Restrictive pattern of pulmonary functions in idiopathic and congenital scoliosis following spinal fusion

Résumé

Cet article présente les résultats d'une étude de la fonction pulmonaire menée chez 141 patients. 35 d'entre eux présentaient une scoliose idiopathique de l'adolescent, et 36 une scoliose congénitale; les 70 restants, assortis aux précédents en âge, sexe, taille et poids ont servi de témoins dans l'évaluation des scolioses idiopathiques. Les patients présentant une scoliose idiopathique de l'adolescent ont subi une évaluation de leurs fonctions pulmonaires avant et après l'opération. Lors de l'évaluation préopératoire, l'âge moyen était de 13.7 ans et l'angle de Cobb de 48°. Ces valeurs sont passées respectivement à 17.1 ans et 36°. L'âge moyen et l'angle de Cobb étaient respectivement de 14.5 ans et 42°, et les fonctions pulmonaires ont été évaluées avec un délai d'au moins 3 ans après l'intervention. Les résultats s'établissent comme suit: Scoliose idiopathique de l'adolescent: (i) Une disproportion notable a été retrouvée dans les valeurs des volumes respiratoires après chirurgie rachidienne. En tenant compte de la croissance de la cage thoracique, la capacité respiratoire totale est restée inchangée tandis que la capacité vitale s'est réduite de manière significative. On a noté une augmentation significative du volume résiduel. (ii) Cette élévation disproportionnée du volume résiduel a été ensuite confirmée par une augmentation très significative des rapports volume résiduel/capacité vitale et volume résiduel/capacité totale, lors de l'évaluation post-opératoire par rapport à l'évaluation préopératoire (test de Mann-Whitney, P=0.001). (iii) Le volume résiduel représentait 48% de la capacité vitale préopératoire, alors qu'il était de 35% chez les témoins normaux. Le pourcentage s'est élevé à 70% après l'opération, alors qu'il est resté inchangé chez les témoins. Scoliose congénitale: (i) La valeur moyenne du volume résiduel était notablement élevée (154% de la valeur prévue). (ii) La capacité vitale était significativement réduite chez les patients traités chirurgicalement (68% des valeurs prévues). (iii) Cette réduction de la capacité vitale était plus marquée chez les patients présentant des anomalies thoraciques multiples et traités chirurgicalement (46% des valeurs prévues). Cependant, les patients présentant des anomalies thoraciques multiples, qui n'ont pas nécessité de chirurgie, n'ont pas présenté une telle réduction de la capacité vitale. Comparaison entre les scolioses idiopathiques et congénitales: (i) Chez les patients non opérés, le pourcentage des valeurs prévues de la capacité totale, de la capacité vitale et du volume résiduel a été significativement plus élevé dans les scolioses congénitales que dans les scolioses idiopathiques de l'adolescent. (ii) Il n'y a pas eu de différence post-opératoire significative du pourcentage des valeurs prévues de la capacité totale, de la capacité vitale et du volume résiduel, entre les patients présentant une scoliose congénitale et ceux présentant une scoliose idiopathique, malgré la différence pathogénique. Ces découvertes ont un intérêt certain chez les patients scoliotiques traités par fusion vertébrale, pour ce qui concerne leur aptitude aux activités physiques intensives.

Summary

This paper presents the results of pulmonary function analysis in 141 subjects. Thirty-five of these were patients with adolescent idiopathic scoliosis, 36 had congenital scoliosis, and the remaining 70 were age-, sex-, height-, weight- and arm-span-matched normal subjects used as controls for adolescent idiopathic scoliosis. The patients with adolescent idiopathic scoliosis had their pulmonary function evaluated pre- and post-operatively. At pre-operative evaluation the mean age was 13.7 years and the mean cobb angle 48°; at post-operative evaluation the figures were 17.1 years and 36° respectively. In the congenital scoliosis group the mean age was 14.5 years and the mean Cobb angle 42°, and pulmonary functions were evaluated at a minimum of 3 years after surgery. The results are as follows: Adolescent idiopathic scoliosis: (i) Marked disproportion was found in the pulmonary volumes following spinal surgery. After taking growth of the thoracic cage into account, the total lung capacity remained unchanged whilst the vital capacity was significantly reduced and there was a significant increase in residual volume. (ii) This disproportionate increase in residual volume was further confirmed by very highly significantly increased residual volume/vital capacity and residual volume/total lung capacity ratios at post-operative evaluation compared to pre-operative ratios (Mann-Whitney test, P=0.001). (iii) The residual volume was 48% of vital capacity pre-operatively compared to 35% in normal controls. The percentages increased to 70% post-operatively, whilst it was unchanged in the matched controls. Congenital scoliosis: (i) The mean residual volume was markedly increased (154% of predicted value). (ii) Vital capacity was significantly reduced in surgically treated patients (68% of predicted values). (iii) This pattern of reduced vital capacity was more marked in those patients who had multiple thoracic anomalies and were treated surgically (46% of predicted value). However, those patients with multiple thoracic anomalies who did not require surgery did not show such reduction of vital capacity. Comparison between idiopathic and congenital scoliosis: (i) In unoperated patients, the percentages of predicted values of total lung capacity, vital capacity and residual volume were significantly greater in congenital scoliosis than in adolescent idiopathic scoliosis. (ii) Post-operatively there was no significant difference in the percentages of predicted values of total lung capacity, vital capacity and residual volume between patients with congenital scoliosis and those with adolescent idiopathic scoliosis, despite the difference in pathogenesis. These findings have relevance to scoliotic patients treated with spinal fusion with regard to their capability to perform strenuous physical activities.