Retrospektive Evaluation von operativ versorgten Brust- und Lendenwirbelsäulenfrakturen

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1 Aus dem Department Orthopädie und Traumatologie der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i.br. Ärztlicher Direktor: Professor Dr. med. Norbert Südkamp Retrospektive Evaluation von operativ versorgten Brust- und Lendenwirbelsäulenfrakturen Inaugural- Dissertation zur Erlangung des Medizinischen Doktorgrades der Medizinischen Fakultät der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i.br. Vorgelegt 2006 von Patrick Ludwig geb. in San Salvador/El Salvador

2 1 Dekan: Prof. Dr. C. Peters 1. Gutachter: PD Dr. med. C. Müller 2. Gutachter: PD Dr. med. T. Bley Jahr der Promotion: 2007

3 2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Seite 1.1 Geschichtlicher Überblick und Fragestellung Anatomie der Wirbelsäule Allgemeiner Aufbau und Funktion Wirbelkörper Bandscheiben Bandapparat der Wirbelsäule Rückenmark Gefäßversorgung Frakturklassifikation Typ A: Kompressionsfrakturen Typ B: Distraktionsfrakturen Typ C: Rotationsfrakturen Diagnostik Unfallanamnese und klinische Untersuchung Konventionelle Röntgendiagnostik CT-Diagnostik Kernspintomographie Myelographie Diskographie Operation Operationsindikationen Pedikelschraubenfehllagen Weitere operationsbedingte Komplikationen Das Implantat Durchführung der Operation Transpedikuläre Spongiosaplastik Computerassistierte Wirbelsäulenchirurgie 39

4 2 Patientenkollektiv und Methode Patientenkollektiv Patientenakten Epidemiologische Daten Daten der Operation Röntgen- und CT-Bilder Röntgenbilder CT-Bilder Statistische Auswertung 46 3 Ergebnisse 3.1 Patientenkollektiv Frakturursache Frakturlokalisation Frakturklassifikation Begleitverletzungen Daten zur Operation Peri- und postoperative Komplikationen Auswertung der Röntgenbilder Auswertung der CT-Bilder Auswertung der Pedikelschraubenlage 57 4 Diskussion 4.1 Diskussion des Patientenguts Frakturursache Frakturlokalisation Frakturklassifikation Begleitverletzungen Operation und Komplikationen Auswertung der Röntgenbilder Auswertung der CT-Bilder Pedikelschraubenlage 69

5 4 5 Schlussfolgerungen 6 Zusammenfassung 7 Anhang 7.1 Bildanhang Pedikelschraubenfehllagen 78 8 Literaturverzeichnis 9 Lebenslauf 10 Danksagung

6 5 1 Einleitung 1.1 Geschichtlicher Überblick und Fragestellung Seit Jahrtausenden beschäftigt sich die Menschheit mit traumatischen Verletzungen der Wirbelsäule und bis heute haben sie aufgrund ihrer möglichen Auswirkungen für den Patienten wenig von ihrem Schrecken verloren. Trotz intensiver Forschungen und großer Fortschritte sowohl der Unfallchirurgie, aber auch der Anästhesie und der radiologischen Diagnoseverfahren stellen Frakturen der Wirbelsäule immer noch eine große Herausforderung für jeden Operateur dar, und es ist bislang nicht gelungen, ein einheitliches und allgemeingültiges Therapiekonzept für Wirbelsäulenfrakturen zu erstellen. Die älteste bekannte Beschreibung von Verletzungen der Wirbelsäule und deren Behandlung findet sich im Papyrus Smith und wird auf die Jahre v.chr. datiert [Breasted 1930]. Die dort aufgestellten Empfehlungen zu verschiedenen Verletzungsarten gerieten jedoch bald in Vergessenheit, und bis in das 18. Jahrhundert bestand das vorrangige Therapieziel in der Beseitigung eines posttraumatischen Gibbus, der neben neurologischen Ausfallerscheinungen bis in die zwanziger Jahre des letzten Jahrhunderts die einzige Nachweismöglichkeit einer Wirbelsäulenfraktur darstellte. Zur Korrektur dieser Fehlstellung schlug bereits Hippokrates eine Streckvorrichtung vor, die durch Zug und Gegenzug eine Reposition ermöglichen sollte. Als Retentionshilfe wurde von Paul von Aegina [zitiert nach Blauth 1998] eine Fixierung mit einem Holzbrett empfohlen. Bis zum Ende des 19. Jahrhundert waren die Entfernung von in den Spinalkanal vorgedrungenen Knochenfragmenten und Geschossen die einzigen operativen Eingriffe an der Wirbelsäule. Die erste operative Stabilisierung erfolgte 1891 durch Hadra, der mit einer um die Dornfortsätze geschlungenen Silberdrahtschlinge eine rezidivierende Luxationsfraktur der Halswirbelsäule zu therapieren versuchte.

7 6 Zuvor hatte bereits Cline 1819 die erste (allerdings erfolglose) Laminektomie durchgeführt, eine bis ins 20. Jahrhundert höchst umstrittene Maßnahme. Die Entdeckung der Röntgenstrahlung und somit die Entwicklung neuer Diagnoseverfahren revolutionierte die Behandlungsstrategien. Sir Ludwig Guttman (1969), ein Neurochirurg, entwickelte ein konservatives und ganzheitliches Therapiekonzept. Er erkannte, dass Lähmungen meist durch eine Verlegung des Spinalkanals von ventral eingedrungenen Knochenfragmenten oder durch eine Translationsverschiebung der Wirbelkörper verursacht werden. Er schloss daraus, dass eine Laminektomie nicht nur nutzlos, sondern durch die erhöhte Instabilität der Wirbelsäule gar gefährlich für den Patienten sei und lehnte sie vehement ab. Seine Empfehlungen (Reposition durch Lagerung, Retention durch Bettruhe und Rehabilitation) führte weltweit zur Gründung von Querschnittszentren. Böhler propagierte in den 30er und 40er Jahren eine Behandlung nach den bis heute gültigen Prinzipien zur Frakturbehandlung Reposition, Retention, Rehabilitation [Böhler 1932]. Da bei den vielfältigen Frakturformen ein zufriedenstellendes Ergebnis auf rein konservativem Weg nicht immer erreicht werden konnte, entwickelten sich ab Mitte des letzten Jahrhunderts verschiedene osteosynthetische Verfahren. Dazu gehören die ursprünglich für die Skoliosetherapie eingesetzten Harrington-Stäbe (1962), die eine Fixierung durch sublaminär eingebrachte Haken ermöglichten. Dieses System erfuhr durch Jacobs (1979) bzw. Luque (1982) einige Modifikationen, allerdings konnte der Hauptnachteil einer langstreckiegen Fixierung über vier bis sechs Segmente nicht beseitigt werden. Der Einsatz von transpedikulär eingebrachten Schrauben in Verbindung mit einer dorsalen Verplattung ist untrennbar mit dem Namen Roy-Camille (1976) verbunden. Sein bis heute eingesetztes Prinzip der transpedikukären Verschraubung wurde mit dem Fixateur extern durch Magerl (1982) weiterentwickelt. Allerdings erwies sich dieses System wegen des hohen pflegerischen Aufwands durch die außen liegende Stabkonstruktion als nicht praktikabel für eine längere Therapiedauer.

8 7 Im Jahre 1982 konstruierte Dick den voll implantierbaren Fixateur intern [Dick 1987], der heute in Europa den Standard in der Wirbelsäulenosteosynthese darstellt. In ihm vereinigen sich die Vorteile des Fixateur extern, d.h. eine kurze Fixationsstrecke über zwei Segmente verbunden mit einem winkelstabilen Implantat und intraoperativer Repositionsmöglichkeiten, ohne dass eine aufwändige Nachbehandlung notwendig ist. Abb. 1: Fixateur intern nach Dick Abb.2: Fixateur extern nach Magerl In den letzten zehn Jahren gewinnt die computerassistierte Chirurgie und hier besonders die rechnerunterstützte Einbringung der Schanzschrauben immer mehr an Bedeutung. Sie verspricht eine erhöhte Präzision mit konsekutiv herabgesetzter Komplikationsrate, ist allerdings auch mit einigen Nachteilen (zusätzliche Strahlenbelastung, längere OP-Dauer, Anschaffungskosten) behaftet. Diese Arbeit soll die epidemiologischen und radiologischen Ergebnisse der operativen Frakturversorgung von Verletzungen der Brust- und Lendenwirbelsäule darstellen und evaluieren, wobei das Hauptaugenmerk auf der Präzision der transpedikulär eingebrachten Implantatschrauben liegt.

9 8 1.2 Anatomie der Wirbelsäule Allgemeiner Aufbau und Funktion Die Wirbelsäule als Achsenorgan des menschlichen Skeletts besteht in ihrem knöchernen Anteil aus 7 Halswirbeln, 12 Brustwirbeln, 5 Lendenwirbeln, den sich kaudal anschließenden und miteinander verschmolzenen fünf Wirbeln des Sakrums sowie den 3-6 Knochenstücken, die das Steißbein bilden. Im Brustbereich stehen die Wirbel auf jeder Seite mit je 12 beweglichen Spangenpaaren, den Rippen, in Verbindung, sodass eine Unterscheidung zwischen Hals-, Brust- und Lendenwirbelsäule erfolgen kann. In ihrer Gesamtform hat die Wirbelsäule in der sagittalen Ansicht ein Doppel-Sförmiges Aussehen mit 4 physiologischen Krümmungen, die im Hals- und Lendenbereich konvex nach ventral, im Brust- und Sakralbereich konvex nach dorsal gerichtet sind und so die typischen Lordosen bzw. Kyphosen bilden. An die Funktion der Wirbelsäule werden verschiedene Ansprüche gestellt, da sie einerseits statische, andererseits aber auch dynamisch-kinematische Aufgaben zu erfüllen hat. So dient sie zur Beibehaltung von Körperhaltungen genauso wie zur Absorption und Weiterleitung von Stößen, der Übertragung des Gewichtes des Schultergürtels auf das Becken, aber auch dem Schutz des im Wirbelkanals verlaufenden Rückenmarks. All diese Funktionen ergeben sich aus den hochspezialisierten Eigenschaften und dem komplizierten Zusammenspiel der einzelnen anatomischen Strukturen. Um die Funktion der Wirbelsäule in ihrer Gesamtheit zu verstehen, ist es notwendig, die kleinste funktionelle Einheit, das sogenannte Bewegungssegment zu definieren. Dieser erstmalig von Junghanns (1977) eingeführte Begriff umfasst alle Strukturen, die an der Verbindung zweier Wirbelkörper beteiligt sind. Dazu gehören die knöchernen Anteile der Wirbelkörper selbst, aber auch die Disci, Bänder, Muskeln und Gelenke in diesem Bereich, der entsprechende

10 9 Anteil des Wirbelkanals samt Inhalt sowie die Foramina intervertebralia mit den entsprechenden Nervenabschnitten. Alle Wirbel haben eine gemeinsame Grundform, die in den verschiedenen Regionen unterschiedlich abgewandelt ist. Es lassen sich der Wirbelkörper und der Wirbelbogen mit den von ihm ausgehenden Fortsätzen, den Processus unterscheiden. Die je zwei Querfortsätze und der Dornfortsatz dienen verschiedenen Muskeln und Bändern als Ansatz und Hebelpunkt. Zusätzlich ragen kranial und kaudal je zwei Gelenkfortsätze vor, die die einzelnen Wirbel beweglich miteinander verbinden. Sowohl Wirbelkörper als auch Wirbelbogen umrahmen das Wirbelloch, in dem das Rückenmark mit seinen Hüllen, Blutgefäßen und Nerven verläuft Wirbelkörper Der zylindrisch geformte Wirbelkörper besteht zum größten Teil aus Spongiosa, die von einer dünnen Compacta umschlossen wird und deren Knochenbälkchen bevorzugt senkrecht und parallel zu den Endflächen ausgerichtet sind. Die Grund- und Deckplatten der Wirbel sind mit Ausnahme der Randleiste mit einer hyalinen Knorpelplatte bedeckt. Dorsal schließt sich der Wirbelbogen mit den bereits oben beschriebenen Fortsätzen an.

11 10 Abb. 3: Lendewirbelsäule im Bereich L 3 -L Bandscheiben Zwischen den Wirbelkörpern liegen die Bandscheiben, die die Gesamtlänge und Form der Wirbelsäule wesentlich mitbestimmen. Sie bestehen aus einem zentral gelegenen, mukopolysaccharidhaltigen Gallertkern, dem sogenannten Nucleus pulposus, der von den zwiebelschalenförmig angeordneten Faserlammelen des Anulus fibrosus umschlossen ist. Trotz dieses Aufbaus sind die Bandscheiben nicht dazu geeignet, größere Erschütterungen oder Stöße zu kompensieren, da einerseits der Gallertkern zwar verformbar, jedoch nicht komprimierbar ist, andererseits der Faserring nur eine geringe Elastizität besitzt, sodass die Hauptaufgabe der Zwischenwirbelscheiben in der möglichst breitflächigen Druckverteilung zwischen den Wirbelkörpern bei axial einwirkenden Kräften besteht [Panjabi und White 1980].

12 Bandapparat der Wirbelsäule Verantwortlich für die Stabilität, aber auch Elastizität der Wirbelsäule ist der ausgeprägte Bandapparat mit seinen unterschiedlichen Bestandteilen. Das vordere Längsband verläuft vom Os occipitale bis zum Sakrum und geht eine feste Verbindung mit den Wirbelkörpern ein, überspringt aber die Zwischenwirbelscheiben. Dabei überlappen die oberflächlichen Fasern jeweils vier bis fünf Wirbel, während die tiefer gelegenen Fasern nur direkt übereinander liegende Wirbel verbinden. Im Gegensatz dazu inseriert das hintere Längsband an den Bandscheiben und gibt zusätzlich Fasern an das Periost der Pediculi und die obere Randleiste ab, die Wirbelkörper werden ausgelassen. Verantwortlich für die Spannung des Bandapparates und somit für die Eigenelastizität der Wirbelsäule ist der innere Druck der Zwischenwirbelscheiben. Zwischen den Wirbelbögen spannen sich die Ligamenta flava aus, deren hoher Gehalt an elastischen Fasern die gelbliche Eigenfarbe bedingt. Diese Bänder, die an der Lendenwirbelsäule am kräftigsten ausgeprägt sind, stehen unter großer, in axialer Richtung verlaufender Spannung. Dadurch können die Ligamenta einerseits bei der Wiederaufrichtung der Wirbelsäule die autochthone Rückenmuskulatur entlasten, andererseits dem Gewicht des Rumpfes und der Spannung der ventralen Rumpfmuskulatur entgegenwirken. Zwischen den Dornfortsätzen befinden sich die Ligamenta interspinalia, aus denen in der HWS-Region das Ligamentum nuchae hervorgeht. Sie beschränken nicht nur die Beugung der Wirbelsäule nach ventral, sondern verhindern - vor allem in der Lumbalregion - durch ihre Faserverlaufsrichtung eine Verschiebung der Wirbel in der sagittalen Ebene. Ein echtes Ligamentum supraspinale, das ebenfalls die Procecssus spinosi verbindet, findet sich nur im BWS-Bereich und an den ersten beiden Lendenwirbeln. Als letztes seien noch die schwach ausgebildeten Ligamenta transversaria erwähnt, die sich zwischen den Processus transversi ausspannen und vor allem Drehbewegungen bzw. Neigungen in der Frontalebene entgegenwirken.

13 Rückenmark Im Wirbelkanal verläuft, als Teil des zentralen Nervensystems, das Rückenmark. Es handelt sich hierbei um einen im Querschnitt runden bis ovalen Nervenstrang, der kranial in die Medulla oblongata übergeht und kaudal ungefähr auf Höhe des 1. bis 2. Lendenwirbelkörpers im Conus medullaris mit dem dazugehörigen Filum terminale ausläuft. Weiter kaudal verlaufen die Wurzeln der unteren Rückenmarkssegmente als sog. Cauda equina. Die Länge des Rückenmarks ist abhängig von der Rumpflänge des jeweiligen Individuums, im Durchschnitt beträgt sie ca cm, bei einem Gewicht von ca. 36g. Umgeben wird das Rückenmark von der eng anliegenden Pia mater mit dem von dieser ausgehenden Ligamentum denticalatum, welches für die Verankerung des Rückenmarks am Duralsack sorgt. Nach außen hin folgen der mit Liquor gefüllte Subarachnoidalraum, die Arachnoidea mater selbst sowie die Dura mater. Eine Trennung des Duralsackes vom knöchernen Spinalkanal erfolgt durch den mit venösen Gefäßen und Fett aufgefüllten Epiduralraum. Das Rückenmark kann nach anatomischen Kriterien in fünf Abschnitte eingeteilt werden: - Pars cervicalis mit den Wurzeln der 8 Zervikalnerven - Pars horacica mit den Wurzeln der 12 Thorakalnerven - Pars lumbalis mit den Wurzeln der 5 Lumbalnerven - Pars sacralis mit den Wurzeln der 5 Sakralnerven - Pars coccygea mit den Wurzeln der 1-3 Kogzygealnerven Das Rückenmark besitzt typischerweise im Bereich zwischen 4. Zervikal- und 2. Thorakalsegment bzw. zwischen 1. Lumbal- und 3. Sakralsegment zwei Anschwellungen, Intumescentia cervicalis bzw. Intumescentia lumbosacralis, die sich durch die in diesen Abschnitten austretenden Segmente für die Versorgung der Extremitäten erklären lassen.

14 13 Makroskopisch lassen sich weiterhin mehrere längs verlaufende Furchen erkennen, so die ventral gelegene Fissura mediana anterior und der dorsale Sulcus medianus posterior mit den beidseits von ihm lokalisierten Sulci posterolaterales. Bereits mit bloßem Auge erkennt man an einem frischen Rückenmarksquerschnitt den Zentralkanal mit der ihn umgebenen schmetterlingsförmigen Figur der grauen Substanz, die, neben zahlreichen Gliazellen, die Zellkörper der Neurone enthält. Für die graue Eigenfarbe verantwortlich ist die ausgeprägte Vaskularisierung, welche dem immensen Sauerstoffbedarf der Nervenzellen Rechnung trägt. Nach peripher folgt der Großteil der durch marklose und markhaltige Nervenfasern gebildeten Leitungsbahnen, die wegen des hohen Gehaltes an myelinisierten Markscheiden ihrem äußeren Aspekt nach weiße Substanz bezeichnet werden Gefäßversorgung Die arterielle Versorgung des Rückenmarks erfolgt durch Äste der A. Subclavia (Aa. vertebralis, cervicalis profunda und ascendens) im Bereich des Zervikalmarks, der A. thoracalis (über die Interkostalarterien) im Thorakalbereich sowie der Aorta abdominalis (über Aa. lumbales) im lumbalen Abschnitt. Die Versorgung der Cauda equina übernimmt die A. iliaca interna. Die eigentliche Perfusion übernehmen die von diesen Gefäßen gespeisten Aa. radiculomedullares anteriores et posteriores, die mit ihren Anastomosen drei Hauptstämme bilden: eine ventral vor der Fissura mediana verlaufende A. spinalis anterior und zwei Aa. posterolaterales. Letztere erhalten Zuflüsse aus den Aa. spinales posteriores. Der venöse Abfluss erfolgt über intramedullär gelegene Venen, die das Blut in das piale Venennetz leiten. Von hier aus fließt es über die Vv. radiculares et intervertebrales in die Vv. vertebrales, intercostales, lumbales und sacralis lateralis.

15 Frakturklassifikation Die gebräuchlichste Klassifikation zur Einteilung der thorakolumbalen Frakturen, die auch die Komplexizität der Verletzungen in diesem Bereich mit berücksichtigt, wurde erstmalig von Magerl et al. (1994) vorgestellt. Für ihr Verständnis ist das Drei-Säulen-Modell nach Denis (1983), welches eine Weiterentwicklung des Zwei-Säulen-Konzeptes nach Whitesides (1977) darstellt, essentiell. Danach wird die Wirbelsäule in drei Abschnitte aufgeteilt: die vordere Säule umfasst die vorderen zwei Drittel des Wirbelkörpers, der Bandscheibe sowie das vordere Längsband die mittlere Säule beinhaltet das hintere Drittel des Wirbelkörpers und der Bandscheibe sowie das hintere Längsband die hintere Säule enthält sämtliche Gelenkfortsätze, Bogenwurzeln, Gelenkkapseln, Processus spinosi sowie das Lig. flavum, die Ligg. interspinalia und Lig. supraspinale Als Faustregel gilt, dass eine Verletzung der mittleren Säule Bestandteil aller instabilen Frakturen ist [Trentz O, Ertel W 2001]. Die Einteilung der Frakturen basiert auf den ursächlichen Mechanismen sowie den pathomorphologischen Charakteristika. So lassen sich drei Typen von Wirbelkörperfrakturen unterscheiden: 1.) Typ A: Kompressions- und Berstungsverletzungen, die durch axial einwirkende Kräfte verursacht werden 2.) Typ B: Distraktionsverletzungen, die entweder mit einer Flexion oder einer Hyperextension verbunden sind 3.) Torsionsverletzungen, die oftmals mit Frakturen des Typs A oder B kombiniert sind

16 15 Diese drei Typen können nach morphologischen Kriterien im Sinne des Schemas der AO-Klassifikation für Frakturen in je drei Gruppen mit wiederum je drei Untergruppen unterteilt werden. Innerhalb dieser Klassifikation sind die Verletzungen hierarchisch entsprechend dem ansteigenden Schweregrad geordnet. Auf diese Weise kann jede beliebige Fraktur durch einen Buchstaben (A, B, C) und jeweils zwei, in speziellen Fällen auch drei Zahlen (1,2,3) beschrieben werden Typ A: Kompressionsfrakturen Eine axial auf den Wirbelkörper einwirkende Kraft, eventuell in Kombination mit einer Flexion, führt zu einem der drei folgenden Verletzungsmuster: - Impaktion (A1) - Spaltbildung (A2) - Berstung (A3) Hierbei kommt es zu einer Verletzung oder gar Zerstörung der vorderen, der vorderen und mittleren oder aller drei Säulen in unterschiedlicher Ausprägung. Dabei kann es zu einer Dehnung des dorsalen Bandapparates kommen, eine Ruptur liegt aber per definitionem nicht vor. Translationsverschiebungen treten ebenfalls nicht auf. Typ A-Frakturen betreffen meist ausschließlich die Wirbelkörper, sodass die Höhenminderung des betroffenen Wirbels ein weiteres Charakteristikum dieses Frakturtyps darstellt. Eine Beteiligung der dorsalen Säule tritt, wenn überhaupt vorhanden, ausschließlich als vertikaler Spaltbruch der Lamina oder des Processus spinosus in Erscheinung Gruppe A1: Impaktionsfrakturen Allen Impaktionsbrüchen gemein ist der Erhalt der dorsalen Säule. Neurologische Ausfälle treten nur in Ausnahmefällen, etwa bei extremen kyphotischen

17 16 Fehlstellungen auf. Eine Einengung des Spinalkanals durch Knochenfragmente kommt nicht vor. A1.1: Deckplattenimpression. Tritt am häufigsten bei jungen Patienten oder osteoporotischen Wirbeln auf. Die Hinterwand des Wirbelkörpers ist intakt, die Deckplatte ist sanduhrförmig eingedrückt A1.2: Keilbruch. Auch hier bleibt die Hinterwand intakt, der Höhenverlust des keilförmig deformierten Wirbels erfolgt entweder an der Grundplatte, der Deckplatte oder antero-lateral. A1.3: Wirbelkörperimpaktion. Wird häufig bei osteoporotisch veränderten Wirbelsäulen gesehen (hier kommt es typischerweise zur Ausbildung von sog. Fischwirbeln ). Der Spinalkanal wird normalerweise nicht verletzt, allerdings kann es bei extremer Impaktion der Wirbelkörperendflächen zum Vordringen von Knochenfragmenten in den Spinalkanal kommen. A1 A2 A3 Abb. 4: Kompressionsfrakturen Gruppe A2: Spaltbrüche Die dorsale Säule ist unversehrt. Der Wirbelkörper ist entweder in der frontalen oder der sagittalen Ebene gespalten. Neurologische Ausfälle sind selten.

18 17 A2.1: sagittaler Spaltbruch. Kommt selten isoliert vor. Häufig assoziiert mit Berstungsfrakturen. A2.2: frontaler Spaltbruch. Spaltung des Wirbelkörpers in der Frontalebene. Der Bruch ist stabil. A2.3: Kneifzangenfraktur( Pincer ). Der vordere Anteil des in der Mitte frakturierten Wirbelkörpers ist deutlich nach ventral disloziert, Pseudoarthrosen sind häufig die Folge Gruppe A3: Berstungsbrüche Bei diesen Frakturen kommt es zu einer partiellen oder kompletten Zerstörung des Wirbelkörpers, eventuell kombiniert mit einer Spaltbildung im Wirbelkörper selbst oder in der Lamina vertebralis. Wie bei allen Typ A- Brüchen ist auch hier der dorsale Bandapparat intakt, jedoch ist das Hinterkantenalignment gestört, sodass Knochensplitter in den Spinalkanal vordringen und so neurologische Ausfälle verursachen können. Berstungsbrüche sind instabil gegen Flexion und Kompression. A3.1: inkompletter Berstungsbruch. Es kommt zu einer Berstung entweder der oberen oder der unteren Hälfte des Wirbelkörpers. A3.2: Berstungs-Spaltbruch. Wie bei den A3.1- Frakturen ist eine Hälfte zumeist die obere des Wirbels frakturiert, die andere in der Sagittalebene gespalten. Die Lamina vertebralis oder der Processus spinosus ist vertikal gespalten. A3.3: kompletter Berstungsbruch. Die kompletten Berstungsbrüche sind instabile Frakturen des gesamten Wirbelkörpers. Der Spinalkanal ist oftmals deutlich eingeengt, die Häufigkeit neurologischer Symptome entsprechend hoch.

19 Typ B: Distraktionsfrakturen Distraktionsverletzungen können entweder mit einer Flexion oder mit einer Hyperextension einhergehen, sodass sich folgende Frakturmuster unterscheiden lassen: - dorsale, vorwiegend ligamentäre Zerreißung, Flexionsdistraktion (B1) - dorsale, vorwiegend ossäre Zerreißung, Flexionsdistraktion (B2) - ventrale Zerreißung durch die Bandscheibe, Hyperextension (B3) Es handelt sich ausnahmslos um Verletzungen aller drei Säulen, die Frakturen sind in der Regel instabil. Fakultativ kann eine Translationsverschiebung vorliegen. Die Läsion der ventralen bzw. mittleren Säule, die oft mit denen der Kompressionsverletzungen identisch ist, betrifft entweder diskale oder ossäre Strukturen. Schäden der dorsalen Säule treten in Form von Rupturen des dorsalen Bandapparates sowie Dislokationen, Subluxationen oder gar Zerstörung der kleinen Wirbelgelenke auf Gruppe B1: dorsale, vorwiegend ligamentäre Zerreißung Führend ist die Zerreißung des dorsalen Bandapparates, die kleinen Wirbelgelenke sind ebenfalls durch Subluxation oder Dislokation betroffen. Dieser Typ ist instabil gegen Flexion bzw. gegenüber Scherkräften, bei zusätzlicher Typ A- Fraktur des Wirbelkörpers auch gegen Kompression. Neurologische Ausfälle durch transversale Dislokationen oder das Rückenmark komprimierende Hinterkantenfragmente sind häufig. B1.1: Flexionsdistraktion mit disco-ligamentärer Instabilität. Durch die Flexion kommt es zu einer Ruptur des hinteren Ligamentkomplexes und der Bandscheibe in der Transversalebene. Fakultativ kommt es zu einer (Sub-)Luxation der Wirbelgelenke und zu einer Subluxation des Wirbels nach ventral, was zu einer Einengung des Spinalkanals führt.

20 19 B1.2: Flexionsdistraktion mit Wirbelkörperimpression. Das Verletzungsmuster gleicht dem der B1.1 Frakturen, verbunden mit einer Typ A-Fraktur des Wirbelkörpers. Aufgrund der hohen Instabilität häufig mit neurologischen Symptomen assoziiert Gruppe B2: dorsale, vorwiegend ossäre Zerreißung Charakteristisch ist der Frakturverlauf durch die Laminae oder Pedikel. Die Bänder der dorsalen Säule sind durchtrennt. Die Schädigung der vorderen und mittleren Säule besteht entweder in einer transversalen Zereißung der Bandscheibe oder des Wirbelkörpers bzw. in einer Wirbelkörperkompression. B2.1: Chance -Fraktur. Die Fraktur zieht sich transversal durch alle drei Säulen, wobei ausschließlich knöcherne Strukturen betroffen sind. Im Gegensatz zu den anderen Typ B-Frakturen kommt es hier selten zu neurologischen Defiziten, und es besteht eine sehr gute Heilungstendenz. B2.2: Flexionsspondylolyse mit Bandscheibenzerreißung. Die Frakturlinie verläuft dorsal durch die Interartikularportion und setzt sich nach ventral durch die Bandscheibe fort. Neurologische Defizite treten nicht selten auf. B2.3: Flexionsdistraktion mit Wirbelkörperimpression. Die Schädigung der dorsalen Säule entspricht der unter B2.2 beschriebenen. Die Verletzung der ventralen Säule besteht in einer Typ A-Fraktur. B1 B2 B3 Abb. 5: Distraktionsfrakturen

21 Gruppe B3: ventrale Zerreißung mit Hyperextension Alle Frakturen aus dieser, im Bereich der lumbalen Wirbelsäule selten auftretenden Gruppe, haben die Verletzung der ventralen und mittleren Säule in Form einer Ruptur durch die Bandscheibe gemeinsam. Die dorsale Säule ist durch eine Fraktur oder Subluxation der Interartikularportion bzw. Laminae beteiligt. Aufgrund der hohen Instabilität und der möglichen Abscherung der an der Fraktur beteiligten Komponenten sind fast immer schwere neurologische Defizite zu erwarten. B3.1: Hyperextensions-Subluxation: die Bandscheibe ist zerrissen, die kleinen Wirbelgelenke subluxiert. Gelegentlich können auch die Laminae oder Gelenkfortsätze frakturiert sein. B3.2: Hyperextensions-Spondylolyse: im Gegensatz zur B2.2- Fraktur kommt es seltener zu neurologischen Ausfällen, die Fraktur verläuft ebenfalls durch die Interartikularportion. B3.3: hintere Luxation: eine der schwerwiegendsten Verletzungen, bei der durch Verletzung aller drei Säulen mit gleichzeitiger Verschiebung in der sagittalen Ebene der Spinalkanal stark eingeengt wird, sodass komplette Paraplegien eine häufige Folge sind Typ C: Rotationsfrakturen Solitär auftretende Distorsionsverletzungen sind sehr selten, meist handelt es sich um Kombinationen mit Typ A- oder Typ B- Frakturen. So lassen sich innerhalb dieses Typs drei Gruppen unterscheiden: - Rotationsfrakturen mit Wirbelkörperkompression (C1) - Rotationsfrakturen mit Distraktion (C2) - Rotations-Scherbrüche (C3)

22 21 Typ C-Frakturen stellen das schwerste Verletzungsmuster im Bereich der thorakolumbalen Wirbelsäule dar, die Rate der neurologischen Schäden - verursacht durch Dislokationen oder Frakturtrümmer - ist entsprechend hoch. Der dorsale Bandapparat ist ebenso zerstört wie das hintere Längsband, die Fraktur ist wegen der Beteiligung aller drei Säulen hochgradig instabil Gruppe C1: Rotationsfrakturen mit Wirbelkörperkompression In dieser Gruppe sind die Distorsionsverletzungen mit Impaktion, Spaltbildung oder Berstung kombiniert. Die Frakturen sind gegen Rotation und Kompression instabil. C1.1: Rotations-Keilbruch. Rotationsverletzung, kombiniert mit einer A1.1-, A1.2- oder A1.3- Fraktur C1.2: Rotations-Spaltbruch. Rotationsverletzung, kombiniert mit einer A2.1-, A2.2- oder A2.3- Fraktur. Die Spaltbildung kann sich in der Frontalebene über mehrere Wirbelkörper fortsetzen, wobei es zu einer Aufweitung des Spinalkanals kommen kann. Ein Rotationstrauma kann auch ursächlich für eine Spaltbildung in der sagittalen Ebene des Wirbelkörpers sein. C1.3: Rotations-Berstungsbruch. Rotationsverletzung, kombiniert mit einer A3.1-, A3.2- oder A3.3- Fraktur. C1 C2 C3 Abb. 6: Rotationsfrakturen

23 Gruppe C2: Rotationsfrakturen mit Distraktion Am häufigsten sind Distorsionen in Kombination mit Flexion-Subluxation, aber auch Hyperextensionen sind möglich. Instabil gegen Rotation und Flexion bzw. Hyperextension. C2.1: Rotationsverletzung mit Flexionsdistraktion durch die Gelenke/Fortsätze. Subluxationen können beidseitig oder auch- seltener- einseitig auftreten. C2.2: Rotations-Chance-Fraktur. Die Fraktur gleicht der unter B2.1 beschriebenen, kombiniert mit einer rotatorischen Komponente. C2.3: Rotationsverletzung mit Hyperextensions-Scherverletzung. Die Rotation tritt mit einer B3.1-, B3.2- oder B3.3- Läsion auf Gruppe C3: Rotations-Scherfrakturen Diese hochgradig gegen Rotation und Abscherung instabilen Verletzungen treten in zwei Formen auf, wobei die Abscherung entweder transversal oder schräg erfolgen kann. C3.1: Slice -Fraktur. Das Rückenmark ist aufgrund der Instabilität in der transversalen Ebene höchst gefährdet. C3.2: Rotations-Schrägbruch. Diese Frakturen sind durch den schrägen Frakturverlauf noch instabiler als C3.1- Frakturen, das Rückenmark ist jedoch weniger gefährdet.

24 Diagnostik Die präoperative Diagnostik dient nicht nur dem Nachweis einer Wirbelsäulenfraktur und eventuell vorhandenen Begleitverletzungen, sie soll auch das Ausmaß der Schäden beurteilen. Folgende Reihenfolge sollte dabei eingehalten werden: Unfallanamnese körperliche Untersuchung konventionelle Röntgendiagnostik weiterführende Bildgebungsverfahren wie CT, NMR, Diskographie und Myelographie Unfallanamnese und klinische Untersuchung Die Unfallanamnese gibt bereits erste Hinweise. Unfallmechanismen, die auf eine hohe Rasanz des Traumas schließen lassen, wie Sturz aus großer Höhe und Verkehrsunfälle, oder auch Begleitverletzungen, wie sie nach axialen Stauchungen auftreten (z.b.kalkaneusfrakturen), müssen an eine Wirbelsäulenfraktur denken lassen. Weitere Hinweise sind Prellmarken, Muskelhartspann, lokaler Druckschmerz oder eine Mikrohämaturie [Williams D et al. 1988]. Schwellungen oder subkutane Hämatombildung kommen bei Typ B- bzw. Typ C-Frakturen häufig vor, nicht jedoch bei Typ A-Frakturen, da bei diesen das dorsal gelegene Weichteilgewebe nicht verletzt ist. Eine Kyphosierung oder Gibbusbildung ist verdächtig auf eine Kompressionsfraktur, eine Abstandsvergrößerung bzw. Stufenbildung zwischen den Dornfortsätzen auf eine Distraktionsfraktur und ein Versatz der Processus spinosi weist auf eine Läsion mit rotatorischer Komponente hin. Obligat ist eine neurologische Untersuchung zur Prüfung von Motorik und Sensibilität, da ca. 20% aller Wirbelsäulenverletzungen im Thorakal- bzw. Lumbalbereich mit primären neurologischen Ausfällen einhergehen [Bühren 2001, Eggers und Stahlenbrecher 1998], wobei die Häufigkeit von Neurologien bei Typ A-

25 24 Frakturen am geringsten, bei Typ C-Frakturen am höchsten ist [Magerl und Engelhardt 1994]. Besonderer diagnostischer Sorgfalt bedarf es bei polytraumatisierten Patienten, da sich hier in ca. 30% aller Fälle Wirbelsäulenverletzungen nachweisen lassen [Eggers und Stahlenbrecher 1998], meist aber andere Symptome führend sind. Dai et al. (2004) fanden in einer retrospektiven Studie bei 28 von 147 (19%) mehrfachverletzten Patienten Wirbelsäulenfrakturen, die erst mit einer durchschnittlichen Verzögerung von 47.8 Stunden nach Krankenhausaufnahme diagnostiziert wurden. Blauth et al. (1998a) wiesen in einer Multicenterstudie mit 680 Patienten ein durchschnittliches Risiko von 20% nach, eine Fraktur der Wirbelsäule bei Polytraumatisierten zu übersehen Konventionelle Röntgendiagnostik Grundsätzlich gilt, dass folgende Symptome und Verletzungsmuster einer genauen radiologischen Abklärung bedürfen: Schmerzen neurologische Defizite Polytrauma Thoraxtraumen SHT Bei Schwerverletzten sollte immer die ganze Wirbelsäule in die Röntgendiagnostik mit einbezogen werden. Ebenso sollte bei einer bereits nachgewiesenen Fraktur verfahren werden, da in diesen Fällen Mehretagen- oder Mehrsegmentfrakturen bei ca. 10% der Patienten auftreten [Bühren 2001, Henderson et al. 1991]. Dabei werden immer Aufnahmen in den zwei Standardebenen (A.p.- bzw. Seitenaufnahme) angefertigt, bei speziellen Fragestellungen auch Schrägaufnahmen.

26 A.-p.- Aufnahme Auf folgende Veränderungen muss geachtet werden: Seitverschiebung der Processus spinosi bzw. der Wirbelkörper in der Frontalebene unregelmäßige Abstände zwischen den Processus spinosi unregelmäßige Abstände der Pedikel Asymmetrie von ventralen zu dorsalen Wirbelkörperelementen sichtbare Frakturspalten Verschiebung der Wirbelbogenreihe Frakturen oder Abrisse der Querfortsätze Seitliche Aufnahme kyphotische oder lordotische Fehlstellungen Wirbelkörperkompressionen Unterbrechungen der Kortikalis Einengungen des Spinalkanals Abstandsveränderungen der Processus spinosi Verschmälerung des Zwischenwirbelraumes CT-Diagnostik Die Computertomographie gehört bei Wirbelsäulenverletzungen zur radiologischen Standarddiagnostik. Sie ermöglicht eine genauere Abklärung des Verletzungsausmaßes, insbesondere der Einengung des Spinalkanals und der Stellung der Operationsindikation. Das Auflösungsvermögen der CT übersteigt das der konventionellen Röntgenaufnahme, sodass Knochenfragmente ab einer Größe von 0,6mm dargestellt werden können [Willen et al. 1984]. Zusätzlich können durch die im CT möglichen dreidimensionalen Rekonstruktionen weitere wertvolle Informationen gewonnen werden.

27 26 Weitere Vorteile liegen in der guten Darstellbarkeit der Wirbelbögen, der Intervertebralgelenke, der Gelenkfortsätze und der oberen bzw. mittleren BWS, da dieser Bereich durch Überlagerungsphänomene im Röntgenbild schlecht darstellbar ist. Abb. 7: Patient mit einer C-Fraktur des zweiten Lendenwirbels, die Spinalkanaleinengung beträgt über 80% Brandt et al. (2004) empfehlen bei Traumapatienten die CT als Diagnoseverfahren der Wahl ohne vorherige Anfertigung von konventionellen Röntgenbildern, da so eine effiziente und zeitsparende Diagnosesicherung gewährleistet ist Kernspintomographie Die Kernspintomographie ermöglicht eine Beurteilung der Weichteile und dient außerdem dem Nachweis von Hämatomen und vaskulären Verletzungen. Zusätzlich können Läsionen des Rückenmarks, der Bandscheiben sowie ligamentärer Strukturen diagnostiziert werden. Nachteile sind die im Vergleich mit der CT schlechtere Darstellbarkeit ossärer Strukturen, die höheren Kosten und der größere apparative Aufwand. Bei Querschnittsymptomatik sollte in jedem Fall ein MRT angefertigt werden.

28 Myelographie Sie hat seit der Einführung von CT und Kernspintomographie an Bedeutung verloren. Die konventionelle Myelographie ermöglicht durch Einbringen von Röntgenkontrastmittel in den Duralsack den Nachweis von Spinalkanalstenosen und die Darstellung von Bandscheibenmaterial Diskographie Die Diskographie hat in den letzten Jahren wieder an Bedeutung gewonnen. Intraoperativ kann mit ihr durch Injektion von Röntgenkontrastmittel direkt in den Zwischenwirbelraum das Ausmaß von Bandscheibenverletzungen bestimmt werden. Obwohl es sich hierbei um ein invasives Verfahren handelt, sind gravierende Komplikationen selten, die Gefahr einer Diszitis liegt bei ungefähr 0,1% [Castro et al. 1995]. 1.5 Operation Bis heute ist es nicht gelungen, ein einheitliches Therapiekonzept für Wirbelsäulenfrakturen zu erstellen. Die Entscheidung zu Gunsten einer operativen oder konservativen Versorgung ist nicht nur abhängig vom Frakturtyp und vom Ausmaß der Verletzung, sondern auch von vorhandenen Begleitverletzungen, dem Alter des Patienten und seinem Aktivitätsgrad, sodass eine sorgfältige und individuelle Indikationsstellung obligat ist.

29 Operationsindikationen Ziel der Operation ist die Reposition der Fraktur mit anschließender belastungsstabiler Rekonstruktion, eventuell begleitet von einer Dekompression neurologischer Strukturen und rascher Mobilisierung bzw. Rehabilitation. Absolute Operationsindikationen sind [Mayer et al. 1982; Muhr, Tscherne 1982]: primär komplette Querschnittsläsionen neurologische Ausfälle nach freiem Intervall Progredienz neurologischer Defizite offene Frakturen (sehr selten, verursacht durch Schuss- oder Stichverletzung) inkomplette Querschnittsläsionen mit Einengung des Spinalkanals Dem gegenüber stehen die relativen Indikationen: Verletzung der Spinalnervenwurzel Einengung des Spinalkanals ohne neurologische Ausfälle chronische Instabilität starke Deformation der Wirbelsäule In Abhängigkeit vom Frakturtyp stellen die Berstungsbrüche (Typ A3) den Übergangsbereich zwischen konservativer und operativer Versorgung dar [Bühren 2001]. Auch Kneifzangenfrakturen ( Pincer ) sollten, da sie zur Pseudoarthrosebildung neigen, prinzipiell operativ versorgt werden [Blauth et al. 1997]. Für eine Operation von A3-Frakturen spricht eine erhebliche kyphotische Fehlstellung, wobei eine genaue Definition umstritten ist. Während einige Autoren eine Verminderung der Wirbelvorderkante um bis zu 50% tolerieren [Willen et al. 1990], setzen andere die Grenze bereits bei 40% [Bohlmann 1985] oder bei einer Kyphose von mehr als 30 Grad [Krompinger et al. 1986].

30 29 Bezeichnend ist, dass sich in diesem Grenzbereich weder konservatives noch operatives Behandlungsprinzip dem anderen als eindeutig überlegen durchsetzen konnte [Wood et al. 2003, Mumford et al. 1993]. Chow et al. (1996) kamen in einer Studie mit 26 Patienten, die im Hyperextensionsgips behandelt wurden sogar zu dem Schluss, dass eine Verletzung des dorsalen Bandapparates und somit der hinteren Säule keine Kontraindikation für eine konservative Therapie darstellt Pedikelschraubenfehllagen Bei der operativen Stabilisierung einer traumatischen Wirbelsäulenfraktur mit Hilfe eines Fixateur intern bestehen neben den üblichen chirurgischen Risiken eine Reihe von spezifischen Komplikationen, die bei einem rein dorsalen Vorgehen bevorzugt im Bereich der transpedikulär implantierten Schrauben auftreten können. Wichtig sind in diesem Zusammenhang vor allem die Fehllagen der Pedikelschrauben [Feil, Wörsdörfer 1992]. Durch die Einführung computernavigierter Operationsmethoden in der Wirbelsäulenchirurgie ist es gelungen, die Rate an fehlplatzierten Pedikelschrauben zu senken. Während die Literatur bei konventionell eingebrachten Schrauben von Fehllagen zwischen 4 und 43 % berichtet, liegt die Fehlerquote bei den navigierten Implantaten zwischen 0 und 20% (siehe Tabellen 1 und 2). Konventionelle Implantation Autor Anzahl der PS Fehllagen in % Amiot et al (2000), BWS+LWS ,3 Arand et al.(2001), BWS 34 20,6 Arand et al.(2001), LWS 52 17,3 Belmont et al. (2001), BWS Carbone et al. (2003), BWS ,5 Castro et al. (1996), LWS ,8 Esses et al. (1991), BWS+LWS 252 4,3 Gertzbein et al.(1990), LWS+BWS ,1 Knop et al. (2000), BWS+LWS ,1 Kuner (1992), BWS+LWS ,9 Laine et al.(2000), BWS+LWS ,4

31 30 Schulze et al. (1998), BWS+LWS ,1 Vaccaro et al. (1995) Zippel et al. (2000) BWS+LWS ,4 Tabelle 1: Literaturübersicht über konventionelle Schraubenimplantation (PS= Pedikelschrauben) Computerassistierte Implantation Autor Anzahl der PS Fehllagen in % CT-Navigation Amiot et al (2000), BWS+LWS 294 5,4 Arand et al. (2001), BWS Arand et al. (2001), LWS 27 18,5 Arand et al. (2003), LWS+BWS Fritsch et al. (2002), BWS 54 9,3 Fritsch et al. (2002), LWS 106 3,8 Girardi et al. (1999), LWS 171 1,8 Kamimura et al. (1999), BWS+LWS Laine et al. (2000), BWS+LWS 219 4,6 Schwarzenbach et al.(1997), BWS+LWS ,3 Zippel et al. (2000) BWS+LWS 620 4,8 C-Arm-Navigation Arand et al. (2003), LWS+BWS 74 18,9 Wendl et al. (2003), LWS 71 0 Wendl et al. (2003), BWS 70 1,5 Tabelle 2: Literaturübersicht über computerassistierte Schraubenimplantation Kraniale, kaudale und ventrale Fehllagen Eine kraniales Durchbrechen der Wirbeldeckplatte führt zu einem verminderten Halt der Schanzschraube und kann darüber hinaus noch eine Verletzung des Diskus bewirken. Eine mögliche Folge einer kaudalen Perforation ist die Verletzung der Nervenwurzel, die hier am Unterrand der Bogenwurzel verläuft [Ebraheim et al. 1997]. Eine zu tief eingedrehte Schanzschraube führt zu einer Perforation der ventralen Wirbelkörperkortikalis, was die Gefahr einer Schädigung von thorakalen Strukturen wie Ösophagus, V. azygos, Ductus thoracicus oder Aorta birgt. Da die Lage der Schrauben intraoperativ im Bildwandler überprüft wird, ist diese Fehllage selten, Lonstein et al. (2000) fanden bei 2,8% von 4790 Pedikelschrauben ventrale Perforationen. Allerdings kann die runde bis

32 31 herzförmige Form des Wirbelkörpers eine korrekte Lage vortäuschen. Krag et al. (1989) empfehlen deshalb eine Projektion, die von der seitlichen um 30 abweicht Mediale Fehllagen Durch den im Spinalkanal vorhandenen Liquor besteht zwischen medial fehlplatzierten Schrauben und neuralen Strukturen häufig ein ausreichender Sicherheitsabstand, trotzdem können zu weit in den Liquorraum vorgedrungene Schrauben zu postoperativen neurologischen Symptomen führen. Zusätzlich können Blutungen aus epiduralen Venen eine Komprimierung hervorrufen und somit indirekte Schäden nach sich ziehen. Castro et al. (1996) beobachteten in einer Studie bei 5 von 30 Patienten postoperative Neurologien. Bei allen wurden Pedikelschrauben nachgewiesen, die zwischen 6-8mm zu weit medial lagen. Abb. 8: Beispiel für mediale Fehllage einer Pedikelschraube Gertzbein und Robbins (1990) fanden bei 167 eingebrachten Schrauben zwischen Th 8 und S 1 zwei neurologische Komplikationen und kamen zu dem Schluss, dass eine Fehllage von bis zu 2mm tolerierbar sei.

33 Laterale Fehllagen Schrauben, die nicht ausreichend konvergierend in den Bohrkanal eingebracht werden, führen zu einer lateralen Durchbrechung der Bogenwurzel mit konsekutiv herabgesetztem Halt. So fanden George et al (1991) bei Verletzung der Pedikelkortikalis einen um 11% verminderten Halt der Schanzschrauben bei Zugversuchen an Kadavern. Darüber hinaus sind im Bereich der Brustwirbelsäule angrenzende Organe wie Lunge, Aorta, kleinere Gefäße und sympathischer Grenzstrang gefährdet. Es ist bekannt, dass laterale Fehlinsertionen häufiger auftreten als mediale [Sjöström et al.1993]. Ein Grund hierfür ist die Tatsache, dass die mediale Pedikelwand zwei bis dreimal dicker ist als die laterale [Kothe et al. 1996]. Auch ein falsch gewählter Durchmesser der Pedikelschraube kann zu Verletzungen führen, zumal der Pedikeldurchmesser großen individuellen Schwankungen unterworfen ist. [Zindrick et al. 1987; Scoles et al. 1988]. Schulze et al. (1998) empfehlen erst bei einer Pedikeldicke über 8,5mm Schrauben mit 6mm Durchmesser. Abb.9 : Beispiel für laterale Fehllage einer Pedikelschraube Misenhimer et al. (1989) beobachteten Perforationen dann, wenn der Durchmesser der Schraube größer war als der Pedikelinnendurchmesser oder den Pedikelaußendurchmesser um mindestens 80% übertraf.

34 33 Eine seltene Ursache für laterale Fehllagen sind vom Operateur absichtlich extrapedikulär eingebrachte Schrauben, etwa bei schwierigen anatomischen Verhältnissen. Die Schanzschrauben werden bei dieser Technik am Pedikel vorbei direkt in den Wirbelkörper eingebracht [Husted et al. 2003] Weitere operationsbedingte Komplikationen Materialermüdung Da der Fixateur intern ein freies Bewegungssegment überbrückt, unterliegen die Pedikelschrauben anhaltenden Biegebelastungen, die nach einer Latenzzeit zu Stabilitätsverlusten und in der Folge zu einem Schraubenbruch führen. Aus diesem Grund wird empfohlen, den Fixateur bei suffizientem ossären Durchbau innerhalb von zwölf Monaten zu entfernen [Feil et Wörsdörfer 1992]. Gotzen et al. (1995) wiesen in einem Modellversuch mit Wirbeln aus Polyacetal unter einer Flexionsdauerbelastung mit 180N nach Zyklen einen Stabilitätsverlust von 37% beim AO-Fixateur nach Komplikationen bei ventralem Zugang Operationen, die einen ventralen Zugang erforderlich machen, etwa eine ventrale Dekompression oder eine Knochenspanverblockung, sind komplikationsreicher als ausschließlich dorsales Vorgehen. So kommt es nach einer Thorakotomie auch bei Lungengesunden zu einer passageren Einschränkung der Lungenfunktion. Bei Patienten mit Lungenkontusion ist aus diesem Grund eine Thorakotomie in den ersten 14 Tagen kontraindiziert [Blauth et al.1998a]. Gefürchtet sind vaskuläre Komplikationen, v.a. der großen Gefäße, da der Patient hierbei in kürzester Zeit große Mengen Blut verlieren kann. Zu nennen sind hier die Aorta, die V.cava, aber auch die V. azygos und V. hemiazygos.

35 34 Eine Schädigung des Ductus thoracicus kann die Ausbildung eines Chylothorax zur Folge haben. An neurologischen Strukturen sind insbesondere der Plexus hypogastricus superior und die die Bauchwand innervierenden Nerven (Nn.thoracici, N.lumbalis) gefährdet. Geschont werden muss außerdem der Ureter, der an den Gefäßen auf seiner Oberfläche und den bei Berührung auftretenden peristaltischen Wellen gut zu erkennen ist Das Implantat Ein Implantatsystem, das bei Frakturen der Wirbelsäule Verwendung findet, muss verschiedenen Ansprüchen genügen. So soll sich die unphysiologische Fixierung der Wirbelsäule auf wenige Bewegungssegmente begrenzt werden, um die Bewegungseinschränkung gering zu halten. Auch die postoperative Mobilisierung oder pflegerische Maßnahmen dürfen durch das Implantat nicht behindert werden. Zusätzlich soll es bei möglichst vielen verschiedenen Frakturtypen Verwendung finden und nicht zuletzt eine intraoperative Reposition ermöglichen. Basierend auf der von Roy-Camille (1976) erstmalig vorgestellten transpedikulären Verschraubung sowie dem bereits beim Fixateur extern der Wirbelsäule angewandten Prinzip der Winkelstabilität [Magerl 1984], entwickelte Dick den Fixateur intern (1987). In der unfallchirurgischen Klinik der Universität Freiburg wird bei traumatischen Frakturen der unteren BWS und der LWS das USS-Fraktursystem (Firma Synthes, Umkirch) verwendet. Das Implantat wird immer paarig angebracht. Es besteht aus Schanzschrauben mit einem Durchmesser von wahlweise 5,0 bzw. 6,2 mm und einer Gewindelänge von mm, die zur Verankerung in den Pedikeln dienen.

36 35 Abb. 10: USS-Fraktursystem ( Synthes ), Einzelteile Die Schanzschrauben einer Seite werden mit einem Längsstab von 6 mm Durchmesser verbunden, dessen Länge zwischen 50 und 150 mm gewählt werden kann. Abb. 11: USS-Fraktursystem (Synthes ), montiert Zur Herstellung dieser Verbindung dienen spezielle Frakturbacken, die mit Fixierschrauben an den Längsstäben befestigt werden und die in der Sagittalebene eine stufenweise Winkelfreiheit von ±18 Grad erlauben.

37 36 Dies ermöglicht eine intraoperative Frakturreposition sowohl im Sinne einer Lordosierung aber auch einer Kyphosierung. Somit gestattet der Fixateur intern Distraktion, Kompression und die Fixierung in Neutralposition. Fakultativ kann ein Querverbinder zwischen den Längsstäben die Steifigkeit der Konstruktion erhöhen. Kontraindikationen für das USS-System sind Frakturen der Brustwirbelsäule oberhalb von Th 6, da der zu geringe Pedikeldurchmesser ein sicheres und exaktes Einbringen der Schrauben nicht zulässt. Ein weiterer Nachteil stellt die mangelnde Stabilisierung bei bestimmten Typ A-Frakturen da, sodass eine zusätzliche ventrale Operation unumgänglich ist Durchführung der Operation Lagerung des Patienten in Bauchlage. Hautinzision in der Mittellinie über den Dornfortsätzen.Danach paraspinal Inzision der Fascia thoracolumbalis und sorgfältige Blutstillung. Nun wird die Muskulatur an den Dornfortsätzen mit Hilfe eines Cobb-Raspatoriums subperiostal abgelöst. Einsetzen von Wundspreizern. Nach Beendigung der Präparation werden die Eintrittsstellen für die Pedikelschrauben bestimmt. Dabei gibt es in der Literatur verschiedene Angaben zum Auffinden des optimalen Eintrittspunktes. Dick (1987) definierte ihn im Bereich der Lendenwirbelsäule als Schnittpunkt einer gedachten Horizontalen durch den Processus transversus und einer durch den lateralen Rand des Processus articularis verlaufenden Vertikalen. In der thorakalen Wirbelsäule liegt die Eintrittsstelle unmittelbar unter dem oberen Facettengelenk etwa drei Millimeter lateral der Gelenkmitte nahe der Basis des Querfortsatzes. Blauth et al. (1998) schlugen für den lumbalen Bereich zwei Hilfslinien vor: eine Senkrechte am lateralen Rand der Lamina sowie eine Senkrechte am lateralen Rand des oberen Gelenkfortsatzes. Der Eintrittspunkt liegt in der Mitte zwischen diesen beiden Linien. Nach der Wahl folgt die Verifizierung des gewählten Punktes in der Sagittalebene mit Hilfe des Bildwandlers im seitlichen Strahlengang; die Lage in der nicht einsehbaren Transversalebene kann lediglich abgeschätzt werden.

38 37 Die Schrauben sollten im thorakalen Bereich nach kaudal und 7-10 konvergierend zur Mittellinie eingebracht werden, um eine Verletzung des lateralen Wirbelkörpers zu vermeiden. Am thorakolumbalen Übergang sollte die Konvergenz 5 betragen, an der Lendenwirbelsäule Dabei dürfen sich die Schrauben weder berühren noch überkreuzen. Die Präparation des Schraubenkanals beginnt mit der Eröffnung der Pedikelkortikalis mittels eines Pfriems, danach folgt die Vertiefung auf ca. 3 cm mit der Vertiefungsahle. Einbringen von Kirschner-Drähten und Prüfung der Position im Bildwandler. Entfernen der Kirschner-Drähte, Austasten des Bohrkanals mit einem Längenmessinstrument zur Überprüfung der Pedikelwand. Es folgt das Eindrehen der selbstschneidenden Schanzschrauben mittels T-Handgriff und eine erneute Lagekontrolle mit dem Bildwandler im seitlichen Strahlengang, um Verletzungen der ventralen Wirbelkörperwand zu erkennen. Jetzt werden die Frakturbacken auf die Schanzschrauben gesetzt und der Längsstab durch beide Backen hindurchgeschoben. Beim Hinabschieben der Konstruktion zur Wirbelsäule ist darauf zu achten, dass der Stab medial zu liegen kommt. Durch die langen Hebel der Schanzschrauben ist jetzt eine Frakturreposition möglich. Dabei muss zwischen einer intakten bzw. destruierten Wirbelkörperhinterwand unterschieden werden. Bei unverletzter Hinterwand werden die Wirbel durch Zusammendrücken der Schanzschrauben lordosiert. Der Drehpunkt liegt dabei an den Hinterkanten der instrumentierten Wirbel. Die Frakturbacken müssen auf dem Stab gleiten können, wobei ein Verschieben von 5mm eine Korrektur von ca. 10 ergibt. Bei zerstörter Hinterwand bestünde bei der oben beschriebenen Technik theoretisch die Möglichkeit, dass Knochensplitter in den Spinalkanal dislozieren. Um dies zu verhindern, wird jede Frakturbacke durch einen Fixationsring gesichert, der auf den Längsstab gesetzt wird. Dadurch wird erreicht, dass sich das Rotationszentrum beim Zusammendrücken der Schraubenenden von der Wirbelkörperhinterwand auf die Längsstäbe verlagert. Auch hier bewirkt ein Abstand