Efficacy and safety of spinal implant removal for the treatment of recurrent low back pain in pedicle screw loosening

Abstract

Purpose: This study aimed to evaluate the efficacy of pedicle screw removal in patients with screw loosening and identify factors associated with pedicle screw loosening in patients experiencing recurrent back pain after spinal fusion. Methods: Adult patients who underwent pedicle screw removal surgery after spinal fusion for spine disorders at a single institution from 2012 to 2021 were retrospectively reviewed. Clinical outcomes were assessed using the visual analogue scale (VAS) preoperatively, postoperatively, and during outpatient follow-up. Patients were divided into two groups: the loosen group and the non-loosen group. Statistical analyses, including t-tests, Wilcoxon signed rank tests, Pearson correlations, and chi-square tests, were performed. Results: The study included 54 patients with a mean age of 63.4±13.7 years. The mean follow-up duration was 10.3±5.3 years. The VAS significantly improved after surgery and during outpatient follow-up in both groups. The non-loosen group had a significantly lower difference in VAS between the preoperative period and at the time of outpatient visits, compared to the loosening group (0.4±0.5 vs. 1.0±1.3, P=0.029). Pedicle screw loosening was significantly correlated with the time interval between primary surgery and implant removal (P=0.018), bone mineral density (P=0.042), and number of implanted screws (P<0.001). Osteoporosis (P=0.047) and multi-level screw insertion (P=0.038) showed significant differences between the two groups. Conclusion: Spinal implant removal following successful spinal fusion could be an effective treatment option for unresponsive recurrent back pain to conservative treatment, especially in patients whom preoperative screw loosening was observed on radiological examination. Patients with osteoporosis and received multi-level screw instrumentation have higher rates of screw loosening. Preoperative confirmation of screw loosening with radiological examination is crucial for predicting pain reduction outcomes through screw removal. 척추 유합술 후 발생한 재발성 요통을 호소하는 척추경 나사 풀림이 관찰된 환자에서 척추 임플란트 제거 수술의 효과 및 나사 풀림과 연관된 인자들을 연구하였다. 한 기관에서 2012년부터 2021년까지 여러 원인의 척추 질환으로 척추 유합술을 시행한 환자에서 척추경 나사 제거 수술을 받은 성인 환자에 대해 후향적 연구를 하였다. 임상적 결과는 수술 전, 수술 후, 그리고 외래경과관찰 시 visual analogue scale (VAS) 을 평가하였다. 연구를 위한 환자 군을 척추경 나사의 풀림이 있는 환자 군과 없는 환자 군으로 나누어 진행하였다. 통계적 유의성 검증을 위해 t-tests, Wilcoxon signed rank tests, Person correlations, chi-square tests 가 사용되었다. 총 54명의 환자가 연구에 참여되었으며 평균 나이는 63.4±13.7 세 이었다. 유합술 후 나사 제거 수술까지 평균 추적 관찰 기간은 10.3±5.3 년 이었다. 두 환자 군 모두에서 수술 후와 외래 추적관찰에서 측정한 VAS 는 의미가 있는 호전이 관찰되었다. 나사 풀림이 없는 환자 군에서 나사 풀림이 있는 환자 군과 수술 전 과 외래 방문 시 측정한 VAS 의 차이를 비교하였을 때, 의미 있게 그 차이가 적은 것을 확인 하였다(0.4±0.5 vs. 1.0±1.3, P=0.029). 척추경 나사의 풀림은 유합술에서 임플란트 제거 수술까지의 걸린 시간(P=0.018), 골밀도(P=0.042), 삽입된 나사의 개수(P<0.001)와 연관이 있었다. 골다공증(P=0.047)과 여러 척추 레벨의 나사 삽입(P=0.038)이 두 군의사이에서 확연한 차이를 보였다위 결과들로 미루어 보아, 성공적인 척추 유합 이후 발생한 보존적 치료에 반응이 없는 재발성 요통에 대해 척추 임플란트 제거 수술은 효과적인 치료 방법 중 하나가 될 수 있다. 특히 수술 전 영상학적 검사 상 나사 풀림이 관찰된 환자에 대해서는 더욱 긍정적인 효과를 기대할 수 있다. 또한 골다공증이 있거나 여러 척추 레벨에 나사가 삽입되어 있는 환자에서 나사 풀림이 더 높게 관찰된다. 따라서 수술 전 영상학적 나사 풀림의 여부 확인은 나사 제거 수술 후 통증 감소를 예상 할 수 있는 중요한 검사이다.