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Instabilität der Wirbelsäule
Eine gesunde stabile Wirbelsäule kann physiologischen axialen Kompressionsbelastungen über die vordere Säule der Wirbelkörper widerstehen, genauso wie posterioren Zugbelastungen der hinteren Säule und Rotationen in der Horizontalebene. Eine Instabilität ist definiert durch die Unfähigkeit des spinalen Systems, exzessive und abnormale Bewegungen begrenzen zu können.
Zwei Grundkategorien der Instabilität mit je zwei Subgruppen können unterteilt werden:
- Akute Instabilität (mit den Subgruppen unbegrenzte und begrenzte Instabilität) und
- Chronische Instabilität (mit den Subgruppen Gleitinstabilität und dysfunktionelle Segmentbewegung)
Akute Instabilität
Akut unbegrenzt instabil sind hauptsächlich unfallbedingte Kompressionsfrakturen der vorderen Säule kombiniert mit einer Verletzung der dorsalen Band-/Gelenkstrukturen der hinteren Säule. Hier ist die Integrität der Wirbelsäule zerstört und weitere Deformation die Folge. Neben dem Traumaereignis kann dies auch auftreten bei Infektionen, Tumor, fortgeschrittener Degeneration und nach chirurgischen Eingriffen. CT und klinische Untersuchung sind wegweisend, eine Kernspinuntersuchung (MRI) hilfreich aufgrund der detailgetreuen Widergabe von Bändern, Bandscheibe und Weichteilen.
Akut begrenzt oder limitiert instabil sind zumeist isolierte Verletzungen der vorderen oder der hinteren Säule, welche konservativ oder operativ behandelt werden können. Es besteht die Gefahr der Unterschätzung einer Verletzung, was eine chronische Instabilität und Deformierung nach sich ziehen kann.
Die Konzepte zur chronischen Instabilität basieren zumeist auf Präparat-Kadaver-Studien (in-vitro), welche eine erfolgreiche Anwendung am Lebendmodell (in-vivo) bislang nicht zuliessen. Es gibt somit keine klare Grenze und kein Mass für die Grenze zwischen biomechanischer Stabilität und Instabilität. Das von White und Panjabi (1990) entwickelte Modell der Instabilität wird aber heute weitgehend akzeptiert. Integraler Bestandteil des Modells sind drei Subsysteme, welche für die spinale Stabilisierung verantwortlich sind:
- das passive Subsystem aus knöchernen, Gelenk- und Bandstrukturen
- das aktive Subsystem aus den Muskeln, lokal oder global (Erektor-spinae-Muskeln und schräge Bauchmuskeln)
- das neurale Kontrollsystem zur Steuerung der Muskulatur mit Einfluss der Nerven- Rückinformation aus den Rezeptoren der Bänder, Gelenke und Muskelspindeln.
Diese 3 Subsysteme sind voneinander abhängig und können Mängel der anderen Komponenten kompensieren. Chronische Schmerzbilder können entstehen, wenn Belastungen der Wirbelsäule bei mangelnder Kontrolle und Steuerung der spinalen Stabilität zu Kompression und Dehnung neuraler Strukturen oder zu abnormer Deformation der passiven Anteile (Bänder, Gelenke, Bandscheiben) führen, sowie bei muskulärer Überforderung und Ermüdung (insbesondere bei statischer Belastung).
Chronische Instabilität
Eine chronische Gleitinstabilität kann über Monate bis Jahre zu einem progressiven Seitversatz, Rotation oder Winkel-Deformität der Wirbelsegmente führen mit den Hauptursachen Trauma, angeborene Defekte, Tumor und Infekt: am häufigsten im Rahmen eines lumbalen Wirbelgleitens (Spondylolisthese) degenerativ, iatrogen durch chirurg. Resektion tragender posteriorer Anteile oder dysplastisch-fehlanlagebedingt.
Bei der dysfunktionellen Segmentbewegung (früher genutztes Synonym: mechanische Instabilität) besteht keine unbegrenzte Instabilität oder zunehmende Deformation. Vielmehr ein Instabilitätsprozess bezogen auf degenerative Veränderungen der Bandscheibe und des Bewegungssegments, sowie auch bei Tumoren und Infektionen. Durch zunehmend degenerative Entwässerung und Elastizitätsverlust kommt es zu einem reduzierten Innendruck einer Bandscheibe mit Lockerung und zunehmender Beweglichkeit, welche bei oft nicht möglicher messbarer Objektivierung auch als Mikroinstabilität bezeichnet wird. Bandscheibenvorfälle und chirurgisch aggressive Ausräumungen können diesen Prozess unterstützen. Durch die Dysfunktion treten Insuffizienzzeichen der lumbalen Rückenstreckmuskeln, fehlbeanspruchte Wirbelgelenke (Facettengelenke) und Nervenwurzelreizungen auf. Erst wenn Bandscheibenlockerung und Instabilität mit Schmerzen und klinischen Symptomen und Behinderungen verbunden sind, besteht eine klinische Relevanz. Hier spricht man nun von klinischer Instabilität als Verlust der Fähigkeit, unter physiologischen Bedingungen und alltäglicher Aktivität normale Bewegungsmuster der Wirbelsäule beizubehalten, ohne dass es zu neurologischen Störungen und intolerablen Schmerzen kommt. Typisch sind nächtliche Angaben von Rückenschmerzen, belastungsverstärkte Rücken-, Gesäss- und Beinschmerzen mit Kribbel-/Sensibilitäts-Störungen. Die Entfaltung der Dornfortsätze beim Rumpfvorneigen und deren Näherung beim Aufrichten ist von Bedeutung zur Erkennung einer segmentalen Dysfunktion. Das erforderliche Abstützen des Patienten beim Aufrichten ist häufig erkennbar. Bildgebend besteht im Vergleich zu gesunden Nachbarsegmenten fast immer eine Höhenminderung des Bandscheibenraums mit Einengung der Zwischenwirbellöchern und der dort austretenden Nervenwurzeln durch verschobene und vergröberte Wirbelgelenkfortsätze, oft verstärkt durch eine Verschiebung der Wirbel gegeneinander. Dies bedingt, dass Kreuzschmerzen und Nervenwurzelsymptome bevorzugt bei Rückneigung des Rumpfes in Hyperlordose auftreten.
Seitliche Röntgenfunktionsaufnahmen in Beugung und Streckung ergeben nur selten Hinweise für eine klare Instabilität, d.h. Abweichungen der Wirbelkörperhinterkante von mindestens 3mm oder erhebliche Näherungen der Wirbelkörper in der Beugung. Häufig ist dies Folge einer reflektorisch schmerzhaften Muskelstabilisierung, welche den Rumpf nicht ausreichend nach vorn und hinten neigen lässt. Kernspin-MRI und Diskographie-Schmerzprovokation durch Injektion einer kranken und einer gesunden Vergleichsbandscheibe sind von Nutzen zur Diagnose eines spinalen Schmerzgenerators. Aufgrund bislang fehlender klarer überzeugender Korrelation mit chirurgischer Vorgehensweise und Ergebnis besteht oft eine subjektive erfahrungs- und lehrmeinungs-abhängige Indikationsstellung zur Operation im Einzelfall.
Anschlussinstabilität
Einen Sonderfall stellt die Anschlussinstabilität nach Versteifungsfusion dar. So kann es nach einer Fusion aufgrund deutlich erhöhter Drücke der Nachbar-Bandscheiben und mechanischer Überlastung bei veränderter Biomechanik zur beschleunigten Degeneration benachbarter Bandscheiben, Facettengelenksarthrose, degenerativem Wirbelgleiten und Symptomen des engen Spinalkanals kommen. Aussagefähige Studien konnten im Fall der Halswirbelsäule nachweisen, dass es zu signifikant weniger radiologischen und klinischen Hinweisen für das Auftreten einer Anschlussinstabilität kommt wenn es gelingt, Beweglichkeit und Teilfunktion des kranken Segments durch Bandscheibenersatz mittels Prothese im Vergleich zur Fusion zu erhalten. Im Falle des Prothesenersatz konnten normale Bandscheiben-Druckwerte und Facettenbelastungen der Nachbarsegmente nachgewiesen werden mit einer zusätzlich signifikant geringeren Nachoperationsrate im Vergleich zur Standardfusion der Halswirbelsäule.