Aktuelle Traumatol 2006; 36(1): 1-5
DOI: 10.1055/s-2006-923924
Schwerpunktthema

Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Effektivität von Vertebroplastie und Kyphoplastie in der Aufrichtung osteoporotischer Wirbelkörperfrakturen

Effectiveness of Vertebroplasty and Kyphoplasty in Height Restoration of Osteoporotic Vertebral Compression FracturesG. Voggenreiter1 , E. Lenz1 , U. Obertacke2 , R. Ascherl1
  • 1Orthopädisch-Traumatologisches Zentrum, Park-Krankenhaus Leipzig-Südost GmbH, Leipzig
  • 2Klinik für Unfallchirurgie, Universitätsklinikum Mannheim gGmbH
Further Information

Priv.-Doz. Dr. med. Gregor Voggenreiter

Orthopädisch-Traumatologisches Zentrum
Park-Krankenhaus Leipzig-Südost GmbH

Strümpellstraße 41

04289 Leipzig

Phone: 0341/864-2280

Email: voggenreiter.orth@parkkrankenhaus-leipzig.de

Publication History

Publication Date:
15 March 2006 (online)

Table of Contents #

Zusammenfassung

Die Schmerzreduktion bei Patienten mit osteoporotischen Wirbelkörperfrakturen ist für die Vertebroplastie und Kyphoplastie zweifelsfrei dokumentiert. Im Folgenden soll die Effektivität der beiden Verfahren hinsichtlich der Aufrichtung der Wirbelkörper gegenübergestellt und eventuelle die Aufrichtung beeinflussende Faktoren diskutiert werden. In einer Reihe von Studien konnte gezeigt werden, dass nicht nur bei der Kyphoplastie sondern auch bei der Vertebroplastie bei Vorliegen einer dynamischen Mobilität des Wirbelkörpers eine Aufrichtung von osteoporotischen Wirbelkörperfrakturen möglich ist. Analog zur Vertebroplastie konnte kürzlich für die Kyphoplastie gezeigt werden, dass ein Teil der erfolgten Aufrichtung alleine durch die Lagerung der Patienten erreicht wird. Durch Inflation der Ballonkatheter kommt es jedoch zu einer weiteren zusätzlichen Reduktion der Kyphose. Das Ausmaß der präoperativen Kyphose, das Frakturalter, das Frakturniveau und das Vorhandensein eines Vakuumphänomens gelten als Faktoren, welche die Aufrichtung beeinflussen. Die klinische Bedeutung der Aufrichtung der Wirbelkörper kann derzeit noch nicht abschließend beurteilt werden, da ein Zusammenhang zwischen dem Grad des Höhengewinnes und der Lebensqualität der Patienten bisher nicht nachgewiesen werden konnte.

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Abstract

Minimally invasive vertebral augmentation techniques (vertebroplasty and kyphoplasty) can provide dramatic pain relief in patients with osteoporotic vertebral compression fractures. In the following both procedures are compared regarding restoration of vertebral body height and factors affecting reduction of the vertebra are discussed. Recently some studies documented height restoration not only in patients treated with kyphoplasty but also in patients with vertebroplasty due to dynamic fracture mobility. According to the results obtained with vertebroplasty it has been shown in patients treated with kyphoplasty that about 50 % of height restoration is due to prone positioning of the patient, but inflation of the inflatable bone tamp results in a further reduction of the fracture. Significant factors affecting height restoration are the degree of the kyphotic deformity, the level and age of the fracture and the presence of an intravertebral vacuum cleft sign. The clinical impact of height restoration on the quality of life is poorly defined and needs to be elucidated in further studies.

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Einleitung

Osteoporotische Wirbelkörperfrakturen stellen ein bedeutsames klinisches Problem dar, das mit zunehmendem Anstieg des Alters der Bevölkerung an Bedeutung gewinnt. Dabei werden jedoch nur ca. ⅓ der Frakturen symptomatisch, d. h. die Mehrzahl der Frakturen bleibt klinisch stumm [[5]]. Viele Patienten mit schmerzhaften Wirbelkörperfrakturen können mit einer entsprechenden Schmerztherapie und mit Physiotherapie konservativ behandelt werden. Die Behandlung von Patienten, die auf diese konservative Therapie nicht ansprechen, stellt jedoch eine Herausforderung dar [[22]].

Neben den bei diesen Patienten häufig nur unzureichend behandelbaren Schmerzen stellt ein zunehmender Kollaps des gebrochenen Wirbelkörpers mit einer daraus resultierenden kyphotischen Deformität ein weiteres Problem dar. Damit kommt es zu einer wesentlichen Beeinträchtigung der Lebensqualität und der körperlichen Aktivität [[20]].

In der chirurgischen Behandlung der osteoporotischen Wirbelkörperkompressionsfraktur sollte somit sowohl der Schmerz, als auch die kyphotische Deformität der Wirbelsäule gezielt angegangen werden. Durch eine perkutane Zementaugmentation des gebrochenen Wirbelkörpers kann bei ca. 90 % der Patienten eine deutliche Schmerzbesserung erzielt werden [[1], [2], [11]]. Dieses als Vertebroplastie bekannte Verfahren wurde 1987 durch Galibert und Mitarb. zunächst für die Behandlung von symptomatischen Wirbelkörperhämangiomen eingeführt und dann zunehmend auch in der Behandlung von osteoporotischen Frakturen angewendet [[7]].

Als Weiterentwicklung wurde Ende der 90er-Jahre die Ballonkyphoplastie entwickelt, bei welcher vor der Zementapplikation ein Ballonkatheter im Wirbelkörper platziert wird [[15]]. Durch Aufblasen des Katheters kann eine Aufrichtung des Wirbelköpers erfolgen und nach Entfernen des Katheters bleibt ein Hohlraum zurück, in welchen dann Zement appliziert wird.

Obwohl durch die Vertebroplastie keine gezielte Aufrichtung des Wirbelkörpers möglich ist, konnte kürzlich gezeigt werden, dass eine dynamische Mobilität von osteoporotischen Wirbelkörperfrakturen besteht [[18]]. So konnte nachgewiesen werden, dass auch bei mittels Vertebroplastie behandelten Patienten alleine durch die Bauchlage während der Operation eine gewisse Aufrichtung der Wirbelkörper zu verzeichnen ist [[6], [9]]. Kürzlich konnte jedoch gezeigt werden, dass mittels Kyphoplastie eine über die lagerungsbedingte spontane Aufrichtung des Wirbelkörpers hinausgehende weitere signifikante Verbesserung der Wirbelkörperhöhe und Kyphosereduktion erreicht werden kann [[27]]. Im Folgenden soll die Effektivität von Vertebroplastie und Kyphoplastie gegenübergestellt und eventuelle, die Aufrichtung beeinflussende Faktoren diskutiert werden.

#

Aufrichtung des Wirbelkörpers durch Vertebroplastie

Mc Kiernan und Mitarb. [[18]] konnten zeigen, dass bei 44 % der Patienten welche mittels Vertebroplastie behandelt wurden eine so genannte dynamische Mobilität vorliegt, d. h. alleine durch die Bauchlagerung des Patienten während der Operation ist bereits eine gewisse Aufrichtung des Wirbelkörpers zu verzeichnen. Bei den Frakturen, die sich als mobil darstellten konnte eine Verbesserung der anterioren Wirbelkörperhöhe um 106 % erreicht werden. Somit wurde in dieser Serie das Phänomen der dynamischen Frakturmobilität bei osteoporotischen Frakturen erstmals beschrieben.

Die Möglichkeit einer Wirbelkörperaufrichtung unter Vertebroplastie wurde nahezu zeitgleich von Teng und Mitarb. [[25]] beschrieben. Bei 73 Wirbelkörpern kam es zu einer mittleren Reduktion des Kyphosewinkels um 4,3° und es Wedge-Winkels um 7,4°. Eine Wirbelkörperaufrichtung war bei 85 % der Patienten zu verzeichnen.

In einer Serie von 85 Wirbelkörpern konnten Hiwatashi und Mitarb. [[9]] zeigen, dass es bei 72 Wirbelkörpern unter der Vertebroplastie zu einer Verbesserung der Wirbelkörperhöhe kam. Dabei stellte sich bei 39 Wirbelkörpern die Höhe um mehr als 3 mm verbessert dar. Die Autoren führten diese Zunahme der Wirbelkörperhöhe auf die Injektion des hochviskösen Knochenzements zurück und dies vor allem bei den Patienten mit einer intakten Wirbelkörperwand, da durch intakte Knochengrenzen der Zementaustritt verhindert wird. Diese Hypothese wurde in der zitierten Arbeit jedoch nicht überprüft. Dublin und Mitarb. [[6]] fanden bei 30 Patienten, welche mittels Vertebroplastie behandelt wurden eine Zunahme der Wirbelkörperhöhe von 47,6 %. Bei lediglich 15 % der Patienten blieb die Höhe unverändert. Der Kyphosewinkel konnte um 5° verbessert werden. Sämtlichen Untersuchungen gemeinsam ist, dass die Aufrichtung der Wirbelkörper vor allem im vorderen Bereich des Wirbels und weniger in der Mitte und an der Wirbelkörperhinterkante stattfindet (Tab. [1]).

Tab. 1 Wirbelkörperaufrichtung nach Vertebroplastie

Autor

Patientenzahl

Aufrichtung

Dublin [[6]]

30

Ka

Teng [[25]]

53

K

7,4°

Hiwatashi [[9]]

37

Ha

2,5 mm

Mc Kiernan [[18]]

41

H

8,4 mm

Ka: Kyphosewinkel; Ha: anteriore Wirbelkörperhöhe

#

Wirbelkörperaufrichtung durch Kyphoplastie

Da die anatomische Wiederherstellung des Skelettsystems in der Behandlung von akut aufgetretenen Frakturen als eines der wichtigsten Behandlungsziele gilt, wurde ein aufblasbares Ballonsystem entwickelt, das es erlauben sollte eine weitgehende Aufrichtung der Wirbelkörperdeckplatten zu ermöglichen. Bei einer Reihe von Frakturen findet sich jedoch eine von der Körperposition abhängige Veränderung der Wirbelkörperkonfiguration.

Analog zur Vertebroplastie konnte kürzlich auch für die Kyphoplastie bei 30 Patienten gezeigt werden, dass ein Teil der erfolgten Aufrichtung alleine durch die Lagerung der Patienten erreicht wird. So konnte durch die Bauchlage eine Reduktion des Kyphosewinkels von im Mittel 3,7° erreicht werden. Durch Inflation der Ballonkatheter kam es zu einer weiteren Reduktion der Kyphose um 4,2° [[27]]. Nach Entfernung der Ballons kommt es zu einem geringfügigen Höhenverlust, wobei sich aber im Weiteren nach Einfüllen des Zements und postoperativ keine Veränderungen mehr ergeben (Abb. [1]). Daraus kann gefolgert werden, dass die Ballonkyphoplastie über eine spontane Reposition hinaus in der Aufrichtung von osteoporotischen Wirbelkörperfrakturen effektiv ist. Auch in dieser Untersuchung kam es bei 54 % der Patienten schon infolge einer dynamischen Mobilität zu einer Verbesserung der Wirbelkörperhöhe. In einer Kadaverstudie war die Kyphoplastie der Vertebroplastie in der Aufrichtung der Wirbelkörper überlegen. So konnte die Wirbelkörperhöhe mittels Kyphoplastie um 5,1 mm und mit Vertebroplastie um 2,3 mm verbessert werden, während sich der Kyphosewinkel bei beiden Verfahren nicht unterschied [[10]].

Zoom Image

Abb. 1 Verlauf des Kyphosewinkels (Ka) während der Kyphoplastie. Angegeben sind Mittelwerte ± Standardabweichung; Vergleiche mittels gepaartem t-Test. (∗) p < 0,01 für Bauchlage vs. präoperativ; (∗∗) p < 0,01 für Inflation des Ballons vs. Bauchlage; (#) p < 0,01 für Deflation des Ballons vs. Inflation; (§) p < 0,001 für postoperativ vs. präoperativ.

Ein Vergleich der Aufrichtungsergebnisse der bisher zur Kyphoplastie publizierten Arbeiten ist schwierig, da in den jeweiligen Arbeiten meist unterschiedliche Parameter verwendet werden (Tab. [2]). In Anbetracht der unterschiedlichen Messmethoden kann aber festgestellt werden, dass die Reduktion der Wirbelsäulenverkrümmung zwischen 5 und 10° beträgt [[3]].

Tab. 2 Wirbelkörperaufrichtung nach Kyphoplastie

Autor

Patientenzahl

Aufrichtung

Rhyne [[23]]

52

Cobb

3,6 °

Theodorou [[26]]

15

Ka

9,9 °

Lieberman [[15]]

30

Hm

35 %

Blattert [[4]]

19

Cobb

5,4 °

Hillmeier [[8]]

99

Höhe

16 %

Berlemann [[3]]

27

Ka

8 °

Wilhelm [[28]]

34

SI

6,5°

Ledlie [[14]]

91

Ha

23 %

Phillips [[21]]

29

Cobb

8,8 °

Majd [[17]]

222

Ha

8 %

Voggenreiter [[27]]

30

Ka

7,4 °

Cobb: Cobb-Winkel; Ka: Kyphosewinkel; Hm: mittlere Wirbelkörperhöhe; SI: sagittaler Index; Ha: anteriore Wirbelkörperhöhe

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Welche Faktoren beeinflussen die Wirbelkörperaufrichtung?

Wir und auch andere Autoren [[16]] konnten keinen Zusammenhang zwischen dem Frakturalter und der Verbesserung der Wirbelsäulendeformität durch die Kyphoplastie herstellen. Dies kann zum Teil auch daran liegen, dass sich das genaue Alter der Frakturen nicht mit Sicherheit bestimmen lässt, da die Altersbestimmung auf dem Beginn der Schmerzsymptomatik beruht und sich der Schmerzbeginn anamnestisch nicht immer klar herausarbeiten lässt. Berlemann und Mitarb. [[3]] hingegen konnten mittels multipler Regressionsanalyse die präoperative Kyphose, das Frakturalter und das Frakturniveau als Faktoren identifizieren, welche die Aufrichtung signifikant beeinflussen. Philipps und Mitarb. [[21]] konnten für Frakturen, welche nicht älter als 90 Tage waren einen Zusammenhang zwischen dem Frakturalter und der Verbesserung der Deformität nachweisen. Teng und Mitarb. [[25]] fanden einen tendenziell größeren Gewinn an Wirbelkörperhöhe und eine bessere Kyphosereduktion bei den Wirbeln, welche initial eine stärkere Deformität aufwiesen.

Ein Vergleich der Aufrichtung von Wirbelkörpern welche eine intravertebrale Gasansammlung aufwiesen mit solchen bei denen dies fehlte zeigte eine signifikant bessere Aufrichtung beim Vorliegen von Gas [[25]]. Bei diesem Vakuumphänomen (Abb. [2]) handelt es sich um intravertebrales Gas (überwiegend Stickstoff), welches im umliegenden Gewebe bei einer ischämischen Nekrose des Knochens entstehen kann aber auch häufig bei osteoporotischen Frakturen zu sehen ist [[13], [25], [26]].

Zoom Image

Abb. 2 Osteoporotische LWK1-Kompressionsfraktur einer 68-jährigen Patientin unter Kortison-Therapie. Neben alten Frakturen von LWK2 - 4 zeigt sich eine frischere Fraktur von LWK1 mit deutlicher intravertebraler Gasansammlung (Stickstoff). Dieses sog. Vakuumphänomen ist häufig mit einer dynamischen Mobilität des Wirbelkörpers vergesellschaftet.

Lane und Mitarb. fanden in 32 % von 236 osteoporotischen Kompressionsfrakturen zum Zeitpunkt der Vertebroplastie Gasansammlungen im Wirbelkörper und deuteten dies als Zeichen einer fehlenden Frakturheilung [[13]].

#

Hat die Wirbelkörperaufrichtung eine klinische Bedeutung?

Es ist in einer Vielzahl von Studien unzweifelhaft nachgewiesen worden, dass Vertebroplastie und Kyphoplastie hocheffektive Verfahren sind um die Schmerzsituation bei osteoporotischen Frakturen zu verbessern. Ob diese Reduktion der Schmerzen lediglich auf die mechanische Stabilisierung der Fraktur durch Einbringen des Knochenzements zurückzuführen ist, oder ob die Schmerzreduktion auch mit der Höhe der Aufrichtung korreliert, kann derzeit noch nicht endgültig beurteilt werden. Da es bei Patienten nach Vertebroplastie und Kyphoplastie zu einer raschen Besserung der Schmerzen und einer deutlichen Verbesserung der Lebensqualität kommt, scheint ein Zusammenhang zwischen diesen beiden Faktoren nicht unwahrscheinlich zu sein. Aus biomechanischen Gesichtspunkten jedoch sollte somit eine Aufrichtung des Wirbelkörpers auch klinisch von Bedeutung sein. Mc Kiernan und Mitarb. [[19]] konnten bei 46 Patienten nach Vertebroplastie aber keinen Zusammenhang zwischen der Höhe der Wirbelkörperaufrichtung und der Lebensqualität (Osteoporosis Quality of Life Questionnair) herstellen. Es existieren Hinweise, dass eine starke Aufrichtung des Wirbelkörpers ein erhöhtes Frakturrisiko für Nachbarwirbel mit sich bringt. So fanden Kim und Mitarb. [[12]] in einer retrospektiven Untersuchung bei einer Aufrichtung von Wirbelkörpern um mehr als einen Zentimeter ein um den Faktor 2,59 erhöhtes Risiko für Anschlussfrakturen. Als dafür möglicherweise verantwortlicher Mechanismus wird eine durch die Aufrichtung ausgelöste stärkere Weichteilspannung diskutiert, die ihrerseits wieder zum Kollaps von Wirbelkörpern insbesondere in Nachbarsegmenten führen könnte.

Bei Frauen mit osteoporotischen Frakturen der thorakalen Wirbelsäule konnte im Vergleich zu Frauen ohne Wirbelkörperfrakturen neben einer Kyphose eine signifikante Reduktion der Vitalkapazität und des forcierten Einsekundenausatmungsvolumens nachgewiesen werden [[16], [24]]. Ob es aber umgekehrt durch die Aufrichtung des Wirbelkörpers etwa zu einer Verbesserung der Lungenfunktion kommt wurde bis noch nicht untersucht.

#

Zusammenfassung

Sowohl Vertebroplastie wie auch Kyphoplastie führen zu einer Verbesserung der Wirbelkörperhöhe und zu einer Reduktion der Kyphose bei osteoporotischen Wirbelkörperkompressionsfrakturen. In einer eigenen Untersuchung konnte gezeigt werden, dass die Kyphoplastie über eine lagerungsbedingte Wirbelreposition hinaus in der Aufrichtung des Wirbels effektiv ist. Es ist aber bisher unklar, ob eine Optimierung der Wirbelsäulengeometrie mit einer Verbesserung des klinischen Outcome einhergeht. Um den Stellenwert der beiden Verfahren näher zu definieren wäre eine prospektive randomisierte Studie zwingend erforderlich.

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Literatur

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Priv.-Doz. Dr. med. Gregor Voggenreiter

Orthopädisch-Traumatologisches Zentrum
Park-Krankenhaus Leipzig-Südost GmbH

Strümpellstraße 41

04289 Leipzig

Phone: 0341/864-2280

Email: voggenreiter.orth@parkkrankenhaus-leipzig.de

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Abb. 1 Verlauf des Kyphosewinkels (Ka) während der Kyphoplastie. Angegeben sind Mittelwerte ± Standardabweichung; Vergleiche mittels gepaartem t-Test. (∗) p < 0,01 für Bauchlage vs. präoperativ; (∗∗) p < 0,01 für Inflation des Ballons vs. Bauchlage; (#) p < 0,01 für Deflation des Ballons vs. Inflation; (§) p < 0,001 für postoperativ vs. präoperativ.

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Abb. 2 Osteoporotische LWK1-Kompressionsfraktur einer 68-jährigen Patientin unter Kortison-Therapie. Neben alten Frakturen von LWK2 - 4 zeigt sich eine frischere Fraktur von LWK1 mit deutlicher intravertebraler Gasansammlung (Stickstoff). Dieses sog. Vakuumphänomen ist häufig mit einer dynamischen Mobilität des Wirbelkörpers vergesellschaftet.