Sachverhalt:
A. Das Obergericht des Kantons Bern erklärte X._ am 17. März 2009 zweitinstanzlich der fahrlässigen Tötung zum Nachteil von A._ schuldig und verurteilte ihn zu einer Geldstrafe von zehn Tagessätzen zu je Fr. 300.--, unter Gewährung des bedingten Vollzugs bei einer Probezeit von zwei Jahren.
B. X._ führt Beschwerde in Strafsachen mit dem Antrag, das Urteil des Obergerichts des Kantons Bern vom 17. März 2009 sei aufzuheben. Ausserdem ersucht er um aufschiebende Wirkung der Beschwerde.
Die Generalprokuratur des Kantons Bern verzichtet auf eine Vernehmlassung zur Beschwerde und beantragt die Bestätigung des angefochtenen Urteils. Das Obergericht stellt den Antrag auf Abweisung der Beschwerde.

Erwägungen:
1. 1.1 Der Verurteilung des Beschwerdeführers liegt der folgende Sachverhalt zugrunde: A._, geboren _._.1947, litt an therapieresistenten Rücken- und Beinschmerzen, ausgelöst durch ein Wirbelgleiten zwischen den Lendenwirbeln L3 und L4 mit Nervenwurzeleinklemmung. Sie wurde im Jahr 2002 von ihrem Hausarzt an Dr. med. D._, Facharzt für Neurochirurgie, überwiesen, welcher den Beschwerdeführer, Facharzt für Orthopädische Chirurgie, beizog. In Absprache mit der Patientin wurde beschlossen, dass Dr. med. D._ die Dekompression der eingeklemmten Nervenwurzel (Nervenwurzelentlastung/Laminektomie) vornimmt und der Beschwerdeführer anschliessend abhängig vom intraoperativen Befund allenfalls die Stabilisation bzw. Versteifung der beiden instabilen Wirbel durch Verschraubung (Spondylodese) ausführt. Die Operation erfolgte am 9. Dezember 2003. Nachdem Dr. med. D._ die Nerven-Dekompression korrekt und komplikationslos durchgeführt hatte, begann der Beschwerdeführer mit der notwendigen Stabilisierung der Wirbel. Nach der erfolgreich verlaufenen linksseitigen Verschraubung der Lendenwirbel bohrte der Beschwerdeführer rechtsseitig den zur Führung der einzusetzenden Titanhohlschraube (Titan-Spongiosaschraube) dienenden Kirschnerdraht zu weit vor. Sobald er dies bemerkt hatte, drehte er den Draht wieder zurück und setzte die Operation fort. Als bei der Patientin in der Folge der Blutdruck absank und nicht mehr messbar war, begann der Beschwerdeführer mit manueller Herzmassage. Diese und die durch Dr. med. E._, Facharzt für Viszeralchirurgie, vorgenommene Laparotomie (Bauchschnitt) mit Absaugen des Blutes, Verabreichen von Blutkonserven und Abklemmen der Hohlvene zeitigten jedoch keinen Erfolg. A._ verstarb durch Verbluten infolge der durch den Kirschnerdraht verursachten Venenverletzung (vgl. angefochtenes Urteil S. 4).
1.2 Im Auftrag der Untersuchungsbehörden erstellten Dr. med. F._, Facharzt für Rechtsmedizin, und Dr. med. G._, Facharzt für orthopädische Chirurgie speziell Wirbelsäulenchirurgie, ein orthopädisch-rechtsmedizinisches Gutachten (Gutachten vom 28. Juli 2004, vorinstanzliche Akten act. 34-44). Den Parteien wurde Gelegenheit zu Ergänzungsfragen gegeben, welche Dr. med. F._ und Dr. med. G._ im Rahmen eines Ergänzungsgutachtens beantworteten (Ergänzungsgutachten vom 6. Dezember 2005, vorinstanzliche Akten act. 285-298).
Mit Überweisungsbeschluss vom 18./22. August 2006 wurde der Beschwerdeführer wegen fahrlässiger Tötung dem Strafeinzelgericht zur Beurteilung überwiesen (vorinstanzliche Akten act. 352-354). Der zuständige Richter hiess einen Antrag seitens des Beschwerdeführers auf Einholung eines weiteren fachärztlichen Gutachtens gut und setzte Dr. med. H._, Facharzt für orthopädische Chirurgie speziell Wirbelsäulenchirurgie, als Gutachter ein. Dessen Gutachten datiert vom 4. Februar 2008 (vorinstanzliche Akten act. 423-446). Mit Urteil vom 22. August 2008 sprach das Strafeinzelgericht den Beschwerdeführer der fahrlässigen Tötung schuldig (vgl. vorinstanzliche Akten act. 489-515).
1.3 Die Vorinstanz bestätigt den Schuldspruch. Sie erwägt, es könne im Gegensatz zu den Ausführungen des Strafeinzelgerichts offen gelassen werden, ob das zu weite Vordringen mit dem Kirschnerdraht unter den konkreten Umständen eine Sorgfaltspflichtverletzung darstelle. Entscheidend sei vielmehr, was der Beschwerdeführer im Anschluss an die Perforation der Hohlvene durch den Kirschnerdraht getan respektive unterlassen habe. Diese Phase werde vom Beschwerdeführer völlig ausgeblendet und auch vom erstinstanzlichen Gericht (zufolge Bejahung der Fahrlässigkeit bereits durch das zu tiefe Vorbohren) nicht weiter beachtet. Ebenso wenig äusserten sich die Gutachten hierzu (angefochtenes Urteil S. 37). Die Vorinstanz betont, der Beschwerdeführer hätte nach Bemerken des zu weiten Vorbohrens des Kirschnerdrahtes diesen nicht einfach zurückziehen und die Operation während rund 20 bis 30 Minuten bis zum Wundverschluss fortsetzen dürfen, sondern stattdessen die Operation stoppen und überprüfen müssen, ob der Kirschnerdraht die Hohlvene verletzt habe. Nach Feststellung der Verletzung hätte insbesondere Dr. med. E._ sofort beigezogen werden können, um die Blutung zu stoppen, allenfalls Blut abzusaugen, den Kirschnerdraht zu entfernen und die Hohlvene zu reparieren. Dass mit diesen sofort bzw. in diesem Zeitpunkt vorgenommenen Massnahmen A._ mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nicht gestorben wäre, erscheine auch ohne diesbezügliche Begutachtung als klar (angefochtenes Urteil S. 38 f.). Mit diesen Ergänzungen und Präzisierungen, ja Richtigstellungen sowohl in sachverhaltsmässiger wie auch in rechtlicher Hinsicht sei die im Ergebnis richtige erstinstanzliche Schuldigerklärung des Beschwerdeführers wegen fahrlässiger Tötung zu bestätigen (angefochtenes Urteil S. 41).
2. 2.1 Der Beschwerdeführer rügt eine Verletzung des Anklagegrundsatzes. Die Vorinstanz habe den angeklagten Sachverhalt in zeitlicher und sachlicher Hinsicht ausgedehnt und ihn hiervon in Missachtung seines Anspruchs auf rechtliches Gehör nicht in Kenntnis gesetzt. Er präzisiert, ihm werde von der Vorinstanz hauptsächlich ein Unterlassen nach Feststellung des zu weiten Vorbohrens des Kirschnerdrahts angelastet. Im Überweisungsbeschluss vom 18./22. August 2006 würden ihm demgegenüber für die Zeitphase nach der Verletzung der Hohlvene keine Verfehlungen vorgeworfen. Die vorinstanzliche Verurteilung basiere mithin auf einem gegenüber der Anklage neuen, zusätzlichen Lebenssachverhalt. Die Vorinstanz habe ihn nicht über die von ihr vorgenommene, gemäss Art. 300 StrV/BE unzulässige Ausdehnung der Strafverfolgung in Kenntnis gesetzt und ihn hierdurch seines Rechts auf eine wirksame Verteidigung beraubt (Beschwerde S. 13-19).
2.2 Die Vorinstanz führt aus, dem Beschwerdeführer werde im Überweisungsbeschluss vom 18./22. August 2006 angelastet, den Kirschnerdraht zu weit über den Wirbelkörper hinaus vorgetrieben und dadurch sowie durch den Rückzug des Drahtes die Hohlvene der Patientin massiv verletzt zu haben. Neben diesem primären Vorwurf aktiven Tuns enthalte der Überweisungsbeschluss mit dem Vorhalt, der Beschwerdeführer sei der bekannten Risikolage nicht angemessen begegnet, auch Elemente eines Unterlassens. Zusammenfassend folgert die Vorinstanz, der Anklagegrundsatz sei nicht verletzt (angefochtenes Urteil S. 7 f.).
2.3 Nach dem aus Art. 29 Abs. 2 und Art. 32 Abs. 2 BV sowie aus Art. 6 Ziff. 1 und Ziff. 3 lit. a und b EMRK abgeleiteten Anklagegrundsatz bestimmt die Anklageschrift den Gegenstand des Gerichtsverfahrens (Umgrenzungsfunktion; Immutabilitätsprinzip). Die Anklage hat die der beschuldigten Person zur Last gelegten Delikte in ihrem Sachverhalt so präzise zu umschreiben, dass die Vorwürfe im objektiven und subjektiven Bereich genügend konkretisiert sind. Bei Fahrlässigkeitsdelikten sind die tatsächlichen Umstände anzuführen, aus denen sich die Pflichtwidrigkeit des vorgeworfenen Verhaltens sowie die Voraussehbarkeit und die Vermeidbarkeit des eingetretenen Erfolgs ergeben sollen. Es ist insbesondere auch darzulegen, inwiefern der Angeklagte die gebotene Vorsicht nicht beachtet hat. Bei unechten Unterlassungsdelikten ist in der Anklageschrift darzulegen, aus welchen tatsächlichen Umständen auf die Garantenstellung zu schliessen ist (<ref-ruling> E. 3c).
Das Anklageprinzip bezweckt zugleich den Schutz der Verteidigungsrechte des Angeschuldigten und dient dem Anspruch auf rechtliches Gehör (Informationsfunktion). Nach Art. 6 Ziff. 3 lit. a EMRK hat der Angeschuldigte Anspruch darauf, in möglichst kurzer Frist über die Art und den Grund der gegen ihn erhobenen Beschuldigung in Kenntnis gesetzt zu werden. Dadurch soll er vor Überraschung und Überrumpelung geschützt und ihm eine effektive Verteidigung ermöglicht werden.
Das Gericht ist an den in der Anklage wiedergegebenen Sachverhalt gebunden, nicht aber an dessen rechtliche Würdigung durch die Anklagebehörde (<ref-ruling> E. 6.3; <ref-ruling> E. 2a). Ergibt das gerichtliche Beweisverfahren, dass sich das Tatgeschehen in einzelnen Punkten anders abgespielt hat, als im Anklagesachverhalt dargestellt, so hindert der Anklagegrundsatz das Gericht nicht, die angeklagte Person aufgrund des abgeänderten Sachverhaltes zu verurteilen. Voraussetzung ist, dass die Änderungen untergeordnete, für die rechtliche Qualifikation des Sachverhalts nicht ausschlaggebende Punkte betreffen, und dass die angeklagte Person Gelegenheit hatte, dazu Stellung zu nehmen (Urteil des Bundesgerichts 6B_292/2009 vom 16. Oktober 2009 E. 1.2 mit Hinweisen). Der Anspruch des Betroffenen, vor Erlass eines belastenden Entscheids angehört zu werden, ergibt sich unabhängig vom Anklagegrundsatz aus seinem Anspruch auf rechtliches Gehör gemäss <ref-law> (vgl. BGE <ref-ruling> E. 2a).
2.4 Im Überweisungsbeschluss vom 18./22. August 2006, welcher im Kanton Bern als Anklageschrift gilt, wird in Bezug auf das strafrechtlich relevante Verhalten des Beschwerdeführers insbesondere festgehalten: "Bei der Operation führte er den zur Führung der rechtsseitigen zweiten Schraube bestimmten Kirschnerdraht nach Durchbohrung von L4 unbemerkt tangential an L3 vorbei und bemerkte zu spät, dass er ihn zu weit über den Wirbelkörper hinaus vortrieb. Dadurch und durch den Rückzug des Kirschnerdrahtes verletzte er die untere Hohlvene der Patientin massiv. Trotz Rettungsmassnahmen verblutete Frau A._ in der Folge." Zusammenfassend wird dem Beschwerdeführer vorgeworfen, er habe seine ärztliche Sorgfaltspflicht verletzt und sei der bekannten Risikolage, wonach bei einer zu tiefen Bohrung die Hohlvene lebensgefährlich beschädigt werden könne, nicht angemessen begegnet (vgl. vorinstanzliche Akten act. 353 f.).
Der im Überweisungsbeschluss angeklagte Sachverhalt ist damit in zeitlicher Hinsicht präzise umschrieben und reicht vom Beginn der Operation am 9. Dezember 2003 um ca. 10.00 Uhr bis zum Eintritt des Todes der Patientin rund 41⁄2 Stunden später. Als Sorgfaltspflichtverletzung wird dem Beschwerdeführer ausdrücklich angelastet, dem bekannten Risiko einer lebensgefährlichen Hohlvenenverletzung nicht angemessen begegnet zu sein. Dieser Vorwurf aktiven Tuns beinhaltet auch Elemente eines Unterlassens, wobei die Garantenstellung und -pflicht des Beschwerdeführers nicht zweifelhaft sein können. Dieser konnte zum gesamten Operationsverlauf Stellung beziehen und ausführlich darlegen, weshalb er aus seiner Sicht bei der Durchführung der Operation die ihm obliegenden Sorgfaltspflichten erfüllt hat. Sein Recht auf eine wirksame Verteidigung ist damit gewahrt worden. Ebenso wenig verletzt es den Anklagegrundsatz, dass die Vorinstanz im Rahmen der rechtlichen Würdigung im Unterschied zur ersten Instanz den Fokus vor allem auf jene Phase der Operation richtet, nachdem der Beschwerdeführer festgestellt hatte, dass er den Kirschnerdraht zu weit hineingebohrt hatte. Die Vorinstanz ist von dem im Überweisungsbeschluss umschriebenen Lebenssachverhalt ausgegangen und hat den Beschwerdeführer mithin nicht wegen einer anderen als der eingeklagten Straftat verurteilt, weshalb entgegen dessen Auffassung auch kein Anwendungsfall einer "Ausdehnung der Strafverfolgung auf andere Straftaten" gemäss Art. 300 StrV/BE vorliegt. Die Beschwerde ist folglich in diesem Punkt abzuweisen.
3. 3.1 Der Beschwerdeführer bringt vor, die Vorinstanz verletze den Untersuchungsgrundsatz, missachte die Maxime "in dubio pro reo", verfalle in eine unzulässige antizipierte Beweiswürdigung bzw. in Willkür und verkenne den Begriff der Vermeidbarkeit, indem sie bezüglich der Verletzungsursache und im Zusammenhang mit der Frage der hypothetischen Kausalität ohne gutachterliche Klärung für ihn nachteilige Sachverhaltsannahmen treffe. Dies gelte einerseits für die Hypothese, die Venenverletzung sei nicht durch das zu weite Vordringen, sondern erst durch das Zurückziehen des Kirschnerdrahts erfolgt, und andererseits für die Annahme, wonach bei sofortiger Feststellung der eingetretenen Venenverletzung und Ergreifung adäquater Rettungsmassnahmen der Erfolgseintritt mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit hätte verhindert werden können. In diesem Zusammenhang sei nicht Beweis darüber geführt worden, wie die Patientin mit offenem Rücken und herausragenden Drähten - welche nach der Auffassung der Vorinstanz nicht hätten bewegt werden dürfen - aus der Bauchlage auf den Rücken hätte gedreht werden können, respektive wie viel Zeit ein solches Unterfangen in Anspruch genommen hätte. Ebenso wenig sei abgeklärt worden, mit welcher Wahrscheinlichkeit das Verbluten der Patientin unter diesen Umständen hätte verhindert werden können. Hinzuweisen sei in diesem Zusammenhang auf das Gedächtnisprotokoll von Dr. med. E._, wonach aufgrund der Verletzung der Hohlvene das ganze Blutvolumen rasch ausgeflossen sei. Der Beschwerdeführer folgert, es müsse daher zu seinen Gunsten davon ausgegangen werden, dass die Patientin auch bei sofort eingeleiteten Rettungsmassnahmen gestorben wäre. Zur Beantwortung der sich insoweit stellenden medizinischen, physikalischen und technischen Fragen wäre aber jedenfalls eine gutachterliche Beurteilung durch medizinische Experten unabdingbar gewesen (Beschwerde S. 6-13).
3.2 Die Vorinstanz ist demgegenüber der Auffassung, es könne auch ohne diesbezügliche Begutachtung als erstellt gelten, dass bei sofortiger Ergreifung der notwendigen Massnahmen unmittelbar nach Feststellung der Perforation der Hohlvene durch den Kirschnerdraht der Tod von A._ mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit hätte verhindert werden können.
3.3 Wenn Sachverhaltsfeststellungen besonderer Kenntnisse bedürfen, soll das Gericht nur nach Anhörung einer sachverständigen Person entscheiden. Wie jedes Beweismittel unterliegen auch Gutachten der freien richterlichen Beweiswürdigung. Erscheint dem Gericht die Schlüssigkeit eines Gutachtens in wesentlichen Punkten zweifelhaft, hat es nötigenfalls ergänzende Beweise zur Klärung dieser Zweifel zu erheben. Gleiches gilt, wenn sich ein Gutachten zu relevanten Fragen gar nicht äussert. Das Abstellen auf eine nicht schlüssige Expertise bzw. der Verzicht auf die gebotenen zusätzlichen Beweiserhebungen verstösst gegen das Verbot willkürlicher Beweiswürdigung gemäss <ref-law> (<ref-ruling> E. 5.4.2; <ref-ruling> E. 2).
3.3 Wenn Sachverhaltsfeststellungen besonderer Kenntnisse bedürfen, soll das Gericht nur nach Anhörung einer sachverständigen Person entscheiden. Wie jedes Beweismittel unterliegen auch Gutachten der freien richterlichen Beweiswürdigung. Erscheint dem Gericht die Schlüssigkeit eines Gutachtens in wesentlichen Punkten zweifelhaft, hat es nötigenfalls ergänzende Beweise zur Klärung dieser Zweifel zu erheben. Gleiches gilt, wenn sich ein Gutachten zu relevanten Fragen gar nicht äussert. Das Abstellen auf eine nicht schlüssige Expertise bzw. der Verzicht auf die gebotenen zusätzlichen Beweiserhebungen verstösst gegen das Verbot willkürlicher Beweiswürdigung gemäss <ref-law> (<ref-ruling> E. 5.4.2; <ref-ruling> E. 2).
3.4 3.4.1 Die Feststellung der Vorinstanz, die Venenverletzung sei durch das Zurückziehen des Kirschnerdrahts zumindest verschlimmert worden, ist nicht unhaltbar, zumal auch der Beschwerdeführer explizit davon ausgeht, dass nicht so sehr das Eindringen mit dem Kirschnerdraht, sondern dessen Zurückdrehen mit dem Bohrer problematisch sei, könne es doch hierbei geschehen, dass die Vene gewissermassen auf den Draht aufgewickelt werde, was zweifellos zu einer starken Blutung führen könne (vgl. angefochtenes Urteil S. 14 mit Hinweis auf die vorinstanzlichen Akten act. 70). Die Vorinstanz konnte mithin insoweit ohne Bundesrechtsverletzung von einem (neuerlichen) Beizug von Sachverständigen absehen.
3.4.2 Die weiteren Einwände des Beschwerdeführers sind hingegen stichhaltig. Die Vorinstanz räumt ausdrücklich ein, dass sich die Gutachten von Dr. med. F._ und Dr. med. G._ respektive von Dr. med. H._ nicht zur Vermeidbarkeit des Erfolgseintritts bei Ergreifung der notwendigen Massnahmen unmittelbar nach Feststellung der Verletzung der Hohlvene durch den Kirschnerdraht äussern. Die Klärung dieses Aspekts erfordert jedoch medizinisches Fachwissen. Wie der Beschwerdeführer zutreffend geltend macht, ist insbesondere nicht erhärtet, wie lange es gedauert hätte, die Patientin zwecks Abklemmen der verletzten Hohlvene von der Bauch- in die Rückenlage zu bringen und die Laparatomie auszuführen. Diese Zeitdauer aber erscheint für die Beurteilung, mit welcher Wahrscheinlichkeit das Verbluten der Patientin unter diesen Umständen hätte verhindert werden können, als wesentlich, zumal nach der Einschätzung von Dr. med. E._ davon auszugehen ist, dass die Verletzung der Hohlvene zu einem grossen und raschen Blutverlust geführt hat (vgl. angefochtenes Urteil S. 25 mit Hinweis auf die vorinstanzliche Akten act. 77).
Bei dieser Ausgangslage wäre die Vorinstanz damit zwingend gehalten gewesen, zusätzliche Beweise zu erheben, sprich, die sich in tatsächlicher Hinsicht zur Vermeidbarkeit des Erfolgseintritts stellenden Fragen einem medizinischen Sachverständigen zur Beantwortung zu unterbreiten. Indem sie auf die Einholung eines (weiteren) Ergänzungsgutachtens verzichtet hat, verstösst sie zusammenfassend gegen das Verbot willkürlicher Beweiswürdigung gemäss <ref-law>, was zur Gutheissung der Beschwerde in diesem Punkt führt. Die Untersuchungsmaxime und der Grundsatz "in dubio pro reo", welche der Beschwerdeführer ebenfalls als verletzt erachtet, haben im vorliegenden Zusammenhang keine über das Dargelegte hinausgehende selbständige Bedeutung.
4. Der Beschwerdeführer obsiegt folglich, soweit er eine willkürliche Beweiswürdigung rügt. Hingegen unterliegt er, soweit er geltend macht, der Anklagegrundsatz sei in zeitlicher und sachlicher Hinsicht verletzt worden. Die Beschwerde ist daher teilweise gutzuheissen, das angefochtene Urteil aufzuheben und die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Im Übrigen ist die Beschwerde abzuweisen.
Der Beschwerdeführer wird im Umfang seines Unterliegens kostenpflichtig (<ref-law>). Dem Kanton Bern werden keine Verfahrenskosten auferlegt (<ref-law>). Hingegen hat er dem Beschwerdeführer eine angemessene Parteientschädigung zu bezahlen (Art. 68 Abs. 1 und 2 BGG). Mit dem Entscheid in der Sache wird das Gesuch um Erteilung der aufschiebenden Wirkung gegenstandslos.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird teilweise gutgeheissen, das Urteil des Obergerichts des Kantons Bern vom 17. März 2009 aufgehoben und die Sache im Sinne der Erwägungen zu neuer Entscheidung an die Vorinstanz zurückgewiesen. Im Übrigen wird die Beschwerde abgewiesen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 1'500.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Der Kanton Bern hat den Beschwerdeführer für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 2'000.-- zu entschädigen.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Bern, 2. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 25. Februar 2010
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Favre Stohner