148
FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE R.B. Post

FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

  

FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE 

                

R.B. Post

Page 2: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

  For the printing and distribution of this thesis financial support by Bauerfeind Benelux BV, Biomet Nederland BV, DePuy Spine, Maatschap chirurgie/orthopedie Scheper Ziekenhuis Emmen, Medtronic Nederland BV, Stichting Anna fonds and Stichting Beatrixoord Noord‐Nederland is gratefully acknowledged.               Thesis university of Groningen, the Netherlands ‐ with references ‐ with summary in Dutch.   ISBN: 978‐90‐367‐3535‐3 (book) ISBN: 978‐90‐367‐3534‐6 (electronic version)   Copyright © 2008 by R.B. Post All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or otherwise without the prior written permission of the copyright holder. Chapter 2 to 5 reprinted with kind permission from Springer Science + Business Media.     Printed by Drukkerij van Denderen, Groningen. 

Page 3: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

  

RIJKSUNIVERSITEIT GRONINGEN    

FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE    

Proefschrift   

ter verkrijging van het doctoraat in de Medische Wetenschappen 

aan de Rijksuniversiteit Groningen op gezag van de 

Rector Magnificus, dr. F. Zwarts, in het openbaar te verdedigen op 

woensdag 29 oktober 2008 om 13.15 uur 

      

door      

Richard Bernardus Post geboren op 19 augustus 1977 

te Elp 

Page 4: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

  Promotor:                    prof. dr. H.J. ten Duis   Copromotores:               dr. C.K. van der Sluis                               dr. V.J.M. Leferink   Beoordelingscommissie:    prof. dr. S.K. Bulstra                               prof. dr. J.H.B. Geertzen                               prof. dr. P. Patka

Page 5: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

  Paranimfen:                  drs. E.M. Post                               drs. R.J. Sol 

Page 6: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

Page 7: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CONTENTS  

Table of contents    Chapter 1  General introduction and outline of thesis                                1  Chapter 2  Spinal mobility: Sagittal range of motion measured with the          31   SpinalMouse, a new non‐invasive device  Chapter 3  Sagittal range of motion after a spinal fracture: does ROM            45   correlate with functional outcome?  Chapter 4  Functional outcome 5 years after non‐operative treatment of         59   type A spinal fractures  Chapter 5  Non‐operatively treated type A spinal fractures: mid‐term            73   versus long‐term outcome  Chapter 6  Long‐term functional outcome after type A3 spinal fractures:         85   operative versus non‐operative treatment  Chapter 7  General discussion and conclusions                                      99  Chapter 8  Summary                                                               117  Chapter 9  Nederlandse samenvatting                                             125    List of abbreviations                                                    135   Dankwoord                                                            137   Curriculum Vitae                                                       139 

Page 8: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

 

Page 9: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

Chapter 1 

  

General introduction 

Page 10: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

Spinal fractures: epidemiology, costs  

In  the Netherlands,  from  January  2004 until December  2006,  6099 patients were treated  in  a  hospital  for  a  thoracolumbar  spinal  fracture  without  neurological deficit.  These  numbers  include  spinal  fractures  due  to  trauma,  as  well  as osteoporosis‐induced  fractures and pathological  fractures  [125]. During  the  same period, 2947 patients in the age group of 20 to 60 years were treated for a traumatic thoracolumbar  spinal  fracture  without  neurological  deficit.  This  means  an incidence  of  traumatic  thoracolumbar  fractures  (without  neurological  deficit)  of approximately 1.2 per 10,000 per year in the Netherlands [125].  A  study  reporting  about  the  incidence  of  spinal  fractures  in  Canada  shows  an incidence  of  64  per  100,000. These  figures  include  all  spinal  fractures,  including fractures  induced  by  osteoporosis  and  cervical  fractures  [46].  In  a  study  from England, the annual incidence of spinal fractures between the age of 20 to 60 years was 2.5 per 10,000 for men and 1 per 10,000 for women [124].  Neurological  deficits,  ranging  from  single  root  lesions  to  complete  paraplegia, were found in 22% of the cases in a cohort of 1,212 thoracolumbar spinal fracture patients  [77].  A  recent  study  reported  about  a  cohort  of  1,251  spinal  fracture patients, from which 18% displayed neurological deficits [59].  Total medical costs of injuries in the Netherlands in 1999 were EUR 1.15 billion or 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th  (3.8%)  in  total  trauma  costs, with  a mean  cost of EUR  6,600 per patient  [87]. Total costs of spinal accidents were found to be approximately EUR 22 million  in 1997 [112]. 

 Classification  

A classification should allow  the  identification of any  injury by means of a simple algorithm  based  on  easily  recognizable  and  consistent  radiographic  and  clinical characteristics. In addition, it should provide a concise and descriptive terminology, information  regarding  the  severity  of  the  injury  and  guidance  as  to  the  choice  of treatment. Finally, it should serve as an useful tool for future studies [77].  Böhler was one of  the  first  to  classify  spinal  fractures  in  1930  [9].  Subsequently, Watson‐Jones  recognized  that  the  concept  of  stability  and  ligamentous  integrity would be  crucial  in  spinal  fracture management  [142]. Nicoll, who published  in 1949 about spinal fractures in miners, also emphasized the concept of stability [97].   

Page 11: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

In 1963, Holdsworth presented a classification based on a two‐column theory [45]. The  spine was  visualized  by  2  columns:  the  anterior  column,  consisting  of  the vertebral body and  intervertebral disc, and  the posterior  column  comprising  the facet joints and the posterior ligamentous complex. After classification schemes by Kelly in 1968 [53] and Whitesides in 1977 [145], the first to present a three‐column theory was Louis in 1977 [75].  In  the  era  of  the  computed  tomography  (CT),  Denis  presented  in  1983  the nowadays frequently used three‐column theory [24]. The spine is divided into the anterior column (the anterior longitudinal ligament and the anterior two thirds of the vertebral body), the middle column (posterior one third of the vertebral body and  the posterior  longitudinal  ligament) and  the posterior column  (all  structures posterior to the posterior longitudinal ligament). In this system, spinal fractures are classified  into four different types: compression fractures, burst fractures, seatbelt type  injuries and  fracture dislocations. Each of  this  type  is  then sub‐divided  into one of three to four subtypes. According to Denis, loss of integrity in 2 out of the 3 columns  will  result  in  instability,  consequently  necessitating  operative stabilization. Despite its widespread use, criticism on the Denis classification grew, stressing the oversimplification of the subject of instability. Attempts to modify the classification  (emphasizing  the presumed mechanistic properties  of  injury) were made by Ferguson and Allen [36]. McAfee extended Denis’ classification to further clarify stability in spinal fractures [81]. In  1994,  two  new  classifications were  presented;  the  load  sharing  classification (LSC) and the Comprehensive Classification (CC) [77, 82]. The LSC, developed by McCormack et al., rates the injury by giving points to 1) the amount of damaged vertebral body (comminution), 2) the spread of the fragments in  the  fracture site and 3)  the amount of kyphosis correction necessary  to restore the normal sagittal alignment [82]. This classification associates the vertebral body fracture‐anatomy  with  mechanical  stability  (the  more  points,  the  less  load transfer capacity) and attempts to give direction to treatment. In addition to the Denis classification and the CC, the LSC  is more and more used  in  literature [1, 102, 122].  Influenced by the  increasing accessibility of CT and the need for a more sensitive classification, Magerl  et  al.  presented  the Comprehensive Classification  in  1994, based  on  the AO  fracture  classification  format  [77].  It  is  based upon  the patho‐morphological  characteristics  of  the  fracture,  resulting  in  a  progressive  scale  of growing morphological  injury.  The  system  distinguishes  3 main  fracture  types, following the suspected mechanism of injury:  

Page 12: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

• type A fracture (compression of the vertebral body, no posterior lesions) • type B fracture (distraction, transverse disruption of 1 or 2 columns)   • type C fracture (rotation, two‐column injury with rotational displacement)  

Each of this fracture types is divided into three subgroups which are divided into a following  subgroup, known  from  regular AO  arrangement.  In  this  classification, stability reduces by increasing classification, so a type C fracture is less stable than a  type A  fracture  (see  Table  1  and  Figure  1).  In  this  thesis,  the Comprehensive Classification is used.   

Table 1 Comprehensive Classification  

A1.1 Endplate impaction 

A1.2 Wedge impaction A1 Impaction fracture 

A1.3 Vertebral body collapse 

A2.1 Sagittal split fracture 

A2.2 Coronal split fracture A2 Split fracture 

A2.3 Pincer fracture 

A3.1 Incomplete burst fracture 

A3.2 Burst‐split fracture 

A Compression injury 

A3 Burst fracture 

A3.3 Complete burst fracture 

B1.1 With disc disruption B1 Posterior ligamentary lesion 

B1.2 With type A fracture 

B2.1 Transverse bicolumn 

B2.2 With disc disruption B2 Posterior osseous lesion  

B2.3 With type A fracture 

B3.1 With subluxation 

B3.2 With spondylolysis 

B Distraction injury 

B3 Anterior disc rupture 

B3.3 With posterior dislocation C1.1 Rotational wedge fracture 

C1.2 Rotational split fracture C1 Type A with rotation  C1.3 Rotational burst fracture 

C2.1 B1 lesion with rotation 

C2.2 B2 lesion with rotation C2 Type B with rotation C2.3 B3 lesion with rotation 

C3.1 Slice fracture 

C Rotation injury 

C3 Rotational shear injury C3.2 Oblique fracture 

Page 13: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

               A1 Impaction                            A2 Split                               A3 Burst 

                    B1 Posterior                B2 Osseous distraction         B3 Posterior distraction  ligamentous disruption                 injury                          with anterior disruption 

                     C1 Rotation with               C2 Rotation with                        C3 Rotation with         A fracture                             B fracture                                        shear  

Fig. 1 Comprehensive Classification: Type A fractures (compression), type B fractures (distraction) and type C fractures (rotation)  

At present, the Comprehensive Classification as well as the Denis classification are the most commonly used  schemes  in classifying  spinal  fractures  [106]. However, some  concerns  are  present  when  studying  both  schemes.  Reliability  and repeatability of both systems have shown to be moderate [7, 63, 147]. Furthermore, both systems lack an important issue: they do not completely consider the integrity of the posterior ligamentous complex (PLC). This complex is believed to be of great 

Page 14: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

importance  in maintaining spinal stability  [19, 99, 100, 152]. Hence, disruption of this structure might result  in spinal  instability and may  lead to severe pain  if not managed properly  [67]. Even  so, a CT‐scan does not provide direct  information on the soft tissues, so the role of the PLC is not entirely acknowledged in the (CT‐based) CC and Denis  classification. Lesions  to  the PLC  can only be  assumed on CT‐scans when  interspinous widening  is present. Detecting PLC  injury on plain X‐rays or CT‐scans has shown not be accurate. For example, Leferink et al. showed that  30%  of  type  B  fractures  (PLC  lesion  present)  are  misdiagnosed  and  are classified as being  type A  fractures  (PLC  intact) when only plain X‐rays and CT‐scans are used [71].  Whereas  the CT‐scan can not directly detect  injuries  to  the PLC,  images made by using Magnetic Resonance Imaging (MRI) can visualize damage to the soft tissues, including the PLC. Lee et al. demonstrated the accuracy of the MRI detecting PLC injury  to be 97%, with a negative predictive value of 100%  [66]. Recognizing  the importance of the PLC (and intervertebral disc) in spinal stability, the use of MRI will most  likely play an  important  role  in new  classification  systems  in  the near future [100]. Recently, Vaccaro et al., acknowledging the role of the PLC, proposed a new classification and  severity score,  the ThoracoLumbar  Injury Severity Score (TLISS)  [134].  It  is based upon 3  categories with points assigned  to each  specific variable in a category; 1) the mechanism of injury (1 to 4 points), 2) the integrity of the posterior ligamentous complex (0 to 3 points) and 3) the patient’s neurological status  (0  to 3 points). Points are  summed, 3 points or  less would  implicate non‐operative  treatment,  5  points  or  more  indicate  operative  treatment  should  be preferred. Four points is an intermediate score leading to management either way [134].  The  system  demonstrated  good  reliability  in  terms  of  intra‐observer  and inter‐observer  agreement  [106]. Lately,  its  concept has been modified by placing more  emphasis  on  the  morphology,  resulting  in  the  ThoracoLumbar  Injury Classification and Severity Score (TLICS) [67, 132]. In the future, this scheme might possibly replace the commonly used classification schemes.  

 Treatment  

The treatment goal in spinal fractures is to obtain early patient mobilization and a painless,  balanced,  stable  vertebral  column  with maximum  spine mobility  and optimal neurological function [32]. In the light of the ICF (see page 12) this would mean a patient with no  loss of body  function, who can undertake all activities  in the context of his or her culture [150].  

Page 15: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

Until  the  1970’s  non‐operative  treatment  was  the  paradigm  in  curing  spinal fractures.  Hippocrates  was  one  of  the  first  to  treat  spinal  fractures  [89]. Hippocrates, and later on Oribasius, treated patients by distraction, reduction and rest  on  a  scamnum  (see  Figure  2).  The word  “scamnum”  originates  from  Latin denoting  “low  bench”  [89].  Since  that  time,  many  variations  in  non‐operative treatment have been used.   

  

Fig. 2 Distraction and reduction on a scamnum  

Non‐operative  treatment  can  consist  of  bed  rest,  postural  reduction,  direct mobilization, ambulatory bracing (for example with a reclination brace, see Figure 3), and combinations of these. An early goal of non‐operative treatment is a mobile patient with or without brace. The means used as how to achieve this rather vary in  literature  and  seem  to  be  to  some  extent  empirically  based. Mumford  et  al. claimed good results after one month of bedrest followed by 3 months of bracing [94]. Shen advocated direct mobilization with or without a  Jewett brace  in  three‐column  “burst”  fractures  [120].  Closed  reduction  (on  a  Cotrel  frame  by  axial traction and anterior shear) and casting for 3 months were described by Tropiano et al. [130]. Kinoshita et al. proposed 3 months of bedrest followed by a brace [54]. Others describe more or less equal treatment strategies, ranging from one week to 3 months of bedrest followed by a brace or thoracolumbosacral orthosis (TLSO) for 3 to 6 months [1, 14, 15, 38, 104, 107, 128]. Weinstein et al., as one of the most cited authors  in  this  line  of work,  claimed  good  results  after  immediate mobilization with a brace or up to 3 months of bed rest [143].  

Page 16: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

 

     

Fig. 3 Example of a three‐point reclination brace   

With  the development  of  operative  techniques  in  the  1970’s, however,  a  second treatment  modality  for  spinal  fractures  became  available.  Harrington instrumentation,  which  originally  was  developed  for  scoliosis  surgery,  was presented for use in spinal fractures in 1973 [28].  The  Harrington  system,  using  distraction  and  fixation,  became  the  worldwide standard  for  operative  stabilization  in  spinal  fractures. Despite,  some  problems were  encountered:  a  large  part  of  the  spine  had  to  be  immobilized  (from  3 segments above the injured level to 3 segments below) to create a firm fixation. The Luque rod system, using sublaminar wires, achieved better fusion although more neurological  complications  occurred  compared  to  the  Harrington  system  [64]. Some  of  these problems were  solved by  the  “Harrington‐like” Cotrel‐Dubousset instrumentation  [92].  Meanwhile,  Roy‐Camille  et  al.  presented  a  technique consisting  of posterior plates with  screws positioned  through  the pedicles  [117]. This transpedicular technique, combined with the “Harrington rod idea”, resulted (partially via Magerl’s  fixateur externe)  in  the nowadays  frequently used  system according to Dick [26, 27, 78]. This technique consists of transpedicular placement of screws one level above and one level below the fractured vertebral body, which act as  levers  in  reducing  the kyphosis. These  screws are  connected by  two  short rods  and  so  construct  the  “fixateur  interne”  according  to  Dick  [27].  The most important  advantage  of  this  procedure  is  its  capacity  to  create  (and  partly preserve) reduction of fractures by only immobilizing 2 segments.  

Page 17: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

Nowadays,  posterior  transpedicular  fixation  devices  are  the  standard  in  dorsal operative  approaches. Many dorsal  implants  are  available  today,  all  referring  to the Dick internal fixator (see Figure 4) [16, 65, 116]. In this thesis, all patients who were managed operatively were  treated by  internal  fixation, using  the Universal Spine System [65].  

  

Fig. 4 Example of an internal fixator in a model, bridging one segment  

The dorsal approach  is not  the only possible operative procedure,  though. Dunn and Kaneda presented a ventral approach in 1984 [31, 52]. This new technique was developed  because  of  concerns  about  the  retropulsed  bony  fragments  which became visible on CT‐scans. The consideration was that a direct, anterior approach would  offer  better  decompression  of  the  spinal  cord  than  an  indirect  posterior approach  mainly  based  on  ligamentotaxis  [136].  Kostuik  put  the  anterior  and posterior  approach  together  and  presented  the  anterior  Kostuik‐Harrington distraction device  [60]. Presently, multiple  types of anterior devices are available [138]. The anterior approach allows decompression of anterior neural compression, reconstruction of the anterior and middle columns of the thoracolumbar spine, and osteotomy  through  the vertebral body  if needed  [111].  It can be used as  the  first and only  step  (for  example  in high  thoracic  fractures) or  as  a  second procedure when dorsal instrumentation has failed to adequately decompress the spinal canal [138]. The spinal column can be approached through thoracotomy, video‐assisted thoracoscopic  surgery,  and  open  transabdominal  and  retroperitoneal  exposure [47]. 

Page 18: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

10 

Recently, vertebroplasty and balloon kyphoplasty have become a topic of  interest in the treatment of traumatic spinal fractures [137]. In vertebroplasty and balloon kyphoplasty,  an  inflatable  balloon  is  brought  into  the  fractured  vertebral  body percutaneously.  By  inflating  the  balloon,  it  restores  height  and  corrects  the kyphotic deformity. Afterwards, cement is injected into the remaining cavity. It is a commonly  used  technique  for  treating  osteoporotic  impression  fractures  [72]. However,  recently  it  has  also  been  used  in  the  treatment  of  traumatic  spinal fractures [101, 135]. The technique was found to be safe, but clinical results are still uncertain. Nowadays spinal fractures, like most other fractures, can be treated operatively or non‐operatively. Both modalities have  their  own  advantages  and disadvantages. Benefits  of  the  operative  approach  are  the  improvement  of  spinal  alignment, decreased deformity, early mobilization and rehabilitation (with a decrease in the complications  of  long  bed  rest)  and  sometimes  improvement  in  neurological function or decreasing the possibility of neurological deterioration [40, 119, 146].  On the other hand, non‐operative treatment lacks the risks of surgery, such as deep wound infection, iatrogenic neurological injury and implant failure [107, 120, 146]. Furthermore, non‐operative treatment seems to be less expensive [44, 112, 121].   

 Indications  

The decision to treat either operatively or non‐operatively is based on clinical (age, co‐morbidity, neurological  status, other major  injuries) and  radiological  findings. The  distinction  between  stability  and  instability  of  the  spine  and  the  patient’s neurological status play an important role. Instability can be defined as the loss of the ability of the spine under physiological loads to maintain relationships between vertebrae  so  that  there  is  no  initial  or  additional  neurological  deficit,  no major deformity, and no incapacitating pain [144]. In  general,  patients  with  stable  fractures  without  gross  deformities  and  no neurological deficits are treated non‐operatively. Patients with gross deformity and progressive neurological deficits are treated operatively. On the other hand, these are  only  indistinct  criteria.  In  clinical  practice,  the  decision  on  how  to  treat  a traumatic thoracolumbar spinal fracture seems to be less simple. This is especially true  for  the  so‐called  “burst”  fracture,  i.e.  the  type A3.1, A3.2  and A3.3  fracture according to the CC [77]. This type of fracture is characterized by comminution of the vertebral body with centrifugal extrusion of  fragments, whereas  the posterior ligamentous complex is intact. The hallmark of this type of fracture is the extrusion 

Page 19: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

11 

from bone into the spinal canal (disruption of the dorsal side of the vertebral body) (see Figure 5). The most favourable  treatment for this fracture  is still unknown; a large amount of  literature  is available concerning  this “burst”  fracture,  reporting good results after both operative as well as non‐operative treatment [19, 22, 62, 107, 119, 122, 146].   

        

Fig. 5 X‐ray (a) and CT‐scan (b) of a type A3.1 fracture (T12) in an 18‐year‐old male. Post‐operative status is shown in (c)  

Nevertheless, when one has  to decide which  treatment  is viable  for  a particular patient, which measure  should  one  choose  in  determining  success?  Should  the result of  treatment be  judged on  radiological appearance of  the vertebrae?  Is  the cost of treatment of any importance? Or should the result be measured in terms of patient satisfaction, pain or restrictions in daily activities? During the last decades, the concept of functional outcome has gained attention to evaluate the result of treatment [126].  

 Functional outcome  

A precise definition of  functional outcome  is not easy  to  formulate. According  to Baumberg et al., outcome is “the result of health care processes” [3]. However, this might not cover the complete meaning of functional outcome. Liebenson describes functional  outcome  as  “the  measurement  of  a  patient’s  status,  either symptomatically or functionally” [74].  Outcome  after  trauma  can  be  evaluated  in  numerous  ways.  One  can measure survival,  which  is  a  simple,  but  in  the  field  of  spinal  fractures  less  suitable approach. Usually,  functional  outcome  is measured  as  a  summary  of  numerous 

Page 20: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

12 

characteristics of daily  living,  like pain,  return  to work, ability  to  sport or  social functioning.  The  International  Classification  of  Impairments,  Disabilities  and Handicaps  (ICIDH),  published  by  the World Health Organization  in  1980,  is  a model to describe the result of disease on patients’ health status [149]. In short, 4 entities  are  considered  for  any  kind  of  disease  (including  trauma):  pathology, impairment, disability and handicap. According to the World Health Organization, health can be defined as “a state of complete physical, mental and social well‐being and  not merely  the  absence  of disease  or  infirmity”  [148].  In  2001,  the  “revised version”  of  the  ICIDH  was  published,  the  International  Classification  of Functioning,  Disability  and Health  (ICF)  [150].  It  consists  of  3 more  positively emphasized categories (body function/structure, activity, participation), all of these influenced by personal and environmental factors [150]. Significant deviations, or loss of body  function and  structure  replace “impairment”. Activity  is defined as performance  of  person‐level  tasks  or  activities  undertaken  by  a  person  in  the context of  their culture. Participation replaces “handicap” and expands  the scope of  disablement  by  classifying most  areas  of  human  life  (see  Figure  6)  [127]. As being  a more psychosocial model  than  the  ICIDH,  the  ICF makes  it  possible  to grade all the variables related to patients’ health status. Nevertheless,  in reality  it becomes clear that most outcome measures (including questionnaires) do not cover all the domains of the ICF [127].    

        

   

Fig. 6 Health model according to the ICF  

 

disorder / disease

     environmental factors     personal factors

body function & structure           activity            participation 

Page 21: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

13 

Whereas  in  the  beginning  functional  outcome  was  traditionally  the  area  of rehabilitation medicine,  during  the  last  decade  also  other  domains  of medicine have paid interest in functional outcome. This includes the field of traumatology as well [19, 119, 122, 146]. In spinal fracture research, Weinstein et al. in 1988 were one of the first to study functional outcome [143]. Later on others studied outcome  in different types of spinal fractures and treatments using variable outcome measures [1, 15, 94]. Kraemer et al.,  in 1996, even  referred  to  the “traditional”  radiological results as “surrogate outcome” [62].  Why should one measure functional outcome? Functional outcome measurements make  it possible  to  1)  quantify  clinical  signs  and  symptoms,  2)  objectify  clinical symptoms,  3)  make  a  baseline  assessment,  4)  evaluate  the  clinical  course,  5) possibly predict the clinical course for the future and 6) establish a reliable basis for decision making [21]. By  means  of  measurement  instruments  (including  questionnaires)  the  afore‐mentioned data  can be assembled  in a uniform manner. This  raises  the question which instruments are available for evaluating outcome in spinal fractures. 

 Functional outcome measures  

Measurement  instruments  can be divided  into anthropometrical  instruments  (for example  an  inclinometer),  questionnaires  (to  be  completed  by  patients)  and observational  lists  (to be  completed by  the  examiner). Furthermore, one  can  test physical performance. Finally, combinations of all these entities are possible. When using a measurement instrument it should be reliable, valid, and responsive to the clinical change that occurs over time. Reliability describes how uniformly a test can be repeated when utilized on more than one occasion or by more than one rater,  i.e.  the consistency. Reliability can be  tested as  inter‐rater reliability  (i.e.  the reliability between more than one rater) and intra‐rater reliability (i.e. the reliability for the same rater when measuring at different occasions). Validity is the extent to which the instrument measures what it intends to measure. Responsiveness is the capacity of the measure to identify changes in patients’ health status over time. For a measurement instrument to be useful in clinical practice, it should satisfy at least the first two criteria described, and when measuring at different moments in time the last condition should be fulfilled as well.  

Page 22: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

14 

To  measure  outcomes  in  patients  who  sustained  a  spinal  fracture  multiple instruments are available (classified according to the ICF):  

Measurements of impairments in body function and structure:  Neurological status The neurological  status after a  spinal  fracture  is a gross,  though useful measure. The most  frequently used classification  is  that of Frankel, which describes spinal cord injuries according to the severity of deficit below the level of injury [39].  • Group A: complete interruption of all sensation and motor function • Group B: incomplete interruption, with some sensation but no motor function • Group C: incomplete interruption, with demonstrable voluntary motor function 

but at a minimal, non‐useful level • Group D: incomplete interruption, with some voluntary motor function that is 

useful to the patient • Group E: normal functioning  

Physical capacity  Physical  performance  measures  have  the  potential  to  complement  clinicians’ assessments and patients’ reports of outcome. Some of the measures used are:  

• Range of Motion The  Range  of  Motion  (ROM)  is  a  frequently  proposed  outcome  measure. Concerning  its  use  as  outcome  measure,  literature  reveals  conflicting  results, reporting  about no  to poor  relationship  between ROM  and disability  as well  as significant correlation [18, 88, 95, 103, 140].  

• Muscle strength One  can use  isokinetic or non‐dynamometric  tests  for  assessing  their  correlation with  subjective  low  back  pain  symptoms.  For  example,  leg  raising  or  repetitive arch‐up  and  sit‐up  tests  can  be  performed.  In  literature,  the  latter  correlated significantly with pain and disability  [69, 74, 110]. The Sorensen  test, which  is a static back‐extensor  test, was  found  to  correlate with disability  in  low back pain patients [6].  

• Endurance tests Functional capacity  (quantifying a  larger component of body  functioning) can be tested  with  lifting  or  carrying  tests.  Functional  capacity,  focussing  on  aerobic (cardiopulmonary) ability can be assessed with the use of a cycle ergometer. Cor‐relation with disability varied in literature though [37, 73, 84, 123].  

Page 23: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

15 

The progressive isoinertial lifting evaluation (PILE), which we used in Chapter 4, is a psychophysical, isoinertial lifting test [79]. The patient is asked to repeatedly lift a weight  from  the  floor  to a  table,  this should be completed 4  times  in 20 seconds. After  each  cycle,  the  load  is  increased  [79].  Isoinertial  relates  to  the  force  of  a human muscle  that  is applied  to a  constant mass  in motion. The psychophysical component lies in the fact that a patient can stop lifting when he finds himself at a point of discomfort or overexertion [79]. As such, this test represents a self‐selected “real  world”  lifting  technique.  The  patient  chooses  the  posture  he  experiences comfortable, and stops lifting when psychophysical (cognitive) factors like fatigue necessitate  doing  so.  A  weakness  of  the  PILE  (and  all  lifting  tests)  is  the incapability  to  distinguish  the  “weak  link”  anywhere  along  the  biomechanical chain.    

Measurements of limitations in activity or participation: Return to work  Return to work (RTW) is an outcome that is highly valued by patients, employers, insurance  companies  and  society  [1,  104,  119,  122,  143].  Clinicians  frequently include  return  to work as one of  the  treatment goals. Although being a valuable outcome measure,  RTW  is  affected  by  socio‐economic  characteristics,  economic incentives, job characteristics as well as employment status [43, 76, 109].  

Health‐related quality of life Instruments measuring  health‐related  quality  of  life  are mostly  questionnaires. These  questionnaires  can  be  classified  as  generic  (designed  for  broad  use  in  a variety of patient populations) or  condition‐specific  (designed  for use  in  specific patient populations). Condition‐specific  instruments have several advantages. First,  they  target specific components  of  function  that  are  most  relevant  to  the  disease  or  condition, furthermore  they may be more  responsive  than generic  instruments.  In addition, many  of  these  instruments  can be  scored quickly  and  the  interpretation of  their scores is less complex [109]. The following questionnaires have been used in spinal fracture patients:  

Generic instruments • SF‐36 The  Medical  Outcomes  Study  36‐item  Short  Form  health  survey  (SF‐36)  scale contains  9  scales  measuring  physical  functioning,  social  functioning,  role restriction due  to physical problems,  role  restriction due  to  emotional problems, 

Page 24: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

16 

mental health, energy and vitality, pain, general perception of health and change in health  over  the past  year.  Scores  can  vary  from  0  to  100, higher  scores  indicate better results  [42, 141].  In  literature,  the  test was  found  to be a reliable and valid measure [85].  

• Sickness Impact Profile The Sickness Impact Profile (SIP) has been used in different (trauma) populations and is a reliable and valid instrument to measure the health‐related quality of life [5, 105]. The  instrument  is  composed of 136  statements describing health‐related dysfunctional behaviors. The  statements  are grouped  into  12  categories. A  score can be computed for  the overall  instrument (SIP‐total) and for  two subscales  that characterize  physical  (SIP‐physical)  and  psychosocial  dysfunction  (SIP‐psychosocial). SIP scores from 0 to 3 are considered to reflect no disability, scores from 4  to 9 reveal mild disablement and scores  from 10  to 19  illustrate moderate disability; severe disablement is reflected by SIP scores from 20 to 100 [51].   

• EQ‐5D This questionnaire, formerly known as the EuroQol instrument, was published in 1990. The system consists of 5 domains: mobility, self‐care, usual activity, pain/discomfort and anxiety/depression. Each dimension has 3 levels, reflecting “no problem”, “some problem” and “extreme problem” [129]. Since 1998, a 6th dimension (cognition) has been added [61]. It has proved to be a valid and reliable instrument [17].  

• Nottingham Health Profile (NHP) The NHP was originally developed to be used in epidemiological health studies. It assesses perceived or subjective health by asking for “yes” or “no” responses to 38 statements  in  6  categories  (energy  level,  emotional  reactions,  physical mobility, pain, social  isolation and sleep). Scores, using weighted values, can range  from 0 (no  problems)  to  100  (all  items  checked)  for  each  category  [83].  The NHP was found to be a valid and reliable measure [48].  

Condition‐specific instruments More than 40 back pain questionnaires are available. The most frequently used are:  

• Roland‐Morris Disability Questionnaire (RMDQ) The RMDQ is derived from the Sickness Impact Profile, from which 24 out of 136 items  are  selected.  Those  24  questions  are  ticked  dichotomously  (yes/no).  Each positive answer results in one point. The lowest possible score is 0 (no impairment) and the highest score is 24 (maximum impairment) [115]. The questions deal with 

Page 25: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

17 

body functions (pain, sleeping and appetite) as well as activities (self care, walking, sitting,  standing,  lifting, work,  dressing,  stairs,  housework  and  resting),  but  no environmental  questions  are  included  [93].  The  RMDQ  is  one  of  the  most frequently used questionnaires in spinal fracture populations, and showed to be a sensitive,  reliable  and  valid  instrument  [93,  109,  126].  The Dutch  version  of  the RMDQ was used in this thesis. This Dutch version also proved to be a reliable and valid measure [12, 114].   

• Oswestry Disability Index  The Oswestry Disability Index (ODI) is a valid and reliable questionnaire designed for determining the degree of functional limitation in patients consulting with low back pain in secondary care [20]. Ten items covering pain intensity, personal care, lifting, walking,  sitting,  standing,  sleeping,  sex  life,  social  life,  and  travelling  are scored  [35]. However,  important  items  considering  the  ability  to work, need  for help  and  items  about  environmental  factors  are  not  included.  Nevertheless, together with the RMDQ it is the most frequently used questionnaire in low back pain and spinal fracture research [93].   

• Denis outcome scale The Denis  outcome  scale  recognizes  3  categories  (pain,  restriction  in work  and restriction  in recreational activities), all on a scale of 1 to 5. One point  is the most perfect situation, whereas 5 points  indicate  the worst possible outcome  [25]. As a rather  simple  tool,  it  is popular  in  spinal  fracture  literature, although no  studies concerning its psychometric characteristics are available.   

• Visual Analogue Scale Spine Score   The Visual Analogue  Scale  Spine  Score  (VAS)  has  the  unique  feature  that  it  is developed  to  be  used  in  spinal  fracture  patients.  Patients  are  asked  to  rate  the functional outcome in 19 items on a 10 cm visual scale. The patient’s perception of pain  and  restriction  in  activities  related  to  back‐problems  is measured. Higher scores represent better results, converted to percentages of the maximum score (0‐100). It has proved to be a reliable and valid instrument [58].   

• Million Visual Analogue Scale  This questionnaire was first published in 1982 for use in patients with chronic back pain. The 15 items focus on body functions (pain, sleep, stiffness and twisting), on activities (walking, sitting, standing and work) and on social life [90]. Answers are scored on a 10 cm visual analogue scale. According to the literature it is a valid and reliable instrument [93]. 

Page 26: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

18 

• Waddell Disability Index (WDI) The WDI is a brief 9‐item scale focussing on disabilities (walking, sitting, standing, lifting,  sex  life,  travelling  and dressing),  on  body  functions  (pain,  sleep)  and  on social  life.  Questions  about  work,  self  care  and  sports  are  not  included  [139]. Psychometric properties were reported to be good [20].  

 Literature review  

Some  data  regarding  functional  outcome  after  a  spinal  fracture  are  available. Comparison  of  the  results  remains  a  difficult  topic  since  treatment modalities, fracture classification, numbers of patients and outcome measures frequently vary between different authors.  Some  issues  though  seem  to  be  generally  accepted.  There  appears  to  be  no correlation between the radiological appearance of the healed vertebral body (e.g. anterior wedge angle, vertebral height) and the functional outcome [38, 62, 94, 108, 122,  128,  143].  Furthermore,  outcome  in  patients  without  neurological  injury generally  seems  fairly  good,  both  after  operative  as  non‐operative  treatment. Neurological deficit seems to have the greatest impact on outcome [86].  

McLain  studied  outcome  after  spinal  fractures  treated  with  Cotrel‐Dubousset instrumentation  [86].  Seventy percent of  the  subjects  returned  to  full‐time work, 56% had no functional limitations. In a study concerning operative treatment after type A, B and C fractures (Comprehensive Classification) the RTW rate was found to be 50%,  the mean Hannover  spine  score was 72%  [56, 57].  In a meta analysis, 84% of the patients were found to have a P1 or P2 status (meaning no or minimal pain)  after  dorsal  stabilization,  83%  of  the  patients  achieved  W1  and  W2 (indicating  return  to heavy  labour or  lighter  labour)  [25, 136]. A  short  time ago, Briem  et  al. measured  outcome  after  operative  and  non‐operative  treatment  for type A and B fractures [10]. Results for the operative group showed a score of 72 points on  the physical  functioning  index of  the SF‐36  together with a VAS  spine score of  60 points.  In  the non‐operatively  treated group,  these numbers were 75 and 67, respectively. Outcomes did not differ between these groups [10]. Reinhold  et  al.  measured  functional  outcome  16  years  after  a  non‐operatively treated  type A  fracture  [108]. A mean VAS  spine  score  of  58  points  (indicating moderate  impairment)  was  found.  A  study  concerning  outcome  after  non‐operatively treated wedge fractures (without neurological deficits) showed a score of 56 points (demonstrating rather severe impairment) on the Oswestry scale, 25% 

Page 27: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

19 

of  patients  had  changed  their  job  [38].  Tezer  et  al.  studied  outcome  after  non‐operative  treatment  for spinal compression and “burst”  fractures  [128]. Pain was measured by means of Denis’  scale;  the mean pain  score was  1.66  (compression fractures) and 1.26 in the “burst” fractures [128].  The  so‐called  “burst”  fracture  (the  type  A3  fracture  according  to  the Comprehensive Classification [77]) remains a fierce topic of debate. It is a fracture type that shows different outcomes in different treatment modalities.  Operative  treatment  in  this  type  of  fracture  shows  good  results.  Leferink  et  al. reported good  results after dorsal  instrumentation;  the mean RMDQ score was 4 and a mean VAS spine score of 79 was found [69]. In another study a score of 69 points  on  the  SF‐36  physical  functioning  scale  was  found  4  years  after  dorsal instrumentation [11]. Sanderson et al. found good to excellent outcomes in 62% of patients treated operatively [118]. Recently, Defino et al. reported 66% of patients displaying P1 or P2 (indicating no or occasional pain [25]) two years after operative treatment for a type A3 fracture [22]. Non‐operative  treatment  in  this  type  of  fracture demonstrates  good  outcome  as well. Mumford et al. found good to excellent outcomes in 66% of patients and the RTW rate was 81% [94]. Reid et al. reported a satisfactory pain score in all patients [107], whereas Aligizakis  et  al.  found  satisfactory  results  in  91%  of  patients  [1]. Also  other  studies  showed  good  results  after  non‐operative  treatment  [14,  15, 130, 143]. Studies directly comparing operative and non‐operative treatment for the type A3 “burst”  fracture reveal contradictory results. Denis et al.  found  in a retrospective study  superior  outcomes  after  operative  treatment,  with  a  neurological deterioration  in  17%  of  patients  treated  non‐operatively  versus  no  deterioration after operative  treatment  [25]. These high percentages of neurological worsening though  seem  extraordinary.  Such  considerably  high  numbers  have  never  been reported  in  other  papers.  Butler  et  al.  found  better  outcomes  (as measured  by Denis’ outcome scale) for those treated non‐operatively [13]. Shen et al. reported no significant differences in RTW, SF‐36 and Oswestry scores after operative and non‐operative  treatment at a 2‐year  follow‐up. Operative  treatment resulted  in earlier pain  reduction  than  non‐operative  treatment,  yet  costs  of  operative  treatment doubled  that  of  non‐operative  treatment  [119].  Also  other  authors  could  not demonstrate  a  difference  in  outcome  between  operative  and  non‐operative treatment  for  the  type A3  fracture  [30,  55,  62]. Studies  afore‐mentioned were  all carried  out  in  a  retrospective  setting,  however.  Recently,  a  literature  review concerning optimal  treatment  in  the  type A3 “burst”  fracture has been presented 

Page 28: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

20 

by Dai  et  al.  [19]. According  to  this  review,  no  superior  treatment  exists  in  the neurological intact type A3 “burst” fracture. A recent Cochrane review found only one  adequate  prospective  randomized  controlled  trial  comparing  operative  and non‐operative treatment [146, 151]. This study, by Wood et al., found a significant higher RMDQ score of 8.2 for those patients treated operatively versus 3.9 for those treated non‐operatively. RTW rates did not differ between  the groups, SF‐36 and Oswestry scores did not differ either. They concluded that non‐operative treatment in type A3 “burst” fractures is at least as valuable as operative treatment [146]. Short  after  this Cochrane publication,  a paper  by  Siebenga  et  al. was published comparing  treatment outcomes after  type A3  fractures, studied  in a multi‐centre, prospective  randomized  setting  [122].  They  found  better  outcomes  in  patients treated operatively. Above‐mentioned studies report nearly all on dorsal operative procedures. Data on functional  outcome  after  ventral  operative  procedures  are  scarce. On  one  hand, anterior surgery could produce a more complete and reliable decompression of the spinal canal; on the other hand it requires a more sophisticated technique and may result  in  serious  adverse  effects  [33].  Okuyama  et  al.  found  good  results  after anterior  surgery, 84% of  the patients  scoring P1 or P2,  indicating minimal or no pain  [25, 98]. Ghanayem et al.  found good or excellent  results  in 92% of patients after anterior instrumentation [41].  

The  aim of  this  thesis  is  to  study different aspects of  functional outcome after  a spinal fracture. Considering the above described, much is known on this topic, but many questions remain unsolved.  For example, what  is  the ROM after a spinal  fracture, how does  it correlate with functional  outcome,  and  how  to measure  the  ROM?  Furthermore,  what  is  the short‐term and  long‐term outcome after non‐operatively  treated  type A  fractures without  neurological  deficit? Also  the  optimal  treatment  (operative  versus  non‐operative) in the type A3 “burst” fracture remains unknown. Together with other specific questions this thesis tries to find an answer to these issues. 

 Outline of the thesis  

Information on epidemiology, classification, treatment, functional outcome and its measures as well as a literature review on the topic of spinal fractures is provided in Chapter 1. In measuring  functional outcome,  one proposed  tool  is  the  assessment  of ROM. Many methods  of  evaluating  spinal  range  of motion  have  been  described. One 

Page 29: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

21 

method used  is radiological analysis  (CT‐scans, plain‐ and biplanar radiography) [29, 49, 91]. Radiological measurement, however, carries  the  risk of  the  relatively high  dose  of  radiation  it  requires,  which  precludes  its  use  as  a  routine measurement  in  clinical  practice.  Consequently,  many  non‐invasive,  external methods have been developed  like goniometers, skin markers,  inclinometers and spondylometers [68, 80, 96]. Since they are relatively easy to use and involve little clinical  time,  external methods  are  nowadays  commonly  used  [96].  The  clinical usage  and  validation  of  the  SpinalMouse,  a  computerized  external  device  for measuring spinal ROM is presented in Chapter 2. Inter‐rater reliability and use in clinical practice were studied.  The  residual  range of motion after a  spinal  fracture  is uncertain. Literature with reference  to  total  spinal  mobility  is  scarce,  as  most  studies  report  about intersegmental ROM [23, 70, 113]. The few studies available concerning total spinal ROM  after  a  spinal  fracture  reveal  contradictory  results.  In  one  study  sagittal spinal ROM was  found  to be normal after operative  treatment  for  thoracolumbar spinal  fractures  [50]. Another  study  reported  that  spinal ROM did not  return  to normal after Harrington  rod  removal  in patients  treated operatively  for a  spinal fracture  [29]. As  the ROM after a spinal  fracture  is still uncertain,  little  is known about the influence of the resulting spinal ROM on subjective impairment. In other words,  is measurement  of  spinal ROM  a  valid measure  for  assessing  functional outcome? Previously published papers concerning this issue show different results [18, 95, 103]. Spinal range of motion after a spinal fracture is illustrated in Chapter 3. We measured  thoracolumbar  ROM  and  functional  outcome  in  operatively  and non‐operatively  treated  spinal  fracture  patients  as  well  as  in  controls.  The following issues were addressed: • Is  there  a  difference  in  sagittal  spinal  ROM  between  operatively  treated 

patients, non‐operatively treated patients and controls? • Do  the  average  VAS  and  RMDQ  scores  differ  between  operatively  treated 

patients, non‐operatively treated patients and controls? • Does  sagittal  spinal ROM  correlate with  subjective  impairment, measured by 

the RMDQ and VAS?  

In Chapter 4 the functional outcome after non‐operative treatment of type A spinal fractures  without  neurological  deficit  is  presented.  Functional  outcome  was determined  in  a  wide  spectrum  following  the  International  Classification  of Functioning, Disability and Health  (ICF), measuring restrictions  in body  function and  structure,  restrictions  in activities, and  restrictions  in participation/quality of 

Page 30: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

22 

life [131, 150]. Patients completed physical tests (dynamic lifting tests as well as an ergometry  exercise  test) plus questionnaires  to  construct  a well‐based  functional outcome dimension. Most  of  the  published  data  on  functional  outcome  after  a  spinal  fracture concentrate  on  relatively  short‐term  results.  Literature  regarding  long‐term outcome  (10 years and over)  is  reasonably  scarce  [38, 108, 143].  It  is known  that pain  may  arise  in  the  long  term  due  to  changed  facet  joint  motion  and hyperextension  of  adjacent  spinal  regions,  leading  to  ongoing  degenerative processes  [99, 133]. Also  fatigue pain  from  the  soft  tissues has been described as contributing  to back pain  in  the  long  term  [4, 130]. Chapter 5 describes  the  long‐term functional outcome of non‐operatively treated type A spinal fracture patients. Functional outcome approximately 10 years after trauma was measured by means of questionnaires. Long‐term outcome was  compared  to  the mid‐term  functional outcome (4 years post‐injury) in the same cohort of patients. In spite of much  literature  trying  to  find  the optimal  treatment  (operative versus non‐operative)  in  the  type A3  “burst”  fracture  still  no  clear  answer  is  available regarding  this  topic  [119, 122, 146]. Operative  treatment provides  the benefits of improvement  in  spinal  alignment,  decreased  deformity,  early mobilization  and improvement  in  neurological  functioning  [2,  25,  34,  99].  Alternatively,  non‐operative treatment does not carry the risks of surgery, like deep wound infection, iatrogenic neurological damage and implant failure [14, 94, 107, 120]. Some studies comparing short‐term functional outcomes are available, literature regarding long‐term outcome is less presented. Several authors fear complications in the long term though,  like progressive kyphosis  and pain  [8,  133].  In Chapter  6 we  compared long‐term (5 years) functional outcomes of operatively and non‐operatively treated patients who sustained a type A3 “burst” fracture without neurological deficit.  A general discussion is provided in Chapter 7. The studies enclosed are reviewed and conclusions are drawn, some recommendations are made and future research options are discussed. Finally, a summary is presented in Chapter 8, followed by a summary in Dutch in Chapter 9. 

 References  

1.   Aligizakis A, Katonis P, Stergiopoulos K, Galanakis  I, Karabekios S, Hadjipavlou A  (2002) Functional outcome of burst fractures of the thoracolumbar spine managed non‐operatively, with  early  ambulation,  evaluated  using  the  load  sharing  classification. Acta Orthop  Belg 68:279‐287 

Page 31: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

23 

2.   Andress HJ, Braun H, Helmberger T, Schurmann M, Hertlein H, Hartl WH (2002) Long‐term results after posterior fixation of thoraco‐lumbar burst fractures. Injury 33:357‐365 

3.   Baumberg  L,  Long  A,  Jefferson  J  (1995)  International  workshop:  culture  and  outcomes. Leeds: European Clearing House on Health Outcomes  

4.   Been HD, Poolman RW, Ubags LH  (2004) Clinical outcome  and  radiographic  results  after surgical  treatment  of  post‐traumatic  thoracolumbar  kyphosis  following  simple  type  A fractures. Eur Spine J 13:101‐107 

5.   Bergner  M,  Bobbitt  RA,  Carter  WB,  Gilson  BS  (1981)  The  Sickness  Impact  Profile: development and final revision of a health status measure. Med Care 19:787‐805 

6.   Biering‐Sorensen F (1984) Physical measurements as risk indicators for low‐back trouble over a one‐year period. Spine 9:106‐119 

7.   Blauth M,  Bastian  L,  Knop  C,  Lange  U,  Tusch  G  (1999)  Interobserverreliabilität  bei  der Klassifikation von thorakolumbalen Wirbelsäulenverletzungen. Orthopäde 28:662‐681  

8.   Bohlman HH, Kirkpatrick JS, Delamarter RB, Leventhal M (1994) Anterior decompression for late  pain  and  paralysis  after  fractures  of  the  thoracolumbar  spine. Clin Orthop Relat Res 300:24‐29 

9.   Böhler  L  (1930)  Die  Techniek  der  Knochenbruchbehandlung  im  Frieden  und  im  Kriege. Verlag von Wilhelm Maudrich, Wien 

10.  Briem  D,  Behechtnejad  A,  Ouchmaev  A,  Morfeld  M,  Schermelleh‐Engel  K,  Amling  M, Rueger  JM  (2007)  Pain  regulation  and  health‐related  quality  of  life  after  thoracolumbar fractures of the spine. Eur Spine J 16:1925‐1933 

11.   Briem  D,  Lehmann  W,  Ruecker  AH,  Windolf  J,  Rueger  JM,  Linhart  W  (2004)  Factors influencing  the  quality  of  life  after  burst  fractures  of  the  thoracolumbar  transition. Arch Orthop Trauma Surg 124:461‐468 

12.   Brouwer S, Kuijer W, Dijkstra PU, Goeken LN, Groothoff JW, Geertzen JH (2004) Reliability and stability of the Roland Morris Disability Questionnaire: intra class correlation and limits of agreement. Disabil Rehabil 26:162‐165 

13.   Butler JS, Walsh A, OʹByrne J (2005) Functional outcome of burst fractures of the first lumbar vertebra managed surgically and conservatively. Int Orthop 29:51‐54 

14.   Cantor  JB, Lebwohl NH, Garvey T, Eismont FJ  (1993) Nonoperative management of stable thoracolumbar burst fractures with early ambulation and bracing. Spine 18:971‐976 

15.   Chow GH, Nelson BJ, Gebhard JS, Brugman JL, Brown CW, Donaldson DH (1996) Functional outcome of thoracolumbar burst fractures managed with hyperextension casting or bracing and early mobilization. Spine 21:2170‐2175 

16.   Ciappetta P, Delfini R, Costanzo G (1996) Posterolateral decompression and stabilization of thoracolumbar injuries using Diapason instrumentation. Acta Neurochir 138:314‐321 

17.   Coons SJ, Rao S, Keininger DL, Hays RD (2000) A comparative review of generic quality‐of‐life instruments. Pharmacoeconomics 17:13‐35 

18.   Cox ME, Asselin S, Gracovetsky SA, Richards MP, Newman NM, Karakusevic V, Zhong L, Fogel JN (2000) Relationship between functional evaluation measures and self‐assessment in nonacute low back pain. Spine 25:1817‐1826 

19.   Dai LY, Jiang SD, Wang XY, Jiang LS (2007) A review of the management of thoracolumbar burst fractures. Surg Neurol 67:221‐231 

20.   Davidson M, Keating  JL  (2002) A  comparison  of  five  low  back  disability  questionnaires: reliability and responsiveness. Phys Ther 82:8‐24 

21.   Davies AR (1994) Patient defined outcomes. Qual Health Care 3 Suppl:6‐9 22.   Defino HL,  Canto  FR  (2007)  Low  thoracic  and  lumbar  burst  fractures:  radiographic  and 

functional outcomes. Eur Spine J 16:1934‐1943 

Page 32: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

24 

23.   Dekutoski  MB,  Conlan  ES,  Salciccioli  GG  (1993)  Spinal  mobility  and  deformity  after Harrington rod stabilization and limited arthrodesis of thoracolumbar fractures. J Bone Joint Surg Am 75:168‐176 

24.   Denis  F  (1983)  The  three  column  spine  and  its  significance  in  the  classification  of  acute thoracolumbar spinal injuries. Spine 8:817‐831 

25.   Denis F, Armstrong GW, Searls K, Matta L (1984) Acute thoracolumbar burst fractures in the absence of neurologic deficit. A comparison between operative and nonoperative treatment. Clin Orthop Relat Res 189:142‐149 

26.   Dick W (1984) Osteosynthese schwerer Verletzungen der Brust‐ und Lendenwirbelsäule mit dem Fixateur interne. Langenbecks Arch Chir 364:343‐346 

27.   Dick W (1987) The “fixateur  interne” as a versatile  implant for spine surgery. Spine 12:882‐900 

28.   Dickson JH, Harrington PR, Erwin WD (1973) Harrington  instrumentation  in the fractured, unstable thoracic & lumbar spine. Tex Med 69:91‐98 

29.   Dodd CA, Fergusson CM, Pearcy MJ, Houghton GR (1986) Vertebral motion measured using biplanar radiography before and after Harrington  rod removal  for unstable  thoracolumbar fractures of the spine. Spine 11:452‐455 

30.   Domenicucci  M,  Preite  R,  Ramieri  A,  Ciappetta  P,  Delfini  R,  Romanini  L  (1996) Thoracolumbar  fractures  without  neurosurgical  involvement:  surgical  or  conservative treatment? J Neurosurg Sci 40:1‐10 

31.   Dunn HK  (1984)  Anterior  stabilization  of  thoracolumbar  injuries.  Clin  Orthop  Relat  Res 189:116‐124 

32.   Eskenazi  M,  Bendo  J,  Spivak  J  (2000)  Thoracolumbar  spine  trauma:  evaluation  and management. Curr Opinion Orthop 11:176‐185 

33.   Esses SI, Botsford DJ, Kostuik JP (1990) Evaluation of surgical treatment for burst fractures. Spine 15:667‐673 

34.   Esses  SI,  Botsford DJ, Wright  T,  Bednar D,  Bailey  S  (1991) Operative  treatment  of  spinal fractures with the AO internal fixator. Spine 16:S146‐S150 

35.   Fairbank  JC, Couper  J, Davies  JB, OʹBrien  JP  (1980) The Oswestry  low back pain disability questionnaire. Physiotherapy 66:271‐273 

36.   Ferguson RL, Allen BL (1984) A mechanistic classification of thoracolumbar spine fractures. Clin Orthop Relat Res 189:77‐88 

37.   Filho IT, Simmonds MJ, Protas EJ, Jones S (2002) Back pain, physical function, and estimates of aerobic  capacity: what are  the  relationships among methods and measures? Am  J Phys Med Rehabil 81:913‐920 

38.   Folman Y, Gepstein R  (2003) Late outcome of nonoperative management of  thoracolumbar vertebral wedge fractures. J Orthop Trauma 17:190‐192 

39.   Frankel HL, Hancock DO, Hyslop G, Melzak J, Michaelis LS, Ungar GH, Vernon JD, Walsh JJ (1969) The value of postural  reduction  in  the  initial management of  closed  injuries of  the spine with paraplegia and tetraplegia. Paraplegia 7:179‐192 

40.   Gertzbein  SD  (1992)  Scoliosis  Research  Society.  Multicenter  spine  fracture  study.  Spine 17:528‐540 

41.   Ghanayem  AJ,  Zdeblick  TA  (1997)  Anterior  instrumentation  in  the  management  of thoracolumbar burst fractures. Clin Orthop Relat Res 335:89‐100 

42.   Grevitt M, Khazim R, Webb  J, Mulholland R, Shepperd  J  (1997) The  short  form‐36 health survey questionnaire in spine surgery. J Bone Joint Surg Br 79:48‐52 

Page 33: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

25 

43.   Haefeli M, Elfering A, Aebi M, Freeman BJ, Fritzell P, Guimaraes Consciencia J, Lamartina C, Mayer M,  Lund  T,  Boos N  (2008) What  comprises  a  good  outcome  in  spinal  surgery? A preliminary survey among spine surgeons of the SSE and European spine patients. Eur Spine J 17:104‐116 

44.   Hitchon  PW,  Torner  JC,  Haddad  SF,  Follett  KA  (1998)  Management  options  in thoracolumbar burst fractures. Surg Neurol 49:619‐626 

45.   Holdsworth FW (1963) Fractures, dislocations, and  fracture‐dislocations of the spine. J Bone Joint Surg Br 45:6‐20 

46.   Hu R, Mustard CA, Burns C  (1996) Epidemiology of  incident spinal  fracture  in a complete population. Spine 21:492‐499 

47.   Ikard RW (2006) Methods and complications of anterior exposure of the thoracic and lumbar spine. Arch Surg 141:1025‐1034 

48.   Jenkinson C, Fitzpatrick R, Argyle M (1988) The Nottingham Health Profile: an analysis of its sensitivity in differentiating illness groups. Soc Sci Med 27:1411‐1414 

49.   Johnsson R, Selvik G, Stromqvist B, Sunden G (1990) Mobility of the lower lumbar spine after posterolateral fusion determined by roentgen stereophotogrammetric analysis. Spine 15:347‐350 

50.   Junge  A,  Gotzen  L,  von  Garrel  T,  Ziring  E,  Giannadakis  K  (1997)  Die monosegmentale Fixateur  interne‐Instrumentation  und  Fusion  in  der  Behandlung  von  Frakturen  der thorakolumbalen Wirbelsäule. Indikation, Technik und Ergebnisse. Unfallchirurg 100:880‐887 

51.   Jurkovich  G, Mock  C, MacKenzie  E,  Burgess  A,  Cushing  B,  deLateur  B, McAndrew M, Morris J, Swiontkowski M (1995) The Sickness Impact Profile as a tool to evaluate functional outcome in trauma patients. J Trauma 39:625‐631 

52.  Kaneda  K,  Abumi  K,  Fujiya  M  (1984)  Burst  fractures  with  neurologic  deficits  of  the thoracolumbar  spine.  Results  of  anterior  decompression  and  stabilization  with  anterior instrumentation. Spine 9:788‐795 

53.   Kelly  RP, Whitesides  T  (1968)  Treatment  of  lumbodorsal  fracture‐dislocations. Ann  Surg 167:705‐717 

54.   Kinoshita H, Nagata Y, Ueda H, Kishi K (1993) Conservative treatment of burst fractures of the thoracolumbar and lumbar spine. Paraplegia 31:58‐67 

55.   Knight RQ, Stornelli DP, Chan DP, Devanny JR, Jackson KV (1993) Comparison of operative versus nonoperative treatment of lumbar burst fractures. Clin Orthop Relat Res 293:112‐121 

56.   Knop C, Blauth M, Buhren V, Hax PM, Kinzl L, Mutschler W, Pommer A, Ulrich C, Wagner S,  Weckbach  A,  Wentzensen  A,  Worsdorfer  O  (1999)  Operative  Behandlung  von Verletzungen des thorakolumbalen Übergangs. Teil 1: Epidemiologie. Unfallchirurg 102:924‐935 

57.   Knop C, Fabian HF, Bastian L, Blauth M (2001) Late results of thoracolumbar fractures after posterior instrumentation and transpedicular bone grafting. Spine 26:88‐99 

58.  Knop C, Oeser M, Bastian L, Lange U, Zdichavsky M, Blauth M  (2001) Entwicklung und Validierung des VAS‐Wirbelsäulenscores. Unfallchirurg 104:488‐497 

59.   Knop C, Reinhold M, Roeder C, Staub L, Schmid R, Beisse R, Buhren V, Blauth M  (2006) Internet based multicenter study for thoracolumbar injuries: a new concept and preliminary results. Eur Spine J 15:1687‐1694 

60.   Kostuik  JP  (1984) Anterior  fixation  for  fractures of  the  thoracic  and  lumbar  spine with or without neurologic involvement. Clin Orthop Relat Res 189:103‐115 

61.   Krabbe PF, Stouthard ME, Essink‐Bot ML, Bonsel GJ (1999) The effect of adding a cognitive dimension to the EuroQol multiattribute health‐status classification system. J Clin Epidemiol 52:293‐301 

Page 34: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

26 

62.   Kraemer  WJ,  Schemitsch  EH,  Lever  J,  McBroom  RJ,  McKee  MD,  Waddell  JP  (1996) Functional outcome of thoracolumbar burst fractures without neurological deficit. J Orthop Trauma 10:541‐544 

63.   Kriek  JJ,  Govender  S  (2006)  AO‐classification  of  thoracic  and  lumbar  fractures; reproducibility utilizing radiographs and clinical information. Eur Spine J 15:1239‐1246 

64.   Lahde RE (1983) Luque rod instrumentation. AORN J 38:35‐43 65.   Laxer E (1994) A further development in spinal instrumentation. Technical Commission for 

Spinal Surgery of the ASIF. Eur Spine J 3:347‐352 66.   Lee HM, Kim HS, Kim DJ, Suk KS, Park JO, Kim NH (2000) Reliability of magnetic resonance 

imaging  in detecting posterior  ligament  complex  injury  in  thoracolumbar  spinal  fractures. Spine 25:2079‐2084 

67.   Lee  JY, Vaccaro AR, Lim MR, Öner  FC, Hulbert RJ, Hedlund R,  Fehlings MG, Arnold P, Harrop J, Bono CM, Anderson PA, Anderson DG, Harris MB, Brown AK, Stock GH, Baron EM  (2005) Thoracolumbar  injury  classification and  severity  score: a new paradigm  for  the treatment of thoracolumbar spine trauma. J Orthop Sci 10:671‐675 

68.   Lee YH, Chiou WK, Chen WJ, Lee MY, Lin YH  (1995) Predictive model of  intersegmental mobility  of  lumbar  spine  in  the  sagittal  plane  from  skin markers.  Clinical  Biomechanics 10:413‐420 

69.   Leferink VJM, Keizer HJE, Oosterhuis  JK, van der Sluis CK,  ten Duis HJ  (2003) Functional outcome in patients with thoracolumbar burst fractures treated with dorsal instrumentation and transpedicular cancellous bone grafting. Eur Spine J 12:261‐267 

70.   Leferink VJM, Nijboer JMM, Zimmerman KW, Veldhuis EFM, ten Vergert EM, ten Duis HJ (2002) Thoracolumbar spinal fractures: segmental range of motion after dorsal spondylodesis in 82 patients: a prospective study. Eur Spine J 11:2‐7 

71.   Leferink  VJM,  Zimmerman  KW,  Veldhuis  EFM,  ten  Vergert  EM,  ten  Duis  HJ  (2002) Classificational problems  in  ligamentary distraction  type vertebral  fractures:  30% of  all B‐type fractures are initially unrecognised. Eur Spine J 11:246‐250 

72.   Lewis  G  (2007)  Percutaneous  vertebroplasty  and  kyphoplasty  for  the  stand‐alone augmentation  of  osteoporosis‐induced  vertebral  compression  fractures: present  status  and future directions. J Biomed Mater Res B Appl Biomater 81:371‐386 

73.   Liebenson  C  (1996)  Rehabilitation  and  chiropractic  practice.  J Manipulative  Physiol  Ther 19:134‐140 

74.   Liebenson C, Yeomans S (1997) Outcomes assessment in musculoskeletal medicine. Manual Therapy 2:67‐74 

75.  Louis R (1977) Fractures instables du rachis. III. L’instabilité. A. Les theories de l’instabilité. Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot 63:423‐425 

76.   MacKenzie EJ, Morris  JA,  Jurkovich GJ, Yasui Y, Cushing BM, Burgess AR, DeLateur BJ, McAndrew  MP,  Swiontkowski  MF  (1998)  Return  to  work  following  injury:  the  role  of economic, social, and job‐related factors. Am J Public Health 88:1630‐1637 

77.   Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD, Harms J, Nazarian S (1994) A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries. Eur Spine J 3:184‐201 

78.   Magerl FP (1984) Stabilization of the lower thoracic and lumbar spine with external skeletal fixation. Clin Orthop Relat Res 189:125‐141 

79.   Mayer  TG,  Barnes  D,  Kishino  ND,  Nichols  G,  Gatchel  RJ, Mayer  H, Mooney  V  (1988) Progressive isoinertial lifting evaluation. I. A standardized protocol and normative database. Spine 13:993‐997 

80.   Mayer TG, Kondraske G, Beals SB, Gatchel RJ (1997) Spinal range of motion. Accuracy and sources of error with inclinometric measurement. Spine 22:1976‐1984 

Page 35: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

27 

81.   McAfee  PC,  Yuan  HA,  Fredrickson  BE,  Lubicky  JP  (1983)  The  value  of  computed tomography in thoracolumbar fractures. An analysis of one hundred consecutive cases and a new classification. J Bone Joint Surg Am 65:461‐473 

82.   McCormack  T,  Karaikovic  E,  Gaines  RW  (1994)  The  load  sharing  classification  of  spine fractures. Spine 19:1741‐1744 

83.   McEwen J, McKenna SP (1996) Nottingham Health Profile. In: Spilker B (ed) Quality of  life and pharmacoeconomics in clinical trials. 2nd ed, pp 281‐286. Lippincott‐Raven, Philadelphia 

84.   McGill  SM,  Childs  A,  Liebenson  C  (1999)  Endurance  times  for  low  back  stabilization exercises:  clinical  targets  for  testing and  training  from a normal database. Arch Phys Med Rehabil 80:941‐944 

85.   McHorney CA, Ware JE, Raczek AE (1993) The MOS 36‐Item Short‐Form Health Survey (SF‐36):  II. Psychometric and clinical  tests of validity  in measuring physical and mental health constructs. Med Care 31:247‐263 

86.   McLain RF (2004) Functional outcomes after surgery for spinal fractures: return to work and activity. Spine 29:470‐477 

87.   Meerding  WJ,  Mulder  S,  van  Beeck  EF  (2006)  Incidence  and  costs  of  injuries  in  The Netherlands. Eur J Public Health 16:272‐278 

88.   Mellin G  (1987) Correlations of spinal mobility with degree of chronic  low back pain after correction for age and anthropometric factors. Spine 12:464‐468 

89.   Memmert M (1999) Ein Versuch, die Geschichte der Wirbelsäulenchirurgie zu umreissen. In: Memmert M, Memmert G (eds) Die Wirbelsäule in der Anschauung. Spurensuche in Kunst, Geschichte und Sprache, pp 247‐270. Springer‐Verlag, Berlin Heidelberg 

90.   Million R, Hall W, Nilsen KH, Baker RD, Jayson MI (1982) Assessment of the progress of the back‐pain patient. 1981 Volvo Award in Clinical Science. Spine 7:204‐212 

91.   Miyasaka K, Ohmori K, Suzuki K, Inoue H (2000) Radiographic analysis of lumbar motion in relation  to  lumbosacral  stability.  Investigation  of moderate  and maximum motion.  Spine 25:732‐737 

92.   Moreland DB,  Egnatchik  JG,  Bennett GJ  (1990)  Cotrel‐Dubousset  instrumentation  for  the treatment of thoracolumbar fractures. Neurosurgery 27:69‐73 

93.   Muller U, Duetz MS, Roeder C, Greenough CG (2004) Condition‐specific outcome measures for low back pain. Part I: validation. Eur Spine J 13:301‐313 

94.   Mumford  J, Weinstein  JN,  Spratt KF, Goel VK  (1993) Thoracolumbar  burst  fractures. The clinical efficacy and outcome of nonoperative management. Spine 18:955‐970 

95.   Nattrass CL, Nitschke JE, Disler PB, Chou MJ, Ooi KT (1999) Lumbar spine range of motion as  a  measure  of  physical  and  functional  impairment:  an  investigation  of  validity.  Clin Rehabil 13:211‐218 

96.   Ng  JK, Kippers V, Richardson CA, Parnianpour M  (2001) Range of motion and  lordosis of the lumbar spine: reliability of measurement and normative values. Spine 26:53‐60 

97.   Nicoll EA (1949) Fractures of the dorso‐lumbar spine. J Bone Joint Surg Br 31‐B:376‐394 98.   Okuyama K, Abe E, Chiba M, Ishikawa N, Sato K (1996) Outcome of anterior decompression 

and  stabilization  for  thoracolumbar  unstable  burst  fractures  in  the  absence  of  neurologic deficits. Spine 21:620‐625 

99.   Öner  FC,  van  Gils  APG,  Faber  JAJ,  Dhert WJ,  Verbout  AJ  (2002)  Some  complications  of common treatment schemes of thoracolumbar spine fractures can be predicted with magnetic resonance imaging: prospective study of 53 patients with 71 fractures. Spine 27:629‐636 

100.  Öner FC, van Gils APG, Dhert WJ, Verbout AJ (1999) MRI findings of thoracolumbar spine fractures:  a  categorisation  based  on  MRI  examinations  of  100  fractures.  Skeletal  Radiol 28:433‐443 

Page 36: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

28 

101.  Öner  FC,  Verlaan  JJ,  Verbout  AJ,  Dhert WJ  (2006)  Cement  augmentation  techniques  in traumatic thoracolumbar spine fractures. Spine 31:S89‐S95 

102.  Parker  JW,  Lane  JR,  Karaikovic  EE,  Gaines  RW  (2000)  Successful  short‐segment instrumentation and fusion for thoracolumbar spine fractures: a consecutive 41/2‐year series. Spine 25:1157‐1170 

103.  Poitras S, Loisel P, Prince F, Lemaire J (2000) Disability measurement  in persons with back pain:  a  validity  study  of  spinal  range  of  motion  and  velocity.  Arch  Phys Med  Rehabil 81:1394‐1400 

104.  Post RB, Keizer HJE, Leferink VJM, van der Sluis CK (2006) Functional outcome 5 years after non‐operative treatment of type A spinal fractures. Eur Spine J 15:472‐478 

105.  Post RB, van der Sluis CK, ten Duis HJ (2006) Return to work and quality of life in severely injured patients. Disabil Rehabil 28:1399‐1404 

106.  Raja‐Rampersaud Y, Fisher C, Wilsey J, Arnold P, Anand N, Bono CM, Dailey AT, Dvorak M,  Fehlings MG, Harrop  JS, Öner  FC, Vaccaro AR  (2006) Agreement  between  orthopedic surgeons and neurosurgeons regarding a new algorithm for the treatment of thoracolumbar injuries: a multicenter reliability study. J Spinal Disord Tech 19:477‐482 

107.  Reid DC, Hu R, Davis LA, Saboe LA (1988) The nonoperative treatment of burst fractures of the thoracolumbar junction. J Trauma 28:1188‐1194 

108.  Reinhold M, Knop C, Lange U, Bastian L, Blauth M (2003) Nichtoperative Behandlung von Verletzungen  der  thorakolumbalen Wirbelsäule. Klinische  Spätergebnisse  nach  16  Jahren. Unfallchirurg 106:566‐576 

109.  Resnik L, Dobrykowski E  (2005) Outcomes measurement  for patients with  low back pain. Orthop Nurs 24:14‐24 

110.  Rissanen A, Alaranta H, Sainio P, Harkonen H (1994) Isokinetic and non‐dynamometric tests in low back pain patients related to pain and disability index. Spine 19:1963‐1967 

111.  Robertson PA (2007) Ns10 anterior approaches for  thoracolumbar fractures. ANZ J Surg 77 Suppl 1:A54 

112.  Roer N van der, de Bruyne MC, Bakker FC, van Tulder MW, Boers M (2005) Direct medical costs of traumatic thoracolumbar spine fractures. Acta Orthop 76:662‐666 

113.  Rohlmann  A, Neller  S,  Bergmann  G,  Graichen  F,  Claes  L, Wilke HJ  (2001)  Effect  of  an internal fixator and a bone graft on intersegmental spinal motion and intradiscal pressure in the adjacent regions. Eur Spine J 10:301‐308 

114.  Roland M, Fairbank J (2000) The Roland‐Morris Disability Questionnaire and  the Oswestry Disability Questionnaire. Spine 25:3115‐3124 

115.  Roland M, Morris R (1983) A study of the natural history of back pain. Part I: development of a reliable and sensitive measure of disability in low‐back pain. Spine 8:141‐144 

116.  Romero  J, Vilar G,  Bravo  P  (1994)  Fractures  of  the  dorsolumbar  spine with  neurological lesions. A comparison of different treatments. Int Orthop 18:157‐163 

117.  Roy‐Camille R, Saillant G, Berteaux D, Salgado V  (1976) Osteosynthesis of  thoraco‐lumbar spine  fractures with metal  plates  screwed  through  the  vertebral  pedicles.  Reconstr  Surg Traumat 15:2‐16 

118.  Sanderson  PL,  Fraser  RD,  Hall  DJ,  Cain  CM,  Osti  OL,  Potter  GR  (1999)  Short  segment fixation of thoracolumbar burst fractures without fusion. Eur Spine J 8:495‐500 

119.  Shen  WJ,  Liu  TJ,  Shen  YS  (2001)  Nonoperative  treatment  versus  posterior  fixation  for thoracolumbar junction burst fractures without neurologic deficit. Spine 26:1038‐1045 

120.  Shen WJ,  Shen  YS  (1999) Nonsurgical  treatment  of  three‐column  thoracolumbar  junction burst fractures without neurologic deficit. Spine 24:412‐415 

Page 37: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL INTRODUCTION  

29 

121.  Siebenga  J,  Segers MJM,  Leferink VJM,  Elzinga MJ,  ten Duis HJ, Rommens  PM,  Patka  P (2007)  Cost‐effectiveness  of  the  treatment  of  traumatic  thoracolumbar  spine  fractures: Nonsurgical or surgical therapy? Indian J Orthop 41:332‐336 

122.  Siebenga J, Leferink VJM, Segers MJM, Elzinga MJ, Bakker FC, Haarman HJ, Rommens PM, ten  Duis  HJ,  Patka  P  (2006)  Treatment  of  traumatic  thoracolumbar  spine  fractures:  a multicenter prospective randomized study of operative versus nonsurgical treatment. Spine 31:2881‐2890 

123.  Simmonds  MJ,  Olson  SL,  Jones  S,  Hussein  T,  Lee  CE,  Novy  D,  Radwan  H  (1998) Psychometric characteristics and clinical usefulness of physical performance tests in patients with low back pain. Spine 23:2412‐2421 

124.  Singer  BR, McLauchlan GJ,  Robinson  CM,  Christie  J  (1998)  Epidemiology  of  fractures  in 15,000 adults: the influence of age and gender. J Bone Joint Surg Br 80:243‐248 

125.  Stichting Prismant (2007) Landelijke Medische Registratie (LMR). www.prismant.nl 126.  Stratford PW, Binkley  JM  (1999) Applying  the results of self‐report measures  to  individual 

patients:  an  example  using  the  Roland‐Morris Questionnaire.  J Orthop  Sports  Phys  Ther 29:232‐239 

127.  Swinkels  RAHM  (2004)  The  ICF  classification  as  a  system  for  structuring  outcome measurement. Physiotherapy Singapore 7:7‐13 

128.  Tezer M,  Erturer  RE,  Ozturk  C,  Ozturk  I,  Kuzgun  U  (2005)  Conservative  treatment  of fractures of the thoracolumbar spine. Int Orthop 29:78‐82 

129.  The EuroQol Group  (1990) EuroQol:  a new  facility  for  the measurement  of health‐related quality of life. Health Policy 16:199‐208 

130.  Tropiano P, Huang RC, Louis CA, Poitout DG, Louis RP (2003) Functional and radiographic outcome  of  thoracolumbar  and  lumbar  burst  fractures  managed  by  closed  orthopaedic reduction and casting. Spine 28:2459‐2465 

131.  Ustun  TB, Chatterji  S,  Bickenbach  J, Kostanjsek N,  Schneider M  (2003)  The  International Classification of Functioning, Disability and Health: a new tool for understanding disability and health. Disabil Rehabil 25:565‐571 

132.  Vaccaro  AR,  Lehman  RA,  Hurlbert  RJ,  Anderson  PA,  Harris M,  Hedlund  R,  Harrop  J, Dvorak M, Wood K, Fehlings MG, Fisher C, Zeiller SC, Anderson DG, Bono CM, Stock GH, Brown AK, Kuklo  T, Öner  FC  (2005) A  new  classification  of  thoracolumbar  injuries:  the importance of  injury morphology,  the  integrity of  the posterior  ligamentous  complex, and neurologic status. Spine 30:2325‐2333 

133.  Vaccaro AR, Silber JS (2001) Post‐traumatic spinal deformity. Spine 26:S111‐S118 134.  Vaccaro AR, Zeiller SC, Hulbert RJ, Anderson PA, Harris M, Hedlund R, Harrop J, Dvorak 

M, Wood K, Fehlings MG, Fisher C, Lehman R, Anderson DG, Bono CM, Kuklo T, Öner FC (2005)  The  thoracolumbar  injury  severity  score:  a  proposed  treatment  algorithm.  J  Spinal Disord Tech 18:209‐215 

135.  Verlaan JJ, Dhert WJ, Verbout AJ, Öner FC (2005) Balloon vertebroplasty in combination with pedicle  screw  instrumentation:  a  novel  technique  to  treat  thoracic  and  lumbar  burst fractures. Spine 30:E73‐E79 

136.  Verlaan JJ, Diekerhof CH, Buskens E, van der Tweel I, Verbout AJ, Dhert WJ, Öner FC (2004) Surgical  treatment  of  traumatic  fractures  of  the  thoracic  and  lumbar  spine:  a  systematic review of the literature on techniques, complications, and outcome. Spine 29:803‐814 

137.  Verlaan  JJ, van Helden WH, Öner FC, Verbout AJ, Dhert WJ  (2002) Balloon vertebroplasty with  calcium  phosphate  cement  augmentation  for  direct  restoration  of  traumatic thoracolumbar vertebral fractures. Spine 27:543‐548 

138.  Vialle LR, Vialle E (2005) Thoracic spine fractures. Injury 36 Suppl 2:B65‐B72 

Page 38: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 1  

30 

139.  Waddell G, Main CJ (1984) Assessment of severity in low‐back disorders. Spine 9:204‐208 140.  Waddell G,  Somerville D, Henderson  I, Newton M  (1992) Objective  clinical  evaluation  of 

physical impairment in chronic low back pain. Spine 17:617‐628 141.  Ware  JE,  Sherbourne  CD  (1992)  The  MOS  36‐item  short‐form  health  survey  (SF‐36).  I. 

Conceptual framework and item selection. Med Care 30:473‐483 142.  Watson‐Jones  R  (1943)  Fractures  and  Joint  Injuries.  Third  edition.  E&S  Livingstone  Ltd., 

Edinburgh 143.  Weinstein  JN,  Collalto  P,  Lehmann  TR  (1988)  Thoracolumbar  “burst”  fractures  treated 

conservatively: a long‐term follow‐up. Spine 13:33‐38 144.  White AA, Panjabi MM (1990) Clinical biomechanics of the spine. Lippincott, Philadelphia 145.  Whitesides T (1977) Traumatic kyphosis of the thoracolumbar spine. Clin Orthop Relat Res 

128:78‐92 146.  Wood  K,  Butterman  G,  Mehbod  A,  Garvey  T,  Jhanjee  R,  Sechriest  V  (2003)  Operative 

compared  with  nonoperative  treatment  of  a  thoracolumbar  burst  fracture  without neurological deficit. A prospective, randomized study. J Bone Joint Surg Am 85‐A:773‐781 

147.  Wood KB, Khanna G, Vaccaro AR, Arnold PM, Harris MB, Mehbod AA (2005) Assessment of two thoracolumbar fracture classification systems as used by multiple surgeons. J Bone Joint Surg Am 87:1423‐1429 

148.  World Health Organization  (1946) Constitution  of  the World Health Organization. WHO, Geneva 

149.  World Health Organization  (1980)  International Classification  of  Impairments, Disabilities and Handicaps. WHO, Geneva 

150.  World Health Organization (2001) International Classification of Functioning, Disability and Health Problems. WHO, Geneva 

151.  Yi  L,  Jingping  B,  Gele  J,  Baoleri  X,  Taixiang W  (2006)  Operative  versus  non‐operative treatment for thoracolumbar burst fractures without neurological deficit. Cochrane Database Systematic Review: CD005079 

152.  Young PC, Petersilge CA (1999) MR imaging of the traumatized lumbar spine. Magn Reson Imaging Clin N Am 7:589‐602 

Page 39: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

31 

 

Chapter 2 

  

Spinal mobility: Sagittal range of motion measured with the SpinalMouse, a new non‐invasive device                  RB Post, VJM Leferink   Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery (2004) 124:187‐192 

Page 40: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 2  

32 

Abstract  

Introduction:  In  this paper  the SpinalMouse, a new  computerized external device for measuring  sagittal  spinal  range  of motion  (ROM), was  tested  for  inter‐rater reliability and use in clinical practice. Materials  and  methods:  To  assess  inter‐rater  reliability,  two  investigators  each measured 111 subjects. Results:  Correlation  coefficients  were  found  to  be  r=0.90  for  flexion,  r=0.85  for extension  and  r=0.90  for  total  inclination.  Intra‐class  coefficients  were  0.95  for flexion,  0.92  for  extension  and  0.95  for  total  inclination.  A  poor  agreement (kappa=0.22)  was  found  for  the  presence  of  outliers  from  normal  values  for intersegmental ROM.  Conclusion: We conclude the device is a useful, reliable tool for measuring sagittal spinal ROM  in  clinical practice,  considering  the  small  load  it  confers on patients and the short amount of time the measurement involves. The SpinalMouse might be more accurate after following the recommendations we make. 

Page 41: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

SPINALMOUSE  

33 

Introduction  

During  the  past  30  years,  numerous  studies  have  been  published  about  spinal range of motion (ROM), and many methods of measurement have been described. One of the most frequently used methods involves radiological analysis which can be performed  in multiple ways  (CT, plain‐ and biplanar radiography)  [4, 6, 8, 10, 11,  12,  19,  22,  24].  A  limitation  of  this  method  is  the  relatively  high  dose  of radiation  it  requires,  which  precludes  the  use  of  the  radiograph  as  a  routine measurement in clinical practice. Therefore, many non‐invasive, external methods have been developed: goniometers, skin markers,  inclinometers, spondylometers, measurement of back surface curvature and opto‐electronic systems, some of them computer  aided,  each  with  its  specific  characteristics  [2,  9,  14,  16,  17,  21,  22]. External methods  for measuring  spinal  ROM  are  now  commonly  used  because they are easy to apply, non‐invasive and take little clinical time [21]. We  used  the  SpinalMouse  to measure  sagittal  spinal ROM.  It  is  a  non‐invasive electronic computer‐aided device, which is manually guided paravertebrally along the  spinal  column.  It measures  spinal  ROM  as well  as  intersegmental  ROM. A relatively  unique  feature  of  the  device  is  that  it measures  thoracic,  lumbar  and sacral/hip mobility  separately.  Data  about  the  SpinalMouse  have  not  yet  been published. This study was designed to test the SpinalMouse’s inter‐rater reliability as well as to judge the device on its merits in clinical practice. 

 Materials and methods  

Measurement of spinal ROM was done with the SpinalMouse (Idiag, Volkerswill, Switzerland),  an  electronic  computer‐aided  measuring  device,  which  measures sagittal spinal ROM and  intersegmental angles  in a non‐invasive way, a so‐called surface‐based  technique  (Fig. 1). The device  is connected  radiographically via an analog‐digital  converter  to  a  standard  PC.  After  supplying  basic  data  of  the patient,  including  height,  weight,  sex  and  age,  the  SpinalMouse  is  run paravertebrally along the spinal column from C7 to the rima ani (S3). The patient is asked  to  take  three consecutive positions: erect,  in maximal  flexion and maximal extension of the spine. In each position a measurement is performed. When manually  guided paravertebrally  along  the  spine  of  a  subject,  the  system records  the outline of  the  skin over  the  spinal  column  in  the  sagittal plane. The local angle or inclination relative to a perpendicular line is given at any position by 

Page 42: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 2  

34 

an  internal  pendulum  connected  to  a  potentiometer.  An  “intelligent  recursive algorithm” computes information concerning the relative position of the vertebral bodies  of  the  underlying  bony  spinal  column.  Raw  data  of  the  SpinalMouse measurements are the superficial back length from C7 to S3 and the local angle of each point of this length relative to the plumb line. In this manner, spinal ROM and 17 segments (Th1/2‐L5/S1) are evaluated.  

  

Fig. 1 The SpinalMouse is run paravertebrally from C7 to S3   

All measurements are  summarized  in a  table, which  consists of  six  columns:  the first three columns contain the values for posture in the sequence upright, flexion and extension (kyphotic angles are expressed as positive values, lordotic angles as negative  values).  The  last  three  columns  refer  to  the  calculated mobility  in  the sequence  flexion  minus  upright,  upright  minus  extension,  and  flexion  minus extension  (the  latter  being  equal  to  ROM).  At  the  foot  the  contribution  of  the thoracic spine, lumbar spine and sacral spine/hip to total mobility is expressed, as well  as  length  of  the back  (in mm)  and  inclination  (inclination  as  flexion minus extension  is  similar  to  total  inclination)  (Table  1). Figure  2  shows  the  superficial back  shape;  in  the  right  corner  the  inclination  is  drawn, which  represents  full mobility of the trunk, composed of thoracic, lumbar and sacral/hip mobility.    

Page 43: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

SPINALMOUSE  

35 

Table 1 Data as stored and supplied by the software of the SpinalMouse (in deg). Static test data are angles measured in three positions, ROM data are calculated from the static test data (Sac/Hip=sacral/hip, Thor.Sp=thoracic, Lum.Sp=lumbar, Inclin=inclination, Lth=length of the back in mm; kyphotic values are positive, lordotic values are negative)   

Static test data  Range of motion data Segment  Upright  Flexion  Extension  Flex‐upr  Upr‐ext  Flex‐ext 

Th1/2  9  0  4  ‐8  5  ‐3 Th2/3  6  4  3  ‐2  3  0 Th3/4  4  5  9  0  ‐4  ‐4 Th4/5  3  3  5  0  ‐2  ‐2 Th5/6  4  1  3  ‐3  1  ‐2 Th6/7  5  4  6  ‐1  ‐2  ‐2 Th7/8  4  6  4  2  0  2 Th8/9  5  8  3  3  2  5 Th9/10  3  13  4  11  ‐1  9 Th10/11  ‐1  8  4  9  ‐4  5 Th11/12  ‐3  5  ‐3  7  1  8 Th12/L1  ‐1  6  ‐3  7  1  9 L1/2  ‐1  7  ‐1  8  0  8 L2/3  ‐2  10  ‐4  12  2  13 L3/4  ‐4  10  ‐7  15  3  17 L4/5  ‐4  4  ‐7  8  3  11 L5/S1  ‐7  1  ‐7  8  ‐1  7 Sac/Hip  10  57  ‐8  47  18  65 Thor. Sp  39  58  41  19  ‐3  16 Lum. Sp  ‐21  37  ‐29  58  8  66 Inclin  0  103  ‐23  103  23  126 Lth   569  704  557  135  12  147 

Page 44: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 2  

36 

     

Fig. 2 Sagittal shape of the back and inclination in flexed, upright and extended position (same patient as Table 1)  

The developer of the SpinalMouse claims to have measured 180 healthy volunteers without a history of back complaints (using a preliminary version of the device) and so created a database of age‐ and gender‐specific normal values  for  intersegmental ROM.  The  SpinalMouse  software  (version  2.3)  supplies  a  graph  in  which  the calculated intersegmental ROM is compared with these normal values (Fig. 3).           Flexion ‐ upright 

  

        Upright ‐ extension 

  

        Flexion ‐ extension 

    Th1/2    Th 2/3   Th 3/4   Th 4/5  Th 5/6   Th 6/7   Th 7/8  Th 8/9  Th9/10 Th 10/11 Th 11/12 Th 12/L1L1/2   L2/3      L3/4     L4/5    L5/S1  

Fig. 3 Graphic demonstration of the calculated measurements of intersegmental ROM, compared to age‐ and gender‐specific normal values 

Page 45: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

SPINALMOUSE  

37 

Study group The study group consisted of 111 subjects aged between 21 and 60 years old (mean age 39.2 yrs, mean height 1.78 m, mean weight 79.3 kg, mean BMI 24.7 kg/m2; 75 men, 36 women). Forty‐two were healthy volunteers, 69 subjects had sustained a spinal  fracture  (35  treated  conservatively  and  34  treated  surgically).  The  spinal fracture patients were included because we used their ROM in another study [23]. All  spinal  fracture patients  sustained  their  fracture  at  least  1.5 years previously; none of them had any neurological deficit.  Measurement To assess  inter‐rater  reliability,  two  investigators  (RBP and VJML) measured  the patients  in  succession.  Observer  one  completed  a  full  measurement  (patient upright,  in  flexion  and  extension)  after  which  observer  two  performed  a  full measurement. Subjects were asked to try to touch their toes with their fingers with their knees straight, with  the neck slightly  flexed and  their  feet approximately 30 cm apart. For extension, subjects were asked to extend their back as far as possible, without external help. The SpinalMouse was placed at C7 (found by palpation after instructing the patient to bend the head slightly to the chest) and manually guided to  the  rima  ani  in  a  paravertebral manner.  No  “warming  up”  was  performed before  the  measurement.  The  following  was  tested  for  inter‐rater  reliability: inclination in flexion; inclination in extension; total inclination; measured length of the  back  as  flexion minus  extension. Also,  the presence  of  outliers  from normal values for intersegmental ROM was tested for inter‐rater reliability.  Statistical analysis Statistical analysis was done with SPSS version 10 (SPSS Chicago, IL, USA). Length of  the  back  and  inclination  were  tested  by means  of  the  intra‐class  correlation coefficient  (ICC)  and  Pearson’s  correlation  coefficient  r  [20,  25];  mean  values measured by the two investigators were compared by means of the paired t‐test. No universally  accepted  levels  have  been  adopted  for  expressing  the  reliability  of measurements  when  ICC  values  are  calculated  [13].  However,  one  proposed scheme for defining  the amount of reliability with ICC’s has  the following values: 0.99‐0.90 high reliability; 0.89‐0.80 good reliability; 0.79‐0.70 fair reliability and 0.69 and  below  poor  reliability  [18].  The  presence  of  outliers  from  normal  values  for intersegmental  ROM  was  tested  by  means  of  Cohen’s  kappa.  Cohen’s  kappa measures the agreement between the evaluations of two raters when both are rating the same object. A value of 1 indicates perfect agreement, a value of 0 indicates that agreement is no better than chance. A p‐value of 0.05 was considered significant. 

Page 46: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 2  

38 

Results  

Correlation  coefficients  and  ICC’s  are  shown  in Table  2,  as well  as mean values measured by the two observers.  

Table 2 Intra‐class correlation coefficient (ICC) and Pearson’s correlation coefficient r for total inclination, inclination in flexion, inclination in extension and length of the back  

  ICC  Pearson’s r   Mean obs. one vs obs. two   

Total inclination   0.95  0.90 (p<0.001)  118.5 vs 116.4 deg  (p<0.05) Flexion   0.95  0.90 (p<0.001)   92.3 vs 92.4 deg     (p=0.830) Extension    0.92  0.85 (p<0.001)  ‐26.3 vs ‐23.9 deg    (p<0.05) Length of the back: flex ‐ ext  0.76  0.61 (p<0.001)  119.4 vs 112.6 mm  (p<0.05) 

 

For  inclination  (total  inclination,  flexion and extension)  ICC’s were 0.92 and 0.95; all  Pearson’s  correlation  coefficients were  significant  (p<0.001).  The  relationship between total inclination as measured by observer one and observer two is shown in Figure 4. Observer one measured a higher mean total inclination than observer two  (p<0.05), and mean extension as measured by observer one was higher  than that  measured  by  observer  two  (p<0.05).  There  was  no  significant  difference between mean flexion as measured by both observers (p=0.830).  

Total inclination (deg) obs. two

200180160140120100806040

Total inclin

ation (deg) o

bs. one

200

180

160

140

120

100

80

60

40

  

Fig. 4 Total inclination by observer one plotted against that by observer two    

Page 47: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

SPINALMOUSE  

39 

Reliability for measurement of the length of the back as flexion – extension was as follows:  r=0.61  (p<0.001),  ICC=0.76. Mean values measured by observer one were higher  than  those  measured  by  observer  two  (p<0.05).  Figure  5  shows  the relationship  between measured  length  of  the back  (flexion  –  extension) between observer one and observer  two. Cohen’s kappa  for  the presence of outliers  from normal values for intersegmental ROM was 0.22.   

Length of the back (mm) flex ‐ ext obs. two

2402101801501209060300

Leng

th of the back (m

m) flex ‐ ext obs. one

240

210

180

150

120

90

60

30

0

  

Fig. 5 Length of the back as flexion minus extension: observer one plotted against observer two 

 Discussion  

This study was designed to test a new device for measuring sagittal spinal ROM. We chose to do this by means of inter‐rater reliability. We did not assess intra‐rater reliability, because that would mean patients would have to bow and extend two more times, and should be done on separate days, which was not possible for time‐ and logistic reasons. Inclination  in  flexion,  inclination  in extension and  total  inclination were  found  to be  highly  reliable;  however,  some  differences  were  found  between  the  mean results. When taking into account that both measurements were done successively (so  the  first measurement might  influence  the  second), and  the  fact  that patients might not  take exactly  the  same position during  two  consecutive measurements, some differences in results were to expected. As mentioned by Portek et al., subject 

Page 48: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 2  

40 

repeatability  is a major contributing  factor  in  the measurement of spinal mobility [22].  A  significant  difference  for  extension  and  total  inclination  was  found. Considering extension, a large part of our study group encountered problems (e.g. maintaining  balance) when  standing  in  extension. As  reported  in  the  literature, extension  in  standing  is  uncomfortable,  and  the  subject may  find  it  difficult  to maintain balance [3, 21]. This might explain the mean difference for extension (2.4 deg)  found  between  the  two  investigators. Besides  this  subject  repeatability,  the difference might also result  from  the device  itself, or a cumulative effect of  these two  entities.  For  total  inclination,  a  similar  difference  was  found  (2.1  deg). However,  it  can  be  questioned  whether  such  a  small  difference  is  a  clinically important finding. Inter‐rater  reliability  for  the  difference  of  the  back’s  length  from  flexion  to extension  was  found  to  be  fair.  There  was  a  small  but  significant  difference between  the  two  investigators  (6.8 mm).  As  pointed  out  by Mayer  et  al.  in  a previous study, variability among examiners in locating bony landmarks is a major contributing  factor  in  the  external  measurement  of  spinal  ROM  [15].  When performing one complete measurement, C7 needs  to be palpated  three  times and there has to be stopped at S3 three times, which makes a total of six possible errors per measurement. Accumulation of these possible errors might be an explanation for the difference found in measured  length. Considering this, a possibility might be to mark C7 and S3 with a skin marker after palpating both precisely. By doing so,  the  length of  the back might be measured more accurately. However, during flexion these skin markers will shift in relation to the underlying vertebra. Another possible explanation for the difference found is a slightly different pathway taken along the spinal curvature. A poor agreement was  found  for  the presence of outliers  from normal values  for intersegmental  ROM  (kappa  0.22). We  cannot,  however,  ascertain  whether  the developer’s  graph  with  normal  intersegmental  ROM  data  was  obtained  in  a reliable  way,  since  no  accompanying  publication  is  available.  For  now,  we conclude  that  the  SpinalMouse  is  not  very  reliable  in measuring  intersegmental ROM. Comparison of our results with  the  literature  is difficult because no studies have been  published  concerning  the  SpinalMouse  so  far.  In  a  study  by Keeley  et  al., using a  two‐inclinometer  technique  that  is  to some extent comparable,  inter‐rater correlation was found to be good; r=0.92 (p<0.001) [7]. However, in that study only lumbar and hip mobility were measured, whereas thoracic mobility was not.  

Page 49: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

SPINALMOUSE  

41 

Chen et al. found a computerized single‐sensor inclinometer to have a poor inter‐rater  reliability  (ICC  0.39  for  extension  and  ICC  0.69  for  flexion)  [1].  In  another study  the  inter‐rater  reliability  for  the  CA‐6000  spine  motion  analyzer  (a computerized  potentiometer)  was  as  follows:  flexion  r=0.76;  extension  r=0.84; flexion+extension  r=0.84;  compared with  these data  our  results  seem  favourable. However, only lumbar ROM was measured in that study [5]. The data we report for sagittal spinal ROM can not be seen as normal values. First, we  measured  patients  with  a  spinal  fracture  in  the  past  as  well  as  healthy volunteers. In addition, we used inclination for comparison, which, as pointed out before, consists of thoracic, lumbar as well as sacral/hip mobility. For assessment of inter‐rater  reliability,  this  is  not  important,  but  it  should  be  taken  into  account when  comparing  data  with  earlier  studies,  which  mostly  report  on  lumbar mobility. Mellin reports on thoracolumbar ROM in his study concerning the Myrin inclinometer, but he did not measure hip mobility, and his population consisted of 25 healthy volunteers, so comparison of our data to his data is not reliable [17]. To validate  the  ability  of  the  device  to  measure  sagittal  spinal  ROM  and intersegmental  ROM,  a  comparison  between  the  SpinalMouse’s  data  and radiographs  could  have  been  made.  It  is  questionable,  however,  whether radiographs  should be  chosen as  the “gold  standard”. The use of  radiographs  is probably unjustifiable in terms of patient risk and cost (especially when, as in this study, the whole spinal column needs to be assessed). Because of this, and the fact that 2/3 of our study group consisted of patients with a spinal fracture in the past, we have not been able to validate the SpinalMouse.   Clinical use When  using  the  SpinalMouse  we  encountered  a  number  of  pitfalls.  When measuring  subjects much  taller  than  the  investigator,  it  is  difficult  to  place  the SpinalMouse exactly on C7 and to see the LED on the mouse, which indicates that the device is ready for use. To overcome these problems, it might be useful to have a little stool for the investigator to stand on. Another problem we encountered was controlling  the  skin  surface  in  lumbar  lordosis  in  extension.  Sometimes,  the SpinalMouse could not pass the lumbar angle properly because the angle was too sharp, and the wheels of the mouse slipped as a result.  Concerning the clinical time and the user‐friendliness, we are fairly satisfied. One complete measurement  takes about 1 minute,  the device  is not velocity sensitive, and after some training the SpinalMouse is rather simple to use.  

Page 50: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 2  

42 

Limitations Of course, there are some limitations concerning this study. Investigators were not blinded to the subject’s diagnosis. Another issue that should be kept in mind is that comparison with the literature is not possible, since no publication concerning the SpinalMouse is available. 

 Conclusions  

The SpinalMouse seems to be a good, reliable device for measuring sagittal spinal ROM, as tested by inter‐rater reliability. After following the recommendations we made, the device might be more accurate. Correlation coefficients found were fair to good; there was a significant difference between mean total inclination as well as mean extension as measured by  the  two  investigators, but  this difference was so small  that  it would not be of major  influence  in  clinical practice. For measuring intersegmental  ROM,  the  SpinalMouse  does  not  seem  to  be  a  reliable  tool  yet. Considering  the  short  clinical  time needed  for measurement  and  the  low health risk posed to the patient, the SpinalMouse could be used as a reliable objective tool for measuring sagittal spinal ROM. Intra‐rater reliability needs to be assessed in a further study. 

 References  

1.   Chen SP, Samo DG, Chen EH, Crampton AR, Conrad KM, Egan L, Mitton J (1997) Reliability of  three  lumbar  sagittal  motion  measurement  methods:  surface  inclinometers.  J  Occup Environ Med 39:217‐223 

2.   Chiou WK, Lee YH, Chen WJ, Lin YH (1996) A non invasive protocol for the determination of lumbar spine mobility. Clin Biomech 11:474‐480 

3.   Dillard J, Trafimow J, Andersson GB, Cronin K (1991) Motion of the lumbar spine. Reliability of two measurement techniques. Spine 16:321‐324 

4.   Dodd CA, Fergusson CM, Pearcy MJ, Houghton GR (1986) Vertebral motion measured using biplanar radiography before and after Harrington  rod removal  for unstable  thoracolumbar fractures of the spine. Spine 11:452‐455 

5.   Dopf CA, Mandel SS, Geiger DF, Mayer PJ (1994) Analysis of spine motion variability using a computerized goniometer compared to physical examination. A prospective clinical study. Spine 19:586‐595 

6.   Johnsson R, Selvik G, Stromqvist B, Sunden G (1990) Mobility of the lower lumbar spine after posterolateral fusion determined by roentgen stereophotogrammetric analysis. Spine 15:347‐350 

7.   Keeley J, Mayer TG, Cox R, Gatchel RJ, Smith J, Mooney V (1986) Quantification of  lumbar function. Part 5: Reliability of range‐of‐motion measures in the sagittal plane and an in vivo torso rotation measurement technique. Spine 11:31‐35 

Page 51: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

SPINALMOUSE  

43 

8.   Knop C, Fabian HF, Bastian L, Blauth M (2001) Late results of thoracolumbar fractures after posterior instrumentation and transpedicular bone grafting. Spine 26:88‐99 

9.   Lee YH, Chiou WK, Chen WJ, Lee MY, Lin YH  (1995) Predictive model of  intersegmental mobility of lumbar spine in the sagittal plane from skin markers. Clin Biomech 10:413‐420 

10.   Leferink  VJM,  Zimmerman  KW,  Veldhuis  EFM,  ten  Vergert  EM,  ten  Duis  HJ  (2001) Thoracolumbar  spinal  fractures:  radiological  results  of  transpedicular  fixation  combined with  transpedicular cancellous bone graft and posterior  fusion  in 183 patients. Eur Spine  J 10:517‐523 

11.   Lim  TH,  Eck  JC, An HS, McGrady  LM, Harris GF, Haughton VM  (1997) A  noninvasive, three‐dimensional spinal motion analysis method. Spine 22:1996‐2000 

12.   Lindsey RW, Dick W, Nunchuck S, Zach G  (1993) Residual  intersegmental  spinal mobility following limited pedicle fixation of thoracolumbar spine fractures with the fixateur interne. Spine 18:474‐478 

13.   Madson TJ, Youdas  JW, Suman VJ  (1999) Reproducibility of  lumbar spine range of motion measurements using the back range of motion device. J Orthop Sports Phys Ther 29:470‐477 

14.   Mannion  A,  Troke M  (1999)  A  comparison  of  two motion  analysis  devices  used  in  the measurement of lumbar spinal mobility. Clin Biomech 14:612‐619 

15.   Mayer  RS,  Chen  IH,  Lavender  SA,  Trafimow  JH,  Andersson  GB  (1995)  Variance  in  the measurement  of  sagittal  lumbar  spine  range  of  motion  among  examiners,  subjects,  and instruments. Spine 20:1489‐1493 

16.   Mayer TG, Kondraske G, Beals SB, Gatchel RJ (1997) Spinal range of motion. Accuracy and sources of error with inclinometric measurement. Spine 22:1976‐1984 

17.   Mellin  G  (1986)  Measurement  of  thoracolumbar  posture  and  mobility  with  a  Myrin inclinometer. Spine 11:759‐762 

18.  Meyers  CR,  Blesh  TE  (1962) Measurement  in  physical  education.  Ronald  Press  Co, New York, NY 

19.  Miyasaka K, Ohmori K, Suzuki K, Inoue H (2000) Radiographic analysis of lumbar motion in relation  to  lumbosacral  stability.  Investigation  of moderate  and maximum motion.  Spine 25:732‐737 

20.   Muller R, Buttner P (1994) A critical discussion of intraclass correlation coefficients. Stat Med 13:2465‐2476 

21.   Ng  JK, Kippers V, Richardson CA, Parnianpour M  (2001) Range of motion and  lordosis of the lumbar spine: reliability of measurement and normative values. Spine 26:53‐60 

22.   Portek  I, Pearcy MJ, Reader GP, Mowat AG  (1983) Correlation between  radiographic  and clinical measurement of lumbar spine movement. Br J Rheumatol 22:197‐205 

23.  Post RB,  Leferink VJM  (2004)  Sagittal  range  of motion  after  a  spinal  fracture:  does ROM correlate with functional outcome? Eur Spine J 13:489‐494  

24.   Schlegel JD, Smith JA, Schleusener RL (1996) Lumbar motion segment pathology adjacent to thoracolumbar, lumbar, and lumbosacral fusions. Spine 21:970‐981 

25.   Shrout  PE,  Fleiss  JL  (1979)  Intraclass  correlations:  Uses  in  assessing  rater  reliability. Psychological Bulletin 86:420‐428 

  

Page 52: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

 

 

Page 53: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

45

 

Chapter 3 

  

Sagittal range of motion after a spinal fracture: does ROM correlate with functional outcome?                  RB Post, VJM Leferink   European Spine Journal (2004) 13:489‐494 

Page 54: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 3  

46

Abstract  

Introduction: Literature regarding the effect of a spinal fracture and its treatment in terms of resulting spinal range of motion (ROM) is scarce. However, there is need for data regarding sagittal spinal ROM, since many patients who sustain a spinal fracture are concerned about  the back mobility  they will have after  treatment.  In addition, the relationship between ROM and impairment is not clear. The literature gives conflicting results.  Methods: To study spinal ROM after a spinal fracture, we measured thoracolumbar ROM  in operatively and non‐operatively treated patients (n=76, average 3.7 years follow‐up) as well as controls (n=41). In order to study the relation between ROM and  subjective  back  complaints, we  calculated  the  correlation  between  thoraco‐lumbar ROM and scores derived from the VAS spine score and RMDQ. To assess impairment after a spinal fracture, we compared VAS and RMDQ scores between operatively and non‐operatively treated patients and healthy controls.  Results:  Operatively  treated  patients  were  found  to  have  lower  thoracolumbar ROM  than  controls  (56.7° vs 70.0°,  respectively; p<0.01). There was no difference between operatively  treated  and non‐operatively  treated patients  (56.7° vs  62.7°, respectively); nor was a difference found between non‐operatively treated patients and controls. Correlation between ROM and subjective impairment was very weak and only significant for ROM and RMDQ scores in the whole study group (rho= –0.25; p<0.01). Patients were more  impaired  than controls,  there was no difference between operatively and non‐operatively treated patients (VAS score 76.3 vs 72.6; RMDQ score 4.5 vs 4.4, respectively).  Conclusion: We  conclude  that  patients  treated  operatively  for  a  thoracolumbar spinal  fracture  have  a  lower  thoracolumbar  ROM  than  controls.  Spinal  ROM, however, does not  influence  impairment. A spinal fracture results  in  impairment, no matter what therapy is chosen. 

Page 55: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

RANGE OF MOTION  

47

Introduction  

The effect of  treatment of a spinal  fracture on mobility of  the spinal column and resulting  range of motion  (ROM)  is uncertain. Literature about  total spinal ROM after a  fracture  is  scarce, as most  studies address  intersegmental ROM  [5, 15, 17, 25]. The few studies available concerning spinal ROM after a spinal fracture reveal conflicting results. Axelsson et al.  found,  in patients  treated with a posterolateral fusion  for  spondylolysis  or  facet  joint  arthritis,  that  the  sagittal  lumbar  ROM increased  after  a  fusion,  probably  due  to  relief  of  protective muscle  spasm  [1]. Dodd et al. found that spinal ROM does not return to normal after Harrington rod removal in patients treated operatively for a thoracolumbar fracture [8]. In a study by  Junge  et  al.,  sagittal  spinal  ROM  was  found  to  be  normal  2.5  years  after operative treatment for a thoracolumbar spinal fracture [9]. There  is  need  for  data  on  spinal  ROM  in  patients  treated  for  a  thoracolumbar spinal  fracture.  In  order  to  study  how  a  spinal  fracture  and  its  treatment  affect spinal ROM, we measured  sagittal  thoracolumbar ROM  in operatively  and non‐operatively treated patients. For comparison, ROM was also measured in a control group consisting of healthy volunteers. As  the  ROM  after  a  spinal  fracture  is  still  uncertain,  little  is  known  about  the influence of the resulting spinal ROM on the patients’ overall functional outcome, measured  in  terms  of  subjective  impairment.  Poitras  et  al.  stated  that thoracolumbar ROM is poorly to moderately related to functional disabilities [24]. Nattrass et al. found that there was no relationship between ROM and impairment [23].  In  contrast,  a  study  by Cox  et  al.  reports  a  significant  correlation  between sagittal  lumbar  ROM  and  impairment  [3].  In  order  to  assess  the  relationship between subjective impairment and spinal ROM, and to reveal whether operative and  non‐operative  treatment  result  in  different  impairment  rates,  we  asked participants  to  fill  in  two questionnaires,  the Visual Analogue Scale  (VAS)  spine score and the Roland‐Morris Disability Questionnaire (RMDQ).  

The following questions were studied: • Is  there  a  difference  in  sagittal  spinal  ROM  between  operatively  treated 

patients, non‐operatively treated patients and controls? • Do  the  average  VAS  and  RMDQ  scores  differ  between  operatively  treated 

patients, non‐operatively treated patients and controls? • Does  sagittal  spinal ROM  correlate with  subjective  impairment, measured by 

the VAS and RMDQ? 

Page 56: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 3  

48

Materials and methods  

Patients Between  January  1996  and  December  2000,  254  patients with  a  fracture  of  the thoracolumbar  spine  were  treated  at  the  traumatology  department  of  the University Hospital  Groningen.  One  hundred  and  ten  patients  (mean  age  38.0 years)  were  treated  operatively;  144  (mean  age  42.4  years)  were  treated  non‐operatively. 153 (60%) patients (74 treated operatively, 79 non‐operatively) met the inclusion criteria  (see Table 1). Patients operated on  for an A3.3  fracture with  the implant  still  in  situ were not  included, because  the  implant would  influence  the paravertebral measurement.   

Table 1 Inclusion and exclusion criteria  

Inclusion criteria  Exclusion criteria Spinal fracture between T1 and L5  Pathological fracture Age at follow‐up between 18 and 60 years  Neurological deficit Time since injury at follow‐up > 1.5 years  Psychiatric illness Capable of understanding the Dutch language  A3.3 fracture with implant in situ  From the 153 included, 125 randomly selected patients (82%) were sent a letter in which  the  aim  of  the  study was described.  Four  to  8 days  later,  an  investigator telephoned patients to ask them to participate. Twelve patients were lost to follow‐up;  14  could  not  be  reached.  Twelve  refused,  giving  such  reasons  as  “not interested” or “no time”. Eleven patients missed several appointments. In total, 76 (38  treated  operatively,  38  non‐operatively)  participated  in  the  study  (response rate:  76/125=61%;  follow‐up:  76/254=30%). Respondents did not differ  from non‐respondents for age, gender and time since injury. For  both  groups,  the  participating  patients  did  not  differ  from  the  non‐participating  patients  for  age,  gender  and  time  since  injury.  The  control  group consisted of 41 healthy volunteers (without a history of back surgery or medically treated  back  complaints)  from  a  normal  population  of  hospital  personnel.  The three groups did not differ from each other for age, gender and number. Average time from injury to follow‐up was 3.7 years (range 1.7–6.4 years). Time since injury was  significantly  shorter  for  non‐operatively  treated  patients  (p<0.01).  The  non‐operatively treated group consisted of more type A fractures and fewer type B and type C fractures, according  to  the comprehensive classification (CC) [19]  than  the operatively treated group (see Table 2). 

 

Page 57: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

RANGE OF MOTION  

49

Table 2 Study‐group patient descriptions (n=117): age, gender, fracture level, follow‐up and type of fracture (according to the CC [19]; nc not classified)   

fracture type Treatment  n  age (yrs) mean (SD) range 

gender (M:F) 

fracture level 

follow‐up (yrs) mean (SD) range  A  B  C  nc 

Operative  38 40.5 (12.0) 21‐59   25:13  T9‐L5  4.1 † (1.1) 2.5‐6.4  23  10  3  2 Nonoperative  38 40.6 (11.3) 23‐59   22:16  T4‐L5  3.3 † (1.2) 1.7‐5.6  31  2  1  4 Controls  41 39.1 (10.5) 23‐60   28:13  ‐‐‐‐‐‐‐‐  ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐  ‐‐  ‐‐  ‐  ‐ † difference significant p<0.01  Treatment Operative  treatment  consisted  of  fracture  reduction  and  fixation  by  means  of dorsal  instrumentation  with  the  Universal  Spine  System  (Synthes,  Oberdorf, Switzerland),  combined with  transpedicular  cancellous bone grafting  and dorsal spondylodesis as described by Daniaux and Dick [4, 6, 7]. Fracture reduction was obtained by indirect manipulation using pedicle screws as levers. Cancellous bone was  taken  from  the  dorsal  iliac  crest  and  put  in  the  reduced  vertebral  body transpedicularly  [4].  The  facet  joints  at  the  level  of  the  traumatized  disc  were opened and  the cartilage was  removed. Cancellous bone was packed around  the joints  at  the  dorsolateral  side  [2].  No  ventral  operations,  discectomies  or laminectomies were performed.  Postoperatively, all patients were transferred to a rehabilitation centre. They were allowed  to walk  after  about  10  days  in  a  simple  reclination  brace, worn  for  9 months, after which the implants were removed. Three months later, patients were instructed  to  resume  all  former  activities.  A  more  detailed  description  of  the operative technique was published previously [14]. Non‐operative  treatment  was  initialized  in  our  hospital  and  continued  in  a rehabilitation  centre  or  the  outpatient  clinic.  Therapy  consisted  of  bed  rest, sometimes  on  a  Stryker  frame,  for  a  maximum  of  6  weeks,  followed  by mobilization with a reclination brace for 9 months, combined with physiotherapy. Most A1  and A2  fractures  (according  to  the CC  [19]) were  treated with  a  short period of bed rest, followed by functional treatment without a brace.  Measurement We  used  the  SpinalMouse  (Idiag,  Volkerswill,  Switzerland),  a  computer‐aided device, for measuring sagittal spinal ROM and the intersegmental angle in a non‐invasive manner (Fig.1). The device is connected via an analog‐digital converter to a standard PC. Manually guided along the back of a subject, the system records the outline  of  the  spinal  column  in  the  sagittal  plane. To measure  spinal ROM,  the 

Page 58: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 3  

50

SpinalMouse  is run paravertebrally along  the spinal column  from C7  to  the rima ani  (S3). The  local angle or  inclination relative  to a perpendicular  line  is given at any position by an internal pendulum connected to a potentiometer. The ROM of each  segment  (i.e.,  intersegmental  ROM)  is  computed,  from which  the  relative parts of ROM for thoracic spine, lumbar spine and sacral spine/hip are computed. A  more  detailed  description  has  been  accepted  for  publication  (R.B.  Post  and V.J.M. Leferink, 2004, Arch Orthop Trauma Surg).   

  

Fig.1 The SpinalMouse is run paravertebrally from C7 to S3  

We  measured  thoracolumbar  ROM  (T1/2–L5/S1)  by  adding  thoracic  ROM  to lumbar  ROM.  Two  investigators  in  succession  (RBP  and  VJML) measured  the patient’s back. Participants were asked to bend and extend as far as possible, with their  knees  straight, without  “warming up”.  In  this manner,  two measurements were  obtained  from  each  patient.  The  ROM  we  used  was  the  average thoracolumbar ROM obtained from the two measurements. With  regard  to  subjective  impairment,  we  asked  participants  to  fill  in  two questionnaires measuring back pain and restrictions: the Roland‐Morris disability questionnaire (RMDQ) and the VAS spine score (VAS). The RMDQ  is  a  health  status measure designed  to  be  completed  by patients  to assess physical disability due  to  low back pain.  It  is  self‐administered and  takes less than 5 min to be completed [27]. Total scores can vary from 0 (no disability) to 24 (severe disability). The RMDQ has been used extensively and was found to be a sensitive, reliable and valid instrument [12, 13, 16, 27, 28]. In this study the Dutch version of the RMDQ was used [26]. 

Page 59: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

RANGE OF MOTION  

51

The VAS  spine  score,  developed  for  use with  spinal  fracture  patients,  asks  the patient  to  rate  the  functional  outcome  in  19  items  on  an  analogue  10  cm  visual scale. The patient’s perception of pain and restriction  in activities related  to back problems  is  measured.  Higher  scores  represent  better  results,  recalculated  to percentages of the maximum score (0–100%). In previous studies, it has proved to be a reliable and valid instrument [11, 16].  Statistical analysis Statistical analysis was done with SPSS version 10 (SPSS, Chicago). Comparison of VAS and RMDQ scores and ROM between groups was done by means of one‐way ANOVA  (posthoc Bonferroni). Correlation was computed by means of Pearson’s correlation coefficient r. RMDQ and VAS scores for the total study group did not show a normal distribution, so correlation between VAS scores and RMDQ scores and  ROM  for  the  total  group  was  tested  non‐parametrically,  by  means  of Spearman’s rho. Significance was accepted at 0.05. 

 Results  

ROM Operatively  treated  patients  had  lower  thoracolumbar  ROM  than  did  controls (56.7°  vs  70.0°,  p<0.01). There was no difference  found  between  operatively  and non‐operatively  treated  patients  (56.7°  vs  62.7°,  p=0.429)  or  between  non‐operatively treated patients and controls (62.7° vs 70.0°, p=0.210), see Table 3.  

Table 3 Thoracolumbar ROM (°; mean, SD and range) in operatively and non‐operatively treated patients and controls   

Treatment  mean   SD     range Operative  56.7 †  16.3  25.0 ‐ 88.5 Non‐operative  62.7  19.7  16.5 ‐ 105.5 Controls  70.0 †  16.7  38.5 ‐ 108.0 

† difference significant p<0.01   VAS and RMDQ scores Comparison  of  VAS  and  RMDQ  scores  showed  that  the  mean  VAS  score  in operatively and non‐operatively treated patients was less than the mean VAS score of  controls  (p<0.001).  VAS  scores  did  not  differ  between  operatively  and  non‐operatively  treated  patients  (p=1.000).  Operatively  as  well  as  non‐operatively treated patients had a higher mean RMDQ score than did controls (p<0.001). Mean 

Page 60: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 3  

52

RMDQ  scores  did  not  differ  between  operatively  treated  patients  and  non‐operatively  treated  patients  (p=1.000),  see  Table  4.  A  Spearman’s  rho  of  ‐0.85 (p<0.001) was  found  for  correlation between  the VAS  score and RMDQ  score  for the whole study group.   

Table 4 VAS and RMDQ scores in operatively and non‐operatively treated patients and controls    

Treatment  VAS    mean      SD        range 

RMDQ  mean    SD    range 

Operative      76.3 †    23.3       21.6‐100.0    4.5 †     5.2     0‐17.0 Non‐operative      72.6 ‡    22.9       22.8‐100.0    4.4 ‡     4.3     0‐12.0 Controls      92.8 †‡    9.2       50.2‐100.0    0.5 †‡   1.4     0‐7.0 

† difference significant p<0.001  ‡ difference significant p<0.001  Correlation between ROM and VAS, RMDQ A significant correlation was found between ROM and RMDQ score for the whole study  group  (Spearman’s  rho=  ‐0.25,  p<0.01).  None  of  the  other  correlation coefficients was significant (see Table 5).   

Table 5 Correlation between ROM, VAS score and RMDQ score in separate groups and total study group    

Correlation with ROM Treatment VAS  RMDQ 

Operative  r= ‐0.001 (p=0.99)   r= ‐0.19     (p=0.25)  Non‐operative  r= 0.12     (p=0.50)   r= ‐0.23     (p=0.18) Controls   r= 0.16     (p=0.35)   r= ‐0.10     (p=0.54) Whole study group  (Spearman)  rho= 0.16 (p=0.08)   rho= ‐0.25 (p=0.007) † 

† significant p<0.01 

 Discussion  

This study was designed to evaluate sagittal spinal ROM of patients who sustained a  thoracolumbar  spinal  fracture,  as well  as  to  study  functional outcome  and  the relation between sagittal ROM and functional outcome.  

ROM Our  results  show  that  operatively  treated  patients  have  a  lower  thoracolumbar ROM than do controls. ROM did not differ significantly between non‐operatively treated  patients  and  controls;  nor  was  there  a  significant  difference  in  ROM between operatively  treated  and non‐operatively  treated patients.  In  these  series 

Page 61: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

RANGE OF MOTION  

53

the only statistically significant difference in ROM was found between operatively treated patients and controls. The differences between  the other groups were not significant. An explanation could be found in, e.g., the power. The only conclusion possible based on these findings, however, is that operatively treated patients have lower ROM  than do  controls. Only a  few  studies  regarding  this  issue have been published, making it difficult to compare our results with literature. In a study by Junge et al. sagittal spinal ROM was found to be normal after mono‐segmental  operative  treatment  of  a  spinal  fracture  [9].  ROM was measured  by means of finger‐to‐floor distance (11.6 cm) and the Schober technique (10:13.9 cm), as well as a clinical examination. Finger‐to‐floor distance, however, measures gross mobility  of  the  trunk,  which  is  mainly  composed  of  hip  movement  [20,  30]. Consequently,  finger‐to‐floor  distance  does  not  seem  to  be  a  valid  tool  for measuring  thoracolumbar  ROM.  The  Schober  technique  [29],  although  popular, has  some  important  deficiencies:  spinal  extension  and movement  in  the  upper lumbar/lower  thoracic  region  are  not  assessed  [22].  Although  Junge  states  that ROM was within normal  range, he did not mention  the normal values  for either method. Reported values of 111° for flexion and 37° for extension seem to us values representing  total  trunk  mobility,  which  does  not  represent  thoracolumbar mobility [9]. In contrast to Junge, a recent study (concerning functional outcome of operatively treated patients)  reports decreased  thoracolumbar ROM 3 years after  injury  [10]. Thoracolumbar ROM was measured by  finger‐to‐floor distance  (11.6 cm) and  the Schober  technique  (13.2  cm), as well as  the Ott  technique. No normal values  for these methods were reported. As pointed out before, the first two methods do not represent true thoracolumbar mobility. The Ott technique consists, according to the author, of measuring the lengthening of a 30 cm distance, caudal to C7 in maximal spinal flexion [10]. However, no literature could be found regarding this technique, so  it  is not  clear  that  it  is  reliable and valid  for measuring  thoracolumbar ROM. Taking into account the limitations of the papers discussed above, it is difficult to compare our  results  to  literature. On  the other hand,  considering  thoracolumbar ROM  in normal subjects, a striking difference was  found between our results and values reported in the literature (Mellin: 106°, Louis: 133°) [18, 21]. Why  operatively  treated  patients  have  lower  sagittal  thoracolumbar  ROM  than controls  is  unknown.  In  our  opinion,  it  seems  unlikely  that  a  single  fusion  is responsible for a decline  in thoracolumbar range of motion. Fear of re‐fracture or pain might  be  a  possible  explanation,  as  recently mentioned  by  Cox  et  al.  [3]. Psychological aspects,  for example  the  impact an operation  implies, may  lead  to 

Page 62: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 3  

54

less functional use of the back post‐traumatically, which might result in decreased ROM. Another explanation for the lower ROM could be in the invasiveness of the operation, which results in scar tissue formation.  VAS and RMDQ scores Evaluation  of  subjective  impairment  reveals  that  patients  are  impaired  after  a spinal  fracture.  Both  operatively  treated  patients  and  non‐operatively  treated patients have a higher mean RMDQ score than do controls, as well as lower mean VAS  scores. Both  indicate more  impairment.  Scores  between  operatively  treated and  non‐operatively  treated  patients  did  not  differ.  These  data  indicate  that  a spinal fracture, regardless of its treatment, results in subjective impairment that is similar for both types of treatment. However, it should be taken into account that average time since injury was shorter for non‐operatively treated patients than for operatively treated patients, possibly biasing results. In  literature,  a VAS  score of  66  is  reported  for patients  treated operatively  for  a spinal fracture at a follow‐up of 23 months. A control group achieved scores of 92 [11]. For  the  control group,  these data are  comparable with our  results, whereas operatively  treated patients  in  our  study  achieve higher VAS  scores. A possible explanation  is  our  longer  follow‐up. Recently,  Leferink  et  al.  studied  functional outcome  in patients  treated operatively  for a  thoracolumbar burst  fracture.  In his study, a mean RMDQ score of 4.0 was found, together with a mean VAS score of 79 [16].  Our  results  were  obtained  from  a  different  group  of  patients,  but  are comparable. Kraemer et al. found a mean RMDQ score of 15.6 after a follow‐up of 3.8  years,  in  patients  treated  operatively  as  well  as  non‐operatively  for  a thoracolumbar  burst  fracture  [12]. As  in  our  study,  there was  no  difference  in RMDQ scores between operatively and non‐operatively treated patients. Correlation between RMDQ and VAS was found to be good (rho= –0.85). Only one published study reports correlation between these two questionnaires, in which a correlation of –0.72 was found [16].  Correlation between ROM and VAS, RMDQ Another issue is whether ROM influences impairment. We found weak correlation between RMDQ score and ROM for the whole study group (rho= –0.25). Negative rho  indicates  that  an  increase  in ROM  is  accompanied  by  a  lower  score  on  the RMDQ,  indicating  less  impairment.  However,  correlation  was  very  weak  and correlation for separate groups was not significant, either. Consequently,  it seems unlikely that ROM influences impairment. There is a growing amount of literature 

Page 63: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

RANGE OF MOTION  

55

concerning  the  relationship  between ROM  and  impairment.  Poitras  et  al.  found that kinematic variables,  including  thoracolumbar ROM,  correlate moderately  to poorly to disability, and do not appear to be a valid measure of disability [24]. In a study  by  Nattrass  et  al.  no  relationship  was  found  between  lumbar  ROM (measured with  a  long‐arm  goniometer  and  dual  inclinometer)  and  impairment measured by the Oswestry Disability Index and the Waddell Disability Index [23]. These  findings  support  our  data  that  ROM  is  of  no  (or  minor)  influence  on impairment.  However,  Nattras  measured  lumbar  ROM,  whereas  in  our  series thoracolumbar ROM was measured.  In  contrast,  a  study  by Cox  et  al.  reports  a significant  correlation  (r=0.52)  between  ROM  and  impairment measured  by  the Quebec  Back  Pain  Disability  Questionnaire  [3].  The  author  states  that  simple parameters  of  the  functional  examination,  such  as ROM,  are  strongly  correlated with the cognitive state. For example, fear will influence (voluntary) ROM [3].  Limitations A limitation of this study is that the average time since injury was shorter for non‐operatively  treated  patients  than  for  operatively  treated  patients, which makes these  two groups not  completely  comparable. The  shorter  follow‐up might have affected  the  results  in  some way. Another  issue  to keep  in mind  is  the  response rate, which might have biased results. 

 Conclusions  

Sagittal thoracolumbar ROM 4 years after operative treatment of a spinal fracture seems  to  be  lower  than  the  thoracolumbar  ROM  of  healthy  individuals.  It  is unclear why operative treatment of thoracolumbar fractures might result in lower spinal ROM. Further research should be done in this field. Patients who sustained a spinal fracture are more impaired than healthy controls. ROM  does  not  seem  to  influence  this  impairment,  however.  Both  kinds  of treatment  (operative  vs  non‐operative)  apparently  result  in  similar  impairment rates. 

 References   

1.   Axelsson P, Johnsson R, Stromqvist B, Arvidsson M, Herrlin K (1994) Posterolateral lumbar fusion. Outcome of 71 consecutive operations after 4 (2‐7) years. Acta Orthop Scand 65:309‐314 

Page 64: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 3  

56

2.  Blauth M, Bastian L, Jeanneret B, Knop C, Moulin P, Müller‐Vahl H, Schmidt U, Schratt H E, Wippermann B (1998) Wirbelsäule. In: Tscherne H, Blauth M (eds) Tscherne Unfallchirurgie, vol 3. Springer, Berlin Heidelberg New York, pp 314‐320 and pp 333‐338 

3.   Cox ME, Asselin S, Gracovetsky SA, Richards MP, Newman NM, Karakusevic V, Zhong L, Fogel JN (2000) Relationship between functional evaluation measures and self‐assessment in nonacute low back pain. Spine 25:1817‐1826 

4.   Daniaux H (1982) Technik und erste Ergebnisse der transpedikulären Spongiosaplastik bei Kompressionsbrüchen im Lendenwirbelsäulenbereich. Acta Chir Austr 43 [suppl]:79 

5.   Dekutoski  MB,  Conlan  ES,  Salciccioli  GG  (1993)  Spinal  mobility  and  deformity  after Harrington rod stabilization and limited arthrodesis of thoracolumbar fractures. J Bone Joint Surg Am 75:168‐176 

6.   Dick W (1987) The “fixateur interne” as a versatile implant for spine surgery. Spine 12:882‐900 

7.   Dick W,  Kluger  P, Magerl  F, Woersdorfer  O,  Zach  G  (1985)  A  new  device  for  internal fixation  of  thoracolumbar  and  lumbar  spine  fractures:  the  “fixateur  interne”.  Paraplegia 23:225‐232 

8.   Dodd  CA,  Fergusson  CM,  Pearcy MJ, Houghton  GR  (1986)  Vertebral motion measured using  biplanar  radiography  before  and  after  Harrington  rod  removal  for  unstable thoracolumbar fractures of the spine. Spine 11:452‐455 

9.   Junge  A,  Gotzen  L,  von‐Garrel  T,  Ziring  E,  Giannadakis  K  (1997)  Die monosegmentale Fixateur  interne‐Instrumentation  und  Fusion  in  der  Behandlung  von  Frakturen  der thorakolumbalen Wirbelsäule.  Indikation, Technik und Ergebnisse. Unfallchirurg  100:880‐887 

10.   Knop C, Fabian HF, Bastian L, Blauth M (2001) Late results of thoracolumbar fractures after posterior instrumentation and transpedicular bone grafting. Spine 26:88‐99 

11.   Knop C, Oeser M, Bastian L, Lange U, Zdichavsky M, Blauth M  (2001) Entwicklung und Validierung des VAS‐Wirbelsäulenscores. Unfallchirurg 104:488‐497 

12.   Kraemer  WJ,  Schemitsch  EH,  Lever  J,  McBroom  RJ,  McKee  MD,  Waddell  JP  (1996) Functional outcome of thoracolumbar burst fractures without neurological deficit. J Orthop Trauma 10:541‐544 

13.   Leclaire R, Blier F, Fortin L, Proulx R (1997) A cross‐sectional study comparing the Oswestry and Roland‐Morris Functional Disability scales in two populations of patients with low back pain of different levels of severity. Spine 22:68‐71  

14.   Leferink  VJM,  Zimmerman  KW,  Veldhuis  EFM,  ten  Vergert  EM,  ten  Duis  HJ  (2001) Thoracolumbar  spinal  fractures:  radiological  results  of  transpedicular  fixation  combined with  transpedicular cancellous bone graft and posterior  fusion  in 183 patients. Eur Spine J 10:517‐523 

15.   Leferink VJM, Nijboer JMM, Zimmerman KW, Veldhuis EFM, ten Vergert EM, ten Duis HJ (2002)  Thoracolumbar  spinal  fractures:  segmental  range  of  motion  after  dorsal spondylodesis in 82 patients: a prospective study. Eur Spine J 11:2‐7 

16.   Leferink VJM, Keizer HJE, Oosterhuis  JK, van der Sluis CK,  ten Duis HJ  (2003) Functional outcome in patients with thoracolumbar burst fractures treated with dorsal instrumentation and transpedicular cancellous bone grafting. Eur Spine J 12:261‐267 

17.   Lindsey RW, Dick W, Nunchuck S, Zach G  (1993) Residual  intersegmental spinal mobility following limited pedicle fixation of thoracolumbar spine fractures with the fixateur interne. Spine 18:474‐478 

18.   Louis R (1983) Surgery of the spine: surgical anatomy and operative approaches. Springer‐Verlag, Berlin Heidelberg New York, p 70 

Page 65: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

RANGE OF MOTION  

57

19.   Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD, Harms J, Nazarian S (1994) A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries. Eur Spine J 3:184‐201 

20.   Mayer TG, Tencer AF, Kristoferson S, Mooney V  (1984) Use of noninvasive  techniques  for quantification  of  spinal  range‐of‐motion  in  normal  subjects  and  chronic  low‐back dysfunction patients. Spine 9:588‐595 

21.   Mellin  G  (1986)  Measurement  of  thoracolumbar  posture  and  mobility  with  a  Myrin inclinometer. Spine 11:759‐762 

22.   Miller MH, Lee P, Smythe HA, Goldsmith CH (1984) Measurements of spinal mobility in the sagittal  plane:  new  skin  contraction  technique  compared  with  established  methods.  J Rheumatol 11:507‐511 

23.   Nattrass CL, Nitschke JE, Disler PB, Chou MJ, Ooi KT (1999) Lumbar spine range of motion as  a  measure  of  physical  and  functional  impairment:  an  investigation  of  validity.  Clin Rehabil 13:211‐218 

24.   Poitras S, Loisel P, Prince F, Lemaire J (2000) Disability measurement in persons with back pain:  a  validity  study  of  spinal  range  of motion  and  velocity.  Arch  Phys Med  Rehabil 81:1394‐1400   

25.   Rohlmann A, Neller  S,  Bergmann G, Graichen  F,  Claes  L, Wilke HJ  (2001)  Effect  of  an internal fixator and a bone graft on intersegmental spinal motion and intradiscal pressure in the adjacent regions. Eur Spine J 10:301‐308 

26.   Roland M, Fairbank J (2000) The Roland‐Morris Disability Questionnaire and the Oswestry Disability Questionnaire. Spine 25:3115‐3124 

27.   Roland M, Morris R (1983) A study of the natural history of back pain. Part I: development of a reliable and sensitive measure of disability in low‐back pain. Spine 8:141‐144 

28.   Roland  M,  Morris  R  (1983)  A  study  of  the  natural  history  of  low‐back  pain.  Part  II: development of guidelines for trials of treatment in primary care. Spine 8:145‐150 

29.   Schober P (1937) Lendenwirbelsäule und Kreuzschmerzen. Munch Med Wochenschr 84:336‐338 

30.   Winter RB, Carr P, Mattson HL (1997) A study of functional spinal motion in women after instrumentation and fusion for deformity or trauma. Spine 22:1760‐1764 

   

Page 66: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

 

Page 67: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

59 

 

Chapter 4 

  

Functional outcome 5 years after non‐operative treatment of type A spinal fractures                  RB Post, HJE Keizer, VJM Leferink, CK van der Sluis   European Spine Journal (2006) 15:472‐478 

Page 68: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 4  

60 

Abstract  

Introduction: This study was conducted to study the functional outcome after non‐operative treatment of type A thoracolumbar spinal fractures without neurological deficit.  Functional  outcome  was  determined  following  the  International Classification of Functioning, Disability and Health (ICF), measuring restrictions in body  function  and  structure,  restrictions  in  activities,  and  restrictions  in participation/quality of life.  Methods: All  patients were  treated  non‐operatively  for  a  type A  thoracolumbar (T11‐L4)  spinal  fracture  at  the University Hospital Groningen,  the Netherlands. Thirty‐three of the 81 selected patients agreed to participate in the study (response‐rate 41%). Respondents were older than non‐respondents (mean 50.5 years versus 39.2 years), but did not differ from each other concerning injury‐related variables. Patients with  neurological  deficits were  excluded.  Treatment  consisted  either  of mobilization without brace, or of bedrest followed by wearing a brace. Restrictions in body  function and structure were measured by physical  tests  (dynamic  lifting test and bicycle ergometry test); restrictions in activities were measured by means of  questionnaires,  the  Roland‐Morris Disability Questionnaire  (RMDQ)  and  the Visual Analogue Scale Spine Score  (VAS). Restrictions  in participation/quality of life were assessed with the Short Form 36 (SF‐36) and by means of return to work status.  Results: Thirty‐seven per cent of the patients were not able to perform the dynamic lifting  test  within  normal  range.  In  the  ergometry  test,  40.9%  of  the  patients performed below  the  lowest normal value, 36.4% of  the patients achieved a high VO2‐max. Mean RMDQ‐score was 5.2, the mean VAS‐score was 79. No significant differences  between  patients  and  healthy  subjects  were  found  in  SF‐36  scores, neither were differences found between braced and unbraced patients in any of the outcome measures. Concerning the return to work status: 10% of the subjects had stopped working and received social security benefits, 24% had arranged changes in their work and 14% had changed their job.  Conclusion:  We  conclude  that  patients  do  reasonably  well  5  years  after  non‐operative  treatment of  a  thoracolumbar  fracture,  although outcome  is diverse  in the different categories and physical functioning seems restricted in a considerable number of patients.  

Page 69: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

PHYSICAL CAPACITY  

61 

Introduction  

With  respect  to  the patients’  status after  treatment of a  spinal  fracture,  literature mostly focuses on radiological aspects. However, the result of a spinal fracture and its  treatment  can be  seen much more widely  than  radiological  results  alone,  for example  in  terms  of  remaining  back  pain  or  exercise  tolerance,  referred  to  as functional outcome. Although most patients are more concerned about disability than  about  radiological  results,  literature  concerning  functional  outcome  after  a spinal fracture is scarce. Recent work shows that patients treated operatively for a spinal  fracture have  an  almost  equal  functional  outcome  as healthy people  [10]. However,  in  our  clinic  spinal  fracture  patients  are  more  often  treated  non‐operatively  than  operatively  [14].  This  study  describes  the  functional  outcome (measured by questionnaires and physical tests) of patients treated non‐operatively for a thoracolumbar spinal fracture.   

 Materials and Methods  

Patients Patients  treated non‐operatively  for a  type A  (Comprehensive Classification  [11]) thoracolumbar  spinal  fracture  (T10‐L4) between  1993  and  1998  in  the University Hospital Groningen, aged between 18 and 60  (at  the  time of  injury) and without neurological  deficits, were  included.  Exclusion  criteria were  spinal  disorders  in their  medical  history,  pathological  fractures  and  insufficient  command  of  the Dutch language.  Within  these criteria, a group of 81 patients was  identified,  to whom a  letter was sent asking  to take part  in the study. Thirty‐two persons did not respond despite several attempts to contact them, 8 patients did not want to join and 8 patients did not  show up at  several appointments. Eventually, 33 patients participated  in  the study (response rate=41%). Details of the study group (n=33) are: mean age at the time of examination 50.5 years  (S.D. 11.6,  range 27–67); mean  follow‐up  time 5.3 years  (S.D.  1.7,  range  3‐8);  20  patients were male,  13  patients were  female. Co‐morbidity was: one patient suffered from diabetes mellitus,  two patients suffered from  cardiovascular  disease  and  two  patients  suffered  from  chronic  obstructive pulmonary disease (COPD). Etiological factors were traffic accidents (n=12), sports (n=4) and  falls  (n=17). Fracture  levels are shown  in Table 1; most  fractures  (64%) occurred  at  the  thoracolumbar  junction  (T12/L1),  the  greater  part  (82%)  was classified as type A1.1 and A1.2 (Table 2) [11]. 

Page 70: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 4  

62 

Table 1 Fracture level  

level  n T11  3 T12  11 L1  10 L2  7 L3  1 L4  1 

 Table 2 Comprehensive Classification in 33 patients  

class  subclass  n A1.1  12 A1.2  15 A1 

A1.3  0 A2.1  2 A2.2  1 A2 A2.3  0 A3.1  2 A3.2  0 A3 A3.3  1 

 No difference was  found  in gender,  follow‐up,  co‐morbidity or  fracture  severity between  respondents  and  non‐respondents;  respondents,  however,  were  older than non‐respondents (50.5 years versus 39.2 years) (p<0.001).  The  study  protocol  was  approved  by  the  Medical  Ethics  Committee  of  the University Hospital Groningen (Nr. 99/12/206).  Treatment Treatment was initialized in our hospital, and continued in the outpatient clinic or in a rehabilitation centre. Treatment varied and consisted of mobilization without brace  (n=15, “unbraced group”), or  two  to six weeks of bedrest  (or strykerframe) followed  by  a  three‐point  reclination  brace  (n=18,  “braced  group”).  Comparing both groups, patients did not differ in number, age, gender or follow‐up. The decision for brace application was made by a senior staff member: A2 and A3 type  fractures were braced, more  severe  type A1.2 and A1.3  fractures  (e.g.  those with  a  large  anterior wedge  angle) were  also braced. By protocol, patients were seen in the outpatient clinic by the surgeon and the rehabilitation specialist after 6 weeks and 3, 6, 9, 12 and 24 months. Patients were mobilized with the guidance of 

Page 71: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

PHYSICAL CAPACITY  

63 

a physiotherapist or an occupational therapist, mobilization was also conducted by protocol. After three months weight bearing exercises were introduced. The brace was worn for 9 months, the first 6 months night and day, the last 3 months only in the daytime. Patients were allowed  to drive a  car or  ride a bicycle after 3 and 9 months, respectively.  Functional outcome In  this  study  functional  outcome  was  defined  according  to  the  International Classification of Functioning, Disability and Health (ICF) by three distinct entities: restrictions in body function and structure, restrictions in activities, and restrictions in participation/quality of life [21].   Restrictions in body function and structure: Dynamic  lifting  tests  as well  as  an  ergometry  exercise  test were  carried  out  to measure restrictions in body function and structure.   

‐ Dynamic lifting test: Patients are asked  to  lift a box containing a weight from the floor to a 75cm‐high table four times in 20 seconds. The starting weight for men is 5.85 kg, for women 3.6 kg. After  this  exercise  the patient  rests  for  20  seconds. After  each break,  the patient decides whether to go on with a heavier weight (men 4.5 kg more, women 2.5 kg more), or to stop. The test is stopped when the cardiac frequency rises above the personal maximum value (maximum cardiac frequency ={220‐age}×0.85), when the  personal  maximum  lifting  weight  is  achieved  (maximum  weight =0.6×bodymass), when the patient cannot complete the exercise within 20 seconds, or when  the  patient wants  to  stop  for  any  other  reason  [12].  The  highest  lifted weight  is called  the maximum  lifted  load. This  load  is compared  to  the National Institute  for  Occupational  Safety  and  Health  (NIOSH)  norm,  which  is  the maximum occupational load people are allowed to lift (14.8 kg) [23].  The loading‐degree is then calculated according to the formula:  loading‐degree = maximum lifted load/14.8 kg.  Twenty‐seven patients (82%) carried out the test. Three patients did not participate in  the  test because  their  cardiac  frequency  in  rest  exceeded  90 beats per minute (bpm) or their diastolic blood pressure in rest exceeded 100 mm Hg. Two patients did not participate because of cardiovascular medication usage, one patient did not participate for other reasons.  

Page 72: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 4  

64 

‐ Ergometry test: The  relative  VO2‐max  (maximum  oxygen  uptake  in  milliliters/minute.kg)  was calculated after a sub‐maximal bicycle ergometry test (excalibur 600 sport, LODE). The starting load at 60 revolutions per minute is 50% of the lean body mass (LBM) during 2 minutes. The  load  is raised  to 150%, 200% and 250% of  the LBM with a two‐minute  interval until  the cardiac  rate  is 120 bpm or more. When  the cardiac rate is 120 bpm, the load is not raised further, and at this load 6 minutes of exercise follow. The VO2‐max is then calculated according to the following formula [1]:  

for men:  VO2‐max= (174.2 × load + 4020) / (103.2 × cardiac rate ‐ 6299),  

for women:  VO2‐max= (163.8 × load + 3780) / (104.4 × cardiac rate ‐ 7514).  

Twenty‐two patients (67%) did the ergometry test. Five patients did not participate because  of  the  reasons  mentioned  above  (cardiovascular),  6  patients  didn’t participate for other reasons.  A more  detailed  description  of  the  tests  used  has  been  published  before  [10]. Results of both tests were compared to normal values [1, 12].  Restrictions in activities: Restrictions in activities were measured by two disease‐specific questionnaires; the Roland‐Morris Disability Questionnaire  (RMDQ)  and  the Visual Analogue  Scale Spine Score (VAS). The Dutch version of both questionnaires was used.  The RMDQ has been used extensively before  to measure  restrictions  in activities due  to  back  pain.  The  form  consists  of  24  statements  concerning  back‐related activities, which can be  ticked as positive  (restricted) or negative  (not  restricted). Scores can vary from 0 to 24, a lower score indicating less impairment [16‐18]. The VAS, developed  to be used with  spinal  fracture patients, asks  the patient  to rate  the  functional  outcome  in  19  items  on  a  10cm  visual  scale.  The  patient’s perception  of  pain  and  restriction  in  activities  related  to  back‐problems  is measured. Higher scores represent better results, converted  to percentages of  the maximum score (0‐100). In previous studies, it has proved to be a reliable and valid instrument [8, 10, 14].  Restrictions in participation/quality of life: The Dutch version of the RAND 36‐item health survey Short Form 36 (SF‐36) and the return to work status were used to assess restrictions in participation/quality of life.  

Page 73: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

PHYSICAL CAPACITY  

65 

The Short Form 36 scale contains nine sub‐scales measuring: physical functioning, social functioning, role restriction due to physical problems, role restriction due to emotional problems, mental health, energy and vitality, pain, general perception of health  and  change  in  health  over  the  past  year.  Scores  can  vary  from  0  to  100, higher scores indicate better results [6, 13, 22]. Resulting scores were compared to normal data (healthy subjects, age 18‐64 years) [7]. To assess return to work status, patients were asked about employment in the past and at present.  Statistical analysis Statistical analysis was carried out with SPSS 11.0 (SPSS inc. Chicago, Illinois). For the total study group, RMDQ, VAS and SF‐36 scores were compared to  literature using  the Student  t‐test. To compare  the braced and  the unbraced group,  results were  tested  non‐parametrically  by means  of  the Wilcoxon  test. Correlation was tested using Pearson’s  correlation  coefficient  r. A p‐value of 0.05 was  considered significant. 

 Results  

Restrictions in body function and structure Results of the dynamic lifting test and bicycle ergometry test, compared to normal values,  are  shown  in  Table  3  (for  the  total  study  group,  the  braced  and  the unbraced group).  In the total study group, 37% of the patients were not able to perform the dynamic lifting  test within normal  range. No differences were  found  between  the  braced and the unbraced group (p=0.792).  In  the  ergometry  test,  40.9%  of  the patients  in  the  total  study  group performed below  the  lowest normal value,  36.4% of  the patients  achieved  a high VO2‐max. There was no  significant difference between  the braced and  the unbraced group (p=0.300).  For both tests, scores are corrected for age and gender.   Restrictions in activities For the total study group, a mean RMDQ‐score of 5.2 was found. The mean VAS‐score was 79. No differences in mean RMDQ‐score or mean VAS‐score between the braced  and  the  unbraced  group were  found  (p=0.442  and  p=0.190,  respectively) (Table 4). 

Page 74: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 4  

66 

Table 3 Restrictions in body function and structure as measured by the dynamic lifting test (L.D. = loading degree) and ergometry test (VO2‐max in ml/min.kg), compared to normal data for the total study group, the braced and the unbraced group  

    n  mean  SD   range    under   N‐value 

VO2‐max low      medium    high 

total   27    1.9  0.8   0.3‐2.7    37.0%  ‐  ‐  ‐ braced   15    1.9  0.9   0.3‐2.7    40.0%  ‐  ‐  ‐ L.

D. 

unbraced   12    2.0  0.7   0.9‐2.7    33.3%  ‐  ‐  ‐ 

total   22    34  12   16‐65    40.9%  13.6%   9.1%  36.4% braced   11    36  14   16‐65    27.3%  18.2%   9.1%  45.5% 

V02‐m

ax 

unbraced   11    32  11   20‐59    54.5%    9.1%   9.1%  27.3% 

 Table 4 Restrictions in activities as measured by the RMDQ and VAS for the total study group, the braced and the unbraced group  

     mean  SD  range total  5.2  5.9  0‐17 braced  4.4  5.5  0‐17 

RMDQ 

unbraced  6.1  6.4  0‐17 total  79  19  36‐100 braced  82  19  39‐100 V

AS 

unbraced  75  19  36‐97  Restrictions in participation/quality of life Table 5  shows  results of  the SF‐36  for  the  total  study group,  the braced and  the unbraced group. Scores were compared to normal data; no significant differences in  any  of  the  sub‐scales  were  found  for  neither  group,  or  between  groups. Correlation  between RMDQ‐scores,  the  ergometry  test,  the  dynamic  lifting  test, VAS‐scores,  SF‐36  physical  functioning  and  SF‐36  general  health  are  shown  in Table 6.  Before injury, 21 patients had paid work. At follow‐up, 22 patients had paid work (three  patients were  in  search  of  a  job  before  injury,  and were  in  paid work  at follow‐up). Two patients (10%) had stopped working and received social security benefits,  5  patients  (24%)  had  arranged  changes  in  the  kind  of work  or  in  the intensity or duration of their work. Three patients (14%) had changed their job due to back‐complaints.   

Page 75: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

PHYSICAL CAPACITY  

67 

Table 5 Restrictions in participation/quality of life as measured by the SF‐36 (mean; (S.D.) range) for the total study group, the braced and the unbraced group  

SF‐36 sub‐scale          total         braced       unbraced Physical functioning  80; (20) 25‐100     84; (18) 50‐100  76; (22) 25‐100 Social functioning  85; (19) 38‐100     83; (20) 38‐100  86; (18) 63‐100 Phys. role restriction  72; (39) 0‐100        68; (39) 0‐100  77; (41) 0‐100 Emotion. role restr.  81; (32) 0‐100       72; (40) 0‐100  91; (15) 67‐100 Mental health  79; (17) 24‐100     75; (20) 24‐100  83; (11) 64‐100 Energy / Vitality  69; (20) 20‐100     68; (21) 35‐100  71; (20) 20‐100 Pain  78; (25) 0‐100       82; (21) 22‐100  73; (28) 0‐100 General health  74; (15) 30‐95       79; (9)  65‐95  68; (19) 30‐90 Change in health  54; (19) 25‐100     58; (19) 25‐100  48; (16) 25‐100  Table 6 Correlation coefficient r between RMDQ, ergometry test, dynamic lifting test (dyn. lift test), VAS, SF‐36 physical functioning (SF‐36 phys.) and SF‐36 general health (SF‐36 gen.)  

  RMDQ  ergometry test 

dyn. lift test 

VAS  SF‐36 phys. 

SF‐36 gen. 

RMDQ     1.00      ‐0.37     ‐0.62 †     ‐0.85 †      ‐0.87 †      ‐0.63 † ergometry test   ‐0.37       1.00      0.38      0.26        0.41        0.33 dyn. lift test   ‐0.62 †       0.38      1.00      0.71 †        0.59 †        0.37 VAS   ‐0.85 †       0.26      0.71 †      1.00        0.71 †        0.52 † SF‐36 phys.    ‐0.87 †       0.41      0.59 †      0.71 †        1.00        0.65 † SF‐36 gen.   ‐0.63 †       0.33      0.37      0.52 †        0.65 †        1.00 

† significant at p< 0.05 

 Discussion  

This study was developed  to gain  insight  into  the  functional outcome  in patients treated non‐operatively  for a  thoracolumbar spinal  fracture.  In order  to construct “outcome” in a broad manner, we used the concepts as described by the ICF of the World  Health  Organization  [2,  21].  To  obtain  subjective  and  objective  data, questionnaires  as well  as physical  tests were used; use  of  the  latter  is  relatively unique in this field of research.  

Restrictions in body function and structure  Results of the dynamic  lifting test show that 37% of the patients were not able to perform this test within normal values, indicating that these patients have a lower physical  capacity  than  healthy  people. Almost  equal  results were  found  in  the bicycle  ergometry  test,  in which  41%  of  the  patients  achieved  scores  under  the lowest normal value. Surprisingly, nearly the same proportion of patients achieved a high VO2‐max  (within a normal distribution). Although examination  took place 

Page 76: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 4  

68 

approximately  5  years  after  injury,  and no  further neurological deficit  occurred, this still means that a large part of the study population is impaired in the light of restriction  in body  function and  structure. No difference was  found between  the braced patients and the unbraced patients. To our best knowledge, no other publication  is available concerning VO2‐max  in non‐operatively treated spinal fracture patients, which makes comparison to other series  a  delicate  issue.  Pulmonary  function  was  studied  by  Schlaich  et  al.  in patients with an osteoporotic spinal wedge fracture [19]. They found that the vital capacity (VC) and forced expiratory volume  in 1 second (FEV1), corrected for age and  gender, were  lower  than  in healthy  subjects. According  to  the  authors,  this might  be  a  result  of  spinal deformity  (hyperkyphosis) which  leads  to disturbed mechanical  function. Why  so many patients  in our  series perform under normal values is unknown. It might be that pain leads to fewer leisure‐activities, resulting in decreased  functional  capacity. However,  this  cannot  be  the  only  explanation, since remaining pain is not severe, considering the VAS, RMDQ and SF‐36 scores found.  Another  possible  explanation  might  be  found  in  cognitive  factors;  as mentioned by Cox et al., fear of refracture may lead to a less functional use of the back, which may result in a lower level of activity [5].  Restrictions in activities  Concerning restrictions  in activities, a mean RMDQ‐score of 5.2 was  found and a mean  VAS‐score  of  79.  These  findings  indicate  that  patients  are  impaired  and restricted  in  activities,  but  not  in  a  severe manner.  It  should  be  kept  in mind though,  that only patients without neurological deficits were  included. As  in  the physical tests, no difference was found between braced and unbraced patients, so it seems that brace‐usage does not influence impairment in the long term. Weinstein et  al.  reported  a  RMDQ‐score  of  13.2,  measured  20  years  after  non‐operative treatment  for a  thoracolumbar burst  fracture  [24]. Comparison makes our  results seem  favourable. However, 22% of  the patients had  some neurological deficit  in the  afore‐mentioned  study.  In  a  recent  study,  RMDQ‐  and  VAS‐scores  in  non‐operatively treated patients were found to be 4.4 and 72.6 respectively [14]. These findings are comparable to our results. A RMDQ‐score of 3.9 was reported recently in patients 3.7 years after non‐operative treatment of a spinal fracture [25]. Knop et al. found a VAS‐score of 66 for patients treated operatively for a spinal fracture at a follow‐up of 23 months [8]. Our results seem better, though our  longer follow‐up time and  the different  treatment strategies do not make a comparison completely valid. 

Page 77: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

PHYSICAL CAPACITY  

69 

Restrictions in participation/quality of life  No  significant  differences  between  our  population  and  healthy  subjects  were found concerning SF‐36 scores, neither were significant differences found between braced and unbraced patients. Our results are more favourable than those reported by Kraemer et al. in 1996 [9]. Comparing our study to Kraemer’s paper, we cannot find an explanation for the higher scores found in our series.  Correlation  coefficients  of  the  different  outcome measures  were  in  some  cases significant and fairly strong. Surprisingly, the ergometry test did not correlate with any of  the other measures. The correlation coefficient of the RMDQ and dynamic lifting  test was  negative,  indicating  the  lower  the RMDQ  (less  impairment),  the more weight was  lifted. The  same  relationship was  found between  the VAS and SF‐36 physical functioning on the one hand, and dynamic lifting test on the other: the higher VAS and SF‐36 scores  (fewer  restrictions  in activity),  the more weight was lifted. Only 10% of patients had stopped working due to back‐problems associated with their  spinal  fracture.  In  a  social  security  system  like  in  the Netherlands, where patients receive substantial benefits in case of illness or disablement, a drop‐out of 10% seems a good result. Thirty‐nine per cent of the patients had changed their job or changed the intensity or duration of their work. These data might be influenced by the fact that respondents were quite old (mean age 50 years). In a study by Shen et  al.,  concerning  patients  treated  non‐operatively  for  a  thoracolumbar  burst fracture,  76%  of  the  patients  returned  to  their  original  employment  and  8% stopped working [20]. Those results are comparable to ours. In a study by Reid et al. (describing patients treated non‐operatively for a thoracolumbar burst fracture without neurological deficits), 19% was unable  to return  to work  [15]. Two other studies  (both  concerning  non‐operatively  treated  thoracolumbar  burst  fractures without  neurological  deficits)  show  comparable  return  to work  status:  95%  and 87% respectively [3, 4].  

There are some  limitations  in  this study. The  low response rate may have biased our results despite the fact that no differences were found in gender, follow‐up, co‐morbidity  or  fracture  severity  between  respondents  and  non‐respondents. Respondents were 11 years older than non‐respondents. The difference in age does not seem to affect the physical capacity tests since results and normal values were corrected for age. In contrast, it might be that the return to work status would have been  even  better  if  younger  patients  had  taken  part  in  the  study.  Another limitation of  the  study  is  the  fact  that we  cannot prove  that braced or unbraced 

Page 78: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 4  

70 

patients have  comparable  outcomes. Our  results  show  a  trend  that  there  are no differences  in  functional  outcome  between  braced  and  unbraced  patients. However,  to  answer  this  question  properly,  this  issue  should  preferably  be investigated in a randomized clinical trial.  

 Conclusions  

Functional outcome in patients 5 years after non‐operative treatment for a type A thoracolumbar fracture seems reasonably good, though diverse  in the  light of the ICF. In physical capacity tests a large part of patients seems restricted. On the other hand,  patients  are  only mildly  restricted  in  activities. No  restriction  is  present concerning participation or the quality of life. Why patients perform less well than healthy people in physical tests remains unknown and should be studied in further research. 

 References  

1.   Astrand PO, Rohdahl K (1986) Textbook of Workphysiology: physiological bases of exercise. McGraw‐Hill Book Company, New York, pp 360‐369 

2.   Bickenbach JE, Chatterji S, Badley EM, Ustun TB (1999) Models of disablement, universalism and  the  international classification of  impairments, disabilities and handicaps. Soc Sci Med 48:1173‐1187 

3.   Cantor  JB, Lebwohl NH, Garvey T, Eismont FJ  (1993) Nonoperative management of stable thoracolumbar burst fractures with early ambulation and bracing. Spine 18:971‐976 

4.   Chow GH, Nelson BJ, Gebhard JS, Brugman JL, Brown CW, Donaldson DH (1996) Functional outcome of thoracolumbar burst fractures managed with hyperextension casting or bracing and early mobilization. Spine 21:2170‐2175 

5.   Cox ME, Asselin S, Gracovetsky SA, Richards MP, Newman NM, Karakusevic V, Zhong L, Fogel JN (2000) Relationship between functional evaluation measures and self‐assessment in nonacute low back pain. Spine 25:1817‐1826 

6.   Grevitt M, Khazim R, Webb  J, Mulholland R, Shepperd  J  (1997) The  short  form‐36 health survey questionnaire in spine surgery. J Bone Joint Surg Br 79:48‐52 

7.   Jenkinson C, Coulter A, Wright L  (1993) Short  form 36  (SF36) health survey questionnaire: normative data for adults of working age. BMJ 306:1437‐1440 

8.   Knop C, Oeser M, Bastian L, Lange U, Zdichavsky M, Blauth M  (2001) Entwicklung und Validierung des VAS‐Wirbelsäulenscores. Unfallchirurg 104:488‐497 

9.   Kraemer  WJ,  Schemitsch  EH,  Lever  J,  McBroom  RJ,  McKee  MD,  Waddell  JP  (1996) Functional outcome of thoracolumbar burst fractures without neurological deficit. J Orthop Trauma 10:541‐544 

10.   Leferink VJM, Keizer HJE, Oosterhuis  JK, van der Sluis CK,  ten Duis HJ  (2003) Functional outcome in patients with thoracolumbar burst fractures treated with dorsal instrumentation and transpedicular cancellous bone grafting. Eur Spine J 12:261‐267 

Page 79: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

PHYSICAL CAPACITY  

71 

11.   Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD, Harms J, Nazarian S (1994) A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries. Eur Spine J 3:184‐201 

12.   Mayer  TG,  Barnes  D,  Kishino  ND,  Nichols  G,  Gatchel  RJ, Mayer  H, Mooney  V  (1988) Progressive isoinertial lifting evaluation. I. A standardized protocol and normative database. Spine 13:993‐997 

13.   McHorney CA, Ware JE, Raczek AE (1993) The MOS 36‐Item Short‐Form Health Survey (SF‐36):  II. Psychometric and clinical  tests of validity  in measuring physical and mental health constructs. Med Care 31:247‐263 

14.   Post RB,  Leferink VJM  (2004)  Sagittal  range  of motion  after  a  spinal  fracture:  does ROM correlate with functional outcome? Eur Spine J 13:489‐494 

15.   Reid DC, Hu R, Davis LA, Saboe LA (1988) The nonoperative treatment of burst fractures of the thoracolumbar junction. J Trauma 28:1188‐1194 

16.   Roland M, Fairbank J (2000) The Roland‐Morris Disability Questionnaire and  the Oswestry Disability Questionnaire. Spine 25:3115‐3124 

17.   Roland M, Morris R (1983) A study of the natural history of back pain. Part I: development of a reliable and sensitive measure of disability in low‐back pain. Spine 8:141‐144 

18.   Roland  M,  Morris  R  (1983)  A  study  of  the  natural  history  of  low‐back  pain.  Part  II: development of guidelines for trials of treatment in primary care. Spine 8:145‐150 

19.   Schlaich C, Minne HW, Bruckner T, Wagner G, Gebest HJ, Grunze M, Ziegler R, Leidig‐Bruckner  G  (1998)  Reduced  pulmonary  function  in  patients  with  spinal  osteoporotic fractures. Osteoporos Int 8:261‐267 

20.   Shen WJ,  Shen  YS  (1999) Nonsurgical  treatment  of  three‐column  thoracolumbar  junction burst fractures without neurologic deficit. Spine 24:412‐415 

21.   Ustun  TB, Chatterji  S,  Bickenbach  J, Kostanjsek N,  Schneider M  (2003)  The  International Classification of Functioning, Disability and Health: a new tool for understanding disability and health. Disabil Rehabil 25:565‐571 

22.   Ware  JE,  Sherbourne  CD  (1992)  The  MOS  36‐item  short‐form  health  survey  (SF‐36).  I. Conceptual framework and item selection. Med Care 30:473‐483 

23.   Waters TR, Putz‐Anderson V, Garg A, Fine LJ (1993) Revised NIOSH equation for the design and evaluation of manual lifting tasks. Ergonomics 36:749‐776 

24.   Weinstein  JN,  Collalto  P,  Lehmann  TR  (1988)  Thoracolumbar  “burst”  fractures  treated conservatively: a long‐term follow‐up. Spine 13:33‐38 

25.   Wood K, Butterman G, Mehbod A, Garvey T,  Jhanjee R,  Sechriest V  (2003)         Operative compared  with  nonoperative  treatment  of  a  thoracolumbar  burst  fracture  without neurological deficit. A prospective, randomized study. J Bone Joint Surg Am 85‐A:773‐781  

  

Page 80: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

 

 

Page 81: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

73 

 

Chapter 5 

  

Non‐operatively treated type A spinal fractures: mid‐term versus long‐term functional outcome                  RB Post, CK van der Sluis, VJM Leferink, PU Dijkstra, HJ ten Duis    Accepted International Orthopaedics (2008). In press. 

Page 82: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 5  

74 

Abstract  

Introduction:  The  type A  spinal  fracture  (Comprehensive  Classification) without neurological deficit  is  the most  common  type of  spinal  fracture. Generally,  these fractures are treated non‐operatively. Little is known about the mid‐term and long‐term  functional  outcomes  of  these  fractures. According  to  the  literature,  severe pain  and  late  onset  neurological  injury  may  occur  a  long  time  after  a  spinal fracture.  Objective: This  study  focuses on  the mid‐term  (4 years) and  long‐term  (10 years) functional outcomes of patients treated non‐operatively for a type A spinal fracture without primary neurological deficit. Methods: Functional outcome was measured using the Visual Analogue Scale Spine Score (VAS) and the Roland‐Morris Disability Questionnaire (RMDQ). Results:  The  50  patients  included were  on  average  41.2  years  old  at  the  time  of injury. Four years post‐injury a mean VAS score of 74.5 and a mean RMDQ score of 4.9 were found. Ten years after the accident, the mean VAS and RMDQ scores were  72.6  and  4.7,  respectively  (ns).  No  significant  relationships  were  found between  the difference  scores of  the VAS and RMDQ on  the one hand, and age, gender,  fracture  sub‐classification, and  time between measurements on  the other hand.  Three  (6%)  patients  had  a  poor  long‐term  outcome. None  of  the  patients required surgery for late onset pain or progressive neurological deficit.  Conclusions:  Functional  outcome  after  a  non‐operatively  treated  type  A  spinal fracture is good, both 4 years and 10 years post‐injury. For the group as a whole, 4 years after the fracture a steady state exists in functional outcome, which does not change systematically for at least 10 years after the fracture.  

Page 83: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

LONG‐TERM OUTCOME  

75 

Introduction  

The type A spinal fracture, according to the Comprehensive Classification (CC), is the most common type of spinal fracture, usually presenting without neurological deficit  [13]. This  type of  fracture  is characterized by compression of  the vertebral body without  injury  to  the posterior  ligamentous complex, and  in  the absence of sagittal translation [13]. Type A fractures are often treated non‐operatively. A large amount  of  literature  is  available  concerning  radiological  results  and  short‐term results regarding these fractures.  Besides radiological results, an issue of great importance is the functional outcome of  these  patients.  Little  is  known  about  functional  outcome  after  type A  spinal fractures  [18, 19, 21]. Most of  the published data  concentrate on  relatively  short‐term  results  (one  year  follow‐up).  Literature  regarding  long‐term  outcome  (10 years and more)  is scarce  [8, 19, 26]. One might expect  increasing pain over  time due  to  altered  facet  joint motion  and  hyperextension  of  adjacent  spinal  regions, leading to ongoing degenerative processes [15, 25]. Furthermore, fatigue pain from the soft tissues surrounding the spinal misalignment and the  injured disc may be of influence on back pain in the long term [3]. Even late onset neurological deficit may  occur  years  after  the  trauma, demanding  operative  intervention  [4,  25]. As such, more  information on  long‐term  functional outcome after  spinal  fractures  is needed  to  understand  the  problems  patients  are  confronted with  years  after  a spinal fracture.  In this article the mid‐term (4 years) and long‐term (10 years) functional outcome is described of a consecutive cohort from patients treated non‐operatively for type A (A1.1‐A3.2) spinal fractures without primary neurological deficit. 

 Methods  

Patients Patients aged between 18 and 60 without primary neurological deficit who were treated  non‐operatively  for  a  type  A  thoracolumbar  (T6‐L5)  spinal  fracture (according  to  the  Comprehensive  Classification  [13])  at  the  University Medical Centre Groningen, the Netherlands, were eligible for the study. All patients were treated between 1993 and 2000. Exclusion criteria were previous spinal disorders in the medical  history,  psychiatric  illnesses,  pathological  fractures,  and  insufficient command  of  the  Dutch  language.  Only  patients  who  had  taken  part  in  our previous studies and whose mid‐term outcome was known were included [17, 18]. 

Page 84: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 5  

76 

Patients  were  sent  a  letter  requesting  their  participation  along  with  two questionnaires for completion. Medical files of all included patients were reviewed to obtain data on late onset pain and late onset neurological deficit.  Treatment Treatment was initialized in our hospital and continued in the outpatient clinic or in a rehabilitation centre. A senior staff member was responsible  for deciding on the preferred method of therapy. Treatment consisted of two to six weeks bed rest (or strykerframe). After  this period,  type A1.3, A2, and A3  fractures were braced and type A1.1 and A1.2 fractures were treated without brace. However, depending on  the  severity of pain,  some  type A1.1 and A1.2  fractures were  treated without bedrest, by direct mobilization without brace.  Patients were mobilized with  the  guidance  of  a physiotherapist  or  occupational therapist. Three months post‐injury weight bearing exercises were introduced. The brace was worn  for  nine months,  the  first  six months  night  and day,  the  last  3 months only during the daytime.  Functional outcome Functional outcome was measured using  two disease‐specific questionnaires:  the Visual  Analogue  Scale  Spine  Score  (VAS)  and  the  Roland‐Morris  Disability Questionnaire (RMDQ) [10, 20].  The VAS, developed for use in patients with a spinal fracture, consists of 19 items. The  patients  rate  their  functional  outcome  on  10  cm  visual  scales. As  such,  the patient’s perception of restriction  in activities due  to back‐problems  is measured. Higher  scores  represent better  results, which are converted  to percentages of  the maximum score (0‐100). In previous studies, the VAS Spine Score has proven to be a reliable and valid instrument [10, 17, 18, 19]. The  RMDQ  measures  restrictions  in  activities  due  to  back  pain.  Twenty‐four statements concerning back‐related activities are marked as positive (restricted) or negative (not restricted). Scores can vary from zero to 24, a lower score indicating less  impairment  [20]. The RMDQ was  found  to be a sensitive,  reliable, and valid instrument for measuring physical impairment due to back pain [22].   Statistical analysis Statistical  analysis was  carried out using SPSS  11.0  (SPSS  Inc., Chicago,  Illinois). VAS and RMDQ scores 4 years and 10 years after  the  trauma were compared by means of  the paired‐sample  t‐test. To analyze  the effect of  independent variables 

Page 85: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

LONG‐TERM OUTCOME  

77 

(i.e. age, gender,  fracture  type, and duration of  time between measurements) on VAS and RMDQ difference scores  (i.e. mid  term  ‐  long  term), a  linear regression analysis  was  performed.  A  p‐value  of  0.05  was  considered  to  be  of  statistical significance. 

 Results  

Patients Sixty‐two  patients  had  taken  part  in  preceding  studies  and  their  mid‐term functional outcome was known. From these 62 patients, seven were lost to follow‐up  and  five patients  refused  to  take part  for  a  variety  of  reasons.  Fifty patients (50/62=81%) returned the questionnaires and comprised the study group. The study group (n=50) consisted of 31 (62%) men and 19 (38%) women. Mean age at the time of injury was 41.2 years (S.D. 12.0, range 19‐60 years). Mean follow‐up time for the mid‐term functional outcome was 4.3 years (S.D. 1.7, range 2‐7 years) and for the long‐term 9.8 years (S.D. 2.0, range 7‐14 years). Fracture levels ranged from T6 to L5, 67% occurred at the thoracolumbar junction (T12‐L1). Eight patients (16%) had  two  or more  spinal  fractures. Of  these,  only  the most  severe  fracture type was  registered  and  the  other  fracture was not  taken  into  account.  Fracture types according to the Comprehensive Classification are shown in Table 1 [13].  

Table 1 Fracture types according to the Comprehensive Classification (n=50) [13]  

Class  n  Subclass  n  A1.1  9  A1.2  17 A1  28  A1.3  2  A2.1  3  A2.2  1 A2  4  A2.3  ‐  A3.1  17  A3.2  1 A3  18  A3.3  ‐ 

n=absolute number of patients  Etiological  factors  were  accidental  falls  (n=23),  traffic  accidents  (n=17),  sports accidents  (n=6),  and  occupational  injuries  (n=4).  None  of  the  patients  required surgery for late onset pain or late occurring neurological deficit.  No differences were found between respondents and non‐respondents concerning age, gender, fracture type, or follow‐up time.  

Page 86: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 5  

78 

Functional outcome No significant differences were found between VAS and RMDQ scores at mid‐ and long‐term  follow‐up  (p=0.291  and  p=0.733,  respectively).  The  mean  difference scores of the VAS and RMDQ were 1.9 and 0.2, respectively (see Table 2).   

Table 2 Outcome‐ and difference scores   

  mid‐term outcome       long‐term outcome    difference scores   VAS  RMDQ          VAS  RMDQ  VAS  RMDQ mean  74.5  4.9  72.6  4.7  1.9  0.2 median  82.0  4.5  74.0  2.5  1.6  0.0 S.D.  21.2  4.6  22.0  5.4   13.1  4.1 range  23 ‐ 100  0 ‐ 17  14 ‐ 98  0 ‐ 21  –23 ‐ 25  –13 ‐ 8 

 

Three  patients  (6%)  had  a  significantly  higher  RMDQ  score  at  the  long‐term assessment.  Two  of  them  (patients  one  and  two)  displayed  a RMDQ  difference score  of  ‐13  (along  with  a  VAS  difference  score  of  +9  and  ‐4)  (see  Fig.  1).  In boxplots, cases which are outside the box by more than 1.5 times the interquartile range  (interquartile  range  =  3rd  quartile  ‐  1st  quartile)  are  outliers  [24]. As  such, these two patients are considered outliers.  

VAS difference score   RMDQ difference score

30

20

10

0

‐10

‐20

‐30

  

Fig. 1 Box‐plot graph showing the VAS‐ and RMDQ difference scores. The graph illustrates the median (inner black line), the upper and lower quartiles (the box), the range of data falling within 1.5 x interquartile range (the whiskers) and outliers (□ patients one and two, ● patient three) 

Page 87: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

LONG‐TERM OUTCOME  

79 

The  third  patient  (patient  three)  showed  a  RMDQ  difference  score  of  ‐8  (VAS difference  score  +17)  and  could  also  be  considered  as  an  outlier  (see  Fig.  1). Characteristics of  these  three patients will be described  in  the Discussion section. None  of  these  three  patients  differed  significantly  from  the  study  group  with regard to age, gender, follow‐up time, or type of fracture. Regression analysis with VAS and RMDQ difference scores as dependent variables showed no correlation with age at the time of injury, gender, fracture classification, and time between the measurements.  

 Discussion  

Approximately 66% of spinal fractures can be classified as being type A fractures. Of  those, 86% present without neurological deficit  [13]. Often,  these  fractures are treated  non‐operatively.  Consequently,  non‐operatively  treated  type  A  spinal fractures  form  the  large  majority  of  spinal  fractures.  This  retrospective,  cross‐sectional study was conducted  to assess  long‐term  functional outcome after non‐operatively treated type A spinal fractures.   

Our data show good results at both 4 years as well as 10 years after  the  fracture. Functional  outcome  as measured  by  the VAS  and RMDQ  appears  good  at  both measurements. A VAS  score of  73‐75  can be  interpreted  as  an  admirable  figure. Furthermore, an average RMDQ score of 5 reflects almost no disability. Compared to a healthy  reference group  (VAS  score 92‐93, RMDQ  score of 0.5), patients are only  slightly  impaired  [10,  17]. When  considering  these  numbers,  however,  it should be kept  in mind  that patients with primary neurological deficits were not included in this study. It is well known that neurological injury negatively affects functional outcome  in patients with a spinal  fracture  [14]. Our results concerning the  RMDQ  are  similar  to  that  of  Siebenga  et  al.  who  investigated  functional outcome 7 years after non‐operatively  treated  type A spinal fractures; an average RMDQ  score  of  4.6 was  found  [21]. A  study  concerning  functional  outcome  16 years after non‐operatively  treated  type A  spinal  fractures  reported a mean VAS score of 58 points [19]. Our results concerning VAS scores are more favourable. An explanation might be that in the afore‐mentioned paper the study group comprised some neurologically injured patients. Recently a VAS score of 67 was found 5 years after non‐operative treatment for type A fractures [5]. Our mid‐term VAS score is to some extent comparable. Similar to our results, Tezer et al. as well as did Butler et al. [6, 23] also found satisfactory results 6 years after non‐operative treatment of 

Page 88: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 5  

80 

compression  and  “burst”  fractures. Weinstein  et  al.,  as  one  of  the  first  to  study functional  outcome  after  spinal  fractures,  found  a  mean  RMDQ  score  of  13, measured 20 years after non‐operatively treated “burst” fractures [26]. Our results seem  better;  a  clarification  might  be  found  in  the  fact  that Weinstein’s  paper included patients with neurological deficits and that the fracture classification and distribution was dissimilar to our data.  No difference was found between functional outcomes at the mid‐ and  long‐term assessments. Furthermore, the time between the two measurements did not show a correlation with VAS and RMDQ difference  scores. This  indicates  that a “steady state”  on  a  group  level  exists  from  (at  least)  4  to  10  years post‐injury. Previous studies mention a status quo in functional outcome ranging from 2 to 4 years after a spinal fracture [1, 7]. Data on the course of outcome after 2 to 4 years, however, are  not  available.  To  our  knowledge,  there  is  no  previously  published  paper available studying  the course of  functional outcome after a spinal  fracture  in  the same cohort. As mentioned  before, pain  and neurological deficit  can  arise  long  after  a  spinal fracture (mostly after non‐operative treatment, but rarely after operative treatment) [25]. In these cases, operative treatment might be necessary [4, 25]. Late onset pain requiring operative interference has also been reported for type A fractures [3]. In our  series  however,  none  of  the  patients  required  surgery  for  late  neurological symptoms or pain.  Three patients had a higher RMDQ score at  the  long‐term assessment  (difference scores  ‐13  and  ‐8),  indicating  more  impairment.  Since  the  minimal  clinically important  change  for  the RMDQ  is 3.5 points,  the alteration  in RMDQ  scores  in these patients indicates a clinically important change [16]. When looking closer at these patients, none of  them had  a  significantly different gender,  age,  follow‐up time or fracture type compared to the rest of the study group.  Patient one, a 44‐year‐old woman, sustained a  type A1.2  fracture of T12 due  to a car‐accident in 1999. She was treated by direct mobilization without brace. At the mid‐term measurement  (3  years post‐injury)  she had  a RMDQ  score  of  7  and  a VAS score of 23. At the long‐term follow‐up (8.1 years post‐injury), a RMDQ score of 20 was found and a VAS score of 14. After the regular clinical control visits, she never contacted us concerning severe pain. Her general practitioner had requested an X‐ray  in 2002 since the patient suffered from back pain (see Fig. 2). This X‐ray showed osteoarthritis  in  the  facet  joints, which could explain her complaints. On the  other  hand,  her VAS  score  had  deteriorated  9  points, which  is  less  than  20 points, the minimal clinically important change when using a VAS [16].  

Page 89: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

LONG‐TERM OUTCOME  

81 

 

  

Fig. 2 Radiograph of a T12 fracture (type A1.2) in a 44‐year‐old woman, three years post‐injury, showing facet joint arthritis (indicated by arrows)  The  second patient was a 44‐year‐old man, who had  sustained a T12  fracture  in 1997, type A1.2, due to a fall. He was treated by 2 weeks of bed rest followed by a brace. At the mid‐term measurement (5.4 years post‐injury) he had a RMDQ score of 8 and a VAS score of 23. At the  long‐term follow‐up (10.3 years post‐injury), a RMDQ  score of 21 and a VAS  score of 27 were  found. After  the  regular  control visits, the patient was seen by a neurologist in 2004 because of low back‐pain and a strange  feeling  in both  legs. No pathological neurological conditions were  found. An X‐ray showed spondylosis at L2‐L3 (see Fig. 3). This could explain the patient’s discomfort.  The third patient was a 38‐year‐old male, who sustained a type A1.1 fracture of L3 in  2000  following  a  sports  accident.  In  addition, he  sustained  a  femoral  fracture and an acetabulum  fracture. The  femoral  fracture was  treated by  intramedullary nailing,  the  acetabulum  fracture  was  treated  non‐operatively.  At  the mid‐term measurement (2.1 years post‐injury) he had a RMDQ score of 0 and a VAS score of 89. At  the  long‐term  follow‐up  (7.3 years post‐injury), a RMDQ  score of 8 and a VAS score of 72 were found. Why this patient deteriorated is unknown.      

Page 90: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 5  

82 

 

  

Fig. 3 Radiograph of the type A1.2 T12 fracture in a 44‐year‐old male, seven years post‐injury, showing spondylosis at L2‐L3 (indicated by arrows)  

Given the favourable outcomes found in our series, non‐operative treatment is an accurate approach for type A spinal fractures without primary neurological deficit. Three  patients  however,  had  poor  outcomes,  although  their  fractures  were classified as being the rather “simple” type A1.1 and A1.2. Why these patients had poor  outcomes  is  unknown. As we made  no MRI  scans  at  that  time,  potential posterior  ligamentous  complex  (PLC)  injuries  can  not  be  excluded.  The  PLC  is important in maintaining stability in the spinal column, and rupture may result in instability and severe back‐pain [15, 23, 25]. As reported by Leferink et al., 30% of type A  fractures  (classified on CT  images) appeared  to be  type B  fractures  (PLC lesions present) during operation [12]. We  could  not  demonstrate  a  relationship  between  VAS‐  and  RMDQ  difference scores  compared  to  age,  gender,  fracture  type,  or  time  between measurements. Since no correlation was found between outcome and sub‐classification, it is open to discussion whether such an extensive classification as the CC is required in daily practice.  Perhaps  there  is  need  for  a  new,  less  extensive  classification  system, which gives more direction to treatment and uses MRI for detecting PLC injuries. The  thoracolumbar  injury  classification  and  severity  score  (TLICS),  as  recently developed  by  the  Spine  Trauma  Study  Group,  recognizes  the  afore‐mentioned criteria; possibly it will replace the CC in the future [11].  

Page 91: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

LONG‐TERM OUTCOME  

83 

This  study  is  subject  to  certain  restrictions  and  limitations  that  are  worth mentioning.  When  assessing  outcome  10  years  after  a  fracture,  scores  on  the questionnaires might be  influenced by back pain unrelated  to  the spinal  fracture. For  example,  pain  may  arise  solely  due  to  the  normal  process  of  ageing  and osteoarthritis,  not  per  se  at  the  level  of  the  injured  vertebra.  Furthermore,  it  is known  that  a  variety  of  other  factors, which we  did  not  consider  (e.g.  chronic illness,  lower  education  level) might  influence  back  pain  [9].  Finally,  the  small sample size might have introduced a type 2 statistical error [2].  

 Conclusions  

Functional outcome after a non‐operatively treated type A spinal fracture is good, both at 4 years as well as 10 years post‐injury. Patients are only slightly disabled. For  the  group  as  a  whole,  4  years  after  the  fracture  a  steady  state  exists  in functional outcome, which does not change systematically for at least 10 years after the fracture. A small number of patients have a poor outcome, though none of our patients  required  surgery  for  late  onset  pain  or  late  onset  neurological  deficit. Further  research  in  this  group  of  patients  is  advocated  to  reveal  contributing factors. 

 References  

1.  Andress HJ, Braun H, Helmberger T, Schurmann M, Hertlein H, Hartl WH (2002) Long‐term results after posterior fixation of thoraco‐lumbar burst fractures. Injury 33:357‐365 

2.   Bailey CS, Fisher CG, Dvorak MF (2004) Type II error in the spine surgical literature. Spine 29:1146‐1149 

3.   Been HD, Poolman RW, Ubags LH  (2004) Clinical outcome  and  radiographic  results  after surgical  treatment  of  post‐traumatic  thoracolumbar  kyphosis  following  simple  type  A fractures. Eur Spine J 13:101‐107 

4.   Bohlman HH, Kirkpatrick JS, Delamarter RB, Leventhal M (1994) Anterior decompression for late  pain  and  paralysis  after  fractures  of  the  thoracolumbar  spine. Clin Orthop Relat Res 300:24‐29 

5.   Briem  D,  Behechtnejad  A,  Ouchmaev  A,  Morfeld  M,  Schermelleh‐Engel  K,  Amling  M, Rueger  JM  (2007)  Pain  regulation  and  health‐related  quality  of  life  after  thoracolumbar fractures of the spine. Eur Spine J 16:1925‐1933 

6.  Butler JS, Walsh A, O’Byrne J (2005) Functional outcome of burst fractures of the first lumbar vertebra managed surgically and conservatively. Int Orthop 29:51‐54 

7.   Chow GH, Nelson BJ, Gebhard JS, Brugman JL, Brown CW, Donaldson DH (1996) Functional outcome of thoracolumbar burst fractures managed with hyperextension casting or bracing and early mobilization. Spine 21:2170‐2175 

8.   Folman Y, Gepstein R  (2003) Late outcome of nonoperative management of  thoracolumbar vertebral wedge fractures. J Orthop Trauma 17:190‐192 

Page 92: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 5  

84 

9.   Harris IA, Young JM, Rae H, Jalaludin BB, Solomon MJ (2007) Factors associated with back pain after physical injury: a survey of consecutive major trauma patients. Spine 32:1561‐1565 

10.   Knop C, Oeser M, Bastian L, Lange U, Zdichavsky M, Blauth M  (2001) Entwicklung und Validierung des VAS‐Wirbelsäulenscores. Unfallchirurg 104:488‐497  

11.   Lee  JY, Vaccaro AR, Lim MR, Öner  FC, Hulbert RJ, Hedlund R,  Fehlings MG, Arnold P, Harrop J, Bono CM, Anderson PA, Anderson DG, Harris MB, Brown AK, Stock GH, Baron EM  (2005) Thoracolumbar  injury  classification and  severity  score: a new paradigm  for  the treatment of thoracolumbar spine trauma. J Orthop Sci 10:671‐675 

12.   Leferink  VJM,  Zimmerman  KW,  Veldhuis  EFM,  ten  Vergert  EM,  ten  Duis  HJ  (2002) Classificational problems  in  ligamentary distraction  type vertebral  fractures:  30% of  all B‐type fractures are initially unrecognised. Eur Spine J 11:246‐250 

13.   Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD, Harms J, Nazarian S (1994) A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries. Eur Spine J 3:184‐201 

14.   McLain RF (2004) Functional outcomes after surgery for spinal fractures: return to work and activity. Spine 29:470‐477 

15.   Öner FC, van Gils APG, Faber  JAJ, Dhert WJA, Verbout AJ  (2002) Some  complications of common  treatment  schemes  of  thoracolumbar  spine  fractures  can  be  predicted  with magnetic resonance imaging: prospective study of 53 patients with 71 fractures. Spine 27:629‐636 

16.   Ostelo RW, de Vet HC (2005) Clinically important outcomes in low back pain. Best Pract Res Clin Rheumatol 19:593‐607 

17.   Post RB,  Leferink VJM  (2004)  Sagittal  range  of motion  after  a  spinal  fracture:  does ROM correlate with functional outcome? Eur Spine J 13:489‐494  

18.   Post RB, Keizer HJE, Leferink VJM, van der Sluis CK (2006) Functional outcome 5 years after non‐operative treatment of type A spinal fractures. Eur Spine J 15:472‐478 

19.   Reinhold M,  Knop  C,  Lange  U,  Bastian  L,  Blauth M  (2003)  Non‐operative  treatment  of thoracolumbar  spinal  fractures.  Long‐term  clinical  results  over  16  years.  Unfallchirurg 106:566‐576 

20.   Roland M, Morris R (1983) A study of the natural history of back pain. Part I: development of a reliable and sensitive measure of disability in low‐back pain. Spine 8:141‐144  

21.   Siebenga  J, Segers MJ, Elzinga MJ, Bakker FC, Haarman HJ, Patka P  (2006) Spine  fractures caused by horse riding. Eur Spine J 15:465‐471 

22.   Stratford PW, Binkley JM, Riddle DL, Guyatt GH (1998) Sensitivity to change of the Roland‐Morris Back Pain Questionnaire: part 1. Phys Ther 78:1186‐1196 

23.  Tezer M,  Erturer  RE,  Ozturk  C,  Ozturk  I,  Kuzgun  U  (2005)  Conservative  treatment  of fractures of the thoracolumbar spine. Int Orthop 29:78‐82 

24.   Tukey JW (1977) Exploratory Data Analysis. Addison‐Wesley, Reading, MA, pp39‐43 25.   Vaccaro AR, Silber JS (2001) Post‐traumatic spinal deformity. Spine 26:S111‐S118 26.   Weinstein  JN,  Collalto  P,  Lehmann  TR  (1988)  Thoracolumbar  “burst”  fractures  treated 

conservatively: a long‐term follow‐up. Spine 13:33‐38  

Page 93: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

85 

 

Chapter 6 

  

Long‐term functional outcome after type A3 spinal fractures: operative versus non‐operative treatment                  RB Post, CK van der Sluis, VJM Leferink, HJ ten Duis    Submitted 

Page 94: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 6  

86 

Abstract   

Introduction:  The  optimal  treatment  of  the  type  A3  “burst”  fracture  remains  a challenging  issue.  Literature  regarding  short‐term  functional  outcome  after operative and non‐operative treatment of these fractures shows conflicting results. Regarding  the  long‐term outcome, hardly any data  is available. Some authors do however  fear  complications  in  the  long  term,  like  late onset pain  and  late onset neurological deficit.  Objective:  To  reveal  the  long‐term  (5  years)  functional  outcome  after  operative (dorsal  stabilization)  and  non‐operative  treatment  for  a  type A3  spinal  fracture (Comprehensive Classification) without neurological deficit. Methods:  Functional  outcome  was  measured  by  means  of  two  disease‐specific questionnaires:  the  Visual  Analogue  Scale  Spine  Score  (VAS)  and  the  Roland‐Morris Disability Questionnaire (RMDQ).  Results:  The  63  patients  included  (38  treated  operatively,  25  treated  non‐operatively) were on  average  37 years  old  at  the  time of  injury. The mean VAS scores  in  the operatively and non‐operatively  treated groups were 82.6 and 80.8, respectively (NS). The mean RMDQ scores in the operatively and non‐operatively treated groups were 3.3 and 3.1, respectively  (NS). None of  the patients required surgery for late onset pain or late onset neurological deficit.  Conclusion:  Functional  outcome  appears  to  be  good  five  years  after  operative  as well  as  non‐operative  treatment  of  type  A3  “burst”  fractures.  Both  treatment modalities  show  equal  outcomes.  Since  outcome  after  both  treatments  is comparable, other  factors  than  the  type of  fracture  should be  taken  into account when deciding which therapy should be chosen.  

Page 95: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

TYPE A3 FRACTURE  

87 

Introduction  

The  optimal  treatment  for  the  type  A3  spinal  fracture  (Comprehensive Classification  [25])  remains a subject of debate  [9, 14, 19, 38, 39, 45]. This  type of fracture, also  referred  to as “burst”  fracture,  is  characterized by  comminution of the vertebral body with centrifugal extrusion of  fragments, whereas  the posterior ligamentous complex is intact [25]. Advocates of operative treatment point out the benefits  of  surgical  approaches,  namely  the  improvement  in  spinal  alignment, decreased  deformity,  early  mobilization  and  improvement  (or  no  further deterioration)  in  neurological  function  [2,  12,  15,  28].  On  the  other  hand,  non‐operative  treatment  lacks  the  risks  of  surgery,  like  deep  wound  infection, iatrogenic  neurological damage  and  implant  failure  [10,  27,  31,  37].  In  addition, costs of non‐operative treatment are lower [17, 34, 40, 45]. Concerning radiological results and short‐term clinical results a large amount of literature is available [1, 18, 23, 46]. However, the results of treatment can be seen in a broader perspective than radiological  results  alone.  In what way  do  patients  participate  in  normal  daily activities and do they experience back pain? The measurement of patients’ health status is referred to as functional outcome. Although studying radiological results is  useful,  there  appears  to  be  no  relationship  between  functional  outcome  and radiological appearance  (e.g. anterior wedge angle, vertebral height  loss)  [22, 27, 39, 44]. Some literature regarding short‐term outcome is on hand [9, 12, 14, 19, 28, 38]. However,  literature  regarding  long‐term  outcome  is  less  available.  Several authors fear complications in the long term, like progressive kyphosis resulting in back pain or even late onset neurological injury [5, 7, 42].  This study analyzes the long‐term (5 years) functional outcome after operative and non‐operative  treatment  for  a  type  A3  “burst”  fracture  in  patients  without neurological deficits. 

 Methods  

Patients Patients aged between 18 and 60  (at  the  time of  injury) who sustained a  type A3 thoracolumbar  (T7‐L5)  spinal  fracture  according  to  the  Comprehensive Classification  [25], without neurological deficit  treated at  the University Medical Centre Groningen were eligible  for  this  study. To obtain  the diagnosis, an X‐ray and CT‐scan were made, no standard MRI’s were made at  that  time. All patients were  initially  treated  between  1996  and  2000.  Exclusion  criteria were  previous 

Page 96: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 6  

88 

spinal disorders in the medical history, psychiatric illnesses, pathological fractures or  insufficient  command  of  the  Dutch  language.  Medical  files  of  all  included patients were reviewed to obtain data on late onset pain or late onset neurological deficits.  Treatment A senior staff member, taking into account radiological and clinical findings, made the decision whether an operative or non‐operative procedure was preferred.  

Operative  treatment  consisted  of  fracture  reduction  and  fixation  by  means  of dorsal  instrumentation  using  the Universal  Spine  System  (Synthes Cooperation, Bochum, Germany),  combined with  transpedicular  cancellous  bone  grafting  and dorsal spondylodesis following Dick and Daniaux [11, 13]. Fracture reduction, i.e. angular reduction and distraction, was acquired by indirect manipulation via pedicle screws as  lever. Cancellous bone (taken from the dorsal iliac  crest) was  put  transpedicularly  in  the  reduced  vertebral  body  and  packed around  the opened  facet  joints at  the dorsolateral side afterwards as well  [6, 11]. This spondylodesis was done at  the  level of the destructed endplate, for example only  the upper  segment  in a  type A3.1  fracture and both  segments  in  type A3.3 fractures. No ventral operations, discectomies or laminectomies were performed.  Postoperatively, all patients were transferred to a rehabilitation centre. They were allowed  to walk after about 10 days  in a reclination brace, which was worn  for 9 months. In the final 3 months, patients only wore the brace during daytime. After 9 months the implants were removed. Non‐operative  treatment  was  initialized  in  our  hospital  and  continued  in  a rehabilitation centre. Treatment consisted of 6 weeks of bedrest (or strykerframe), followed by  a  reclination brace. Patients were mobilized with  the guidance of  a physiotherapist  or  an  occupational  therapist.  After  3  months  weight  bearing exercises were  introduced. The brace was worn  for 9 months,  the  first 6 months night and day, the last 3 months only during the daytime. Patients were allowed to drive a car or ride a bicycle after 3 and 9 months, respectively.  Functional outcome measurement Functional  outcome  was  measured  by  two  disease‐specific  questionnaires:  the Visual  Analogue  Scale  Spine  Score  (VAS)  and  the  Roland‐Morris  Disability Questionnaire (RMDQ) [21, 35].  The VAS,  developed  to  be  used  in  spinal  fracture  patients,  consists  of  19  items measuring restriction in activities due to back‐related problems. Patients are asked 

Page 97: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

TYPE A3 FRACTURE  

89 

to value the functional outcome  in these 19  items on a 10 cm visual scale. Higher scores  indicate better results, converted  to percentages of  the maximum score  (0‐100). In previous studies, it has proven to be a reliable and valid instrument [21, 24, 29, 39, 40].  The RMDQ  is  a  health  status measure designed  to  be  completed  by patients  to assess  physical  disability  due  to  back  pain.  Twenty‐four  statements  regarding back‐related  activities  can  be  ticked  as  positive  (restricted)  or  negative  (not restricted). Scores can vary from 0 to 24, a lower score indicating less impairment [35]. The Dutch version of the RMDQ was used [36].  Statistical analysis Statistical  analysis was  carried  out using  SPSS  11.0  (SPSS  inc. Chicago,  Illinois). Categorical  data were  analyzed  by  applying  chi‐square  tests.  Since  RMDQ  and VAS scores in the operative group were skewed, the Mann‐Whitney test was used to  compare means  between  the  operative  and  non‐operative  group.  In  order  to analyze the influence of follow‐up time and age on the outcome, a linear regression analysis was performed with VAS and RMDQ scores as dependent variables and age and follow‐up time as independent variables. A p‐value of 0.05 was considered significant. 

 Results  

Patients Seventy‐six patients met  the  inclusion criteria. From  this group of 76 patients  (46 treated  operatively,  30  treated non‐operatively),  2 had died  (8  and  9  years  after treatment,  due  to  unrelated  causes)  and  7  were  lost  to  follow‐up.  Sixty‐seven patients were sent two postal questionnaires and an informed consent agreement. Sixty‐three  patients  returned  the  questionnaires  (follow‐up  rate  63/67=94%)  and comprised the study group.  No differences were found in age, gender, follow‐up time or fracture classification and distribution between respondents and non‐respondents.   

Details of the study group (n=63) were as follows:  ‐ Patients treated operatively: Twenty‐six out of the 38 patients were males (68%) (see Table 1). Fracture levels ranged from T9 to L5, most fractures (74%) occurred at the thoracolumbar junction (T12/L1). Five patients had multiple spinal fractures, the most severe was registered, the others were not taken into account.  

Page 98: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 6  

90 

‐ Patients treated non‐operatively: Fifteen out of the 25 patients were males (60%) (see Table 1). Fracture levels ranged from T7 to L5, most fractures (60%) occurred at the thoracolumbar junction (T12/L1). Four patients had multiple spinal fractures, the most severe was registered, the others were not taken into account.   

Table 1 Details of the study group (n=63)  

  operative  non‐operative n    38  25 gender (♂ : ♀)    26 (68%) : 12 (32%)  15 (60%) : 10 (40%) age (years)  mean (S.D.) range  37.2 (11.8) 18‐56  37.4 (12.2) 19‐58 follow‐up (years)  mean (S.D.) range  5.7   (2.9)  2.5‐10.6  4.8   (2.9)  2.1‐10.4 

accidental falls (n)  13  10 traffic accidents (n)  12  11 sports injuries (n)  10  2 

etiological factors 

occupational (n)  3  2 A3.1  15 (40%)  22 (88%) A3.2  18 (47%)  3   (12%) 

comprehensive classification 

A3.3  5   (13%)  0   When  comparing  the  operative  and  non‐operative  group,  no  differences  were found in gender, age, follow‐up time or fracture distribution. The operative group consisted  of  significantly more  type A3.2  and A3.3  fractures  and  less  type A3.1 fractures (p<0.01).  None of the patients required surgery for late onset pain or late onset neurological deficit.   Functional outcome No  differences  were  found  between  operative  and  non‐operative  patients concerning VAS and RMDQ scores (see Table 2). The distribution of VAS and RMDQ scores is shown in Figure 1 and Figure 2.  

Table 2 VAS and RMDQ scores for the treatment groups  

treatment  VAS mean   median   SD    range 

RMDQ mean   median  SD     range 

operative  82.6  94.1  21.9  17‐100  3.3  0  5.1  0‐17 non‐operative  80.8  84.0  19.4  31‐100  3.1  1.0  3.7  0‐12 

Page 99: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

TYPE A3 FRACTURE  

91 

non‐operativeoperative

VAS score

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

 

Fig. 1 Box‐plot graph showing the VAS scores in both treatment groups. The graph illustrates the median (inner black line), the upper and lower quartiles (the box), the range of data excluding outliers (the whiskers) and outliers (○ displaying outliers)    

non‐operativeoperative

RMDQ score

20

15

10

5

0

 

Fig. 2 Box‐plot graph showing the RMDQ scores in both treatment groups. The graph illustrates the median (inner black line), the upper and lower quartiles (the box), the range of data excluding outliers (the whiskers) and outliers (○ displaying outliers)  

Page 100: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 6  

92 

When  comparing  patients  with  type  A3.1  fractures  to  those  with  type  A3.2 fractures, no  significant differences were  found between VAS and RMDQ  scores (80 versus 86 and 3.5 versus 2.7, respectively). Within the patients with a type A3.1 fracture, no significant differences were found in VAS  and  RMDQ  scores  between  those  treated  operatively  and  those  treated non‐operatively (80 versus 80 and 4.0 versus 3.1, respectively).  Regression analysis showed no correlation between age or follow‐up time and VAS and  RMDQ  scores.  A  strong  correlation  was  found  between  VAS  and  RMDQ scores (Spearman’s rho ‐0.84, p<0.01).  

 Discussion  

This  study  was  conducted  to  compare  the  functional  outcome  after  operative (dorsal stabilization) and non‐operative treatment  in patients with type A3 spinal fractures.  Literature  comparing  functional  outcome  after  operative  and  non‐operative  treatment  for  type  A3  spinal  fractures  is  available.  However,  these studies mostly focus on short‐term results [9, 12, 14, 19, 28, 38]. Papers comparing long‐term outcome (approximately 5 years or over) are reasonably scarce [3, 22, 39, 45]. Although our data were obtained  in a retrospective, cross‐sectional setting, a closer look at the results reveals some interesting information.   VAS scores No  difference  was  found  between  the  operatively  and  non‐operatively  treated group with respect  to  the mean VAS scores. As such, both groups seem  to suffer equal disability. In previous studies, VAS scores in healthy individuals were found to  be  92‐93  [21,  29]. Comparing  our  data  to  these  numbers, VAS  scores  in  our collective  were  lower,  indicating  that  both  groups  suffer  from  some  disability compared  to  healthy  subjects.  However,  this  disability  seems  to  be  quite  low. Previously, Siebenga et al. found mean VAS scores of 81 and 61, measured 4 years after  operative  and  non‐operative  treatment  for  a  type A3  fracture,  respectively [39]. Our non‐operatively treated patients perform better. This difference might be explained by two patients developing late neurological deficits in Siebenga’s non‐operative group. Furthermore,  in contrast  to our series, Siebenga’s cohort of non‐operatively  treated  patients  comprised  a  few  type  A3.3  fractures.  Outcomes comparable to ours were found by Resch et al. [33]. Four years after operative and non‐operative  treatment of  type A  fractures  (mainly  type A3), a Hannover  spine score of 85 was  reported  [33]. This outcome measure  is  fairly  comparable  to  the 

Page 101: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

TYPE A3 FRACTURE  

93 

VAS spine score [8, 20]. In another study, a Hannover spine score of 82 was found, nine years after dorsal  instrumentation  for  type A3  fractures  [2]. Our  results are comparable. In a paper concerning late outcome after non‐operatively treated type A  fractures  (follow‐up 16 years) a mean VAS  score of 58 points was  found  [32]. Our patients seem to do better, an explanation might be found in the fact that the afore‐mentioned  study  included  subjects  with  neurological  injuries.  As  known from literature neurological deficit in spinal fracture patients affects the outcome in a  negative  manner  [26].  Similar  to  our  series  no  late  onset  neurological deterioration occurred [32].    RMDQ scores Impairment measured by the RMDQ seems reasonably low in both the operatively and  non‐operatively  treated  group  (mean  scores  3.3  and  3.1,  respectively).  A RMDQ score of 12.5 was reported in an age‐matched sample of subjects with non‐specific  low  back  pain  (duration  of  onset  1‐6  weeks)  [41].  Our  patients  do remarkably well compared to this figure. Wood et al. found in a prospective setting regarding  “burst”  fractures  a  RMDQ  score  of  8  in  operatively  treated  patients along with a RMDQ score of 4 in those treated non‐operatively [45]. Our data are comparable with  respect  to  the non‐operative group. Concerning  the operatively treated  group,  our  patients  display  a  lower  RMDQ  score  (indicating  less impairment).  An  explanation  might  be  found  in  the  presence  of  dorsal instrumentation which  can  give  rise  to mechanical  complaints  and  pain.  In  our treatment protocol  implants are removed. Wood et al. did not mention so, hence possibly the presence of  implants resulted  in back pain. Others found an average RMDQ  score of  3  after operative  treatment  for  a  type A3  fracture and  a RMDQ score  of  9  after  non‐operative  treatment  [39].  Our  results  are  comparable concerning  the  operative  group,  but  in  the  non‐operative  group  these  numbers contrast  to our data. A possible explanation might be  the  late onset neurological deficit which occurred in two patients in the non‐operative group [39]. Kraemer et al.  found  a RMDQ  score  of  8, measured  4  years  after  operative  as well  as non‐operative  treatment  for  “burst”  fractures  [22].  Our  patients  show  considerably lower impairment, an explanation is not at hand.  Operative versus non‐operative Studies  trying  to  find  the most  favourable  treatment  in  type A3  fractures  show contradicting results. Concerning short‐term outcome, Denis et al. found operative treatment  to  give  superior  outcome  over  non‐operative  treatment, measured  3 

Page 102: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 6  

94 

years  post‐injury  [12].  In  his  series,  17%  of  patients  treated  non‐operatively developed neurological problems versus no deterioration  in  the operative group. In  addition,  return  to  work  (RTW)  was  better  in  those  treated  operatively.  A prospective study by Öner et al., using MRI‐scans, found better results (measured by using Denis’ pain scale) for operative treatment at 2 year follow‐up [12, 28]. In contrast, a recent study comparing outcome 3 years after  treatment of L1 “burst” fractures reported  less pain  (on Denis’ scale) and higher RTW  in non‐operatively treated neurologically intact patients [9, 12]. Other authors found equal outcomes 1‐2 years after operative  and non‐operative  treatment  for “burst”  fractures  [14, 19, 38]. Regarding  long‐term  outcome,  two  multi‐centre  prospective  randomized  trials have been published, which show conflicting results [39, 45]. One study reported better results for  those patients  treated operatively, according  to more favourable VAS and RMDQ scores plus higher RTW rates [39]. In contrast, equal outcomes (as measured by  the SF‐36 and Oswestry disability questionnaires) and similar RTW rates were  reported by Wood  et al.,  four years after  treatment of  thoracolumbar “burst” fractures [16, 43, 45]. However, RMDQ scores showed better outcomes  in those  patients  treated  non‐operatively  [45].  Comparable  to  our  findings,  other authors found equal outcomes for operative and non‐operative treatment 4‐6 years after “burst” fractures [3, 22].   The duration  of  follow‐up  time did  not  correlate with  functional  outcome. This indicates that the functional outcome involving the period of our follow‐up time (2 to  10  years)  does  not  alter  considerably.  This  is  in  accordance with  a  study  by Andress  et  al., who  could  not  demonstrate  a  correlation  between  outcome  and duration of follow‐up time (3 to 9 years in his series) after operative treatment for type A3 fractures [2]. As in our series, no difference was found in outcome between the  sub‐classifications  (i.e. A3.1, A3.2, A3.3)  [2]. Also Weinstein  et  al.  found  no correlation between the  length of follow‐up time and outcome  in non‐operatively treated “burst” fractures [44].  We could not demonstrate differences in outcome 5 years after operative and non‐operative  treatment  of  type A3  fractures.  Long‐term  complications,  such  as  late onset neurological deficit or late onset pain as reported in literature did not occur [5, 7, 42]. None of our patients  required  surgery  for  late onset pain or  late onset neurological  deficit. When  comparing  our  long‐term VAS  and RMDQ  scores  to literature,  patients  seem  to  do  reasonably well,  and  outcome  does  not  seem  to deteriorate on  the  long  term  for neither group. Considering our  results, one  can 

Page 103: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

TYPE A3 FRACTURE  

95 

conclude  that  functional  outcome  in  the  long  term  is  equal  for  both  treatment modalities and is independent from age and duration of follow‐up time. As such, benefits and drawbacks of both treatment modalities should carefully be taken into account when  deciding which  treatment  is  preferred  in  patients with  type  A3 fractures  without  neurological  deficit.  Both  approaches  are  relatively  safe  and major  complications are  rare,  so other  factors  like  co‐morbidities,  (in)direct  costs and  short‐term  clinical  complications,  such  as  urinary  tract  infections,  pressure sores or pulmonary embolism, should play a role in decision making. In this light, it is noteworthy that costs for non‐operative treatment are considerably lower than those for operative treatment [8, 17, 34, 40, 45].  Limitations Certain  limitations  are  present  in  this  study.  Data  were  obtained  in  a  cross‐sectional  setting, which  has  several weaknesses  compared  to  prospective  study designs. Furthermore,  the small size of  the study group might have  introduced a type 2 statistical error [4]. When considering the results found, it should be kept in mind that the operative group consisted of more patients suffering from type A3.2 and A3.3 fractures and less type A3.1 fractures. On the other hand, those patients who  had  sustained  a  type A3.1  fracture  did  not  show  different VAS  or RMDQ scores compared to those who had sustained a type A3.2 fracture.  To  make  a  definite  judgement  concerning  long‐term  outcome  after  type  A3 fractures,  larger,  prospective  studies  are  needed.  To  assess  outcome  in  a  broad manner, besides questionnaires physical capacity tests could be considered as well [24, 30].  

 Conclusions  

Functional  outcome  appears  to  be  good  five  years  after  operative  (dorsal stabilization) as well as non‐operative  treatment of  type A3 spinal fractures. Both treatment  modalities  show  equal  outcomes.  We  did  not  observe  late  onset neurological  problems  or  late  onset  pain  requiring  surgery.  When  making  a decision  on  the  treatment  for  a  patient with  a  type A3  spinal  fracture without neurological deficit,  factors  other  than  the  type  of  fracture  should  be  taken  into 

account.    

Page 104: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 6  

96 

References  

1.   Alanay  A,  Acaroglu  E,  Yazici M,  Aksoy  C,  Surat  A  (2001)  The  effect  of  transpedicular intracorporeal  grafting  in  the  treatment  of  thoracolumbar  burst  fractures  on  canal remodeling. Eur Spine J 10:512‐516 

2.   Andress HJ, Braun H, Helmberger T, Schurmann M, Hertlein H, Hartl WH (2002) Long‐term results after posterior fixation of thoraco‐lumbar burst fractures. Injury 33:357‐365 

3.   Andreychik DA, Alander DH, Senica KM, Stauffer ES  (1996) Burst  fractures of  the  second through  fifth  lumbar  vertebrae.  Clinical  and  radiographic  results.  J  Bone  Joint  Surg Am 78:1156‐1166 

4.   Bailey CS, Fisher CG, Dvorak MF (2004) Type II error in the spine surgical literature. Spine 29:1146‐1149 

5.   Been HD, Poolman RW, Ubags LH  (2004) Clinical outcome  and  radiographic  results  after surgical  treatment  of  post‐traumatic  thoracolumbar  kyphosis  following  simple  type  A fractures. Eur Spine J 13:101‐107 

6.   Blauth M, Bastian L, Jeanneret B, Knop C, Moulin P, Müller‐Vahl H, Schmidt U, Schratt HE, Wippermann B (1998) Wirbelsäule. In: Tscherne H, Blauth M (eds) Tscherne Unfallchirurgie, vol 3. Springer, Berlin Heidelberg New York, pp 241‐372 

 7.   Bohlman HH, Kirkpatrick JS, Delamarter RB, Leventhal M (1994) Anterior decompression for late  pain  and  paralysis  after  fractures  of  the  thoracolumbar  spine. Clin Orthop Relat Res 300:24‐29 

8.   Briem  D,  Behechtnejad  A,  Ouchmaev  A,  Morfeld  M,  Schermelleh‐Engel  K,  Amling  M, Rueger  JM  (2007)  Pain  regulation  and  health‐related  quality  of  life  after  thoracolumbar fractures of the spine. Eur Spine J 16:1925‐1933 

9.   Butler JS, Walsh A, OʹByrne J (2005) Functional outcome of burst fractures of the first lumbar vertebra managed surgically and conservatively. Int Orthop 29:51‐54 

10.   Cantor  JB, Lebwohl NH, Garvey T, Eismont FJ  (1993) Nonoperative management of stable thoracolumbar burst fractures with early ambulation and bracing. Spine 18:971‐976 

11.   Daniaux H  (1982) Technik und erste Ergebnisse der  transpedikulären Spongiosaplastik bei Kompressionsbrüchen im Lendenwirbelsäulenbereich. Acta Chir Austriaca 43 (suppl):79 

12.   Denis F, Armstrong GW, Searls K, Matta L (1984) Acute thoracolumbar burst fractures in the absence of neurologic deficit. A comparison between operative and nonoperative treatment. Clin Orthop Relat Res 189:142‐149 

13.   Dick W (1987) The “fixateur  interne” as a versatile  implant for spine surgery. Spine 12:882‐900 

14.  Domenicucci  M,  Preite  R,  Ramieri  A,  Ciappetta  P,  Delfini  R,  Romanini  L  (1996) Thoracolumbar  fractures  without  neurosurgical  involvement:  surgical  or  conservative treatment? J Neurosurg Sci 40:1‐10 

15.   Esses  SI,  Botsford DJ, Wright  T,  Bednar D,  Bailey  S  (1991) Operative  treatment  of  spinal fractures with the AO internal fixator. Spine 16:S146‐S150 

16.   Fairbank  JC, Couper  J, Davies  JB, OʹBrien  JP  (1980) The Oswestry  low back pain disability questionnaire. Physiotherapy 66:271‐273 

17.   Hitchon  PW,  Torner  JC,  Haddad  SF,  Follett  KA  (1998)  Management  options  in thoracolumbar burst fractures. Surg Neurol 49:619‐626 

18.   Klerk  LW  de,  Fontijne  WP,  Stijnen  T,  Braakman  R,  Tanghe  HL,  van  Linge  B  (1998) Spontaneous  remodeling  of  the  spinal  canal  after  conservative  management  of thoracolumbar burst fractures. Spine 23:1057‐1060 

Page 105: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

TYPE A3 FRACTURE  

97 

19.   Knight RQ, Stornelli DP, Chan DP, Devanny JR, Jackson KV (1993) Comparison of operative versus nonoperative treatment of lumbar burst fractures. Clin Orthop Relat Res 293:112‐121 

20.   Knop  C,  Blauth  M,  Bastian  L,  Lange  U,  Kesting  J,  Tscherne  H  (1997)  Frakturen  der thorakolumbalen  Wirbelsäule.  Spätergebnisse  nach  dorsaler  Instrumentierung  und  ihre Konsequenzen. Unfallchirurg 100:630‐639 

21.   Knop C, Oeser M, Bastian L, Lange U, Zdichavsky M, Blauth M  (2001) Entwicklung und Validierung des VAS‐Wirbelsäulenscores. Unfallchirurg 104:488‐497 

22.   Kraemer  WJ,  Schemitsch  EH,  Lever  J,  McBroom  RJ,  McKee  MD,  Waddell  JP  (1996) Functional outcome of thoracolumbar burst fractures without neurological deficit. J Orthop Trauma 10:541‐544 

23.   Leferink  VJM,  Zimmerman  KW,  Veldhuis  EFM,  ten  Vergert  EM,  ten  Duis  HJ  (2001) Thoracolumbar  spinal  fractures:  radiological  results  of  transpedicular  fixation  combined with  transpedicular cancellous bone graft and posterior  fusion  in 183 patients. Eur Spine  J 10:517‐523 

24.   Leferink VJM, Keizer HJE, Oosterhuis  JK, van der Sluis CK,  ten Duis HJ  (2003) Functional outcome in patients with thoracolumbar burst fractures treated with dorsal instrumentation and transpedicular cancellous bone grafting. Eur Spine J 12:261‐267 

25.   Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD, Harms J, Nazarian S (1994) A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries. Eur Spine J 3:184‐201 

26.   McLain RF (2004) Functional outcomes after surgery for spinal fractures: return to work and activity. Spine 29:470‐477 

27.   Mumford  J, Weinstein  JN,  Spratt KF, Goel VK  (1993) Thoracolumbar  burst  fractures. The clinical efficacy and outcome of nonoperative management. Spine 18:955‐970 

28.   Öner FC, van Gils APG, Faber  JAJ, Dhert WJA, Verbout AJ  (2002) Some  complications of common  treatment  schemes  of  thoracolumbar  spine  fractures  can  be  predicted  with magnetic resonance imaging: prospective study of 53 patients with 71 fractures. Spine 27:629‐636 

29.   Post RB,  Leferink VJM  (2004)  Sagittal  range  of motion  after  a  spinal  fracture:  does ROM correlate with functional outcome? Eur Spine J 13:489‐494 

30.   Post RB, Keizer HJE, Leferink VJM, van der Sluis CK (2006) Functional outcome 5 years after non‐operative treatment of type A spinal fractures. Eur Spine J 15:472‐478 

31.   Reid DC, Hu R, Davis LA, Saboe LA (1988) The nonoperative treatment of burst fractures of the thoracolumbar junction. J Trauma 28:1188‐1194 

32.   Reinhold M, Knop C, Lange U, Bastian L, Blauth M (2003) Nichtoperative Behandlung von Verletzungen  der  thorakolumbalen Wirbelsäule. Klinische  Spätergebnisse  nach  16  Jahren. Unfallchirurg 106:566‐576 

33.   Resch  H,  Rabl  M,  Klampfer  H,  Ritter  E,  Povacz  P  (2000)  Operative  vs.  konservative Behandlung von Frakturen des thorakolumbalen Übergangs. Unfallchirurg 103:281‐288 

34.   Roer N van der, de Bruyne MC, Bakker FC, van Tulder MW, Boers M (2005) Direct medical costs of traumatic thoracolumbar spine fractures. Acta Orthop 76:662‐666 

35.   Roland M, Morris R (1983) A study of the natural history of back pain. Part I: development of a reliable and sensitive measure of disability in low‐back pain. Spine 8:141‐144 

36.   Roland M, Fairbank J (2000) The Roland‐Morris Disability Questionnaire and  the Oswestry Disability Questionnaire. Spine 25:3115‐3124 

37.   Shen WJ,  Shen  YS  (1999) Nonsurgical  treatment  of  three‐column  thoracolumbar  junction burst fractures without neurologic deficit. Spine 24:412‐415 

38.  Shen  WJ,  Liu  TJ,  Shen  YS  (2001)  Nonoperative  treatment  versus  posterior  fixation  for thoracolumbar junction burst fractures without neurologic deficit. Spine 26:1038‐1045 

Page 106: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 6  

98 

39.   Siebenga J, Leferink VJM, Segers MJM, Elzinga MJ, Bakker FC, Haarman HJ, Rommens PM, ten  Duis  HJ,  Patka  P  (2006)  Treatment  of  traumatic  thoracolumbar  spine  fractures:  a multicenter prospective randomized study of operative versus nonsurgical treatment. Spine 31:2881‐2890 

40.   Siebenga  J,  Segers MJM,  Leferink VJM,  Elzinga MJ,  ten Duis HJ, Rommens  PM,  Patka  P (2007)  Cost‐effectiveness  of  the  treatment  of  traumatic  thoracolumbar  spine  fractures: Nonsurgical or surgical therapy? Indian J Orthop 41:332‐336 

41.   Stratford PW, Binkley JM, Riddle DL, Guyatt GH (1998) Sensitivity to change of the Roland‐Morris Back Pain Questionnaire: part 1. Phys Ther 78:1186‐1196 

42.   Vaccaro AR, Silber JS (2001) Post‐traumatic spinal deformity. Spine 26:S111‐S118 43.  Ware  JE,  Sherbourne  CD  (1992)  The  MOS  36‐item  short‐form  health  survey  (SF‐36).  I. 

Conceptual framework and item selection. Med Care 30:473‐483 44.  Weinstein  JN,  Collalto  P,  Lehmann  TR  (1988)  Thoracolumbar  “burst”  fractures  treated 

conservatively: a long‐term follow‐up. Spine 13:33‐38 45.   Wood  K,  Butterman  G,  Mehbod  A,  Garvey  T,  Jhanjee  R,  Sechriest  V  (2003)  Operative 

compared  with  nonoperative  treatment  of  a  thoracolumbar  burst  fracture  without neurological deficit. A prospective, randomized study. J Bone Joint Surg Am 85‐A:773‐781 

46.  Yazici M, Atilla B, Tepe S, Calisir A (1996) Spinal canal remodeling in burst fractures of the thoracolumbar  spine:  a  computerized  tomographic  comparison  between  operative  and nonoperative treatment. J Spinal Disord 9:409‐413 

Page 107: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

99 

 

Chapter 7   

General discussion 

Page 108: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 7  

100 

Introduction  

In Chapter 1 we gave an overview of questions and aims of this thesis. In Chapter 2 to Chapter 6 these questions, regarding  the range of motion (ROM) after a spinal fracture and the correlation between functional outcome and ROM were discussed. Furthermore, possible techniques to measure the ROM were studied, the mid‐ and long‐term outcomes after non‐operatively treated type A fractures were presented and the optimal treatment in the type A3 “burst” fracture was considered. In this section, we will  discuss  the most  important  findings  from  the  afore‐mentioned chapters and compare our results to literature. At the end of this chapter, general conclusions are presented and directions for future research will be given. 

 Discussion  

Patients All patients described in this thesis were between 18 and 60 years old at the time of injury. Patients with neurological deficits due to the spinal fracture were excluded. The occurrence of neurological deficits after a spinal fracture ranged from 18‐22 to 45 percent in three large surveys [26, 40, 48]. As such, patients without neurological injury  make  up  the  majority  of  spinal  fracture  patients.  Within  the  inclusion criteria (18‐60 years old at the time of injury), the mean age of patients in our series was  37  to  45  years,  the male  to  female  proportion  was  approximately  2  to  1. Patients  sustaining a  traumatic  spinal  fracture  [26, 37, 38, 74], as well as  trauma patients  in general  [35] display a peak  in young males. Since  those patients have many productive life‐years ahead, a good‐quality outcome and satisfying return to work rates are indispensable.  Functional outcome Although no universally accepted definition of the concept “functional outcome” exists, Liebenson’s description of functional outcome as being “the measurement of a patient’s status, either symptomatically or functionally” seems to be feasible [46]. The  International  Classification  of  Functioning,  Disability  and  Health  (ICF) describes  a  person’s  health  status  by measuring  restrictions  in  the  categories  1) body function/structure, 2) activity and 3) participation; all of these are influenced by personal and environmental factors [86]. Accordingly, the ICF makes it possible to  rate  every  variable  related  to  patients’  health  status.  Several  instruments  are 

Page 109: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL DISCUSSION  

101 

available  for  measuring  functional  outcome,  like  physical  capacity  (measuring body function), questionnaires (measuring different domains) and return to work (RTW),  the  latter  evaluating  participation  [46]. Whether measurement  of  spinal range of motion (which assesses body function/structure) is a valid instrument for evaluating functional outcome is not clear in literature [17, 56, 59, 65].  Range of Motion For calculating spinal ROM, numerous techniques have been described. One of the first  was  the  Schober  test  [69].  Subsequently,  radiological  examination  and  a variety of external methods have been developed [14, 21, 33, 52, 55]. The Schober test has some important deficiencies: spinal extension and movement in the upper lumbar/lower  thoracic  region  are  not  assessed  [57].  Radiological  measurement requires  a  high  dose  of  radiation,  which  makes  it  less  suitable  for  research purposes. Consequently, external, non‐invasive  tools are  frequently used  [60].  In general,  these  instruments  show  good  reliability.  However,  certain  pitfalls  are reported, like the difficulty of palpating bony landmarks and the problem of skin movement over the vertebrae [13, 15, 51, 52, 55, 64]. The SpinalMouse is a computerized external device for quantifying spinal ROM. It was  found  to  be  a  reliable  tool  for measuring  sagittal  spinal ROM  (Chapter  2). Inter‐rater intra‐class correlation coefficients (ICC’s) were 0.76 to 0.95. In contrast, a poor  agreement  (Cohen’s  kappa=0.22) was  found  for  the  occurrence  of  outliers from normal values for intersegmental ROM.  Comparison of our results to the literature is difficult, since only few studies have been published concerning  the SpinalMouse so  far  [29, 50]. Mannion et al.  found comparable inter‐rater ICC’s, ranging from 0.81 to 0.86 [50]. Similar to our findings, they  concluded  that  the  device  was  reliable  in  assessing  sagittal  spinal  ROM, though  it appeared  less valid  in measuring  intersegmental spinal ROM. A recent study, validating the SpinalMouse in assessing lumbar ROM, found ICC’s slightly lower than ours, varying from 0.60 to 0.85 [29]. The authors found the instrument to  be  valid  in  measuring  lumbar  ROM,  intersegmental  ROM  was  measured inadequately.  In the category of non‐invasive external devices, one can choose from a variety of instruments,  like  goniometers,  skin  markers,  inclinometers,  spondylometers  or opto‐electronic  systems. Given  the  results we  found,  the  SpinalMouse  could  be used  for  measuring  sagittal  spinal  ROM  in  both  research  and  clinical environments.  For  assessing  intersegmental  ROM  it  seems  less  suitable. Advantages of the SpinalMouse are that it is easy to use, and results can be easily 

Page 110: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 7  

102 

saved  in  a  computer  and  attached  to  a  patient’s  file.  We  conclude  that  the SpinalMouse  may  find  clinical  application  in  follow‐up  of  patients  with  back complaints,  e.g.  after  a  spinal  fracture.  Its  measurements  could  be  used  for objective evaluation of changes in spinal mobility during treatment.   

It  is  uncertain  whether  spinal  ROM  correlates  with  subjective  impairment.  In Chapter  3  we  measured  the  relationship  between  spinal  ROM  and  VAS  and RMDQ scores in spinal fracture patients (treated operatively and non‐operatively) as well as in healthy controls. No correlation between ROM and disability could be demonstrated.  In  literature,  contradictory  results have been  reported  concerning the  association  between ROM  and  disability. Yurac  et  al.  found  no  relationship between  residual  segmental ROM and outcome  (as measured by  the Greenough Low  Back Outcome  Scale)  after  removal  of  instrumentation  for  spinal  fractures [87].  Another  study  found  that  thoracolumbar  ROM  correlated  poorly  to moderately with disability, and did not appear to be a valid measure of disability [65].  Neither  a  relationship  was  found  between  lumbar  ROM  and  impairment when using  the Oswestry Disability  Index and  the Waddell Disability  Index  [59]. Also  Gronblad  et  al.  could  not  demonstrate  a  correlation  between  ROM  and outcome  [28].  These  findings  support  our  data  that  spinal  ROM  is  of  no  (or minimal)  influence on  impairment. On  the contrary, others did  find a correlation between spinal ROM and disability [17, 53, 56]. Cox et al. reported that a patient’s cognitive state is strongly related with ROM. Therefore, fear for example will be of influence  on  the  ROM,  reducing  the  (voluntary)  ROM  [17].  In  patients with  a spinal fracture, this fear is conceivable. In summary, spinal ROM does not seem to correlate with subjective impairment, and accordingly appears to be unsuitable for assessing functional outcome.  An  interesting finding from our research was  that spinal fracture patients  treated operatively  had  lower  ROM  than  healthy  subjects.  The  reasons  why  ROM decreases after operative treatment of a spinal fracture are unknown. Possibly scar tissue  influences ROM, or  fear of maximum bending may play  a  role,  the  latter being  reported by Cox et al.  [17].  It  seems unlikely  that  the  fusion of one  single level will  result  in  a  decrease  of  ROM  in  the whole  spinal  column.  Literature concerning ROM  after  operative  treatment  of  spinal  fractures  reveals  conflicting results, reporting decreased as well as normal spinal ROM [21, 34, 39]. Whether the decreased  ROM  is  clinically  important  however  is  questionable,  since  the remaining ROM does not seem to correlate with disability.   

Page 111: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL DISCUSSION  

103 

Type A fractures treated non‐operatively The  most  common  spinal  fracture  is  the  type  A  fracture  (Comprehensive Classification [48]), accounting for 66% of all spinal fractures. Of these, 86% present without  neurological  deficits  [48].  Often,  these  fractures  are  treated  non‐operatively.  In  Chapter  4  we measured  functional  outcome  5  years  after  non‐operative treatment for a type A spinal fracture. In the dimension of body function and structure, approximately 1/3 of the patients performed below normal levels in the  exercise  tests.  Restrictions  in  activities were  quite  low,  given  the  VAS  and RMDQ  scores  found  (79  and  5.2,  respectively).  Finally,  restrictions  in participation/quality of life showed no significant differences between patients and healthy  subjects  concerning  SF‐36  scores  [32].  Ten  per  cent  of  the  subjects  had stopped working and received social security benefits, 24% had arranged changes in their work and 14% had changed their job. Quite similar RTW rates were found by other authors [12, 16, 66]. When judging RTW rates however, one has to keep in mind  that  these  figures  are  highly  influenced  by  different  national  legal  and compensation  systems  [30,  47].  The  exercise  tests  comprised  an  ergometry  test (measuring  cardiopulmonary  condition)  and  a  lifting  test.  Results  of  the  latter indicate that a  large proportion of patients have difficulty with  lifting a box from the  floor  to  a  table.  The  “problem  area”  (for  example  trunk  musculature,  leg musculature,  incapacitating  pain)  responsible  for  this  reduced  lifting  capacity cannot be  indicated by  this  test,  interesting however  is  that a  substantial part of patients  are  confronted  with  a  decreased  lifting  ability  after  non‐operative treatment of a type A fracture. Summarizing, patients are slightly restricted in their activities, this restriction however does not influence their participation/quality of life, since SF‐36 scores were similar to healthy persons.  Our  study had  the  relatively unique  feature  that  it measured outcome  in  all  the domains of the ICF, whereas most studies cover only a distinct fraction of the ICF [77]. There  is  a  clear paucity  in data  concerning physical  capacity  after  a  spinal fracture.  To  our  best  knowledge,  no  other  publication  is  available  regarding residual  physical  capacity  in  non‐operatively  treated  spinal  fracture  patients, which  makes  comparison  to  other  series  impossible.  Leferink  et  al.  measured physical capacity after operative  treatment  for  type A  fractures  [45]. Their results were comparable  to ours. Physical capacity  testing  is rather uncommon  in spinal fracture outcome research, whilst we showed  that  the physical  tests might give a good reflection of  the outcome. The dynamic  lifting  test correlated quite strongly with  the RMDQ, VAS  and SF‐36 physical  index. Further  research  in  this  field  is needed to shed more light on the physical capacity after a spinal fracture.  

Page 112: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 7  

104 

With respect to the duration of follow‐up time in functional outcome research after spinal  fractures, most of  the published data  concentrate on  relatively  short‐term results  (1‐2  years)  [19,  22,  36,  63].  Literature  regarding  long‐term  outcome  (10 years) is scarce [25, 67, 83]. In the long term, pain may arise due to changed facet joint motion, hyperextension of adjacent spinal regions, fatigue pain from the soft tissues  and  ongoing  degenerative  processes  [5,  63,  79,  81].  Even  late  onset neurological deficit can arise years after the spinal fracture [7].  In Chapter 5 we measured functional outcome in the same cohort of patients 4 and 10 years after non‐operative  treatment  for  type A  fractures without neurological deficits. Patients were only slightly disabled at both measurement times, outcomes were  equal  at both  instants. Three patients  (6%) had  a poor  long‐term outcome, though  none  of  the  patients  required  surgery  for  late  onset  pain  or  late  onset neurological  deficit.  Late  onset  pain  requiring  operative  interference  has  been reported for type A fractures [5]. Numbers on how many patients need operative treatment  for  late  arising  pain  or  neurological  symptoms  are  not  available  in literature. We found a status quo in functional outcome between 4 and 10 years post‐injury. Previous studies mention a steady state in functional outcome ranging from 2 to 4 years  after  a  spinal  fracture  [1,  16,  72].  Data  on  outcomes  after  2  to  4  years, however, are scarcely available. Andress et al. measured functional outcome at 4, 5 and 7 years after operative treatment of type A3 fractures [1]. As in our series, no differences  were  found  in  functional  outcomes  at  the  distinct  measurement moments.  In  summary,  the  course of  functional outcome after a non‐operatively treated type A spinal fracture seems to be in a steady state as from about two years post‐injury.  This  is  in  accordance with  van  der  Sluis  et  al.,  though  be  it  those numbers  concern  severely  injured  patients  [76].  Consequently,  it  seems  to  be justified  to  discharge  spinal  fracture  patients  from  follow‐up  control  two  years post‐injury, as is current practice at our institution.  Operative versus non‐operative treatment The debate which treatment modality is the most advisable in spinal fractures has been  going  on  for  decades  [62,  72].  Comparison  of  functional  outcomes  after operative  and  non‐operative  treatment  for  spinal  fractures  (type  A,  B  and  C fractures according to the Comprehensive Classification [48]) did not demonstrate a  difference  in  our  series  in  Chapter  3.  Both  patient  groups  had  only  minor impairments 3 to 4 years post‐injury. In literature, good outcome is reported after operative  as  well  as  after  non‐operative  treatment  for  spinal  fractures.  Most 

Page 113: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL DISCUSSION  

105 

authors  find  patients  to  be  slightly  impaired  both  after  operative  and  non‐operative treatment, with RTW rates ranging from 50% to 100% [19, 39, 43, 54, 67, 78]. Studies directly comparing operative and non‐operative  treatment  in cohorts comprising all types of spinal fractures reveal a trend towards equal outcomes for both treatment modalities (see Table 1).  

Table 1 Outline of studies comparing operative and non‐operative treatment in spinal fractures  

Author  Classification  n  Outcome measure 

Results (operative vs. non‐operative) 

Briem [9]  CC: type A, B, C fractures  

133  VAS spine score, SF‐36, RTW 

equal  

Domenicucci [22]  Denis: “burst” and wedge fractures  

31  Denis outcome scale 

equal  

El Awad [23]  CC: type A, B, C fractures  

100  Denis outcome scale, neurology 

equal  

Öner [63]  CC: type A, B, C fractures  

53  Denis outcome scale 

operative better  

Post [chapter 3]  CC: type A, B, C fractures  

76  VAS spine score, RMDQ 

equal  

CC: Comprehensive Classification. SF‐36: Short‐Form 36 health survey. RTW: return to work. RMDQ: Roland‐Morris disability questionnaire  

The type A3 “burst” fracture Especially the type A3 (Comprehensive Classification [48]) “burst” fracture and its optimal treatment has gained much attention in literature. It has been the issue of many papers, reporting superior,  inferior as well as equal outcomes for operative treatment  compared  to  non‐operative  treatment  [2,  11,  20,  36,  41,  70‐72,  84].  To evaluate  both  treatment  modalities,  we  measured  the  long‐term  (5  years) functional  outcome  of  this  type  of  fracture  in  Chapter  6.  No  differences  in outcomes between these groups could be demonstrated. Furthermore, none of the patients required surgery for late onset pain or late onset neurological deficit; age and  duration  of  follow‐up  time  did  not  correlate  with  outcome.  In  summary, functional  outcome  after  a  type  A3  spinal  fracture  is  equal  for  both  treatment modalities in the long term and is independent from age and duration of follow‐up time. As  such,  benefits  and  drawbacks  of  both  treatment modalities  should  be carefully  taken  into  account  when  deciding  which  treatment  is  preferred  in  a neurologically  intact  patient  with  a  type  A3  fracture.  Both  approaches  are relatively safe and major complications are rare (in a  large survey by Knop et al., 15%  of  patients  treated  by  dorsal  implantation  suffered  from,  mostly  minor, complications  [37]).  Therefore,  other  factors  like  (in)direct  costs  and  short‐term 

Page 114: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 7  

106 

clinical  complications  (such  as  urinary  tract  infections,  pressure  sores  or pulmonary  embolism)  should  play  a  role  in  decision making.  In  this  light,  it  is noteworthy  that  costs  for  non‐operative  treatment  are  considerably  lower  than those for operative treatment [9, 68, 84]. Studies  comparing  operative  and  non‐operative  treatment  in  type  A3  “burst” fractures  find  conflicting  results  (see  Table  2).  Our  results  were  obtained  in  a retrospective  setting,  like most  studies  concerning outcome after  spinal  fractures (approximately  90%  of  all  reports  in  literature  are  retrospective  [82]). Only  two prospective,  randomized,  multi‐centre  studies  are  available,  which  show contrasting  results  [72,  84].  The  relatively  low  incidence  of  traumatic  spinal fractures  and  the  specialized  care  needed make  it  difficult  to  form  large  study groups  in spinal  fracture research, which may  introduce a  type  II statistical error (i.e. not detecting an existing difference due to small study groups). According to the  literature,  87%  of  the  published  papers  concerning  spinal  surgery  display  a type II error [3].   

Table 2 Outline of studies comparing operative and non‐operative treatment in type A3 “burst” fractures  

Author  Classification  n  Outcome measure  Results (operative  vs. non‐operative) 

Andreychik [2]  Denis: “burst” fractures 

55  Denis outcome scale 

equal  

Butler [11]  Denis: “burst” fractures 

31  Denis outcome scale, RTW 

non‐operative better 

Denis [20]  Denis: “burst” fractures 

52  Denis outcome scale 

operative better 

Knight [36]  Denis: “burst” fractures 

22  Denis outcome scale 

equal  

Kraemer [41]  Denis: “burst” fractures 

24  RMDQ, SF‐36, RTW 

equal  

Seybold [70]  Denis: “burst” fractures 

42  Dallas pain questionnaire 

equal  

Shen [71]  Denis: “burst” fractures 

80  Denis outcome scale, GLBOS, RTW 

equal  

Siebenga [72]  CC: type A3 fractures 

32  VAS spine score, RMDQ, RTW 

operative better 

Wood [84]  Denis: “burst” fractures 

47  RMDQ, SF‐36,  ODI 

equal, trend towards non‐operative better 

Post [chapter 6]  CC: type A3 fractures 

63  VAS spine score, RMDQ 

equal 

CC: Comprehensive Classification. SF‐36: Short‐Form 36 health survey. RTW: return to work. RMDQ: Roland‐Morris disability questionnaire. GLBOS: Greenough low back outcome score. ODI: Oswestry disability index  

Page 115: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL DISCUSSION  

107 

Ventral versus dorsal procedure All  operatively  treated  patients mentioned  in  this  thesis were  treated  by  dorsal stabilization  with  the  Universal  Spine  System  (USS).  In  our  clinic,  ventral procedures are  carried out  too  infrequent  to  include enough patients  for  reliable outcome  research  concerning  this  approach.  The  dorsal  approach  is  the  most common  operative  procedure  to  treat  spinal  fractures  [82]. With  regard  to  the ventral approach, less literature is available. Ventral surgery could produce a more complete  and  reliable  decompression  of  the  spinal  canal  and  provides  a  better sagittal  alignment  than  the  dorsal  technique  does  [4,  18,  82].  Radiological appearance,  however, does  not  correlate with  functional  outcome. On  the  other hand, the ventral approach requires a more sophisticated technique and may result in serious adverse effects [24]. Okuyama et al. described good results after ventral surgery, as well as did Ghanayem et al. [27, 61]. When comparing outcomes after dorsal  and  ventral  approaches,  no  differences were  found  by  Briem  et  al.  and Verlaan et al. [10, 82].  Predictors of outcome Functional outcome appeared  to be  independent  from age, gender,  fracture  sub‐type  (A3.1  and A3.2)  or  treatment modality  (operative  versus  non‐operative)  as described  in Chapters 3, 5 and 6. This  is  in accordance with other authors, who found age and gender or fracture type to be unrelated to outcome [1, 9, 31, 49, 73]. Outcome between  the  type A3  sub‐types appears  to be equal,  though a negative correlation  has  been  reported  between  increasing  severity  of  lesions  (CC)  and outcome  (measured by  the VAS  spine  score  and  SF‐36)  [9]. Also others  found  a correlation  between  the  Comprehensive  Classification  and  Frankel  scales, more severe fracture‐types (from type A to type C) resulted in poorer neurological func‐tioning [37, 42, 48]. Neurological deficit itself, on the other hand, is known to have a major negative impact on outcome after a spinal fracture [54]. In  this  thesis we did not consider  the socio‐economic status of patients,  in  future studies these characteristics should be investigated more extensively. With respect to  socio‐economic  and  psychosocial  variables,  Harris  et  al.  found  that  lower education  level  and  the  presence  of  chronic  illnesses  had  a  strong  negative correlation with outcome (measured by the SF‐36) after major trauma [31]. Slover et al.  found  a  negative  correlation  between  the  number  of  co‐morbidities  and  the difference scores in the Oswestry Disability Index after lumbar surgery [75]. Even so smoking, headache and depression had a negative  impact on  the baseline and difference  scores  in  the Oswestry Disability  Index  [75]. Briem  et  al.  found  good 

Page 116: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 7  

108 

mental health to have a positive effect on outcome after operative treatment for a spinal fracture [10]. Recently, psychosocial variables (i.e. fear‐avoidance beliefs and depression) were found to explain 20% of variance  in outcome scores after spinal surgery  [49].  Possibly  psychosocial  and  socio‐economic  factors  are  of  major influence on outcome, and may play a larger role in outcome than assumed in the present time.   Questionnaires The  use  of  various  outcome measures  by  different  authors makes  comparison sometimes difficult. For measuring back‐related functional outcome approximately 40  different  questionnaires  are  available  [58].  According  to  Bombardier,  a questionnaire measuring  outcome  in  spinal  disorders  should  at  least  cover  the following  five domains:  back‐specific  function,  generic health  status, pain, work disability and patient satisfaction [8]. To assess outcome in a uniform manner and face  all  the  afore‐mentioned  domains,  a  proposed  ideal  tool would  consist  of  a combination of  the RMDQ or Oswestry Disability  Index,  the SF‐36,  together with the Work Limitation Questionnaire and the Patient Satisfaction Scale [8]. Whether such a large set of questionnaires will be used in clinical practice is doubtful. In our opinion,  the  Roland‐Morris  Disability  Questionnaire,  VAS  spine  score  and Oswestry Disability Index are helpful tools for measuring outcome, since they have good  psychometric  properties  and  are  widely  used,  which  makes  comparison possible. The Denis  outcome  scale,  although  popular  in  literature, might  be  too constrained and its reliability and validity are unknown.  What is good outcome in spinal surgery? According to a recent paper that tried to quantify  good  outcome  from  patients’  and  surgeons’  perspective,  the  main parameters  determining  good  outcome  are:  absence  of  pain,  high  patients’ satisfaction,  low disability and good social reintegration  [30]. At present, none of the  frequently  used  questionnaires  covers  all  these  proposed  parameters,  and maybe a new questionnaire  for outcome  research after a spinal  fracture should be developed.  It  should  make  an  effort  to  involve  all  the  domains  of  the  ICF, furthermore comparison would be easier if this questionnaire was to be used widely.  Classification schemes A  classification  scheme  is  a  model  of  an  observable  fact  that  is  supposed  to enlighten  the  severity  of  the  injury  and  the  possible  consequences.  An  ideal classification of different injury patterns should provide a reasonable estimation of the  outcome,  and  give direction  to  treatment. As  stated  in  the  introduction,  the 

Page 117: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL DISCUSSION  

109 

presently  most  used  classifications  (Denis  classification  and  Comprehensive Classification)  show  a  moderate  reliability  and  repeatability  [6,  42,  85]. Furthermore,  both  schemes  do  not  entirely  recognize  the  role  of  the  posterior ligamentous  complex  (PLC).  Therefore,  it  is  not  surprising  that  both  systems cannot  predict  outcome  (with  exception  of  gross  neurological  deficits)  very precisely. In contrast, a study by Öner et al., using MRI‐scans, was able to predict poor  outcome  due  to  PLC  lesions  [63].  Possibly  the  ThoracoLumbar  Injury Classification and Severity Score (TLICS), as recently developed by Vaccaro et al., might  be  able  to  predict  the  outcome  and  additionally  give more  direction  to treatment  [44,  80].  Outcome  research  following  implementation  of  this  scheme should take place in the future.  

 Conclusions  

Important findings of this thesis are:  

• The  SpinalMouse  offers  a  quick  and  reliable method  of measuring  sagittal spinal ROM. 

• The measurement of spinal ROM is not a suitable tool for evaluating disability. • A clear paucity exists regarding literature concerning physical capacity after a 

spinal  fracture, whereas we  found  a  considerable  number  of  patients  to  be restricted  in  their  physical  ability  after  non‐operative  treatment  of  type  A spinal fractures. 

• The  results  of  dynamic  lifting  tests  seem  to  correlate  well  with  subjective impairment.  

• Operative treatment of type A spinal fractures (including the type A3 fracture) does  not  give  superior  functional  outcome  compared  to  non‐operative treatment.  

• The majority of patients are  slightly  impaired after a  spinal  fracture without neurological deficit. This impairment does not influence their quality of life.  

• Functional outcome  is steady from about four years until ten years after non‐operative treatment of type A spinal fractures without neurological deficits.  

• Functional outcome  after  a  spinal  fracture  seems  to be  influenced by  factors other than age, gender, treatment and fracture type classification.  

Page 118: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 7  

110 

Directions for future research  

• Concerning  fracture  classification,  the  first  results  after  usage  of  the ThoracoLumbar  Injury Classification and Severity Score  (TLICS) will have  to be waited for. The system itself already showed good reliability, now data on functional  outcome  after  application  of  this  scheme  will  have  to  clarify whether it is appropriate for directing treatment.  

• Given  the  lack  of  data  regarding  physical  capacity  after  a  spinal  fracture, future research should focus on this issue.  

• To provide more  level‐I  evidence  in  spinal  fracture outcome  research,  large, prospective  randomized  (multi‐centre?)  studies  are  clearly  needed.  Possibly, internet‐based data gathering as recently presented by the Spine Trauma Study Group  (EPOST) and by Knop et al. might offer an opportunity  to  form  large study groups. 

• The  search  for  predictors  of  outcome  should  (also)  focus  on  socio‐economic and  psychosocial  aspects,  since  these might  play  an  important  role  and  are relatively underexposed in present studies.  

 References  

1.   Andress HJ, Braun H, Helmberger T, Schurmann M, Hertlein H, Hartl WH (2002) Long‐term results after posterior fixation of thoraco‐lumbar burst fractures. Injury 33:357‐365 

2.   Andreychik DA, Alander DH, Senica KM, Stauffer ES  (1996) Burst  fractures of  the  second through  fifth  lumbar  vertebrae.  Clinical  and  radiographic  results.  J  Bone  Joint  Surg Am 78:1156‐1166 

3.   Bailey CS, Fisher CG, Dvorak MF (2004) Type II error in the spine surgical literature. Spine 29:1146‐1149 

4.   Been HD  (1991) Anterior decompression and stabilization of  thoracolumbar burst  fractures using the Slot‐Zielke‐device. Acta Orthop Belg 57 Suppl 1:144‐161 

5.   Been HD, Poolman RW, Ubags LH  (2004) Clinical outcome  and  radiographic  results  after surgical  treatment  of  post‐traumatic  thoracolumbar  kyphosis  following  simple  type  A fractures. Eur Spine J 13:101‐107 

6.   Blauth M,  Bastian  L,  Knop  C,  Lange  U,  Tusch  G  (1999)  Interobserverreliabilität  bei  der Klassifikation von thorakolumbalen Wirbelsäulenverletzungen. Orthopäde 28:662‐681 

7.   Bohlman HH, Kirkpatrick JS, Delamarter RB, Leventhal M (1994) Anterior decompression for late  pain  and  paralysis  after  fractures  of  the  thoracolumbar  spine. Clin Orthop Relat Res 300:24‐29 

8.   Bombardier C (2000) Outcome assessments in the evaluation of treatment of spinal disorders: summary and general recommendations. Spine 25:3100‐3103 

9.   Briem  D,  Behechtnejad  A,  Ouchmaev  A,  Morfeld  M,  Schermelleh‐Engel  K,  Amling  M, Rueger  JM  (2007)  Pain  regulation  and  health‐related  quality  of  life  after  thoracolumbar fractures of the spine. Eur Spine J 16:1925‐1933 

Page 119: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL DISCUSSION  

111 

10.   Briem  D,  Lehmann  W,  Ruecker  AH,  Windolf  J,  Rueger  JM,  Linhart  W  (2004)  Factors influencing  the  quality  of  life  after  burst  fractures  of  the  thoracolumbar  transition. Arch Orthop Trauma Surg 124:461‐468 

11.   Butler JS, Walsh A, OʹByrne J (2005) Functional outcome of burst fractures of the first lumbar vertebra managed surgically and conservatively. Int Orthop 29:51‐54 

12.   Cantor  JB, Lebwohl NH, Garvey T, Eismont FJ  (1993) Nonoperative management of stable thoracolumbar burst fractures with early ambulation and bracing. Spine 18:971‐976 

13.   Chiarello  CM,  Savidge  R  (1993)  Interrater  reliability  of  the  Cybex  EDI‐320  and  fluid goniometer in normals and patients with low back pain. Arch Phys Med Rehabil 74:32‐37 

14.   Chiou WK, Lee YH, Chen WJ, Lin YH (1996) A non invasive protocol for the determination of lumbar spine mobility. Clin Biomech 11:474‐480 

15.   Chockalingam N, Dangerfield PH, Giakas G, Cochrane T (2002) Study of marker placements in the back for opto‐electronic motion analysis. Stud Health Technol Inform 88:105‐109 

16.   Chow GH, Nelson BJ, Gebhard JS, Brugman JL, Brown CW, Donaldson DH (1996) Functional outcome of thoracolumbar burst fractures managed with hyperextension casting or bracing and early mobilization. Spine 21:2170‐2175 

17.   Cox ME, Asselin S, Gracovetsky SA, Richards MP, Newman NM, Karakusevic V, Zhong L, Fogel JN (2000) Relationship between functional evaluation measures and self‐assessment in nonacute low back pain. Spine 25:1817‐1826 

18.   Dai LY, Jiang SD, Wang XY, Jiang LS (2007) A review of the management of thoracolumbar burst fractures. Surg Neurol 67:221‐231 

19.   Defino HL,  Canto  FR  (2007)  Low  thoracic  and  lumbar  burst  fractures:  radiographic  and functional outcomes. Eur Spine J 16:1934‐1943 

20.   Denis F, Armstrong GW, Searls K, Matta L (1984) Acute thoracolumbar burst fractures in the absence of neurologic deficit. A comparison between operative and nonoperative treatment. Clin Orthop Relat Res 189:142‐149 

21.   Dodd CA, Fergusson CM, Pearcy MJ, Houghton GR (1986) Vertebral motion measured using biplanar radiography before and after Harrington  rod removal  for unstable  thoracolumbar fractures of the spine. Spine 11:452‐455 

22.   Domenicucci  M,  Preite  R,  Ramieri  A,  Ciappetta  P,  Delfini  R,  Romanini  L  (1996) Thoracolumbar  fractures  without  neurosurgical  involvement:  surgical  or  conservative treatment? J Neurosurg Sci 40:1‐10 

23.   El Awad AA, Othman W, Al Moutaery KR  (2002)  Treatment  of  thoracolumbar  fractures. Saudi Med J 23:689‐694 

24.   Esses SI, Botsford DJ, Kostuik JP (1990) Evaluation of surgical treatment for burst fractures. Spine 15:667‐673 

25.   Folman Y, Gepstein R  (2003) Late outcome of nonoperative management of  thoracolumbar vertebral wedge fractures. J Orthop Trauma 17:190‐192 

26.   Gertzbein  SD  (1992)  Scoliosis  Research  Society.  Multicenter  spine  fracture  study.  Spine 17:528‐540 

27.   Ghanayem  AJ,  Zdeblick  TA  (1997)  Anterior  instrumentation  in  the  management  of thoracolumbar burst fractures. Clin Orthop Relat Res 335:89‐100 

28.   Gronblad  M,  Hurri  H,  Kouri  JP  (1997)  Relationships  between  spinal  mobility,  physical performance  tests,  pain  intensity  and  disability  assessments  in  chronic  low  back  pain patients. Scand J Rehabil Med 29:17‐24 

29.   Guermazi M, Ghroubi  S, Kassis M,  Jaziri O, Keskes H, Kessomtini W, Ben Hammouda  I, Elleuch MH  (2006) Validity  and  reliability of Spinal Mouse  to  assess  lumbar  flexion. Ann Readapt Med Phys 49:172‐177 

Page 120: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 7  

112 

30.   Haefeli M, Elfering A, Aebi M, Freeman BJ, Fritzell P, Guimaraes Consciencia J, Lamartina C, Mayer M,  Lund  T,  Boos N  (2008) What  comprises  a  good  outcome  in  spinal  surgery? A preliminary survey among spine surgeons of the SSE and European spine patients. Eur Spine J 17:104‐116 

31.   Harris IA, Young JM, Rae H, Jalaludin BB, Solomon MJ (2007) Factors associated with back pain after physical injury: a survey of consecutive major trauma patients. Spine 32:1561‐1565 

32.   Jenkinson C, Coulter A, Wright L  (1993) Short  form 36  (SF36) health survey questionnaire: normative data for adults of working age. BMJ 306:1437‐1440 

33.   Johnsson R, Selvik G, Stromqvist B, Sunden G (1990) Mobility of the lower lumbar spine after posterolateral fusion determined by roentgen stereophotogrammetric analysis. Spine 15:347‐350 

34.   Junge  A,  Gotzen  L,  von  Garrel  T,  Ziring  E,  Giannadakis  K  (1997)  Die monosegmentale Fixateur  interne:  Instrumentation  und  Fusion  in  der  Behandlung  von  Frakturen  der thorakolumbalen Wirbelsäule.  Indikation,  Technik  und  Ergebnisse. Unfallchirurg  100:880‐887 

35.   Kingma J (1994) The young male peak in different categories of trauma victims. Percept Mot Skills 79:920‐922 

36.   Knight RQ, Stornelli DP, Chan DP, Devanny JR, Jackson KV (1993) Comparison of operative versus nonoperative treatment of lumbar burst fractures. Clin Orthop Relat Res 293:112‐121 

37.   Knop C, Bastian L, Lange U, Oeser M, Zdichavsky M, Blauth M  (2002) Complications  in surgical treatment of thoracolumbar injuries. Eur Spine J 11:214‐226 

38.   Knop C, Blauth M, Buhren V, Hax PM, Kinzl L, Mutschler W, Pommer A, Ulrich C, Wagner S,  Weckbach  A,  Wentzensen  A,  Worsdorfer  O  (1999)  Operative  Behandlung  von Verletzungen des thorakolumbalen Übergangs. Teil 1: Epidemiologie. Unfallchirurg 102:924‐935 

39.   Knop C, Fabian HF, Bastian L, Blauth M (2001) Late results of thoracolumbar fractures after posterior instrumentation and transpedicular bone grafting. Spine 26:88‐99 

40.   Knop C, Reinhold M, Roeder C, Staub L, Schmid R, Beisse R, Buhren V, Blauth M  (2006) Internet based multicenter study for thoracolumbar injuries: a new concept and preliminary results. Eur Spine J 15:1687‐1694 

41.   Kraemer  WJ,  Schemitsch  EH,  Lever  J,  McBroom  RJ,  McKee  MD,  Waddell  JP  (1996) Functional outcome of thoracolumbar burst fractures without neurological deficit. J Orthop Trauma 10:541‐544 

42.   Kriek  JJ,  Govender  S  (2006)  AO‐classification  of  thoracic  and  lumbar  fractures: reproducibility utilizing radiographs and clinical information. Eur Spine J 15:1239‐1246 

43.   Krompinger WJ,  Fredrickson  BE, Mino  DE,  Yuan  HA  (1986)  Conservative  treatment  of fractures of the thoracic and lumbar spine. Orthop Clin North Am 17:161‐170 

44.   Lee  JY, Vaccaro AR, Lim MR, Öner  FC, Hulbert RJ, Hedlund R,  Fehlings MG, Arnold P, Harrop J, Bono CM, Anderson PA, Anderson DG, Harris MB, Brown AK, Stock GH, Baron EM  (2005) Thoracolumbar  injury  classification and  severity  score: a new paradigm  for  the treatment of thoracolumbar spine trauma. J Orthop Sci 10:671‐675 

45.   Leferink VJM, Keizer HJE, Oosterhuis  JK, van der Sluis CK,  ten Duis HJ  (2003) Functional outcome in patients with thoracolumbar burst fractures treated with dorsal instrumentation and transpedicular cancellous bone grafting. Eur Spine J 12:261‐267 

46.   Liebenson C, Yeomans S (1997) Outcomes assessment in musculoskeletal medicine. Manual Therapy 2:67‐74 

Page 121: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL DISCUSSION  

113 

47.   MacKenzie EJ, Morris  JA,  Jurkovich GJ, Yasui Y, Cushing BM, Burgess AR, DeLateur BJ, McAndrew  MP,  Swiontkowski  MF  (1998)  Return  to  work  following  injury:  the  role  of economic, social, and job‐related factors. Am J Public Health 88:1630‐1637 

48.   Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD, Harms J, Nazarian S (1994) A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries. Eur Spine J 3:184‐201 

49.   Mannion AF, Elfering A, Staerkle R, Junge A, Grob D, Dvorak J, Jacobshagen N, Semmer NK, Boos N  (2007)  Predictors  of multidimensional  outcome  after  spinal  surgery.  Eur  Spine  J 16:777‐786 

50.   Mannion AF, Knecht K, Balaban G, Dvorak J, Grob D (2004) A new skin‐surface device for measuring the curvature and global and segmental ranges of motion of the spine: reliability of measurements and comparison with data reviewed from the literature. Eur Spine J 13:122‐136 

51.   Mayer  RS,  Chen  IH,  Lavender  SA,  Trafimow  JH,  Andersson  GB  (1995)  Variance  in  the measurement  of  sagittal  lumbar  spine  range  of  motion  among  examiners,  subjects,  and instruments. Spine 20:1489‐1493 

52.   Mayer TG, Kondraske G, Beals SB, Gatchel RJ (1997) Spinal range of motion. Accuracy and sources of error with inclinometric measurement. Spine 22:1976‐1984 

53.   Mayer TG, Tencer AF, Kristoferson S, Mooney V  (1984) Use of noninvasive  techniques  for quantification  of  spinal  range‐of‐motion  in  normal  subjects  and  chronic  low‐back dysfunction patients. Spine 9:588‐595 

54.   McLain RF (2004) Functional outcomes after surgery for spinal fractures: return to work and activity. Spine 29:470‐477 

55.   Mellin  G  (1986)  Measurement  of  thoracolumbar  posture  and  mobility  with  a  Myrin inclinometer. Spine 11:759‐762 

56.   Mellin G  (1987) Correlations of spinal mobility with degree of chronic  low back pain after correction for age and anthropometric factors. Spine 12:464‐468 

57.   Miller MH, Lee P, Smythe HA, Goldsmith CH (1984) Measurements of spinal mobility in the sagittal  plane:  new  skin  contraction  technique  compared  with  established  methods.  J Rheumatol 11:507‐511 

58.   Muller U, Duetz MS, Roeder C, Greenough CG (2004) Condition‐specific outcome measures for low back pain. Part I: validation. Eur Spine J 13:301‐313 

59.   Nattrass CL, Nitschke JE, Disler PB, Chou MJ, Ooi KT (1999) Lumbar spine range of motion as  a  measure  of  physical  and  functional  impairment:  an  investigation  of  validity.  Clin Rehabil 13:211‐218 

60.   Ng  JK, Kippers V, Richardson CA, Parnianpour M  (2001) Range of motion and  lordosis of the lumbar spine: reliability of measurement and normative values. Spine 26:53‐60 

61.   Okuyama K, Abe E, Chiba M, Ishikawa N, Sato K (1996) Outcome of anterior decompression and  stabilization  for  thoracolumbar  unstable  burst  fractures  in  the  absence  of  neurologic deficits. Spine 21:620‐625 

62.   Osebold WR, Weinstein  SL,  Sprague  BL  (1981)  Thoracolumbar  spine  fractures. Results  of treatment. Spine 6:13‐34 

63.   Öner FC, van Gils APG, Faber  JAJ, Dhert WJA, Verbout AJ  (2002) Some  complications of common  treatment  schemes  of  thoracolumbar  spine  fractures  can  be  predicted  with magnetic resonance imaging: prospective study of 53 patients with 71 fractures. Spine 27:629‐636 

64.   Petersen  CM,  Johnson  RD,  Schuit  D,  Hayes  KW  (1994)  Intraobserver  and  interobserver reliability of asymptomatic subjects’ thoracolumbar range of motion using the OSI CA 6000 Spine Motion Analyzer. J Orthop Sports Phys Ther 20:207‐212 

Page 122: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 7  

114 

65.   Poitras S, Loisel P, Prince F, Lemaire J (2000) Disability measurement  in persons with back pain:  a  validity  study  of  spinal  range  of  motion  and  velocity.  Arch  Phys Med  Rehabil 81:1394‐1400 

66.   Reid DC, Hu R, Davis LA, Saboe LA (1988) The nonoperative treatment of burst fractures of the thoracolumbar junction. J Trauma 28:1188‐1194 

67.   Reinhold M, Knop C, Lange U, Bastian L, Blauth M (2003) Nichtoperative Behandlung von Verletzungen  der  thorakolumbalen Wirbelsäule. Klinische  Spätergebnisse  nach  16  Jahren. Unfallchirurg 106:566‐576 

68.   Roer N van der, de Bruyne MC, Bakker FC, van Tulder MW, Boers M (2005) Direct medical costs of traumatic thoracolumbar spine fractures. Acta Orthop 76:662‐666 

69.   Schober P (1937) Lendenwirbelsäule und Kreuzschmerzen. Munch Med Wochenschr 84:336‐338 

70.   Seybold  EA,  Sweeney  CA,  Fredrickson  BE, Warhold  LG,  Bernini  PM  (1999)  Functional outcome of low lumbar burst fractures. A multicenter review of operative and nonoperative treatment of L3‐L5. Spine 24:2154‐2161 

71.   Shen  WJ,  Liu  TJ,  Shen  YS  (2001)  Nonoperative  treatment  versus  posterior  fixation  for thoracolumbar junction burst fractures without neurologic deficit. Spine 26:1038‐1045 

72.   Siebenga J, Leferink VJM, Segers MJM, Elzinga MJ, Bakker FC, Haarman HJ, Rommens PM, ten  Duis  HJ,  Patka  P  (2006)  Treatment  of  traumatic  thoracolumbar  spine  fractures:  a multicenter prospective randomized study of operative versus nonsurgical treatment. Spine 31:2881‐2890 

73.   Singer  BR  (1995)  The  functional  prognosis  of  thoracolumbar  vertebrae  fractures without neurological deficit: a  long‐term  follow‐up study of British Army personnel.  Injury 26:519‐521 

74.   Singer  BR, McLauchlan GJ,  Robinson  CM,  Christie  J  (1998)  Epidemiology  of  fractures  in 15,000 adults: the influence of age and gender. J Bone Joint Surg Br 80:243‐248 

75.   Slover  J, Abdu WA, Hanscom B, Weinstein  JN  (2006) The  impact of  comorbidities on  the change in short‐form 36 and oswestry scores following lumbar spine surgery. Spine 31:1974‐1980 

76.   Sluis CK  van  der,  ten Duis HJ, Geertzen  JH  (1995) Multiple  injuries:  an  overview  of  the outcome. J Trauma 38:681‐686 

77.   Swinkels  RAHM  (2004)  The  ICF  classification  as  a  system  for  structuring  outcome measurement. Physiotherapy Singapore 7:7‐13 

78.   Tezer M,  Erturer  RE,  Ozturk  C,  Ozturk  I,  Kuzgun  U  (2005)  Conservative  treatment  of fractures of the thoracolumbar spine. Int Orthop 29:78‐82 

79.   Tropiano P, Huang RC, Louis CA, Poitout DG, Louis RP (2003) Functional and radiographic outcome  of  thoracolumbar  and  lumbar  burst  fractures  managed  by  closed  orthopaedic reduction and casting. Spine 28:2459‐2465 

80.   Vaccaro  AR,  Lehman  RA,  Hurlbert  RJ,  Anderson  PA,  Harris M,  Hedlund  R,  Harrop  J, Dvorak M, Wood K, Fehlings MG, Fisher C, Zeiller SC, Anderson DG, Bono CM, Stock GH, Brown AK, Kuklo  T, Öner  FC  (2005) A  new  classification  of  thoracolumbar  injuries:  the importance of  injury morphology,  the  integrity of  the posterior  ligamentous  complex, and neurologic status. Spine 30:2325‐2333 

81.   Vaccaro AR, Silber JS (2001) Post‐traumatic spinal deformity. Spine 26:S111‐S118 82.   Verlaan JJ, Diekerhof CH, Buskens E, van der Tweel I, Verbout AJ, Dhert WJ, Öner FC (2004) 

Surgical  treatment  of  traumatic  fractures  of  the  thoracic  and  lumbar  spine:  a  systematic review of the literature on techniques, complications, and outcome. Spine 29:803‐814 

Page 123: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

GENERAL DISCUSSION  

115 

83.   Weinstein  JN,  Collalto  P,  Lehmann  TR  (1988)  Thoracolumbar  “burst”  fractures  treated conservatively: a long‐term follow‐up. Spine 13:33‐38 

84.   Wood  K,  Butterman  G,  Mehbod  A,  Garvey  T,  Jhanjee  R,  Sechriest  V  (2003)  Operative compared  with  nonoperative  treatment  of  a  thoracolumbar  burst  fracture  without neurological deficit. A prospective, randomized study. J Bone Joint Surg Am 85‐A:773‐781 

85.   Wood KB, Khanna G, Vaccaro AR, Arnold PM, Harris MB, Mehbod AA (2005) Assessment of two thoracolumbar fracture classification systems as used by multiple surgeons. J Bone Joint Surg Am 87:1423‐1429 

86.   World Health Organization (2001) International Classification of Functioning, Disability and Health Problems. WHO, Geneva 

87.   Yurac R, Marre B, Urzua A, Munjin M, Lecaros MA (2006) Residual mobility of instrumented and non‐fused segments in thoracolumbar spine fractures. Eur Spine J 15:864‐875 

   

Page 124: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

 

 

Page 125: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

117 

 

Chapter 8 

  

Summary 

Page 126: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 8  

118 

An  introduction  to  different  aspects  regarding  spinal  fractures  is  presented  in Chapter  1.  The  incidence  of  traumatic  thoracolumbar  spinal  fractures  without neurological deficit in the Netherlands is approximately 1.2 per 10,000 per year (in the age group of 20 to 60 years). Concerning total medical costs in the Netherlands, spinal fractures rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost of EUR 6,600 per patient. The  history  of  classification  schemes  is  discussed, with  special  reference  to  the Comprehensive Classification, which is used in this thesis. The Denis classification and  the Comprehensive Classification,  being  the most  frequently used  schemes, have some  important deficiencies: reliability has been shown  to be moderate and both  systems  do  not  recognize  the  important  role  of  the  posterior  ligamentous complex  (PLC)  in maintaining  spinal  stability. Consequently, new developments with respect to the use of the MRI in detecting injuries to the PLC are forthcoming, like  the ThoracoLumbar  Injury Classification  and  Severity  Score  (TLICS),  a new scheme which does take into account the PLC.  Several aspects of operative and non‐operative  treatment are considered. Benefits of  the  operative  approach  are  the  improvement  of  spinal  alignment,  decreased deformity,  early mobilization  and  rehabilitation  and  sometimes  improvement  in neurological  function. On  the other hand, non‐operative  treatment  lacks  the risks of  surgery,  such  as  deep  wound  infection,  iatrogenic  neurological  injury  and implant failure. The history of operative treatment is explored, as well as different techniques  of  operative  treatment  (the  dorsal  and  ventral  approaches  and  the recently developed kyphoplasty).  An  introduction  to  the  concept of  functional outcome  (i.e.  the measurement of a patient’s status, either symptomatically or  functionally)  is portrayed.  In addition, the  different  health‐models  as  published  by  the World Health Organization  are described, being  the  International Classification  of  Impairments, Disabilities  and Handicaps  (ICIDH)  and  its  successor,  the  International  Classification  of Functioning, Disability and Health (ICF). The ICF describes a person’s health status by measuring  restrictions  in  the  categories 1) body  function/structure, 2) activity and  3)  participation;  all  of  these  are  influenced  by  personal  and  environmental factors.  Various  outcome measures,  like  physical  capacity,  return  to  work  and health related quality of life are discussed.  At  the  end, a  review of  the  literature  is presented. From  this  review,  interesting findings worth mentioning  include  residual  radiological  vertebral manifestation (like  anterior  wedge  angle,  corporal  height)  not  correlating  with  functional outcome.  Furthermore,  neurological  deficits  have major  negative  effects  on  the outcome. Finally, the aim and outline of this thesis are presented. 

Page 127: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

SUMMARY  

119 

The effect of a spinal fracture and its treatment on resulting spinal range of motion (ROM) is uncertain. Furthermore, the relationship between ROM and impairment is not clear. Before  these  issues can be studied, however, another  topic  is how  to measure  the  ROM.  Due  to  the  restrictions  of  radiographs  in  clinical  practice (radiation  exposure), many non‐invasive,  external methods  for measuring  spinal ROM  have  been  developed.  In  Chapter  2,  we  tested  the  SpinalMouse,  a  non‐invasive  computer‐aided  device  for measuring  sagittal  spinal  ROM. When  run along the back, the device measures spinal ROM as well as intersegmental ROM. A rather distinctive feature of the apparatus is its ability to measure thoracic ROM as well, whereas  literature  concerning  spinal ROM mostly  concentrates  on  lumbar ROM.  To  assess  inter‐rater  reliability,  two  raters  measured  111  subjects.  Correlation coefficients  were  r=0.90  for  flexion,  r=0.85  for  extension  and  r=0.90  for  total inclination.  Intra‐class  correlation  coefficients  were  0.95  for  flexion,  0.92  for extension  and  0.95  for  total  inclination. A poor  agreement  (Cohen’s kappa=0.22) was  found  for  the  occurrence  of  outliers  from normal  values  for  intersegmental ROM. Following  these  figures,  the SpinalMouse appears  to be a  reliable  tool  for measuring sagittal spinal ROM. For measuring intersegmental ROM, though, it is not reliable. Considering the small load it puts on patients and the short amount of time  the measurement  involves,  the  SpinalMouse  can be  a useful  tool  to  survey sagittal  spinal mobility,  for example during  treatment  for back‐related disorders. At the end of Chapter 2, we make some recommendations for successful usage in clinical practice.  

In Chapter 3 we studied the ROM after a spinal fracture, as well as the relationship between ROM  and  disability. We measured  thoracolumbar ROM  in  operatively and non‐operatively treated patients (n=76, average 3.7 years follow‐up) as well as in healthy  controls  (n=41). To evaluate  impairment after a  spinal  fracture and  to compare  treatment modalities, we measured disability using  two disease‐specific questionnaires:  the  VAS  spine  score  (VAS)  and  the  Roland‐Morris  Disability Questionnaire  (RMDQ).  Scores  were  determined  in  operatively  and  non‐operatively  treated patients  as well  as  in healthy  controls.  In order  to  study  the relation  between  ROM  and  subjective  back  complaints,  we  calculated  the correlation  between  thoracolumbar ROM  and  scores derived  from  the VAS  and RMDQ.  Operatively  treated patients were  found  to have  lower  thoracolumbar ROM  than controls  (56.7°  versus  70.0°,  respectively).  There  was  no  difference  between operatively  treated  and  non‐operatively  treated  patients  (56.7°  versus  62.7°, 

Page 128: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 8  

120 

respectively); nor was a difference found between non‐operatively treated patients and controls. Correlation between ROM and subjective impairment was very weak and was only  significant  for ROM  and RMDQ  scores  in  the whole  study group (rho=‐0.25; p<0.01). Patients were more  impaired  than  controls, but  there was no difference  between  operatively  and  non‐operatively  treated  patients  (VAS  score 76.3 versus 72.6; RMDQ  score 4.5 versus 4.4,  respectively). Literature  concerning the ROM after a spinal  fracture shows contradictory results. Some authors  find a decreased  ROM  whilst  others  find  a  normal  ROM.  In  addition,  the  relation between ROM and impairment is not clear in literature. We conclude that sagittal thoracolumbar ROM four years after operative treatment of a spinal  fracture  is  less  than  thoracolumbar ROM of healthy  individuals. Why operative  treatment  of  thoracolumbar  fractures  results  in  lower  spinal  ROM  is unclear.  Patients who  sustain  a  spinal  fracture  are more  impaired  than  healthy controls, the ROM does not seem to correlate with this impairment, however. Both kinds  of  treatment  (operative  and  non‐operative)  result  in  similar  impairment rates.  

The  type A  spinal  fracture  (Comprehensive Classification) without  neurological deficit  is  the  most  common  type  of  spinal  fracture.  Often,  these  fractures  are treated  non‐operatively.  Chapter  4  describes  the  functional  outcome  after  non‐operative treatment of type A thoracolumbar spinal fractures without neurological deficit.  Functional  outcome was  determined  following  the WHO’s  International Classification of Functioning, Disability and Health (ICF), measuring restrictions in body  function  and  structure,  restrictions  in  activities,  and  restrictions  in participation/quality  of  life.  Thirty‐three  patients  (mean  age  50.5  years,  mean follow‐up  time  5.3  years)  were  included.  Restrictions  in  body  function  and structure  were  measured  by  physical  tests  (dynamic  lifting  test  and  bicycle ergometry  test),  restrictions  in  activities  were  measured  by  means  of questionnaires (VAS and RMDQ). Restrictions in participation/quality of life were assessed with  the Short Form 36 questionnaire  (SF‐36) and by means of return  to work (RTW) status.  Thirty‐seven per cent of the patients were not able to perform the dynamic lifting test within normal range. This dynamic lifting test assessed the patients’ ability to raise a weight  from  the  floor  to a 75cm‐high  table,  repetitively. The examination was stopped when patients experienced exhaustion or discomfort (psychophysical testing). As  such,  one  third  of  the  patients more  rapidly  experienced  feelings  of distress  than  healthy  people  performing  the  same  task.  In  the  ergometry  test (measuring cardiopulmonary conditions), 41% of the patients performed below the 

Page 129: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

SUMMARY  

121 

lowest  normal  value,  36%  of  the patients  achieved  a  high VO2‐max. Mean VAS score was 79,  the mean RMDQ score was 5.2. No significant differences between patients and healthy subjects were found in SF‐36 scores. The dynamic lifting test correlated quite strongly with the RMDQ, VAS and SF‐36 physical  index (r=‐0.62, r=0.71 and r=0.59, respectively). Concerning  the return  to work status: 10% of  the subjects  had  stopped  working  and  received  social  security  benefits,  24%  had arranged  changes  in  their work  and  14%  had  changed  jobs. Other  authors  find quite similar RTW rates,  though  it should be kept  in mind  that different national social security laws influence the RTW rates. With regard to the physical capacity tests,  there  is  lack of data relating  to  this  issue. Physical capacity  testing  is rather exceptional in spinal fracture outcome research, while we showed that the physical tests might give a good reflection of the outcome. In  conclusion,  patients  seem  to  do  reasonably well  5  years  after  non‐operative treatment of a type A spinal fracture, although outcome is diverse in the different categories and the physical functioning seems restricted in a considerable number of patients. The  restrictions  in activities  that patients experience do not  influence their participation/quality of life, however.  

Regarding  the  duration  of  follow‐up  time  in  functional  outcome  research  after spinal fractures, most of the available studies focus on quite short‐term results (1‐2 years). Literature  regarding  long‐term outcome  (10 years)  is scarce. According  to the  literature,  pain  and  late  onset  neurological  deficit may  arise  years  after  the spinal  fracture. Chapter  5  focuses  on  the mid‐term  (4  years)  and  long‐term  (10 years)  functional outcome  in  the  same  cohort of patients  treated non‐operatively for  a  type  A  spinal  fracture  without  primary  neurological  deficit.  Functional outcome was measured using the VAS and the RMDQ.  The 50 patients  included were on average 41 years old at the time of injury. Four years post‐injury a mean VAS score of 74.5 and a mean RMDQ score of 4.9 were found; ten years after the accident, the mean VAS and RMDQ scores were 72.6 and 4.7, respectively (NS). The mean difference score of the VAS was 1.9 (S.D. 13.1), the mean difference score of the RMDQ was 0.2 (S.D. 4.1). No significant relationships were found between the difference scores of the VAS and RMDQ on the one hand, and  age,  gender,  fracture  sub‐classification  and  time  between  measurement moments on  the other hand. Three  (6%) patients had a poor  long‐term outcome. None  of  the  patients  required  surgery  for  late  onset  pain  or  progressive neurological  deficit;  furthermore, we  found  a  status  quo  in  functional  outcome from 4 to 10 years post‐injury.  

Page 130: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 8  

122 

In short, functional outcome after a non‐operatively treated type A spinal fracture without neurological deficit  is good, both 4 years as well as 10 years post‐injury. Patients  are  only  slightly  disabled.  For  the  group  as  a whole,  4  years  after  the fracture  a  steady  state  exists  in  functional  outcome,  which  does  not  change systematically  for at  least 10 years after  the  fracture. A small number of patients have a poor outcome, though none of our patients required surgery for late onset pain or late onset neurological deficit.  

The  optimal  treatment  concerning  the  type  A3  (Comprehensive  Classification) “burst”  fracture  remains  a  challenging  issue.  Literature  regarding  short‐term functional outcome after operative and non‐operative treatment of these fractures shows conflicting results. Regarding  long‐term outcome, data  is hardly available. Some  authors  fear  complications  in  the  long  term,  like  late  onset  pain  and  late onset  neurological  deficit.  In  Chapter  6  we  studied  the  long‐term  (5  years) functional  outcome  after  operative  and  non‐operative  treatment  for  this  type  of fracture. Functional outcome was measured by means of the VAS and the RMDQ.  The 63 patients included (38 treated operatively, 25 treated non‐operatively) were on  average  37  years  old  at  the  time  of  injury.  The  mean  VAS  scores  in  the operatively  and  non‐operatively  treated  groups were  82.6  and  80.8,  respectively (NS).  The  mean  RMDQ  scores  in  the  operatively  and  non‐operatively  treated groups were  3.3  and  3.1,  respectively  (NS). Given  these  scores,  both  treatment modalities result in equal outcomes. None of the patients required surgery for late onset pain or  late onset neurological deficit.  In addition, we  found  that age and duration  of  follow‐up  time  did  not  correlate with  outcome. Moreover,  outcome was similar for type A3.1 and type A3.2 fractures. This raises the question whether such  a detailed  scheme  as  the Comprehensive Classification  is  required  in daily practice.  Literature  regarding  outcome  after  operative  and  non‐operative  treatment  for  a type A3  fracture shows contradictory  results,  though  there appears  to be a  trend towards equal outcomes after operative and non‐operative treatment. Most studies ,however, are retrospective, only two prospective studies are available; one shows superior outcome after operative treatment, the other finds equal outcomes.  To summarize, we conclude that functional outcome after a type A3 spinal fracture is good, operative treatment results in similar outcome as non‐operative treatment in  the  long  term. As  such, benefits  and drawbacks  of both  treatment modalities should be carefully taken into account when deciding which treatment is preferred for  an  individual  patient.  Furthermore,  since  outcome  after  both  treatments  is similar, other factors than the type of fracture should be taken into account when deciding which therapy should be chosen. 

Page 131: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

SUMMARY  

123 

In Chapter  7  a general discussion  is presented. The  results  from  the  studies  are considered, as well as some other aspects,  like predictors of outcome,  the ventral operative approach, the use of questionnaires and classification schemes. The most important conclusions are presented, which are:  

• The  SpinalMouse  offers  a  quick  and  reliable method  of measuring  sagittal spinal ROM. 

• The measurement of spinal ROM is not a suitable tool for evaluating disability. • A clear paucity exists regarding literature concerning physical capacity after a 

spinal  fracture, whereas we  found  a  considerable  number  of  patients  to  be restricted  in  their  physical  ability  after  non‐operative  treatment  of  type  A spinal fractures. 

• The  results  of  dynamic  lifting  tests  seem  to  correlate  well  with  subjective impairment. 

• Operative treatment of type A spinal fractures (including the type A3 fracture) does  not  give  superior  functional  outcome  compared  to  non‐operative treatment.  

• The majority of patients are  slightly  impaired after a  spinal  fracture without neurological deficit. This impairment does not influence their quality of life. 

• Functional outcome  is steady from about four years until ten years after non‐operative treatment of type A spinal fractures without neurological deficits. 

• Functional outcome  after  a  spinal  fracture  seems  to be  influenced by  factors other than age, gender, treatment and fracture type classification. 

 Finally, some  recommendations  for  future research are presented,  focussing on a new classification scheme, physical capacity testing after a spinal fracture, the need for  large  study  groups  and  the  search  for  socio‐economic  and  psychosocial predictors of outcome.   

Page 132: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

 

 

Page 133: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

125 

 

Chapter 9 

  

Nederlandse samenvatting 

Page 134: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 9  

126 

In  Hoofdstuk  1  wordt  een  algemene  inleiding  gegeven  met  betrekking  tot wervelfracturen. De  incidentie van  traumatische  thoracolumbale wervelfracturen zonder neurologische uitval is in Nederland ongeveer 1,2 per 10.000 personen per jaar  (in  de  leeftijdsgroep  van  20  tot  60  jaar).  Wat  betreft  de  kosten  staat  de behandeling van wervelfracturen in Nederland op de zevende plaats (3,8%) in de totale  traumatologie‐gerelateerde kosten, met een gemiddelde van 6.600 euro per patiënt.  We  bespreken  de  ontwikkeling  van  classificatiemodellen, met  speciale  aandacht voor  de Comprehensive Classification, welke  gebruikt  is  in  dit  proefschrift. De thans  meest  gebruikte  modellen,  de  classificatie  volgens  Denis  en  de Comprehensive  Classification,  hebben  enkele  nadelen:  de  betrouwbaarheid  is matig  en  beide  modellen  erkennen  de  belangrijke  rol  van  het  posterieure ligamentaire  complex  (PLC) niet. Deze  structuur  speelt  een belangrijke  rol  in de stabiliteit  van  de  wervelkolom.  Dientengevolge  zijn  nieuwe  ontwikkelingen  in opkomst, zoals het gebruik van de MRI om  laesies van de PLC  te ontdekken. De ThoracoLumbar  Injury  Classification  and  Severity  Score  (TLICS)  is  een  nieuw classificatiemodel dat de status van de PLC wel in ogenschouw neemt. Verschillende  aspecten  van  operatieve  en  conservatieve  behandeling  worden belicht. Voordelen  van  operatieve  behandeling  zijn de  verbetering  van de  stand van de wervels, minder deformatie, vroegtijdige mobilisatie en revalidatie en soms de verbetering van neurologische functie. Een conservatieve behandeling heeft niet de gevaren van  operatief  ingrijpen,  zoals wond  infecties,  iatrogeen neurologisch letsel  of  uitbreken  van  het  osteosynthese  materiaal.  We  beschrijven  de totstandkoming  van  de  operatieve  behandeling  door  de  tijd,  evenals  de verschillende  technieken  van  operatieve  behandeling  (de  dorsale  en  ventrale benadering en de recent ontwikkelde vertebroplastiek). Het  begrip  “functioneel  resultaat”  wordt  gedefinieerd:  het  meten  van  de functionele  situatie  van  een  patiënt.  Het  gezondheidsmodel  van  de  Wereld Gezondheids Organisatie  (WHO),  de  International Classification  of  Functioning, Disability  and  Health  (ICF),  beschrijft  de  gezondheid  van  een  persoon  door beperkingen  te meten  in de volgende  categorieën 1)  lichaamsfunctie/structuur 2) activiteit en 3) participatie. Persoonlijke‐ en omgevings factoren beïnvloeden deze entiteiten.  Verder  worden  in  dit  hoofdstuk  verschillende  instrumenten  die functionele  resultaten meten  besproken,  zoals  lichamelijke  conditie,  terugkeer  in het arbeidsproces en gezondheid‐gerelateerde kwaliteit van leven. Aan het  eind presenteren we  een  literatuurbespreking.  Interessante bevindingen uit deze bespreking zijn onder andere dat de uiteindelijke radiologische weergave 

Page 135: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

SAMENVATTING  

127 

van de wervel (zoals de voorste wighoek en de hoogte van het wervellichaam) niet correleert met het functionele resultaat. Tevens blijkt dat neurologische uitval een belangrijk negatief effect heeft op het functioneel resultaat. Ten slotte worden het doel en de inhoud van dit proefschrift beschreven.   

Het  gevolg  van  een  wervelfractuur  (en  de  behandeling  hiervan)  op  de beweeglijkheid  (Range  of Motion:  ROM)  van  de wervelkolom  is  niet  duidelijk. Evenzo  is  de  relatie  tussen  de  ROM  en  het  functionele  resultaat  niet  helder. Voordat  men  deze  vraagstukken  kan  oplossen  moet  echter  eerst  een  manier gevonden worden  om  de  ROM  te meten.  Als  gevolg  van  de  beperkingen  van röntgenfoto’s  voor  onderzoeksdoeleinden  (stralingsbelasting),  zijn  er  vele,  niet‐invasieve  methoden  voor  het  bepalen  van  de  spinale  ROM  ontwikkeld.  In Hoofdstuk  2  onderzochten  we  de  SpinalMouse,  een  niet‐invasief,  computer‐gestuurd apparaat om de sagittale spinale ROM te meten. De SpinalMouse wordt langs de rug gerold en meet de sagittale spinale ROM en de intersegmentele ROM (de ROM  tussen de wervels). Een vrij unieke eigenschap van het apparaat  is zijn vermogen om ook de  thoracale ROM  te meten.  In de  literatuur wordt doorgaans slechts de lumbale ROM gemeten. Om  de  inter‐beoordelaar  betrouwbaarheid  te  evalueren  werden  111  personen gemeten door 2 beoordelaars. Correlatie coëfficiënten waren r=0,90 voor de flexie, r=0,85  voor  extensie  en  r=0,90  voor  de  totale  inclinatie. De  intra‐class  correlatie coëfficiënten  waren  0,95  voor  flexie,  0,92  voor  extensie  en  0,95  voor  totale inclinatie.  De  overeenkomst  tussen  uitbijters  voor  normale  waarden  van intersegmentele ROM was  laag  (Cohen’s kappa=0,22). Gezien deze cijfers  lijkt de SpinalMouse  een  betrouwbaar  instrument  voor  het meten  van  de ROM  van  de wervelkolom. Voor het bepalen van de  intersegmentele ROM  is het apparaat niet betrouwbaar. Gegeven het  feit dat de belasting voor de patiënten  laag  is  en  een meting  snel uitgevoerd kan worden, kan de SpinalMouse een nuttig middel zijn om  de  beweeglijkheid  van  de  wervelkolom  te  meten,  bijvoorbeeld  tijdens  de behandeling  van  rugklachten.  Aan  het  eind  van  Hoofdstuk  2  doen  we  enkele aanbevelingen voor het gebruik in de praktijk.  

In Hoofdstuk  3  onderzochten we  de  ROM  na  een wervelfractuur,  alsmede  de relatie  tussen  ROM  en  beperkingen. We  bepaalden  de  thoracolumbale  ROM  in operatief  en  conservatief  behandelde  patiënten  (n=76,  gemiddelde  follow‐up  3,7 jaar)  en  in  een  gezonde  controlegroep  (n=41).  Om  de  beperkingen  na  een wervelfractuur vast te stellen en om de behandelingen te vergelijken werden twee ziekte‐specifieke vragenlijsten gebruikt: de VAS spine score  (VAS) en de Roland‐

Page 136: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 9  

128 

Morris Disability Questionnaire  (RMDQ). De  scores werden bepaald  in operatief en  conservatief  behandelde  patiënten  en  in  een  gezonde  controlegroep. Om  het verband  tussen ROM  en  subjectieve  rugklachten  na  te  gaan,  berekenden we  de correlatie tussen de thoracolumbale ROM en de VAS‐ en RMDQ scores. Operatief  behandelde  patiënten  hadden  een  lagere  ROM  dan  gezonde proefpersonen (respectievelijk 56,7° en 70,0°). Er was geen verschil tussen operatief en  conservatief  behandelde  patiënten  (respectievelijk  56,7°  en  62,7°). Ook werd geen  verschil  gevonden  tussen  conservatief  behandelde  patiënten  en  de controlegroep. De  correlatie  tussen de ROM  en  subjectieve  rugklachten was  erg zwak en alleen  significant voor ROM en RMDQ  scores  in de gehele  studiegroep (rho=‐0,25,  p<0,01).  Patiënten  ondervonden  meer  beperkingen  dan  gezonde personen,  er  was  geen  verschil  tussen  operatief  en  conservatief  behandelde patiënten (VAS score 76,3 versus 72,6; RMDQ score respectievelijk 4,5 en 4,4).  Literatuur met  betrekking  tot de ROM  na  een wervelfractuur  laat  tegenstrijdige resultaten zien. Sommige auteurs vinden  een verminderde ROM  terwijl anderen een normale ROM beschrijven. Ook is de samenhang tussen ROM en beperkingen niet  duidelijk  in  de  literatuur. Wij  concluderen  dat  de  sagittale  thoracolumbale ROM 4 jaar na de operatieve behandeling van een wervelfractuur lager is dan die van  gezonde  personen.  Waarom  operatieve  behandeling  van  wervelfracturen resulteert  in  een  lagere ROM  is  niet  duidelijk.  Patiënten  die  een wervelfractuur oplopen ondervinden meer beperkingen dan gezonde mensen, de ROM lijkt echter geen invloed te hebben op deze beperkingen. Beide behandelmethoden (operatief en conservatief) resulteren in een vergelijkbaar beperkingenniveau.  

De  type A wervelfractuur  (Comprehensive  Classification)  zonder  neurologische uitval  is  de  meest  voorkomende  wervelfractuur.  Vaak  worden  deze  fracturen conservatief  behandeld.  Hoofdstuk  4  beschrijft  de  functionele  resultaten  na conservatieve  behandeling  van  type  A  thoracolumbale  wervelfracturen  zonder neurologische  uitval.  Het  functionele  resultaat  werd  bepaald  volgens  de International Classification of Functioning, Disability and Health (ICF). Dit model meet  beperkingen  in  de  categorieën  lichaamsfunctie/structuur,  activiteiten  en participatie.  Drieëndertig  patiënten  (gemiddelde  leeftijd  50,5  jaar,  gemiddelde follow‐up 5,3 jaar) werden geïncludeerd. Beperkingen in lichaamsfunctie/structuur werden gemeten door  fysieke  testen  (dynamische  tiltest en  fiets ergometrie  test), beperkingen  in activiteiten werden gemeten door middel van vragenlijsten  (VAS en RMDQ). Beperkingen in participatie werden bepaald middels de Short Form 36 vragenlijst (SF‐36) en de terugkeer in het arbeidsproces (return to work: RTW). 

Page 137: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

SAMENVATTING  

129 

Zevenendertig  procent  van  de  patiënten was  niet  in  staat  de  dynamische  tiltest binnen normaalwaarden  te volbrengen. Deze  tiltest bestond uit het herhaaldelijk optillen  van  een  gewicht  van de  vloer  naar  een  75  cm  hoge  tafel. De  test werd gestopt  indien  patiënten  zelf  aangaven  vermoeid  te  raken  of  pijn  te  krijgen (psychofysisch  testen).  Aldus  blijkt  dat  bij  ongeveer  een  derde  deel  van  de patiënten eerder klachten van vermoeidheid of pijn optreden tijdens tillen dan bij gezonde personen het geval  is.  In de  ergometrie  test  (cardiopulmonale  conditie) presteerde 41% onder de  laagste normaalwaarde, 36% van de patiënten bereikte een hoge maximale zuurstofconsumptie (VO2‐max). De gemiddelde VAS score was 79,  de  gemiddelde  RMDQ  score  5,2.  In  de  SF‐36  scores  werd  geen  verschil gevonden  tussen  patiënten  en  gezonde  personen.  De  dynamische  tiltest correleerde  vrij  sterk  met  de  RMDQ,  VAS  en  SF‐36  fysieke  subschaal (respectievelijk r=‐0,62, r=0,71 en r=0,59). Tien procent van de patiënten was gestopt met werken en ontving een uitkering, 24% had aanpassingen in zijn werk en 14% was van baan veranderd. Andere auteurs vinden vergelijkbare cijfers. Hierbij moet opgemerkt worden  dat  verschil  in  nationale  regelgeving  over  sociale  zekerheid deze cijfers beïnvloedt. Er is een gebrek aan gegevens over de fysieke conditie na een wervelfractuur. Het onderzoeken van de lichamelijke conditie is vrij zeldzaam in wervelfractuur‐onderzoek,  terwijl we  hebben  aangetoond  dat  de  lichamelijke conditie een goede indruk geeft van het functionele resultaat. Concluderend  lijken patiënten  het  redelijk  goed  te doen  5  jaar  na  conservatieve behandeling van een  type A wervelfractuur, alhoewel de resultaten uiteenlopend zijn  in  de  verschillende  categorieën  van  de  ICF.  De  lichamelijke  conditie  lijkt beperkt  in een aanzienlijk aantal patiënten. De beperkingen die patiënten ervaren in de categorie activiteiten zijn echter niet van invloed op de participatie.   

De  lengte  van  de  follow‐up  in  onderzoek  naar  de  functionele  gevolgen  voor patiënten met  een wervelfractuur  is meestal kort. De meeste  studies beschrijven een  termijn  van  1  tot  2  jaar.  Literatuur  over  lange‐termijn  resultaten  (10  jaar  of langer)  is schaars. Volgens de  literatuur kunnen  jaren na de  fractuur nog pijn en neurologische uitval ontstaan. Hoofdstuk 5 richt zich op de middellange (4 jaar) en lange‐termijn  (10  jaar)  functionele  resultaten  van  conservatief  behandelde patiënten met een  type A wervelfractuur zonder  initiële neurologische uitval. De functionele  resultaten  werden  gemeten  met  behulp  van  de  VAS  en  RMDQ vragenlijsten. De  50  deelnemende  patiënten  waren  gemiddeld  41  jaar  oud  ten  tijde  van  het trauma.  Vier  jaar  na  het  ongeval  was  de  gemiddelde  VAS  score  74,5  en  de gemiddelde RMDQ score 4,9. Tien jaar na het ongeval waren de gemiddelde VAS‐ 

Page 138: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 9  

130 

en RMDQ scores respectievelijk 72,6 en 4,7 (NS). De gemiddelde verschilscore van de VAS  bedroeg  1,9  (S.D.  13,1),  voor  de RMDQ  bedroeg  deze  0,2  (S.D.  4,1).  Er werden  geen  significante  correlaties  gevonden  tussen  de  verschilscores  van  de VAS en RMDQ enerzijds, en leeftijd, geslacht, fractuurclassificatie en de tijd tussen de  metingen  anderzijds.  Drie  patiënten  (6%)  hadden  een  slecht  lange‐termijn resultaat. Geen enkele patiënt had een indicatie voor chirurgisch ingrijpen wegens laat optredende pijn of neurologische uitval. Voorts vonden we een status‐quo  in het functionele resultaat vanaf 4 tot 10 jaar na het ongeval. Samenvattend kan gesteld worden dat het  functionele  resultaat na  conservatieve behandeling  van  een  type A wervelfractuur  goed  is,  zowel  4  als  10  jaar  na  het trauma.  Patiënten  ervaren  slechts  lichte  beperkingen.  Voor  de  groep  als  geheel bestaat er 4  jaar na het ongeval een constant niveau van het functionele resultaat, dat  niet  systematisch  verandert  tot  tenminste  10  jaar  na  het  ongeval.  Een  klein aantal patiënten heeft een  slechte uitkomst, hoewel geen van onze patiënten een operatie nodig had voor laat optredende pijn of neurologische uitval.  

De optimale behandeling voor de type A3 (Comprehensive Classification) “burst” fractuur  blijft  een  uitdaging.  Literatuur  met  betrekking  tot  de  korte‐termijn resultaten  na  operatieve  en  conservatieve  behandeling  van  deze  fractuur  laat tegenstrijdige  resultaten  zien.  Wat  betreft  de  lange‐termijn  resultaten  is  er nauwelijks  literatuur  voorhanden.  Sommige  auteurs  vrezen  complicaties  op  de lange  termijn, zoals  laat optredende pijn of neurologische uitval.  In Hoofdstuk 6 bekeken we de functionele resultaten na operatieve en conservatieve behandeling van  dit  type  fractuur  op middellange  termijn  (5  jaar). Het  functionele  resultaat werd gemeten middels de VAS en RMDQ vragenlijsten. Drieënzestig  patiënten  namen  deel  aan  de  studie  (38  operatief  behandelden,  25 conservatief  behandelden).  Zij  waren  gemiddeld  37  jaar  oud  ten  tijde  van  het ongeval. De  gemiddelde VAS  scores  in de  operatief  en  conservatief  behandelde groep waren respectievelijk 82,6 en 80,8 (NS). De gemiddelde RMDQ scores in de operatief en conservatief behandelde groep waren  respectievelijk 3,3 en 3,1  (NS). Beide behandelingen resulteren daarmee in een vergelijkbaar functioneel resultaat. Voor geen enkele patiënt was operatief  ingrijpen wegens  laat optredende pijn of neurologische  uitval  noodzakelijk. Verder  bleek  dat  leeftijd  en  de  duur  van  de follow‐up niet samenhingen met het functioneel resultaat. Het functionele resultaat was gelijk voor de  type A3.1 en A3.2  fracturen. Dit werpt de vraag op of een zo gedetailleerd schema als de Comprehensive Classification nodig is in de dagelijkse praktijk. De  literatuur over  functionele  resultaten na operatieve en  conservatieve 

Page 139: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

SAMENVATTING  

131 

behandeling van type A3 fracturen laat strijdige resultaten zien, hoewel een trend lijkt  te bestaan die wijst naar vergelijkbare resultaten na operatief en conservatief behandelen.  Echter,  de meeste  onderzoeken  zijn  retrospectief  van  aard,  er  zijn slechts  2  prospectieve  studies  verschenen:  één  laat  betere  resultaten  zien  na operatieve behandeling, de ander vindt vergelijkbare resultaten. Resumerend  concluderen  we  dat  het  functioneel  resultaat  na  een  type  A3 wervelfractuur  goed  is.  Op  de  middellange  termijn  resulteert  operatieve behandeling  in  vergelijkbare  resultaten  als  conservatieve  behandeling.  Aldus moeten de voor‐ en nadelen van beide behandelingen goed overwogen worden bij het besluit welke behandeling uitgevoerd gaat worden. Ook andere  factoren dan het type fractuur dienen meegewogen te worden in de besluitvorming.   

Hoofdstuk  7  behandelt  de  algemene  discussie.  De  resultaten  van  de  studies worden besproken, samen met enkele andere aspecten, zoals voorspellers van het functioneel  resultaat,  de  ventrale  en  dorsale  operatieve  benadering,  het  gebruik van vragenlijsten en classificatieschema’s. De belangrijkste conclusies die getrokken kunnen worden zijn:  

• De  SpinalMouse  kan  gebruikt worden  om  snel  en  betrouwbaar  de  sagittale ROM van de wervelkolom te meten.  

• Het  meten  van  de  beweeglijkheid  van  de  wervelkolom  is  geen  geschikt instrument om beperkingen te meten. 

• Er  is  een  duidelijk  gebrek  aan  literatuur  over  de  fysieke  conditie  na  een wervelfractuur,  terwijl  wij  bij  een  aanzienlijk  aantal  patiënten  beperkingen vonden  in de  fysieke  conditie na  conservatieve behandeling van  een  type A wervelfractuur. 

• Resultaten  van  de  dynamische  tiltest  correleren  goed  met  subjectieve beperkingen. 

• Operatieve behandeling van een  type A wervelfractuur  (inclusief de  type A3 fractuur)  geeft  een  vergelijkbaar  functioneel  resultaat  als  conservatieve behandeling.  

• De meerderheid van patiënten  is  licht beperkt na een wervelfractuur zonder neurologische uitval. Deze beperking beïnvloedt de kwaliteit van leven niet. 

• Het functionele resultaat bevindt zich op een constant niveau vanaf 4  jaar tot 10  jaar  na  een  conservatief  behandelde  type  A  wervelfractuur  zonder neurologische uitval. 

• Het functionele resultaat na een wervelfractuur wordt beïnvloed door andere factoren dan leeftijd, geslacht, behandeling en fractuurclassificatie. 

Page 140: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CHAPTER 9  

132 

Ten  slotte worden  aan het  eind van dit hoofdstuk  enkele  aanbevelingen gedaan voor  verder  onderzoek,  met  de  nadruk  op  een  nieuwe  classificatie,  fysieke conditie‐ metingen, de noodzaak van grote studiegroepen en het mogelijke belang van  sociaal‐economische  en  psychosociale  factoren  als  voorspellers  van  het functioneel resultaat.  

Page 141: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

 

Page 142: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

 

 

 

Page 143: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

LIST OF ABBREVIATIONS  

135 

List of abbreviations  AO  Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen BMI  Body Mass Index bpm  Beats Per Minute CC  Comprehensive Classification COPD  Chronic Obstructive Pulmonary Disease CT  Computer Tomography deg  degrees FEV1  Forced Expiratory Volume in 1 second fig  figure GLBOS  Greenough Low Back Outcome Scale ICC  Intra‐class Correlation Coefficient ICF  International Classification of Functioning, Disability and Health ICIDH  International Classification of Impairments, Disabilities and Handicaps kg  kilogram LBM   Lean Body Mass  LD  Loading Degree LED  Light Emitting Diode LSC  Load Sharing Classification m  meter MRI  Magnetic Resonance Imaging MVAS  Million Visual Analogue Scale  NHP  Nottingham Health Profile NIOSH  National Institute for Occupational Safety and Health NS  not significant ODI  Oswestry Disability Index PC  Personal Computer PILE  Progressive Isoinertial Lifting Evaluation PLC   Posterior Ligamentous Complex RMDQ  Roland‐Morris Disability Questionnaire ROM  Range Of Motion RTW  Return to Work   S.D.  Standard Deviation SF‐36  Short Form 36 item General Health Survey   SIP  Sickness Impact Profile 

Page 144: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

LIST OF ABBREVIATIONS  

136 

  SPSS  Standard Package for the Social Sciences TLICS  ThoracoLumbar Injury Classification and Severity Score TLISS  ThoracoLumbar Injury Severity Score  TLSO  thoracolumbosacral orthosis  UHG  University Hospital Groningen UMCG  University Medical Centre Groningen USS  Universal Spine System VAS  Visual Analogue Scale Spine Score VC  Vital Capacity VO2–max  maximum oxygen uptake  WDI   Waddell Disability Index  WHO  World Health Organization 

Page 145: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

DANKWOORD  

137 

Dankwoord  Ten  eerste wil  ik mijn  promotor  bedanken,  prof.  dr. H.J.  ten Duis. Dankzij  uw voortreffelijke hulp en kritische vragen ligt dit proefschrift er nu. Ik wil u hartelijk bedanken  voor  uw  begeleiding  en  het  in mij  gestelde  vertrouwen.  Uw  op‐  en aanmerkingen waren  zeer waardevol  in  de  verfijning  van  het manuscript. Mijn dank hiervoor.   

Mw. dr. C.K. van der Sluis,  co‐promotor,  revalidatie‐arts. Beste Corry, bijzonder hoe wegen elkaar kunnen kruisen. In 1999 (?) heb  jij mij de eerste beginselen van wetenschappelijk onderzoek bijgebracht.  In  2003 ben  ik via Vincent weer bij  jou terecht gekomen, hebben we mijn scriptie  (inderdaad, uit 1999) gepubliceerd, het wervel  onderzoek  verder  uitgebouwd  en  uiteindelijk  heeft  een  en  ander geresulteerd in dit proefschrift. Hartelijk dank voor  je tijd,  interesse, advies en de zorgvuldige  correcties.  Zonder  jouw  adequate  hulp  en  snelle  respons  op  de manuscripten was  het  niet  gelukt.  Jij was  de  beste  co‐promotor  die  ik me  kon wensen.   

Dr. V.J.M. Leferink, co‐promotor, chirurg/traumatoloog. Beste Vincent, in 2002 zijn we begonnen met de SpinalMouse, omdat ik nog 4 studie‐punten moest halen (dat is equivalent aan 4 studie weken....). Vier weken werd 4 jaar (en nog een beetje). Jij hebt  me  vanaf  het  begin  enorm  geholpen  met  de  basisvaardigheden  van  het respectievelijk onderzoeken, schrijven en publiceren. Toen ik begon met schrijven was jouw proefschrift bijna klaar, nooit gedacht dat dit zou volgen. Enorm bedankt voor  je advies,  interesse, enthousiaste hulp en  je  immer aanwezige bereidheid tot “ruggespraak”.   

Mw.  drs.  H.J.E.  Keizer,  revalidatie‐arts  en  dr.  P.U.  Dijkstra,  statisticus  en methodoloog.  Beste mede‐auteurs, mijn welgemeende  dank  voor  jullie  bijdrage. Evelien,  ik  denk  dat we  een mooi  artikel  geschreven  hebben,  een  prachtig  stuk werk  van  jouw  kant.  Beste  Pieter,  er  zijn  grove  leugens,  kleine  leugens,  en statistiek. Ik ben je zeer erkentelijk voor je tijd en hulp als de cijfertjes mij boven het hoofd gingen. Een mens heeft nooit genoeg boeken, en het geheim van de boxplot is voorgoed opgelost.  

De hooggeleerde heren prof. dr. S.K. Bulstra, prof. dr. J.H.B. Geertzen en prof. dr. P. Patka, leden van de beoordelingscommissie. Ik wil u allen danken dat u zitting heeft willen nemen in de beoordelingscommissie.  

Page 146: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

DANKWOORD  

138 

  Drs. R.J. Sol en drs. E.M. Post, paranimfen. Jeroen en Es,  ik ben vereerd dat  jullie deze zware taak op  jullie wilden nemen. Aan de ene zijde een audioloog voor de input, aan de andere zijde een communicatie‐deskundige voor de output. Wat kan er dan nog mis gaan?  

Drs.  A.  Vogel,  drs.  J.  Oldenziel,  drs.  Y.K.  Sze  en  drs.  H.J.J.  Glastra‐van  Loon. Astrid,  Job,  Yuk‐Kueng  en  Hessel,  geachte  collegae:  hartelijk  dank  voor  jullie gewaardeerde hulp met tekst, stickers, plaatjes en lay‐out.   

Chirurgen en orthopaedisch chirurgen uit het Scheper Ziekenhuis te Emmen. Mijn dank voor de geboden mogelijkheden  tot “UMCG ochtendjes”, “type middagjes” en  een  “promo  weekje”  op  zijn  tijd.  Mijn  dank  voor  jullie  interesse  naar  de vorderingen van boek en loopbaan. Michiel, ook deze kan aan de muur gespijkerd worden! Collega‐assistenten, ik ben jullie zeer erkentelijk voor het overnemen van diensten als er weer getypt moest worden. Secretaresses, mijn dank voor jullie hulp en het feit dat  ik  jullie printer steeds weer mocht  leegprinten. Gea, hartelijk dank voor je hulp en interesse.  

Uiteraard  wil  ik  alle  patiënten  bedanken  die  hebben  deelgenomen  aan  de uitgebreide tests en steeds maar weer de vragenlijsten trouw terugstuurden. Mijn dank hiervoor.  

Tenslotte  alle mensen  die mij  op  één  of  andere wijze  geholpen  hebben met  dit proefschrift. Jaap Rinzema en Léonie Roberti‐de Kam wil ik graag bedanken voor de hulp bij het corrigeren van de Engelse teksten. Dekkers, dank voor je hulp bij de afronding. Herman Blauwgeers wil ik danken voor de hulp bij het verkrijgen van landelijke  cijfers.  Familie  en  vrienden,  Bert,  Ineke, Ria,  Erik  en  Fleur,  Esther  en Mark, mijn dank voor  jullie  interesse en motiverende woorden.  Is het  toch maar weer  gelukt!  Vrienden  en  vriendinnen,  jullie  allen  bedankt!  Ik  zal  nooit  meer zeuren over mijn boekje, beloofd.  

Lieve Nicole, eindelijk klaar met promo‐typen! Tijd voor  leuke(re) dingen! From London to Paris, nu dan eindelijk tijd voor jouw home‐town: NYC here we come....  

 

Page 147: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost

CURRICULUM VITAE  

139 

Curriculum Vitae  The author of this thesis was born  in 1977  in Westerbork, The Netherlands. After graduating  from  the  Atheneum  in  1995  he  started  his  medical  study  at  the University  of  Groningen.  During  his  study  he  started  working  on  scientific research  with  Corry  van  der  Sluis,  consultant  in  Rehabilitation Medicine,  and Vincent Leferink, surgeon. After graduating from university at the end of 2002 he is since 2003 resident surgery  in the Scheperziekenhuis, Emmen (head dr. M. van den  Berg) working  on  further  career  in  the  field  of  surgery.  In  this  period  he started working  on  this  thesis.  In  his  spare  time  the  author  loves  to  sail  on  his catamaran, as well as playing golf and playing drums in a bigband.                 Address for correspondence:  Richard B. Post [email protected]  

Page 148: FUNCTIONAL OUTCOME AFTER A SPINAL FRACTURE · 3.7% of total health care costs. Spinal fractures (including spinal cord injury) rank 7th (3.8%) in total trauma costs, with a mean cost