Het overgrote deel van de radiculopathie en myelopathie in de cervicale wervelkolom ontstaat als gevolg van spondylose en degeneratieve discusziekte. Jarenlang is anterieure cervicale discectomie en fusie (ACDF) de gouden standaardbehandeling geweest voor symptomatische cervicale ziekte. De ACDF procedure is een betrouwbare methode voor het bereiken van brede neurale decompressie, stabilisatie van de wervelkolom, en uitstekende klinische resultaten.1 Helaas kan de eliminatie van beweging door fusie leiden tot verhoogde spanning over aangrenzende discusruimten, en daardoor bijdragen aan aangrenzende segment pathologie.2,3
Theoretisch kan blijvende beweging in de discusruimte de spanning op aangrenzende niveaus verminderen, in vergelijking met een fusie, en bijgevolg iatrogene aangrenzende segment degeneratie verminderen. In het afgelopen decennium is cervicale discusartroplastiek (CDA) steeds meer beschouwd als een aanvaardbare chirurgische behandeling voor cervicale radiculopathie en retrodiscale myelopathie. CDA werd ontwikkeld om de subaxiale biomechanica van de cervicale wervelkolom en de natuurlijke segmentale beweging te behouden zonder fusie. De hoop was om de complicaties van nonunion en versnelde aangrenzende segment pathologie geassocieerd met ACDF te vermijden.
Cervicale kinematica omvat zowel de kwantiteit als de kwaliteit van het cervicale bewegingsbereik (ROM). De normale ROM van de cervicale wervelkolom in flexie/extensie, laterale buiging en axiale rotatie is respectievelijk 68° tot 76° (bereik 24°-114°), 45° (bereik 22°-81°), en 139° tot 145° (bereik 80°-200°).4 De beweging van de cervicale wervelkolom neemt lineair af met de leeftijd in alle 3 de vlakken, waarbij extensie het grootste verlies laat zien. CDA-implantaten proberen segmentale cervicale beweging te handhaven met de verschillende prothesen die in staat zijn tot 15° tot 20° flexie-extensie, 7° tot 10° laterale buiging en 20° tot 360° rotatie.
Het rotatiemiddelpunt (COR) rond elke schijfruimte van de subaxiale cervicale wervelkolom wordt gedefinieerd door verschillende parameters. Traditioneel wordt de COR-as gerefereerd aan de middellijn van de superieure eindplaat van het subaangrenzende wervellichaam in het sagittale vlak.5 Braakman et al6 beschreven dat de as van C2 in het posterocaudale lichaam van C3 ligt, maar naarmate men verder naar beneden komt in de subaxiale wervelkolom verplaatst de as zich craniaal en anterior. Met dit in gedachten bevindt de as van C6 zich centraal in de bovenste eindplaat van C7. Beweging rond de cervicale wervelkolom is gekoppeld. Flexie is nauw verbonden met anterieure translatie, en axiale rotatie vindt gelijktijdig plaats met laterale buiging.4 Met betrekking tot zowel laterale buiging als rotatie bevindt het rotatiecentrum zich in het voorste deel van het lichaam van de bewegende wervel en in het sagittale vlak.1 Ishii et al7 gebruikten magnetische resonantiebeelden van de halswervelkolom bij 10 gezonde vrijwilligers om bewegingskoppeling aan te tonen tussen axiale rotatie met laterale buiging en flexie-extensie in de subaxiale wervelkolom.7 Wanneer de bovenste halswervel naar links draait, vertaalt het linker inferieure gewrichtsproces zich anterior en craniaal op het superieure proces van de onderste wervel, terwijl het contralaterale inferieure gewrichtsproces zich posterior en caudaal vertaalt, wat resulteert in laterale buiging naar de kant van de rotatie. Hetzelfde proces treedt op bij contralaterale cervicale rotatie. Anderst et al8 hebben het instant centre of rotation (ICR) beschreven, dat de verandering in locatie van het rotatiecentrum rond elk cervicaal segment weergeeft wanneer dynamische beweging rond de cervicale wervelkolom optreedt. Caudaal bewegend verplaatst de ICR-locatie zich tijdens flexie en extensie naar boven, en de anterieur-posterieure verandering in ICR-locatie neemt af bij elk opeenvolgend bewegingssegment. Verschillende CDA-implantaten trachten deze koppeling na te bootsen en de oorspronkelijke beweging van de halswervelkolom te benaderen.9,10
Bij het op de markt brengen waren de indicaties voor CDA strikt: cervicale aandoeningen op één niveau, myelopathisch of radiculopathisch tussen C3 en C7 bij een symptomatische patiënt na het falen van 6 weken conservatieve behandeling (figuur 1). Osteoporose, significante kyfose, instabiliteit, meer dan 50% discushoogteverlies, facetartropathie, ossificatie van het achterste longitudinale ligament, inflammatoire artropathie en multilevel ziekte waren exclusiecriteria in de initiële prospectieve gerandomiseerde gecontroleerde trial investigational device exemption (IDE) studies. Binnen deze specifieke patiëntenpopulatie is er een grote hoeveelheid literatuur die het gebruik van CDA boven discectomie en fusie ondersteunt. Een recente Cochrane-review vond dat, hoewel klein in omvang, de resultaten consistent en statistisch in het voordeel zijn van artroplastie bij ziekte op één niveau, met betrekking tot armpijn, nekpijn, nekgerelateerde functie, en algemene gezondheidsstatus.11 Bij een follow-up van 7 jaar van de prospectieve gerandomiseerde IDE-studie van de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) naar ProDisc-C totale schijfvervanging, waren er meer dan 400% meer revisieprocedures in de ACDF-groep vergeleken met de CDA-groep (P = .0099).12 Bovendien resulteerde ProDisc-C schijfvervanging in een gemiddelde besparing van $12 789 en een voor kwaliteit gecorrigeerd levensjaar (QALY) winst van 0,16 vergeleken met ACDF over dezelfde periode van 7 jaar.13
Twee-niveau cervicale discusartroplastiek.
Naarmate het aantal behandelde aaneengesloten niveaus toeneemt, neemt de beschikbaarheid van klinische gegevens van goede kwaliteit waarin ACDF en CDA worden vergeleken af. Single-level ACDF procedures gedaan in de CDA IDE studies beperkten de segmentale cervicale ROM met ongeveer 7°.14 Twee-level fusieprocedures beperken steevast een grotere subaxiale cervicale ROM, waarschijnlijk resulterend in verhoogde intradiscale druk, de inductie van significant grotere hypermobiliteit en versnelde degeneratie op aangrenzende niveaus.15
Postarthrodesis adjacent segment degeneratie en adjacent segment disease hebben 2 verschillende definities. Hilibrand en Robbins16 definieerden de laatste als de aanwezigheid van nieuwe symptomatische degeneratieve veranderingen grenzend aan het niveau van fusie. Symptomen kunnen zijn: nekpijn bij instabiliteit, of symptomen van radiculopathie en/of myelopathie. Aandoeningen van het aangrenzende segment komen voor met een jaarlijkse incidentie van ongeveer 3% van de patiënten, en een prevalentie van ongeveer 25% in de eerste 10 jaar na de fusie.17 Aangrenzende segment degeneratie verwijst daarentegen naar de ontwikkeling van nieuwe radiografische degeneratieve veranderingen na de fusie zonder het optreden van symptomen. In 2012 werd de term ‘adjacent segment pathology’ voorgesteld om de degeneratieve veranderingen te beschrijven die optreden naast een geopereerd niveau (Terminology. Spine. Volume 37, Number 22S, pp S8-S9). “Radiografische pathologie van het aangrenzende segment” (RASP) werd voorgesteld om radiologische veranderingen van het aangrenzende segment te beschrijven en “klinische pathologie van het aangrenzende segment” (CASP) werd voorgesteld om klinische symptomen en tekenen van het aangrenzende segment te beschrijven.
Naast cervicale fusie neemt de intradiscale druk toe met ongeveer 50% in het proximale aangrenzende niveau en met 125% in het distale aangrenzende niveau.18 Bij het vergelijken van CDA met ACDF hebben de meeste studies met een follow-up van minimaal 2 jaar geen significant verschil gevonden tussen de pathologie van de aangrenzende segmenten.19,20 Een studie van Coric et al,21 vond echter wel een significante toename van de RASP in hun ACDF-groep met één niveau in vergelijking met de CDA-groep, 24,8% versus 9% (P < .0001), bij een follow-up van 2 jaar. Matsunaga et al2 suggereren dat de ontwikkeling van CASP verband houdt met verhoogde schuifspanning op niveaus naast de fusieconstructies, die wordt versterkt bij multilevel fusies. Dang et al22 meldden eveneens een significant verhoogde spanning in de aangrenzende segmenten na fusieconstructies met 2 niveaus in vergelijking met fusie met één niveau. Helaas is er een gebrek aan bewijs met betrekking tot de exacte biomechanische effecten van multilevel CDA.
Fay et al23 onderzochten de verschillen tussen arthroplastie en anterieure cervicale fusie bij 2-level degeneratieve ziekte. Cervicale artroplastie behield de mobiliteit op de operatieniveaus en leverde vergelijkbare klinische resultaten op als ACDF na bijna 40 maanden follow-up van de operatie.23 In een prospectieve gerandomiseerde multicenter vergelijking van totale discusvervanging op 2 niveaus met de Mobi-C cervicale prothese versus ACDF, toonden de resultaten na 4 jaar een significant grotere verbetering in de nek disability index (NDI) scores, tevredenheid van de patiënt, en algemeen succes in de CDA-groep. Bovendien hadden de ACDF patiënten een hoger percentage van latere operaties (15,2% vs 4%) en radiografische aangrenzende discusdegeneratie. In deze studie bleek het percentage RASP 86% te zijn in de ACDF groep vergeleken met 42% in de CDA groep. Ook behielden de Mobi-C discusvervangingspatiënten de segmentale ROM op indexniveaus gedurende 48 maanden follow-up.24 Evenzo meldden Radcliff en collega’s25 in een recent 5-jarig prospectief gerandomiseerd gecontroleerd multicenter klinisch onderzoek een significant grotere verbetering in NDI scores, Short Form-12 fysieke component samenvatting, en algehele tevredenheid bij de laatste follow-up bij patiënten die werden behandeld met een CDA (Mobi-C) op 2 niveaus voor aangrenzende cervicale spondylose in vergelijking met een ACDF op 2 niveaus. Bovendien was het heroperatiepercentage in deze studie significant lager voor de CDA-groep (4%) in vergelijking met de ACDF-groep (16%) op het indexniveau en op aangrenzende niveaus (3,1% vs 11,4%). Het aantal ongewenste voorvallen was vergelijkbaar tussen de groepen. Zou et al26 voerden een meta-analyse uit die 6 gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken omvatte voor CDA versus ACDF voor 2 aangrenzende niveaus van cervicale discusdegeneratieve ziekte en vonden significante superioriteiten in NDI, aangrenzende segmentdegeneratie, heroperatie, en gemiddeld bloedverlies in de CDA-groep.
Een recente meta-analyse analyseerde studies die CDA op meerdere niveaus vergeleken met CDA op één niveau. Ongeacht het aantal artroplastieniveaus vonden de auteurs gelijkwaardige resultaten en functioneel herstel, zonder een verhoogd percentage van heroperaties.27 Bovendien toonden Ament et al28 aan dat CDA een zeer kosteneffectieve procedure is in vergelijking met ACDF bij cervicale aandoeningen met 2 niveaus. Biomechanisch is aangetoond dat CDA op 2 niveaus een bijna normale mobiliteit op beide niveaus behoudt zonder destabilisatie van de beweging van de aangrenzende segmenten.29 Een recente prospectieve multicenter studie van de Bryan Cervical Disc Prosthesis toonde adequate klinische resultaten met behoud van beweging bij tussentijdse follow-up na zowel CDA op één als op twee niveaus.30
Hybride chirurgie (HS), waarbij ACDF en CDA worden gecombineerd, wordt steeds vaker toegepast bij patiënten met cervicale degeneratieve discusziekte (DDD) op meerdere niveaus (figuren 2 en 3).3). Er is gesuggereerd dat patiënten met multilevel DDD een verschillende graad van degeneratie hebben op elk niveau, waardoor fusie of artroplastie op elk niveau niet altijd geschikt is. De combinatie van fusie en niet-fusie kan worden afgestemd op elk niveau, zodat de segmentale beweging op de indexniveaus behouden blijft en hypermobiliteit op de aangrenzende niveaus tot een minimum wordt beperkt. Vervolgens kunnen lange fusieconstructies en de bijbehorende aangrenzende segmentpathologieën worden vermeden. Een meta-analyse van verschillende onderzoeken naar de biomechanische en klinische werkzaamheid van HS heeft een voordeel aangetoond voor het behoud van beweging op de indexniveaus en minder nadelige effecten op aangrenzende niveaus in vergelijking met ACDF of CDA alleen. Bovendien waren de postoperatieve evaluaties, functionele scores en complicatiepercentages gunstig of vergelijkbaar in vergelijking met ACDF of CDA.31 In het algemeen vonden biomechanische studies dat ROM verminderd was op het artrodese niveau maar verhoogd op het artroplastie niveau, resulterend in een algemene constructie vergelijkbaar met die van een intacte wervelkolom. De plaats van de arthroplastie boven of onder het niveau van de fusie had geen significante invloed op de beweging, de aangrenzende intradiscale druk of de krachten op de facetgewrichten. Helaas werden er geen consistente resultaten gevonden met betrekking tot operatietijd en bloedverlies bij het vergelijken van HS met ACDF in verschillende studies.
Hybride constructie met anterieure cervicale discectomie en fusie (ACDF) boven cervicale discusartroplastie (CDA).
Hybride constructie met anterieure cervicale discectomie en fusie (ACDF) naast cervicale discusartroplastiek (CDA).
Cho et al32 voerden een biomechanische analyse uit van cervicale ROM na CDA op 2 niveaus versus ACDF versus hybride construct op de niveaus C5 tot en met C7. Op de indexniveaus leidde ACDF op 2 niveaus tot een verminderde totale ROM, terwijl de cervicale beweging toenam met CDA. In de hybride constructie was de cervicale ROM niet significant veranderd. Op aangrenzende niveaus boven en onder de constructie was de beweging daarentegen significant toegenomen in de ACDF-groep, maar onveranderd in de CDA- en hybride groepen.32
Hypermobiliteit op de aangrenzende niveaus kan de bron zijn van versnelde degeneratieve veranderingen in de niet-gefuseerde segmenten. In een gelijkaardige studie van Gandhi et al,33 werd vastgesteld dat artroplastie de beweging op het indexniveau behield terwijl de normale beweging op de aangrenzende niveaus behouden bleef. Fusie resulteerde echter in een significante afname van de beweging op het gefuseerde niveau en de daaropvolgende toename op de aangrenzende niveaus. De hybride groep behield de beweging op het niveau van de arthroplastie, waardoor de spanning op de aangrenzende niveaus afnam.33
Het momentane rotatiecentrum (ICR) is een maat die wordt gebruikt om abnormale mobiliteit van de halswervelkolom te detecteren. Een recente biomechanische analyse op volledige cadaver preparaten door Liu et al34 toonde aan dat zowel hybride chirurgie als CDA in 2-level reconstructies de ROM niet veranderde en de ICR op de niveaus grenzend aan de constructie minimaal veranderde in vergelijking met fusie alleen. Zowel de hybride als de CDA-constructie behielden niet alleen de kwantitatieve beweging, maar ook de kwalitatieve beweging door een bijna natieve ICR te handhaven.34 Er is nog steeds een gebrek aan bewijs van hoge kwaliteit ten gunste van artroplastie, ACDF of HS voor de behandeling van DDD op meerdere niveaus.
Er zijn verschillende bezwaren gerezen met betrekking tot CDA-constructies op meerdere niveaus, waaronder: ontwikkeling van heterotope ossificatie (HO), langere operatietijden, meer bloedverlies, malaligniteit van de wervelkolom, osteolyse, wervellichaamfractuur, verplaatsing van het implantaat, overgevoeligheidsreactie van het metaal, en verlies van lordose en/of discusruimte.21,34 HO is een welbekende complicatie na totale schijfvervangingen, met een incidentie van 16% tot 63% op de behandelde niveaus postoperatief.24,35 De ontwikkeling van HO heeft een aanzienlijke invloed op de cervicale beweging, vooral wanneer er sprake is van overbruggende ossificatie over de discusruimte. Het langetermijneffect van HO op klinische en functionele resultaten blijft onduidelijk.
Een recente retrospectieve studie die gebruik maakte van de Nationwide Inpatient Sample (NIS) om revisieoperaties voor CDA met 1 tot 2 niveaus en ACDF te vergelijken, toonde significant hogere incidenties van gezondheidszorgkosten, verblijfsduur in het ziekenhuis en perioperatieve wondinfectie aan bij CDA-revisie.36 Het aandeel revisieoperaties na CDA in vergelijking met ACDF bedroeg respectievelijk 7,7% en 2,0%. De slechtere resultaten voor CDA-revisie werden toegeschreven aan een uitgebreidere en invasievere blootstelling die nodig was voor het verwijderen van het artroplastie-implantaat.
Dysphagie na anterieure cervicale procedures is een andere bekende complicatie, met een incidentie van maar liefst 21% na 2 jaar.37 Bij multilevel fusies komt dysfagie voor bij 33% tot 40% van de patiënten.38 In een prospectief gerandomiseerd onderzoek was het percentage postoperatieve dysfagie na CDA de helft lager dan na ACDF.39 De verminderde incidentie van dysfagie na schijfartroplastiek kan secundair zijn aan een verminderd anterieur profiel van het implantaat in vergelijking met ACDF, evenals een verminderde retractie die vereist is tijdens het instrumenteren.39,40 Verhoogde slokdarmdruk ontstaat door een verhoogde retractie tijdens de blootstelling en de vereiste schroefplaatsing bij ACDF.
Door een genereuze decompressie van de neurale elementen en herstel van de intradiscale hoogte zijn zowel ACDF als CDA succesvol in de behandeling van radiculopathie en myelopathie. In tegenstelling tot fusie, behoudt discusartroplastie de beweging op de indexniveaus en lijkt het minder schadelijke effecten te hebben op aangrenzende discusniveaus. Hoewel CDA de pathologie van de aangrenzende segmenten niet voorkomt, lijkt deze te verminderen in vergelijking met ACDF, misschien door het behoud van de cervicale biomechanica.24 Bij ziekte op één niveau biedt CDA gelijkwaardige klinische resultaten en een aanzienlijke vermindering van secundaire procedures en totale gezondheidszorgkosten.13 Uit de eerste rapporten blijkt dat CDA op meerdere niveaus even veilig en effectief is als de ingreep op één niveau.27 Bovendien zijn er significante verbeteringen in klinische resultaten en een lagere incidentie van heroperaties van het indexniveau en de aangrenzende niveaus aangetoond in tussentijdse studies van CDA op twee niveaus in vergelijking met ACDF op twee niveaus bij patiënten met de juiste indicatie. Niettemin is er meer bewijs van hoge kwaliteit met grote patiëntenpopulaties nodig om het nut van multilevel CDA en HS nauwkeurig en kritisch te beoordelen.