Bone flap survival and resorption after autologous cranioplasty

Abstract This thesis evaluated the factors affecting bone flap survival and bone flap resorption after primary cranial reparation surgery, cranioplasty, conducted to repair a cranial bone defect with an autologous cryopreserved bone flap. Emphasis is put on the predictors, progression, and definition of an important yet poorly understood postoperative complication, bone flap resorption. Study I assessed the rates and predictors of bone flap removal and bone flap resorption in a Finnish retrospective multicentre setting. 40% of patients developed complications of whom half required bone flap removal. Bone flap resorption and surgical site infections were the underlying cause in 90% of bone flap removal surgeries. The prevalence of both surgical site infections and bone flap resorption was 9%. In summary, young age was found to predict bone flap resorption and smoking predisposed patients to infections requiring bone flap removal. Study II applied computed tomography-based volumetry to evaluate the prevalence of subclinical bone flap resorption and to monitor its progression. In the follow-up, 90% of patients were found to have decreased bone flap volumes indicating varying degrees of resorption. However, the progression of bone flap resorption as a function of follow-up time was non-linear on the cohort level, and thus routine radiological follow-up seems unjustified. Most bone flaps do not appear to resorb enough to require removal even in the long-term follow-up. Study III addressed the unclarity in the definition of bone flap resorption. The computed tomography-based Oulu Resorption Score was developed to standardise the interpretation of radiological bone flap resorption and to guide follow-up interventions. The score values range from 0 to 9 with increasing values implying more severe bone flap resorption. Coupled with radiological evaluation conducted by independent neurosurgeons, an Oulu Resorption Score of ≥5 was defined to be clinically relevant. Further, the scores were divided into four grades based on the recommended follow-up procedures. Grades 0 (score 0) and I (scores 1 to 4) require no additional follow-up, but those with a grade II (score 5 to 8) or III (score 9) should be referred to neurosurgical consultation with reoperation considered at least in cases of grade III bone flap resorption.Tiivistelmä Tässä väitöstyössä selvitettiin potilaan omalla kylmäsäilytetyllä luuistutteella tehtyjen kallon luupuutosten ensikertaisten korjausleikkausten tuloksiin vaikuttavia tekijöitä. Erityisesti tarkasteltiin luuistutteen liukenemisen, erään tärkeän, joskin heikosti ymmärretyn komplikaation ennustavia tekijöitä, etenemistä ja määritelmää. Tutkimuksessa I selvitettiin luuistutteen poiston ja liukenemisen yleisyyttä ja näihin vaikuttavia tekijöitä suomalaisessa takautuvassa monikeskusaineistossa. Potilaista 40 %:lle kehittyi komplikaatio. Komplikaatioista puolet johti istutteen poistoon. Luuistutteen liukeneminen ja leikkausalueinfektiot muodostivat 90 % poistoon johtaneista komplikaatioista. Sekä infektioiden että istutteen liukenemisen esiintyvyys oli 9 %. Nuori ikä altisti istutteen liukenemiselle ja tupakointi leikkausalueinfektiolle. Tutkimuksessa II sovellettiin tietokonetomografiaan perustuvaa tilavuusmittausta luuistutteen oireettoman liukenemisen esiintyvyyden ja etenemistaipumuksen selvittämiseksi. Seurannassa 90 %:lla potilaista todettiin alentunut luuistutteen tilavuus viitaten asteeltaan vaihtelevaan istutteen liukenemiseen. Koko tutkimusjoukon tasolla istutteiden liukeneminen ei kuitenkaan edennyt lineaarisesti seuranta-ajan funktiona, joten rutiininomainen seuranta kuvantamistutkimuksin ei vaikuta perustellulta. Suurin osa luuistutteista liukeni niin vähän, ettei uutta leikkausta tarvittu pitkässäkään seurannassa. Tutkimuksessa III käsiteltiin luuistutteen liukenemisen nykyisellään epäselvää määritelmää ja kehitettiin uusi tietokonetomografiaan perustuva pisteytysjärjestelmä (Oulu resorption score) tarkoituksena vakioida radiologisten luuistutteen liukenemislöydösten tulkinta ja ohjata hoitolinjan valintaa. Pisteytysarvot vaihtelevat välillä 0–9. Kasvava arvo kuvaa luuistutteen liukenemisen vaikeusasteen kasvua. Luokitus yhdistettiin riippumattomien neurokirurgien radiologisiin arvioihin, joiden perusteella pistemäärä ≥5 määriteltiin kliinisesti merkitykselliseksi. Pistemäärät jaettiin neljään luokkaan suositeltujen jatkotoimenpiteiden mukaisesti. Luokkia 0 (0 pistettä) ja I (1–4 pistettä) vastaava luuistutteen liukeneminen ei vaadi jatkotoimenpiteitä. Luokkia II (5–8 pistettä) ja III (9 pistettä) vastaavasta luuistutteen liukenemisesta suositellaan konsultoitavan neurokirurgia. Uusintaleikkausta suositellaan harkittavan ainakin luokan III tapauksissa