médicas debido a la presencia de comorbilidades y relacionadas con las pérdidas hemáticas y la duración del procedimiento, no son infrecuentes en pacientes intervenidos de edad avanzada. Las complicaciones quirúrgicas también pueden complicar el resultado de forma transitoria o definitiva. La degeneración del segmento adyacente (DSA) es una complicación frecuente tras un procedimiento de fusión espinal. Se ha definido como la aparición de cambios radiológicos (degeneración radiológica) o clínicos (degeneración cínica) con reaparición de síntomas como dolor lumbar, radicular o discapacidad, con un periodo libre de síntomas tras el procedimiento inicial que pueden requerir una segunda intervención. Aunque permanece controversia si los cambios son consecuencia de la progresión de los cambios degenerativos o son consecuencia del procedimiento de fusión, su aparición podría tener un origen multifactorial y sería consecuencia de la predisposición genética a la degeneración, resultado de la historia natural de la progresión de los cambios degenerativos, las alteraciones anatómicas presentes en los segmentos adyacentes al fusionado, los cambios relacionados con la instrumentación y las consecuencias biomecánicas de la fusión. Los signos clínicos que identifican la DSA y la incidencia de cambios han sido descritos con gran variabilidad debido a la naturaleza retrospectiva de los estudios, los criterios elegidos y los periodos de seguimiento. OBJETIVO Determinar la incidencia de la degeneración del segmento adyacente según criterios radiológicos y clínicos y los factores relacionados con su aparición. MATERIALES Y MÉTODOS Estudio observacional longitudinal retrospectivo de pacientes en el periodo 2006-2010 con seguimiento mínimo de dos años, con diagnóstico de patología degenerativa e inestabilidad intervenidos mediante técnica de fusión posterolateral (PL) o circunferencial (PLIF) con tornillos pediculares e implantes intersomáticos PEEK (Polieter-eter-ketona) y hueso autólogo. Se han analizado en el preoperatorio y al final del seguimiento, variables clínicas: dolor lumbar y radicular evaluados mediante EVA y grado de discapacidad según ODI y variables radiológicas: lordosis lumbar total (LLT) y lumbosacra (LLS), grado de fusión radiológica (PL) según criterios de Lenke y Bridwell y fusión circunferencial (PLIF) según criterios de Hackenberg, rotación vertebral evaluada mediante escala de Nash-Moe, anterolistesis o retrolistesis en segmentos libres medida en milímetros, degeneración discal radiológica según escala de Weiner, pérdida de altura discal >1mm en los discos libres y degeneración discal evaluada por RM según escala de Pfirrmann. Se consideraron como criterios radiológicos de degeneración del segmento adyacente la presencia de los siguientes signos en discos libres no fusionados: rotación ≥ 1 grado, deslizamiento ≥ 3mm (anterolistesis o retrolistesis), pérdida de altura discal ≥ 1mm en la altura discal anterior, media y posterior, degeneración discal radiológica grados 2 y 3 según escala de Weiner, y degeneración discal severa (Grados IV y V), evaluada mediante estudio de RM según escala de Pfirrmann. Como criterios clínicos de degeneración se consideró la reaparición de dolor lumbar o radicular (>3 puntos en escala de dolor EVA) y discapacidad moderada o severa (según índice de discapacidad de Oswestry ODI). Después de ser anonimizados, los datos fueron incluidos en el programa estadístico SPPS v.19. Se realizó un análisis descriptivo (distribución de frecuencias, medidas de tendencia central y dispersión (IC: 95%) y análisis de varianza de medida repetidas (ANOVA) para evaluar los cambios en dolor lumbar y radicular, y grado de discapacidad. La fiabilidad de las medidas intra e interobservador se realizó mediante coeficiente de correlación intraclase (ICC) para medidas cuantitativas e Índice de Kappa para medidas cualitativas, estableciendo el grado de acuerdo según escala de Landis y Koch. Para determinar la evolución de los sujetos de estudio en cuanto a permanencia sin aparición de degeneración, se realizo un análisis univariante mediante el método de estimación actuarial y Kaplan-Meier, la comparación de las curvas de supervivencia mediante la prueba de Mantel-Haenszel y el análisis multivariante mediante el modelo de regresión de riesgos proporcionales de Cox. Las variables independientes fueron introducidas de forma dicotómica para incrementar la potencia estadística: edad (≤ 60 y ≥61 años), sexo (hombre/mujer), lordosis lumbar total (hipolordosis vs normo o hiperlordosis), lordosis lumbosacra (normo-lordosis vs hipolordosis), técnica quirúrgica (PL vs PLIF), tipo de instrumentación pedicular (tornillos abiertos vs tornillos con conector lateral), niveles de fusión (>3 niveles vs 61 años) no mostraron mayor probabilidad de degeneración respecto a los más jóvenes (1mm in all free discs and Pfirrmann magnetic resonance classification of lumbar intervertebral disc degeneration. Radiological criteria for adjacent disc degeneration in all free discs were: rotational deformity ≥ 1 degree, shifting ≥ 3mm (anterolisthesis o retrolisthesis), disc height loss ≥ 1mm (anterior, central and posterior), moderate or severe radiologic disc degeneration according to Weiner scoring and severe disc MR degeneration grade IV and V (Pfirrmann classification). We considered as clinical degeneration criteria, lumbar or radicular pain (>3 points in VAS-back and VAS-legs scores) and moderate or severe disability (according to Oswestry Dissability Index ODI). After being anonymized, data was included in the SPSS (19 v). A descriptive analysis was performed (frequency distribution, central and dispersion tendency measures (CI: 95%) and analysis of variance (ANOVA) to evaluate lumbar and radicular pain and disability changes. Intra and interobserver measures reliability was performed by intraclass correlation coefficient (ICC) for quantitative measures and Kappa index for qualitative measures. Landis and Koch scale established agreement. To determine the patient´s evolution who remain without degeneration we performed a mono-variable analysis by actuarial and Kaplan-Meier methods, the comparison of survival curves by Mantel-Haenszel and multi-variable Cox proportional hazard analysis (Cox regression). Independent variables were transformed into dichotomous variables to increase the statistical power: age (≥ 61 years old and ≤ 60 years old), sex (male/female), surgical method (PL vs. PLIF), pedicle screw device system (top-loading vs. side-connecting lateral), fusion levels (61 years) did not show a greater probability of degeneration compared to younger patients (<60 years), although the difference was nearly statistically significant (p=0,058). The risk of free disc degeneration did not reveal any statistically significant differences according to gender (p= 0,096). No statistically significant differences were observed as to the risk of degeneration on the post-surgery analysis of lumbosacral lordosis (LSL) (p=0,9). According to the type of fusion, the likelihood of free disc degeneration did not display significant differences in comparing posterolateral to circumferential fusion techniques (p=0,220). Total post-surgery lumbar lordosis (TLL) showed a statistically significant difference in the risk of degeneration (p=0,018), which was higher in patients with hypo-lordosis total post-surgery lumbar lordosis. Fusion levels did reveal statistically significant differences as to free disc survival with a higher probability of degeneration with the fusion of 3 or more segments (p= 0,009). According to the type of pedicular instrumentation, cases where pedicle top-loading screws were used showed a higher probability of free disc degeneration than those where side-connecting screws were used (p < 0,001). As for diagnosis, patients where lumbar canal stenosis was used reveal a significantly higher probability of free disc degeneration than any other diagnosis (p=0,019). The Cox proportional hazard analysis was applied to assess the effect of the different study variables on the probability of degeneration of the adjacent segment. The risk of degeneration of the adjacent segment doubles in patients whose surgery involved three or more levels of fusion (HR=2,076; IC 95%: 1,047-4,116; p=0,037) and triples in patients where top-loading screws were used in their surgery (HR=2,983; IC 95%: 1,548-5,748; p=0,001). DISCUSSION A longitudinal retrospective study was conducted with a patient cohort where a lumbar fusion procedure was used. The causes, magnitude, associated factors and the degeneration of the adjacent segment effect have been closely examined. Due to the varied follow-up periods, a survival analysis has been used to determine the length of time prior to the occurrence of the degeneration of the adjacent segment and its interdependence with other variables. As in previous studies, the incidence of radiological changes has been higher than that of symptomatic changes. The radiological signs in free segments of the degeneration could explain its multifactorial origin. The discal degeneration and loss of discal height are the earliest and more frequent changes which may be due to the age-related degenerative process or could be made more severe by the fusion-induced biomechanical changes, such as an increase in discal pressure, hypermobility and facet joints loads, with the radiological discal degeneration being the most severe condition. Free segment rotation has been linked with changes in tropism facet and the rigidity of the fused segment. Posterior shifting (retrolisthesis) has been associated with the compensating mechanism of lordosis lost in the fused segments. Age and gender did not show any significant differences as to the risk of degeneration although it was higher in patients older than 60 years and in women. Neither were there any significant differences in the occurrence of changes according to fusion type (posterolateral vs. circumferential) and in patients with normal lumbosacral lordosis vs. hyper-lordosis. However, patients diagnosed with canal stenosis, hypo-lordosis lumbar fusion, number of fused levels and type of instrumentation consisting in top-loading pedicle screws did display significant differences in the risk of degeneration. Patients undergoing fusion for a diagnosis of canal stenosis showed a greater risk of degeneration associated with laminectomy and supra and interspinous ligament was removed, whereas hypo-lordosis total lumbar lordosis patients displayed a higher risk of degeneration related to compensating hypermobility of free segments and facet degeneration. According to Cox proportional hazard analysis (Cox regression), in patients with three or more levels of fusion the risk of degeneration increased two-fold (HR= 2,076) and three-fold (HR= 2,983) in patients treated with open screws. The multilevel fusion causes more rigidity and fewer compensating free segments with an increase in the risk of instability. Although the biomechanical changes in free segments are similar, the facet lesion related to the medial point of the pedicle could justify this finding. CONCLUSIONS 1. Radiological changes associated with the adjacent segment degeneration have been studied and examined in non-fused free lumbar discs with a variable incidence. Their frequency is as follows: discal degeneration evaluated by RM (43,8%), discal height loss (42,6%), radiological discal degeneration (13,3%), rotation (13,6%) and shifting (12,5%). 2. In patients treated with a lumbar fusion procedure by posterolateral and circumferential techniques, the incidence of radiological changes related to the degeneration of the adjacent segment represents 57,4% and the symptomatic changes 20,2%. 3. Risk factors associated with the degeneration occurrence were: patients diagnosed with canal stenosis, lumbar hypo-lordosis fusion, number of levels fused and the use of top-load pedicle screws.