Outcomes of the use of Cement-Augmented Cannulated Pedicle Screws in Lumbar Spinal Fusion

Abstract

Purpose: There are few studies of the radio-clinical outcomes of cement-augmented cannulated pedicle screw (CPS) fixation in osteoporotic patients. Retrospective comparative study was taken to compare the radiological and clinical outcomes between groups receiving cement-augmented CPS and solid pedicle screws (SPS) in lumbar fusion surgery. Materials and Methods: A total of 187 patients who underwent lumbar fusion surgery for degenerative spinal stenosis or spondylolisthesis from 2014 to 2019. Radiological evaluation included screw failure, cage failure, rod breakage and fusion grade at postoperative 6 months and 1 year. Pre- and postoperative visual analog scales for back pain (VAS-BP), leg pain (VAS-LP), Korean Oswestry disability index (K-ODI) and postoperative complications were also compared. Outcomes of patients with high risk factors for implant failure [old age, osteoporosis, autoimmune disease or chronic kidney disease (CKD)] who underwent open transforaminal lumbar interbody fusion with cement-augmented CPS fixation (Group C, n=55) or SPS fixation (Group S, n=132) were compared. Results: 324 pedicle screws in Group C and 775 pedicle screws in Group S were analyzed. Group C had a significantly higher average age and lower T-score, and included more patients with autoimmune disease and CKD than group S (all P<0.05). Clear zones, screw migration and loss of correction were significantly less frequent in Group C (all P<0.05). Thirteen screw breakages were observed; they were only in Group C (4.0%) and all were in the proximal of the two holes. Interbody and posterolateral fusion rates were not significantly different. At last follow-up, all clinical parameters including VAS-BP, VAS-LP and K-ODI scores had improved significantly in both groups. Postoperative complications were not significantly different in the two groups. Conclusion: In lumbar fusion surgery, using cement-augmented CPS in high risk groups for implant failure could be a useful technical option for reducing acute radiological complications and obtaining clinical results comparable to those obtained using SPS in patients with low risk of implant failure. |목적 : 골다공증 환자에서 요추 유합술 시 시멘트 충진 유관 나사못 고정술 시행 후 임상적 및 영상의학적 결과를 보고한 연구는 제한적이다. 본 연구는 척추 유합술 시 시멘트 충진 유관 나사못을 이용한 군과 일반 나사못을 이용한 군의 영상의학적, 임상적 결과를 비교하였다. 대상 및 방법 : 2014년부터 2019년까지 퇴행성 척추관 협착증 또는 퇴행성 전방전위증으로 요추부 유합술을 시행받은 187명의 환자를 대상으로 후향적 분석을 시행하였다. 고정물 실패의 위험인자 (65세 이상 고령, T값 -2.5 미만 골다공증, 자가면역 질환, 3기 이상의 만성 신부전증) 를 확인하여 고위험군은 요추부 추체간 유합술 시행 시 시멘트 충진 유관 척추경 나사못을 이용한 고정을 시행하였고(C 군, Group C, n=55), 저위험군은 일반 척추경 나사못을 이용한 고정술을 시행하였다 (S 군, Group S, n=132). 나사못 실패 및 케이지(cage) 실패, 강봉의 파손 및 유합 정도 등의 영상의학적 지표를 수술 후 6개월과 1년째에 측정하였다. 임상적 지표로는 수술 전, 후 시각통증척도(visual analog scale: VAS)로 측정한 하부 요통(VAS-BP) 및 하지 방사통(VAS-LP) 정도, 한국어판 오스웨스트리 장애 척도 (Korean Oswestry disability index: K-ODI) 점수, 술후 합병증 발생 여부를 조사하였다.

결과 : C 군에서 사용된 324개의 척추경 나사못 및 S 군에서 사용된 775개의 척추경 나사못을 비교, 분석하였다. C 군에서 통계적으로 유의미하게 높은 연령 및 낮은 골밀도(T값)를 보였으며, 자가면역질환의 비율이 높았다 (P<0.05). 나사못 주변부 음영대(Clear zone), 나사못 이동 및 교정각 상실은 C 군에서 통계적으로 유의미하게 적은 빈도로 관찰되었다 (P<0.05). 13예(4.0%)의 나사못 파손이 C 군에서 관찰되었으며, 모든 나사못 파손은 근위부 구멍에서 관찰되었다. 두 군간의 추체간 유합율 및 후외측 유합율은 통계적으로 차이가 없었다. 최종 추시 상 하부 요통 및 하지 방사통, 한국어판 오스웨스트리 장애 척도 점수를 포함한 모든 임상 지표에서 두 군 모두 유의미한 호전을 보였다. 두 군간의 술 후 합병증 발생 빈도는 유의미한 차이가 없었다. 결론 : 요추부 유합술 시행 시 기계적 실패의 고위험군에서 시행한 시멘트 충진 유관 나사못 고정술은 초기 영상의학적 변형을 줄이며, 기계적 실패의 저위험군에서 시행한 일반 척추경 나사못 고정술과 비교하여 유사한 결과를 보여 양호한 결과를 얻을 수 있는 술식으로 생각된다.