Biomechanik der Hyperextensionsverletzung der subaxialen Halswirbelsäule

Zusammenfassung

Die Hyperextensionsverletzung der Halswirbelsäule kann, je nach Verletzungsausmaß, zu einer relevanten Destabilisierung führen. Je nach klinischem Bild können diese Verletzungen mit neurologischen oder vaskulären Ausfällen einhergehen. Eine genaue Kenntnis der destabilisierenden Faktoren ist daher von großer Bedeutung. In einer biomechanischen Untersuchung wurde in einem Wirbelsäulensimulator an 10 frischen humanen Halswirbelsäulen zunächst das normale Bewegungsausmaß der Segmente HWK 4–7 nach definierter Krafteinleitung bestimmt. In 3 Schritten wurden zunächst das vordere Längsband, dann die Bandscheibe mit hinterem Längsband und nachfolgend der interspinöse Bandkomplex mit Ligamentum flavum durchtrennt und auf die, nach den einzelnen Schritten noch vorhandene Stabilität in alle Richtungen hin untersucht. In Hinblick auf Flexion und Extension wurde eine Zunahme der Beweglichkeit von 8,36 % nach Durchtrennung des vorderen Längsbandes, von 90,45 % nach Resektion der Bandscheibe und des hinteren Längsbandes und von 121,67 % nach dorsaler Durchtrennung gemessen. Hinsichtlich Seitneigung betrugen die Werte im Mittel 7,88 %/27,48 %/33,23 %; die axiale Rotationsbeweglichkeit steigerte sich um 2,87 %/31,16 %/45,80 %. Die isolierte Durchtrennung des vorderen Längsbandes führte nur zu einer geringen Destabilisierung der HWS, die Bandscheibe hingegen trägt maßgeblich zur Stabilität bei. Unsere Untersuchung deckt sich diesbezüglich mit Finite-Elemente-Studien, die ähnliche Ergebnisse zeigten. Überträgt man die Ergebnisse auf die Klinik, kann eine gesichert isolierte Ruptur des vorderen Längsbandes ohne operative Stabilisierungsmaßnahmen therapiert werden.

Abstract

Hyperextension injuries of the subaxial cervical spine are potentially hazardous due to relevant destabilization. Depending on the clinical condition, neurologic or vascular damage may occur. Therefore an exact knowledge of the factors leading to destabilization is essential. In a biomechanical investigation, 10 fresh human cadaver cervical spine specimens were tested in a spine simulator. The tested segments were C4 to 7. In the first step, physiologic motion was investigated. Afterwards, the three steps of injury were dissection of the anterior longitudinal ligament, removal of the intervertebral disc/posterior longitudinal ligament, and dissection of the interspinous ligaments/ligamentum flavum. After each step, the mobility was determined. Regarding flexion and extension, an increase in motion of 8.36 % after the first step, 90.45 % after the second step, and 121.67 % after the last step was observed. Testing of lateral bending showed an increase of mobility of 7.88 %/27.48 %/33.23 %; axial rotation increased by 2.87 %/31.16 %/45.80 %. Isolated dissection of the anterior longitudinal ligament led to minor destabilization, whereas the intervertebral disc has to be seen as a major stabilizer of the cervical spine. Few finite-element studies showed comparable results. If a transfer to clinical use is undertaken, an isolated rupture of the anterior longitudinal ligament can be treated without surgical stabilization.