Valtaosa kaularangan radikulopatiasta ja myelopatiasta johtuu spondyloosista ja degeneratiivisesta levysairaudesta. Anteriorinen kohdunkaulan diskektomia ja fuusio (anterior cervical discectomy and fusion, ACDF) on vuosien ajan ollut oireisen kohdunkaulan sairauden kultainen standardihoito. ACDF-menetelmä on luotettava menetelmä, jolla saavutetaan laaja neuraalinen dekompressio, selkärangan stabilointi ja erinomaiset kliiniset tulokset.1 Valitettavasti liikkeen poistaminen fuusion avulla voi lisätä rasitusta vierekkäisissä välilevytasoissa ja siten edistää vierekkäisten segmenttien patologiaa.2,3
Teoreettisesti ajateltuna liikkeen jatkaminen välilevytasossa voi vähentää rasitusta vierekkäisillä tasoilla verrattuna fuusioon ja siten vähentää iatrogeenista vierekkäisten segmenttien rappeutumista. Viime vuosikymmenen aikana kohdunkaulan välilevyn tekonivelleikkausta (cervical disc arthroplastia, CDA) on alettu pitää yhä useammin hyväksyttävänä kirurgisena hoitona kohdunkaulan radikulopatian ja retrodiskaalisen myelopatian hoidossa. CDA kehitettiin säilyttämään subaksiaalinen kaularangan biomekaniikka ja luonnollinen segmenttiliike ilman fuusiota. Toivottiin, että vältettäisiin ACDF:ään liittyvät komplikaatiot, kuten nivelrikkoutumattomuus ja viereisen segmentin patologian kiihtyminen.
Kaularangan kinematiikka käsittää sekä kaularangan liikelaajuuden (ROM) määrän että laadun. Kaularangan normaali liikelaajuus fleksiossa/ ekstensiossa, lateraalisessa taivutuksessa ja aksiaalisessa rotaatiossa on vastaavasti 68°-76° (vaihteluväli 24°-114°), 45° (vaihteluväli 22°-81°) ja 139°-145° (vaihteluväli 80°-200°).4 Kaularangan liikelaajuus vähenee lineaarisesti iän myötä kaikissa kolmessa tasossa, ja ekstensiossa liikelaajuuden heikkeneminen on suurin. CDA-implantit pyrkivät ylläpitämään segmentaalista kaularangan liikettä eri proteesien avulla, jotka kykenevät 15°-20°:n fleksio-eksentioon, 7°-10°:n lateraaliseen taivutukseen ja 20°-360°:n rotaatioon.
Kiertokeskipiste (COR) subaksiaalisen kaularangan kunkin välilevyn ympärillä määritellään useilla parametreilla. Perinteisesti COR-akseli viitataan sagittaalitasossa viereisen nikamarirungon ylemmän päätylevyn keskiviivaan.5 Braakman ja muut6 kuvasivat, että C2:n akseli on C3:n posterokaudaalisessa rungossa, mutta kun selkärangan alaosassa edetään pitemmälle, akseli siirtyy kraniaalisesti ja anteriorisesti. Tämän perusteella C6:n akseli sijaitsee keskellä C7:n ylempää päätylevyä. Liike kaularangan ympärillä on kytketty. Fleksio liittyy läheisesti anterioriseen translaatioon, ja aksiaalinen rotaatio tapahtuu samanaikaisesti lateraalisen taivutuksen kanssa.4 Sekä lateraalisen taivutuksen että rotaation osalta rotaatiokeskus sijaitsee liikkuvan nikaman rungon anteriorisessa osassa ja sagittaalitasossa.1 Ishii ym.7 hyödynsivät 10 terveen vapaaehtoisen kohdunkaulan selkärangan magneettikuvauksia osoittaakseen, että liike on kytköksissä toisiinsa aksiaalisen rotaation ja lateraalisen taivutuksen sekä fleksion ekstensio-ekstensio-oteksen kanssa subaksiaalisen selkärangan osilla.7 Kun ylempi kaularangan nikama kiertyy vasemmalle, vasen alempi nivelkierukka siirtyy anteriorisesti ja kraniaalisesti alemman nikaman ylempään nivelkierukkaan, kun taas kontralateraalinen alempi nivelkierukka siirtyy posteriorisesti ja kaudaalisesti, mikä johtaa lateraaliseen taivutukseen rotaation puolelle. Sama prosessi tapahtuu kontralateraalisen kaularangan rotaation yhteydessä. Anderst ja muut8 kuvasivat hetkellisen rotaatiokeskipisteen (instant center of rotation, ICR), jossa otetaan huomioon rotaatiokeskipisteen sijainnin muutos kunkin kaularangan segmentin ympärillä, kun kaularangan ympärillä tapahtuu dynaamista liikettä. Kaudaalisesti edeten ICR:n sijainti siirtyy ylemmäs fleksiossa ja ekstensiossa, ja ICR:n sijainnin muutos anterior-posterior-suunnassa pienenee jokaisessa peräkkäisessä liikesegmentissä. Erilaisilla CDA-istutteilla yritetään jäljitellä tätä kytkentää ja lähestyä uudelleen kaularangan natiivia liikettä.9,10
Markkinoille tultaessa CDA:n käyttöaiheet olivat tiukat: C3:n ja C7:n välissä oleva yksitasoinen, myelopaattinen tai radikulopaattinen kaularangan sairaus, joka ilmenee oireilevalla potilaalla sen jälkeen, kun kuuden viikon konservatiivinen hoito ei ole tuottanut tulosta (kuva 1). Osteoporoosi, merkittävä kyfoosi, instabiliteetti, yli 50 prosentin menetys välilevyn korkeudessa, fasettiartropatia, takimmaisen pitkittäisnivelsiteen luutuminen, tulehduksellinen artropatia ja monitasoinen sairaus olivat poissulkukriteerejä ensimmäisissä prospektiivisissa satunnaistetuissa ja kontrolloiduissa tutkimuksissa, joissa tutkittiin poikkeusluvan myöntämistä laitteelle (IDE). Tässä erityisessä potilasryhmässä on melko paljon kirjallisuutta, joka tukee CDA:n käyttöä diskektomian ja fuusion sijaan. Tuoreessa Cochrane-katsauksessa todettiin, että vaikka tulokset ovat pieniä, ne puoltavat johdonmukaisesti ja tilastollisesti tekonivelleikkausta yksitasoisissa sairauksissa käsivarren kivun, niskakivun, niskan toimintaan liittyvien toimintojen ja yleisen terveydentilan osalta11 . Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkeviraston (FDA) prospektiivisen satunnaistetun ProDisc-C-levyn totaaliproteesitutkimuksen (IDE Study of ProDisc-C total disc replacement) seitsenvuotisseurannassa ACDF-ryhmässä tehtiin yli 400 prosenttia enemmän revisiotoimenpiteitä kuin CDA-ryhmässä (P = 0,0099).12 Lisäksi ProDisc-C-levyn tekonivelleikkauksella saavutettiin samassa seitsenvuotisjaksossa ACDF:ään verrattuna keskimääräiset säästöt, jotka olivat suuruusluokaltaan 12 789 Yhdysvaltain dollaria ($), ja laatuun suhteutetun elinvuoden hyöty (QALY, quality-adjusted life year), joka oli suuruusluokaltaan 0,16. 13
Kahden tason kohdunkaulan välilevyn tekonivelleikkaus.
Kun hoidettujen vierekkäisten tasojen määrä lisääntyy, laadukkaan kliinisen tiedon saatavuus ACDF:n ja CDA:n vertailemisesta vähenee. CDA:n IDE-tutkimuksissa tehdyt yhden tason ACDF-toimenpiteet rajoittivat segmentaalista kaularangan ROM:ia noin 7°.14 Kahden tason fuusiointitoimenpiteet rajoittavat poikkeuksetta suurempaa subaksiaalista kaularangan ROM:ia, mikä todennäköisesti johtaa kohonneisiin intradiskaalisiin paineisiin, huomattavasti suurempaan hypermobiliteettiin ja kiihtyneeseen degeneraatioon viereisillä tasoilla.15
Postarthrodesis-viereisen segmentin degeneraatiolla ja viereisen segmentin taudilla on kaksi erilaista määritelmää. Hilibrand ja Robbins16 määrittelivät jälkimmäisen uusien oireisten degeneratiivisten muutosten esiintymiseksi fuusiointitason vieressä. Oireita voivat olla niskakipu instabiliteetin yhteydessä tai radikulopatian ja/tai myelopatian oireet. Viereisen segmentin sairautta esiintyy vuosittain noin 3 %:lla potilaista ja noin 25 %:lla ensimmäisten 10 vuoden aikana fuusion jälkeen.17 Sen sijaan viereisen segmentin degeneraatiolla tarkoitetaan fuusion jälkeisten uusien radiografisten degeneratiivisten muutosten kehittymistä ilman oireita. Vuonna 2012 ehdotettiin termiä naapurisegmentin patologia kuvaamaan degeneratiivisia muutoksia, joita esiintyy leikatun tason vieressä (Terminology. Spine. Volume 37, Number 22S, pp S8-S9). ”Radiografinen viereisen segmentin patologia” (Radiographic adjacent segment pathology, RASP) ehdotettiin kuvaamaan viereisen segmentin radiologisia muutoksia ja ”kliininen viereisen segmentin patologia” (Clinical adjacent segment pathology, CASP) ehdotettiin kuvaamaan viereiseen segmenttiin liittyviä kliinisiä oireita ja merkkejä.
Riskitekijöitä viereisen segmentin patologian kehittymiselle ovat C5-C7:n viereiset fuusiorakenteet, jo olemassa oleva kohdunkaulan degeneraatio ja alle 60 vuoden ikä ACDF:n tekohetkellä.
Kohdunkaulan fuusion yhteydessä intradiskaalinen paine nousee noin 50 %:lla proksimaalisessa viereisessä tasossa ja 125 %:lla distaalisessa vierekkäisessä tasossa. 18 Verrattaessa CDA:ta ja ACDF:ää useimmissa tutkimuksissa, joissa on vähintään kahden vuoden seuranta, ei ole havaittu merkittävää eroa vierekkäisten segmenttien patologian välillä.19,20 Coricin ym.21 tekemässä tutkimuksessa havaittiin kuitenkin merkitsevä RASP:n lisääntyminen heidän yhden tason ACDF-ryhmässään verrattuna CDA-ryhmään, 24,8 % verrattuna 9 %:iin (P < 0,0001), kahden vuoden seurannassa. Matsunaga ja muut2 esittävät, että CASP:n kehittyminen liittyy lisääntyneeseen leikkausrasitukseen fuusiorakenteiden viereisillä tasoilla, mikä voimistuu monitasoisissa fuusioissa. Vastaavasti Dang ja muut22 raportoivat, että viereisen segmentin rasitus on lisääntynyt merkittävästi kaksitasoisten fuusiokonstruktioiden jälkeen verrattuna yksitasoiseen fuusioon. Valitettavasti monitasoisen CDA:n tarkoista biomekaanisista vaikutuksista on niukasti näyttöä.
Fay ym.23 tutkivat artroplastian ja anteriorisen kaularangan fuusion eroja 2-tason degeneratiivisessa sairaudessa. Kohdunkaulan tekonivelleikkaus säilytti liikkuvuuden operatiivisilla tasoilla ja antoi samanlaiset kliiniset tulokset kuin ACDF lähes 40 kuukauden seurannassa leikkauksesta.23 Prospektiivisessa satunnaistetussa monikeskuksisessa vertailussa, jossa verrattiin 2-tason totaalista välilevyn tekonivelleikkausta Mobi-C-kohdunkaulan proteesilla ja ACDF:ää, neljän vuoden tulokset osoittivat, että niskan invaliditeetti-indeksin (NDI) pistemäärät, potilastyytyväisyys ja kokonaisvaltainen onnistuminen paranivat merkitsevästi nopeammin CDA-luokan ryhmässä. Lisäksi ACDF-potilailla oli enemmän myöhempiä leikkauksia (15,2 % vs. 4 %) ja radiologista vierekkäisten välilevyjen rappeutumista. Tässä tutkimuksessa RASP-asteen todettiin olevan 86 prosenttia ACDF-ryhmässä verrattuna 42 prosenttiin CDA-ryhmässä. Lisäksi Mobi-C-levynkorvauspotilaiden segmentaalinen ROM säilyi indeksitasoilla 48 kuukauden seurannassa.24 Vastaavasti Radcliff ja kollegat25 raportoivat hiljattain tehdyssä 5-vuotisessa prospektiivisessa satunnaistetussa kontrolloidussa monikeskuksisessa kliinisessä tutkimuksessa, että NDI-arvot, Short Form-12 -lomakkeen fyysisten osatekijöiden yhteenveto ja kokonaisvaltainen tyytyväisyys paranivat merkitsevästi enemmän lopullisessa seurannassa potilailla, jotka saivat 2-tasoisella CDA-menetelmällä hoidetun Mobi-C-menetelmän (Mobi-C-menetelmällä) vierekkäin sijaitsevan kaulan alueen niskan alueen selkäkilven spondyloosin vuoksi, kuin 2-tasoisella vaihtoehtoisella leikkauksella. Lisäksi tässä tutkimuksessa uusintaleikkausprosentti oli merkittävästi pienempi CDA-ryhmässä (4 %) kuin ACDF-ryhmässä (16 %) indeksitasolla ja viereisillä tasoilla (3,1 % vs. 11,4 %). Haittatapahtumien määrä oli samanlainen ryhmien välillä. Zou ym.26 tekivät meta-analyysin, joka sisälsi kuusi satunnaistettua kontrolloitua tutkimusta CDA:sta verrattuna ACDF:ään kahden vierekkäisen tason kohdunkaulan välilevyn degeneratiivisen sairauden hoidossa, ja havaitsivat CDA-ryhmässä merkittävää paremmuutta NDI:n, viereisen segmentin degeneraation, uusintaleikkauksen ja keskimääräisen verenhukan suhteen.
Viimeisimmässä meta-analyysissä analysoitiin tutkimuksia, joissa verrattiin usean tason CDA:ta yhden tason CDA:han. Riippumatta tekonivelleikkauksen tasojen lukumäärästä kirjoittajat havaitsivat vastaavat tulokset ja toiminnallisen palautumisen ilman lisääntynyttä uusintaleikkausten määrää.27 Lisäksi Ament ym.28 osoittivat, että CDA on erittäin kustannustehokas toimenpide verrattuna ACDF:ään 2-tasoisessa kaularangan sairaudessa. Biomekaanisesti 2-tason CDA:n osoitettiin ylläpitävän lähes normaalia liikkuvuutta molemmilla tasoilla ilman, että viereisten segmenttien liikkeet destabiloituvat.29 Bryan Cervical Disc -levyproteesia koskeva äskettäinen prospektiivinen monikeskustutkimus osoitti, että kliiniset tulokset olivat riittävät ja että liikkuvuus säilyi välivaiheen seurannassa sekä yksi- että kaksitasoisen CDA:n jälkeen30 .
Hybridileikkausta (HS), johon kuuluu ACDF:n ja CDA:n yhdistelmä, on hyödynnetty yhä useammin potilailla, joilla on monitasoinen kohdunkaulan degeneratiivinen välilevysairaus (DDD, cervical cervical degenerative disc disease) (kuvat 2 ja ja3).3). On esitetty, että monitasoista DDD:tä sairastavilla potilailla on eriasteista degeneraatiota kullakin tasolla, jolloin pelkkä fuusio tai tekonivelleikkaus ei välttämättä sovellu jokaiselle tasolle. Fuusion ja ei-fuusion yhdistelmä voidaan räätälöidä kullekin tasolle, jolloin segmentaalinen liike säilyy indeksitasoilla ja viereisten tasojen hypermobiliteetti minimoidaan. Näin voidaan välttää pitkät fuusiokonstruktiot ja niihin liittyvät viereisten segmenttien patologiat. Useiden HS:n biomekaanista ja kliinistä tehoa koskevien tutkimusten meta-analyysi on osoittanut, että liikkeen säilyminen indeksitasoilla on eduksi ja haittavaikutukset viereisillä tasoilla ovat vähäisemmät verrattuna pelkkään ACDF:ään tai CDA:han. Lisäksi postoperatiiviset arvioinnit, toiminnalliset tulokset ja komplikaatioiden määrä olivat suotuisat tai samankaltaiset verrattuna ACDF:ään tai CDA:han.31 Yleisesti ottaen biomekaanisissa tutkimuksissa havaittiin, että liikelaajuus väheni artrodeesitasolla, mutta lisääntyi tekonivelleikkauksen tasolla, mikä johti siihen, että kokonaisrakenne oli samankaltainen kuin ehjällä selkärangalla. Tekonivelleikkauksen sijainnilla fuusion tason ylä- tai alapuolella ei ollut merkittävää vaikutusta liikkeisiin, viereiseen intradiskaaliseen paineeseen tai fasettinivelen voimiin. Valitettavasti leikkausajan ja verenhukan suhteen ei saatu yhdenmukaisia tuloksia verrattaessa HS:ää ja ACDF:ää useissa tutkimuksissa.
Hybridirakenne, jossa anteriorinen kaularangan diskektomia ja fuusio (ACDF) on kaularangan välilevyn artroplastian (CDA) yläpuolella.
Hybridirakenne, jossa on anteriorinen kohdunkaulan diskektomia ja fuusio (ACDF) kohdunkaulan välilevyn artroplastian (CDA) alapuolella.
Cho ym.32 tekivät biomekaanisen analyysin kohdunkaulan ROM:sta 2-tasoisen CDA:n ja ACDF:n ja hybridikonstruktion jälkeen C5-7-tasolla. Indeksitasoilla 2-tasoinen ACDF johti kokonais-ROM:n vähenemiseen, kun taas CDA:n myötä kohdunkaulan liike lisääntyi. Hybridirakenteessa kohdunkaulan liikkuvuus ei muuttunut merkittävästi. Sitä vastoin viereisillä tasoilla rakenteen ylä- ja alapuolella liike lisääntyi merkittävästi ACDF-ryhmässä, mutta pysyi ennallaan CDA- ja hybridiryhmissä.32
Hypermobiliteetti viereisillä tasoilla voi olla lähde nopeutuneille degeneratiivisille muutoksille sulattamattomissa segmenteissä. Gandhin ja muiden samankaltaisessa tutkimuksessa33 todettiin, että tekonivelleikkaus säilytti liikkeen indeksitasolla säilyttäen samalla normaalin liikkeen viereisillä tasoilla. Fuusio johti kuitenkin merkittävään liikkeen vähenemiseen fuusioidulla tasolla ja sen jälkeiseen liikkeen lisääntymiseen viereisillä tasoilla. Hybridiryhmässä liike säilyi tekonivelleikkauksen tasolla, mikä vähensi rasitusta viereisillä tasoilla.33
Pikakeskipiste (ICR, instantaneous center of rotation) on mittari, jota käytetään epänormaalin kaularangan liikkuvuuden havaitsemiseen. Liun ja muiden34 hiljattain tekemä biomekaaninen analyysi, jonka Liu ja muut34 tekivät täysillä ruumiinnäytteillä, osoitti, että sekä hybridileikkaus että CDA 2-tason rekonstruktioissa eivät muuttaneet ROM:ia ja muuttivat ICR:ää minimaalisesti konstruktioon rajoittuvilla tasoilla pelkkään fuusioon verrattuna. Sekä hybridi- että CDA-konstruktiot säilyttivät paitsi kvantitatiivisen myös kvalitatiivisen liikkeen säilyttämällä lähes natiivin ICR:n.34 Monitasoisen DDD:n hoidossa ei edelleenkään ole laadukasta näyttöä tekonivelleikkauksen, ACDF:n tai HS:n puolesta.
Monitasoisiin CDA-konstruktioihin liittyy useita huolenaiheita, kuten heterotooppisen ossifikaation (HO) kehittyminen, pidempi leikkausaika, lisääntynyt verenhukan määrä, selkärangan yksikön virheellinen suuntautuminen, osteolyysi, selkärangan runko-osien murtuminen, implantin siirtyminen, metallin yliherkkyysreaktio sekä lordoosin ja/tai välilevytilan häviäminen.[21],[34]. HO on hyvin tunnettu komplikaatio täydellisten välilevyproteesien jälkeen, ja sen esiintyvyys on 16-63 prosenttia hoidetuilla tasoilla postoperatiivisesti.24,35 HO:n kehittymisellä on merkittävä vaikutus kaularangan liikkeisiin erityisesti silloin, kun välilevytilan poikki on siltaavaa luutumista. HO:n pitkäaikaisvaikutus kliinisiin ja toiminnallisiin tuloksiin on edelleen epäselvä.
Viimeaikaisessa retrospektiivisessä tutkimuksessa, jossa käytettiin Nationwide Inpatient Sample (NIS) -aineistoa ja jossa verrattiin 1-2-tasoisen CDA:n ja ACDF:n revisioleikkauksia, todettiin, että CDA:n revisioleikkauksen yhteydessä terveydenhuoltokustannusten, sairaalassaoloaikojen pituuden ja perioperatiivisten haavainfektioiden määrä oli huomattavasti suurempi.36 CDA:n revisioleikkauksen jälkeen tehtyjen revisioleikkausten osuus oli 7,7 % ja ACDF:n jälkeen tehtyjen revisioleikkausten osuus oli 7,7 %. CDA:n revisioleikkauksen huonommat tulokset johtuivat laajemmasta ja invasiivisemmasta altistuksesta, joka oli tarpeen tekonivelimplantin poistamiseksi.
Dysfagia kaularangan etuosan leikkausten jälkeen on toinen tunnettu komplikaatio, jonka esiintyvyys on jopa 21 % kahden vuoden kuluttua.37 Monitasoisten fuusioleikkausten yhteydessä dysfagiaa esiintyy 33-40 %:lla potilaista.38 Prospektiivisessa satunnaistetussa tutkimuksessa postoperatiivisen dysfagian osuus CDA:ta seuranneista potilaista oli puolet ACDF:ää seuranneista potilaista.39 Dysfagian vähäisempi esiintyvyys välilevyn tekonivelleikkauksen jälkeen voi johtua siitä, että implantin anteriorinen profiili on pienempi kuin ACDF:ssä ja että instrumenttien asettamisen aikana tarvittava vetäytyminen on vähäisempää.39,40 Lisääntynyt ruokatorven paine johtuu lisääntyneestä vetäytymisestä altistuksen aikana ja ruuvien asettamisvaatimuksesta ACDF:ssä.
Neuraalisten elementtien runsaalla dekompressiolla ja faskon sisäpuolisen korkeuden palauttamisella onnistutaan onnistuneesti hoitamaan sekä ACDF:llä että CDA:lla radikulopatiaa ja myelopatiaa. Toisin kuin fuusio, välilevyn tekonivelleikkaus säilyttää liikkeen indeksitasoilla, ja sillä näyttää olevan vähemmän haitallisia vaikutuksia viereisillä välilevytasoilla. Vaikka CDA ei estä vierekkäisten segmenttien patologiaa, se näyttää vähentyneen ACDF:ään verrattuna, ehkä siksi, että kohdunkaulan biomekaniikka säilyy.24 Yksitasoisessa taudissa CDA:lla saavutetaan vastaavat kliiniset tulokset ja vähennetään merkittävästi sekundaarisia toimenpiteitä ja terveydenhuollon kokonaiskustannuksia.13 . Varhaiset raportit osoittavat, että monitasoinen CDA on yhtä turvallinen ja tehokas kuin yksitasoinen toimenpide.27 Lisäksi kaksitasoisella CDA:lla tehdyissä keskipitkän aikavälin tutkimuksissa on osoitettu, että kliiniset tulokset ovat parantuneet merkittävästi ja indeksitason ja viereisten tasojen uusintaleikkausten esiintyvyys on alhaisempi kuin kaksitasoisella ACDF:llä asianmukaisesti osoitetuilla potilailla. Tarvitaan kuitenkin lisää laadukasta näyttöä suurilla potilaspopulaatioilla, jotta monitasoisen CDA:n ja HS:n hyödyllisyyttä voidaan arvioida tarkasti ja kriittisesti.