Nach einer Hochrechnung aus einer 10%igen Stichprobe der meldepflichtigen Unfälle der gewerblichen Berufsgenossenschaften mit Frakturen der Wirbelsäule aus dem Jahr 2004 sind insgesamt 5.222 Wirbelsäulenfrakturen zu erwarten. Hiervon betreffen 502 die Halswirbelsäule, der Rest ist auf die Brustwirbelsäule und v. a. die Lendenwirbelsäule in einem Verhältnis von 2:3 konzentriert. Die Frakturen in diesem Bereich sind also relevant für Patienten, für die im Behandlungsteam Tätigen und nicht zuletzt für die Kostenträger. Im Jahr 2002 wurden insgesamt 1950 neu festgestellte Unfallrenten aufgrund von Frakturen der Wirbelsäule als führender Verletzung bei den gewerblichen Berufsgenossenschaften vergeben. Von der Anzahl her führt der 1. Lendenwirbelkörper mit 584 vor dem 12. Brustwirbelkörper mit 286, dem 2. Lendenwirbelkörper mit 198 und dem 3. Lendenwirbelkörper mit 86 Fällen [28]. Es lohnt sich also, diese Region statistisch aufzuarbeiten und auch einen historischen Abriss der Behandlung aufzuzeigen.

Historie

3000–100 v. Chr.: Therapeutischer Nihilismus

Wer in Homers „Ilias“ oder auch der „Odyssee“ nach Beschreibungen von Wirbelkörperverletzungen sucht, wird enttäuscht sein. Obwohl damals Wirbelkörperfrakturen sicher vorkamen, werden weder die Verletzungen noch deren Folgen mit z. B. einer Querschnittlähmung beschrieben. Bei der Detailgenauigkeit der Kampftechnik und der Verletzungen in Homers „Ilias“ muss dies verwundern. Die Ursache dafür liegt vermutlich in der Tatsache, dass eine Querschnittlähmung aussichtslos in der Behandlung war und in der Regel nur kurzfristig überlebt wurde. Der Tod als Folge der allgemeinen Komplikationen wie Dekubitalulzerationen, Blasen- und Harnwegsinfekte mit nekrotisierenden Entzündungen war gewiss, und es galt als Regel, dass man eine Lähmung nach Wirbelkörperfrakturen nur so viele Tage überleben konnte, wie es der Nummerierung der Wirbelkörper von oben nach unten (C1–LWK5) entspricht (1–24).

Diese Phase der Behandlung von Wirbelkörperbrüchen kann man durchaus als die des therapeutischen Nihilismus bezeichnen. Beschreibung von Verrenkungen eines Halswirbelkörpers mit Tetraplegie sind im Papyrus Smith [26], welches auf die Jahre 3000–2500 v. Chr. zurückgeht, vorhanden.

100 v. Chr. –18. Jahrhundert: Beseitigung des Gibbus

Ab 100 v. Chr. bis zum 18. Jahrhundert galt das Behandlungsbemühen in erster Linie der Beseitigung eines posttraumatischen thorakolumbalen Gibbus. Dieses Ziel wurde z. T. mit äußerst brutalen Mitteln durch Aushängen auf Repositions- und Streckbänken angestrebt. Ergebnisse über die erreichten Repositionen und deren Komplikationen sind nicht mitgeteilt.

17.–19. Jahrhundert: chirurgische Anfänge

In der Zeit von 1700–1900 sind einige Fälle einer offenen Fragmententfernung beschrieben. Fabrizius von Hilden war der Erste, der in „hoffnungslosen Fällen“ eine offene Reposition mit einer an den Dornfortsätzen eingreifenden Zange angab. Die erste Laminektomie hat Cline [3] 1814 in London ausgeführt und gab damit Anlass für eine lange Diskussion über den Nutzen dieses Verfahrens. Sein erster Patient starb nach 9 Tagen.

Die erste operative Stabilisierung der Wirbelsäule wird Hadra [10] zugeschrieben. Er fixierte eine Luxationsfraktur des 6. und 7. Halswirbels durch einen mehrfach um die Dornfortsätze geschlungenen Silberdraht.

1900–1930: Phase der Ruhigstellung

Neben diesen noch seltenen operativen Eingriffen begann man um 1900 mit einer Ruhigstellung der Wirbelkörperfrakturen durch Bettruhe. Erst ab 1920 wurde die Bedeutung der Reposition, die Roland von Parma [25] um 1210 n. Chr. bereits beschrieben hatte, wieder zur Kenntnis genommen. Reposition, Bettruhe und anschließend Rehabilitation waren bis 1930 die Behandlungsgrundsätze.

In der Folge entwickelte sich ein wissenschaftlicher Disput zwischen Magnus [21] und Lorenz Böhler [1] um die beste Behandlung der Wirbelkörperbrüche. Magnus [21] befürwortete die Behandlung von Wirbelfrakturen ohne Lähmungen nach funktionellem Schema ohne Berücksichtigung der unfallbedingten Fehlstellungen. Er ging davon aus, dass durch die unfallbedingte Fehlstellung bei der Kompression des Wirbelkörpers eine neu definierte Stabilität eintritt, die nicht durch eine Aufrichtung und damit Hinterlassung eines Defekts im Wirbelkörper behandelt werden sollte. Böhler [1] dagegen beschrieb die 3 Etappen der Behandlung mit

  • Einrichtung der Fraktur,

  • Ruhigstellung in Gipsverbänden und

  • einer anschließenden ausgefeilten Übungsbehandlung im Gipsmieder.

1930 bis heute: chirurgische Phase dorsal

Der eigentliche Beginn der chirurgischen Phase der Wirbelsäulenbehandlung ist auf etwa 1950 zu datieren. Cullen [6] beschrieb 1949 eine paraspinöse Doppelplatte zur Stabilisierung von Wirbelkörpern mit dem Vorteil einer operationstechnisch einfachen und gefahrlosen Fixation. Harrington [11] stabilisierte 1962 die für die Skoliosechirurgie entwickelte Technik mit sublaminären Haken und einem Stabsystem, und Weber [31] in St. Gallen berichtete 1966 über den Einsatz von Knochenzement in Kombination mit Drahtschlingen.

Eine entscheidende Verbesserung der Stabilität wurde durch die transpedikuläre Fixation mit dorsaler Verplattung durch Roy-Camille u. Berteaux [29] erreicht. Eine Erweiterung dieses Prinzips einschließlich Repositionsmöglichkeit wurde mit dem Fixateur externe der Wirbelsäule von Magerl [18] 1982 angegeben. Dieses System wurde von Dick 1984 [8] modifiziert und in den uns bekannten Fixateur interne umgewandelt.

Gelenkfortsatzverschraubungen wurden von Toumey [30] 1943 und Magerl [19] in einer Verbesserung 1982angegeben.

Daniaux [7] empfahl 1982 erstmals die transpediukläre Reposition und Spongiosaauffüllung des Wirbelkörpers. Er beschrieb auch die transpedikuläre Entfernung der zerrissenen Bandscheiben und die Spongiosaauffüllung des Zwischenwirbelraums zur intrakorporellen ventralen Fusion.

1934 bis heute: chirurgische Techniken ventral

Alle bisher genannten Techniken begründeten sich in erster Linie aufgrund des ungefährlichen dorsalen Zugangs zur Wirbelsäule. Ventrale Zugänge zur Wirbelsäule wurden bereits 1934 von Ito et al. [14] für die Behandlung von tuberkulösen Herden in der Wirbelsäule angegeben. Hodgson u. Stock [13] beschrieben die gesamten vorderen Zugänge zur Wirbelsäule bei Operationen der Tuberkulose. Diese beinhalteten auch die nach ihnen benannte Thorakophrenolumbotomie als maximale Freilegung und maximal invasivem Zugang zur Wirbelsäule.

Nach der Entwicklung des ventralen Zugangs zur Halswirbelsäule durch Cloward [4] und der nach ihm benannten ventralen Fusion wurden diese Zugänge zunehmend auch für die interkorporelle Fusion von Brust- und Lendenwirbelkörpern verwendet. Zusätzlich wurden später zur Sicherung der eingebrachten Späne und der erreichten Reposition auch Implantate, wie Platten oder Körbe, von ventral eingebracht.

Die großen Zugänge zur Wirbelsäule gerieten wegen ihrer Morbidität immer mehr in die Kritik, und es entwickelten sich minimalinvasive (Zwerchfellsplit), transpleurale, retroperitoneale, später auch transthorakale endoskopische Zugänge und Stabilisierungsmethoden. Ab etwa 1995 gibt es erste größere Statistiken über die erreichten Ergebnisse, die von Bühren [2] mitgeteilt wurden.

Dorsalisten und Ventralisten

Nach dem 2-Säulen-Konzept von Whitesides [32], welches dieser 1977 postulierte, ist die vordere Säule, bestehend aus den Wirbelkörpern und den Bandscheiben, in erster Linie druckbelastet, die dorsale Säule, bestehend aus den Wirbelbögen und den dorsalen Bandstrukturen, eher zugbelastet. Dieses einfache Modell hat sich für die Versorgung von Wirbelkörperfrakturen als sehr dienlich herausgestellt.

In den letzten Jahrzehnten entwickelte sich eine ausgiebige und sehr kontrovers geführte Diskussion zwischen den so genannten „Ventralisten“ und „Dorsalisten“. Diese überspitzte Bezeichnung bedeutet, dass die Operateure, die allein von dorsal stabilisieren, davon überzeugt sind, dass durch Reposition des Wirbelkörpers und die Ausschaltung der Zugkräfte eine ausreichende dauerhafte Stabilität für eine spontane Überbrückung der ventral instabilen Situation erreicht werden kann. Die „Ventralisten“ hingegen sind sich sicher, dass neben der dorsalen Stabilisierung v. a. am Ort der Instabilität—der ventralen Säule—eine Stabilisierung erfolgen muss.

Querschnittlähmung

Wie schon erwähnt, ist im Papyrus Smith [23] im Fall 31 eine Verrenkung an einem Halswirbel berichtet. Beschrieben wird der Lähmungszustand beider Beine und Arme, der Priapismus und die Ischuria paradoxa. Es wird gleichzeitig erläutert, dass man diese Verletzung nicht behandeln sollte. Hippokrates [12] hat die Einrichtung von Wirbelbrüchen ohne Lähmung mit Druck auf den lokalen Gibbus angegeben, im Falle der Lähmung kannte er kein Einrichtungsverfahren. Er war der Meinung, dass diese Verletzten nicht zu retten sind.

Monteggia et al. [24] warnten noch im 19. Jahrhundert vor jedem Repositionsversuch, weil es bei diesem zu einer Lähmung kommen kann. Die Tetraplegie bedeutete das Todesurteil. 3 von 100 Patienten mit Lähmungen der unteren Extremitäten überlebten wenige Wochen, nach 2 Jahren waren alle an Komplikationen verstorben.

Malgaigne [22] dagegen reponierte 1847 eine Lendenwirbelkörperfraktur durch Längszug und Lordosierung. Er berichtete auch über eine sich zurückbildende Lähmung nach diesem Manöver. Derartige Erfolge blieben jedoch extrem seltene Ausnahmen.

Ursache für die mangelnden Behandlungsmöglichkeiten war auch die schlechte Abbildbarkeit der Verletzung in der Röntgenuntersuchung. Erst 1914 war es möglich, eine Röntgenaufnahme der Wirbelsäule in ausreichender Qualität herzustellen. Der Durchbruch der operativen Behandlung der Wirbelsäulenverletzungen kam nach Einführung der CT-Diagnostik sowohl für die Klassifikation als auch für die therapeutischen Maßnahmen. Erst mit Nutzung der Röntgendiagnostik wurde bekannt, dass nur in 10–15% der Wirbelsäulenverletzungen das Rückenmark beschädigt ist.

Auf die Diskussion zwischen Magnus und Böhler wurde bereits hingewiesen. Im Falle einer Lähmung nach Wirbelkörperfraktur wies Böhler [1] auf die Möglichkeit einer druckbedingten Durchblutungsstörung von nervalen Strukturen hin. Er forderte daher, eine Verschiebung der Wirbelsäule im Falle einer Lähmung möglichst rasch zu beheben, um den möglichen schädigenden Druck auf die ernährenden Gefäße oder das Rückenmark selbst zu beseitigen. Er beschrieb auch Rückbildungen von Teillähmungen und eine vollständige Rückbildung einer kompletten Lähmung.

Lange Zeit war es zudem eine ethische Frage, ob ein Leben mit einer Lähmung überhaupt einen Sinn habe und ob man dieses Leben verlängern dürfe. Povacz [26] beschrieb in seinem Buch über die Geschichte der Unfallchirurgie, dass noch 1942 eine Konferenz der Royal Society of Medicine über die Rehabilitation nach Gehirnverletzungen und Verletzungen der peripheren Nerven in London stattfand, und gab an, dass die Verletzungen des Rückenmarks hier überhaupt nicht zur Sprache gekommen seien.

Eine Wende in der nihilistisch-defätistischen Einstellung in der Behandlung der Wirbelkörperverletzungen hat sich mit der Vorbereitung der Invasion der Alliierten in die Normandie im Jahre 1944 eingestellt. Es wurde mit einer hohen Zahl von Rückenmarkverletzungen bei den zu erwartenden Kämpfen gerechnet, und bereits ab 1943 wurde eine Sonderstation für diese Verletzten geplant. Am 01.02.1944 wurde die 1. Querschnittsabteilung im Stoke Mandeville Hospital in Salesbury eröffnet. Das Leitmotiv der Klinik war die umfassende Rehabilitation der Patienten. Die Leitung dieser Abteilung wurde Herrn Dr. Ludwig Guttmann (Abb. 1) übergeben. Er führte die intermittierende Katheterisierung durch den Arzt unter sterilen Bedingungen ein, regelmäßige Lagewechsel zur Dekubitalgeschwürprophylaxe und die Streichmassage zur Darmentleerung. Auch das Drehbett geht auf ihn zurück und führte zu einer wesentlichen Erleichterung für das Pflegepersonal. Guttmann [9] entwickelte auch eine eigene Reposition, die so genannte „Posturalreduktion“. Nach der Reposition bekämpfte er Gelenkkontrakturen durch aktives Training der Muskeln und der Gelenke. Nach Festigung der Fraktur wurde mit Stehübungen und abnehmbaren Beinschienen ein Einknicken der Knie verhindert. Guttmann unterstützte die aktive Bewegung des Verletzten durch Mobilisation im Rollstuhl und nutzte die Ergotherapie als Rehabilitationstechnik. Er führte auch Sportkämpfe unter den Gelähmten ein und erkannte den Wert des Sports für die Wiedereingliederung in ein soziales Leben. Auf seine Ideen geht die Behindertenolympiade zurück.

Abb. 1
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Sir Ludwig Henry Guttmann, Begründer der umfassenden Sorge um den Querschnittpatienten

Er revolutionierte damit die Einstellung der Umwelt, der Angehörigen und der Verletzten bezüglich ihre zukünftigen Anforderungen und Erwartungen. Damit erreichte er—zusammen mit medizinischen Neuerungen—eine neue Akzeptanz des Krankheitsbilds und in einem hohen Prozentsatz eine Reintegration der Patienten in den Alltag [26].

Ihm gelang es, die Letalität von 3000 stationär behandelten Patienten von zuvor allgemein üblichen 90% auf 11,4% zu senken und von 2299 entlassenen immerhin 1059 in ihrer eigenen, ihren Bedürfnissen angepassten Wohnung unterzubringen. 2012 dieser Patienten wurden für industrielle, gewerbliche oder andere Arbeit wiederhergestellt. Von diesen konnte die Hälfte einer Vollbeschäftigung nachgehen.

Klassifikation

Eine umfassende Einteilung der Verletzungen wurde von Magerl et al. [20] 1994 entwickelt (Abb. 2). Sie berücksichtigt erstmals die durch die bildgebende Diagnostik (CT) mögliche Einsicht in die Unfallmechanismen und regelhaft verlaufende Verletzungskombinationen der einzelnen Strukturanteile der Wirbelsäule. Im Wesentlichen sind in ihr 3 Mechanismen der Frakturentstehung beschrieben:

Abb. 2
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Klassifikation von Magerl et al. [20]

  • Typ A umfasst die Kompressionsverletzung,

  • Typ B die Flexions- und Distraktionsverletzungen und

  • Typ C die Rotationsverletzungen.

Mit dieser Klassifikation wurde ein besseres Verständnis der Frakturentstehung und der notwendigen Behandlung erreicht. Sie ist an das Schema der AO-Klassifikation von Müller angelehnt und wird wegen ihrer Systematik für alle Wirbelkörper außer C1 und C2 weltweit eingesetzt [20].

Navigation

Ein vollkommen neues Kapitel in der Behandlung von Wirbelkörperfrakturen wurde mit der chirurgischen Navigation und dem Besetzen der Pedikel unter Navigationsbedingungen aufgeschlagen. Mit dieser Art von Bildgebung und Operationssteuerung konnte die Sicherheit im Therapieverfahren verbessert werden. Zu Beginn der 1990er Jahre setzte die zunehmende Verwendung von Fremdmaterialien zum Ersatz der Wirbelkörper und der Bandscheibe ein. Ziel dieser Behandlung waren die Wiederherstellung der ursprünglichen anatomischen Säulenfunktion mit einer stabilen ventralen Komponente und die Reduktion der Entnahmemorbidität durch die bis dato am weitesten verbreitete Technik des Ersatzes mit trikortikalen autologen Knochenspänen.

Osteoporotische Frakturen

In den letzten Jahren haben sich 2 Methoden zur Behandlung von osteoporotischen Wirbelkörperfrakturen in den Vordergrund gedrängt:

  • die Vertebroplastie, bei welcher ein Knochenzement unter Repositionsbedingungen transpedikulär in den Wirbelkörper eingebracht wird, und

  • die Kyphoplastie, welche von ihrem Grundsatz in der Anwendung etwas sicherer bezüglich Zementaustritt in Venen- und Spinalkanal erscheint.

    Bei dieser Technik werden Ballons transpedikulär beidseitig in den Wirbelkörper eingebracht, auf hohe Drücke aufgeblasen und der entstandene Hohlraum nach der angestrebten Reposition mit Knochenzement aufgefüllt.

Diese Methoden haben sich wegen der hohen Effizienz und häufig sofortigen Schmerzbefreiung sehr schnell durchgesetzt.

Lokalisation und Häufigkeit von Wirbelkörperfrakturen

Die Arbeitsgruppe „Wirbelsäule“ der DGU erfasste in einer Multicenterstudie zwischen 1993 und 1998 insgesamt etwa 1000 Wirbelkörperfrakturen am thorakolumbalen Übergang, die operativ behandelt wurden. Die Zusammenfassung der Ergebnisse wurde in einer konsekutiven Serie in „Der Unfallchirurg“ von Knop et al. [15, 16, 17], beginnend 1999, veröffentlicht.

Ursachen der Wirbelbrüche und damit der notwendigen operativen Behandlung waren meist Sturz aus größerer Höhe und Verkehrsunfälle. Am häufigsten war mit fast 50% der 1. Lendenwirbelkörper, gefolgt vom 12. Brustwirbelkörper mit 25% und dem 2. Lendenwirbelkörper mit 20% betroffen (Abb. 3). Die Frakturtypen, die am häufigsten einer operativen Behandlung bedurften, fielen in die Kategorie der Typ-A3-Verletzung, der Kompressionsberstungsbrüche, gefolgt von den Flexions-/Distraktionsverletzungen sowie den Kompressions-/Rotationsverletzungen (Tabelle 1). In dieser umfassenden Arbeit wurde eine eindeutige Korrelation der neurologischen Ausfälle zum Frakturtyp mit einer Zunahme von A–C nachgewiesen.

Abb. 3
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Lokalisation und Häufigkeit der Frakturen am thorakolumbalen Übergang nach Knop et al. [15]: Dominanz des 1. LWK gegenüber seinen Nachbarwirbeln

Tabelle 1 Eckdaten der Studie der Arbeitsgruppe Wirbelsäule der DGU

Bezüglich der operativen Behandlung wurden insgesamt 65,7% allein von dorsal, 28,9% kombiniert dorsoventral und nur 5,4% alleine von ventral stabilisiert. Diese Zahlen mögen eine Übersicht dafür geben, wie in spezialisierten Traumazentren in Deutschland in diesem Zeitraum die operative Behandlung in Abhängigkeit von der Verletzung, Begleitverletzungen, Alter und neurologischen Begleiterscheinungen durchgeführt wurde (Tabelle 1).

Im Rahmen der Nachuntersuchungen konnte festgestellt werden, dass das vorbestehende Aktivitätsniveau nach dem Unfall und der operativen Versorgung nur selten wieder erreicht wurde.

Eine 10 Jahre ältere Untersuchung konnte aus dem Krankengut der Universitätsklinik Hannover nach konservativer Behandlung bezüglich der beruflichen Rehabilitation nachweisen, dass auch mit konservativer Therapie in den meisten Fällen eine gute berufliche Reintegration gelingen kann. Immerhin konnten 13 Patienten von 37, die eine stehende Tätigkeit verrichten, voll rehabilitiert werden. Allerdings waren 8 von 37 Patienten beruflich nicht mehr integrierbar (Abb. 4) [27].

Abb. 4
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Berufliche Entwicklung von Patienten der MHH nach konservativer Behandlung von Wirbelfrakturen, Nachuntersuchungszeitraum 10 Jahre

Fazit

Es gab und gibt nicht nur einen „goldenen Weg“ der Behandlung von Wirbelsäulenverletzungen. Optimale Behandlungswege müssen sich in Zukunft an den Spätergebnissen messen lassen. Es wird sich erst zeigen, ob synthetische Materialien sich auf Dauer bewähren oder eine potenzielle Gefahr für den Körper darstellen.

Der Unfallchirurg sollte in seine Entscheidung für das gewählte Verfahren seine Erfahrungen einfließen lassen und die Literatur kritisch betrachten und dem Patienten eine solide Behandlungsofferte anbieten können.