In dieser Studie wurden retrospektiv zwischen Juni 2010 und Juni 2015 die Schrauben bezüglich ihrer Lage und Länge nach navigierter, O-Arm kontrollierter dorsaler Stabilisierung der Wirbelsäule untersucht. In diesem Zeitraum wurden in der Neurochirurgie des Universitätsklinikums Würzburg 2666 Schrauben bei 433 Patienten in 413 Operationen platziert, wobei 2618 Schrauben in dieser Studie ausgewertet werden konnten. Gründe für eine operative Stabilisierung der Wirbelsäule waren im Gesamtkollektiv mit 58,43% am häufigsten degenerative Veränderungen gefolgt von Traumata mit 21,94%, Tumorerkrankungen mit 11,78% und entzündlichen Veränderungen mit 7,85%. Im Bereich der HWS waren die häufigsten Operationsindikationen traumatische Verletzungen mit 46,06%, auf Höhe der BWS Tumordiagnosen mit 46,77% und im Bereich der LWS degenerative Veränderungen mit 76,82%. Die Schrauben wurden auf Höhe der BWS und LWS bezüglich ihrer Lage nach der etablierten Einteilung von Zdichavsky et al. klassifiziert. Die Grundlage dieser Klassifikation ist die Relation der Pedikelschraube zum Pedikel und die Relation der Pedikelschraube zum Wirbelkörper, wobei eine korrekte 1a-Lage vorliegt, wenn mindestens die Hälfte des Pedikelschraubendurchmessers innerhalb des Pedikels und mindestens die Hälfte des Pedikelschraubendurchmessers innerhalb des Wirbelkörpers liegt. Im Bereich der BWS lagen bereits nach dem ersten intraoperativen Scan 89,72% der Schrauben in einer 1a-Lage, nach intraoperativer Revision von 41 Schrauben sogar 93,03% der Schrauben. Auf Höhe der LWS lagen nach dem 1. intraoperativen Scan 94,88% in einer 1a-Lage, nach intraoperativer Revision von 37 Schrauben konnte der Anteil an 1a-Lagen auf 96,14% erhöht werden. In Anlehnung an die Klassifikation von Zdichavsky et al. entstand eine neue Klassifikation für die HWS mit der Überlegung, dass die Stabilität und die Gefahr für neurologische und vaskuläre Komplikationen durch die Lage der Schrauben im Knochen definiert werden kann. Auch hier liegt eine korrekte 1a-Lage vor, wenn mindestens die Hälfte des Schraubendurchmessers innerhalb des Pedikels bzw. der Massa lateralis verläuft. Nach dem ersten intraoperativen Scan lagen bereits 93,93% der Schrauben in einer 1a-Lage, nach intraoperativer Revision von 32 Schrauben lagen sogar 96,20% der Schrauben in einer 1a-Lage. Die Bewertung der Schraublänge erfolgte relativ zur Länge des Schraubeneintrittspunkts und der Vorderkante des Wirbelkörpers, wobei alle Schraubenlängen zwischen 85% und 100% als „gut“ eingestuft wurden. Im Bereich der HWS hatten demnach zu Operationsende 65,62% der Schrauben eine gute Lange, in der BWS 69,72% und in der LWS 71,92%. Aufgrund einer primären Fehllage mussten lediglich 2 Schrauben (0,08% aller Schrauben) bei einem Patienten in einer Folgeoperation revidiert werden, wobei diese Fehllage retrospektiv auch in der initialen intraoperativen Bildgebung hätte erkannt werden können. Weitere Parameter wie Operationsdauer und Operationsart, Anzahl an intraoperativer Bildgebung sowie Anzahl der verschraubten Wirbelsegmente oder intraoperative Komplikationen wurden untersucht. In der klinischen Verlaufskontrolle zeigte sich außerdem eine signifikante Verbesserung der Schmerzen, nämlich in jeder Kategorie (Bein-, Arm-, Rücken-, Nackenschmerzen) gaben mindestens 75% der nachkontrollierten Patienten eine Komplettremission oder relevante Verbesserung der Symptome an. Auch in der neurologischen Verlaufskontrolle zeigte sich bei 68,86% der Patienten in der Nachkontrolle eine Komplettremission bzw. signifikante Verbesserung der neurologischen Beschwerden. In der postoperativen radiologischen Abschlussuntersuchung zeigten sich lediglich bei 3,07% der Schrauben Auffälligkeiten in Form von Schraubenlockerung (2,40%), Schraubendislokation (0,49%) oder Schraubenbrüchen (0,19%). / In this study we retrospectively analyzed the placement and length of pedicle screws after O-arm guided dorsal stabilisation at Wuerzburg Medical University Hospital between June 2010 and June 2015. Within this timeframe a total amount of 2666 pedicle screws were placed treating 433 patients who underwent 413 surgical procedures at the Department of Neurosurgery. For the whole collective our surgical indications included in descending order degenerative spine disorders (58,43 %), trauma (21,94%), spinal malignancy (11,78%) and spinal infection (7,85%). The prevalence of indications varied by region, for the cervical spine the most common indication was trauma (46,06%), whereas for the thoracic spine malignancy (46,77%) was the most common indication, followed by degenerative spine disorders (76,82%) as the main indication for surgery in the lumbar spine. The accuracy of pedicle screw placement in the lumbar and thoracic spine was classified by the established classification system by Zdichavsky et al.. Basis for this classification system is the screw's positioning in relation to the pedicle and in relation to the vertebral body. A perfect 1a positioning is achieved if the screw is placed with a minimum of 50% of its diameter within the pedicle and also with a minimum of 50% of its diameter in the vertebral body. In the thoracic spine 89,72% of the screws had a 1a positioning in the initial intraoperative scan, after intraoperative repositioning of 41 screws this number even climbed to 93,03%. In the lumbar spine region 94,88% of the screws showed a perfect 1a positioning in the initial intraoperative scan, 37 screws were repositioned so that the share of 1a positions even rised to 96,14%. Following the classification of Zdichavsky et al. a new classification system for the cervical spine has been developed bearing in mind that the stability and the risk of neurological and vascular complications could be defined by the positioning of screws within in the bone. Also in the cervical spine, a perfect 1a positioning is achieved by placing a minimum of 50% of the screw diameter within the pedicle or the lateral mass. In the initial intraoperative scan 93,93% of the screws had been placed perfectly in a 1a position, after intraoperative repositioning of 32 screws a total share of 96,20% achieved the criteria for a 1a position. The screw length was evaluated in relation to the length between the screw's entry point and the anterior vertebral body wall, whereby all screw lengths between 85% and 100% were considered "good". A "good" position at the end of the surgery could be achieved in 65,62 % in the cervical spine, in 69,72% in the thoracic spine and in 71,92% in the lumbar spine. Due to an initial misplacement only 2 screws had to be revised (0,08% of all screws) in an additional surgical procedure for one patient, albeit this misplacement retrospectively could have been discovered in the initial intraoperative scan. Additional parameters like duration of the surgical procedure, type of procedure, number of intraoperative scans, number of fused spine segments or intraoperative complications have been evaluated. Assessing the clinical outcome the results showed a significant improvement of pain levels. In every category (leg, arm, back and neck pain) a minimum of 75% of the evaluated patients showed a complete remission or a relevant alleviation of symptoms. Also in the neurological follow-up 68,86 % of patients showed a complete remission or a relevant improvement of neurological symptoms. In the postoperative radiological scan only 3,07% showed noticeable findings like screw loosening (2,40%), screw dislocation (0,49%) or broken screws (0,19%).

Das Konzept der spinopelvinen sagittalen Balance beruht auf der Wechselwirkung und dem Abhängigkeitsprinzip zwischen Einstellung der Wirbelsäulenkrümmungen zueinander sowie Einstellung der Wirbelsäule zum Becken in der Sagittalebene (Koller et al. 2009). Die sagittale Balance der Wirbelsäule wird beschrieben durch Winkel und Abstände. Sie definieren einerseits die optimale Ausrichtung der Wirbelsäule im Verhältnis zum Becken in der Sagittalebene. Andererseits werden sie zur Beschreibung von Pathologien genutzt. In den beiden letzten Jahrzehnten sind unterschiedliche, teils konkurrierende Konzepte zur sagittalen Balance entstanden (Duval-Beaupère et al. 1992, During et al. 1985, Jackson & McManus 1994, Jackson et al. 1998). Das französische Modell der Autorengruppe um Duval-Beaupère und Legaye (Duval-Beaupère et al. 1992, Legaye & Duval-Beaupère 1998) gilt in der heutigen wissenschaftlichen Diskussion als maßgeblich (Harding 2009). Die Parameter dieses Modells sind der individuell konstante, anatomische Parameter Pelvic Incidence und die positionalen Parameter Pelvic Tilt und Sacral Slope. Dem Konzept von Duval-Beaupère et al. liegen biomechanische Untersuchungen zur Verteilung der Schwerkraft mit dem Barycentremeter zugrunde (Duval-Beaupère et al. 1992). Der wesentliche Parameter im Konzept nach During et al. (1985) ist der pelvisakrale Winkel. Jackson und Co-Autoren definieren die spinopelvine Balance in der Sagittalen mittels des Beckenradius-Methode mit dem namensgebenden Parameter PR, einer Längenangabe, und dem Winkel PR-S1 (Jackson et al. 1998, Jackson & Hales 2000). Letztgenannte Parameter wurden durch Korrelations- und Reliabilitätsanalysen erhoben. Die vorliegende Arbeit stellt im Rahmen eines Literaturstudiums die konkurrierenden Konzepte und ihre Weiterentwicklungen vor. Das Verhalten der unterschiedlichen Parameter während Wachstum und Alter wird beschrieben. Ihr Verhalten bei und ihr potentieller Einfluss auf die Entwicklung von Pathologien der Wirbelsäule wird anhand des Beispiels der Spondylolisthese beleuchtet. Den vorangestellten Konzepten und insbesondere ihrer Anwendung zur Berechnung der optimalen sagittalen Balance, zur Berechnung der optimalen Lordose und zur Distinktion des physiologischen vom pathologischen Zustand ist eine zunehmende Komplexität gemeinsam. Es werden komplizierte mathematische Gleichungen (Legaye & Duval-Beaupère 2005; Boulay et al. 2006) und aufwendige wie teure Computersoftware bei der Anwendung der Konzepte benötigt (Berthonnaud et al. 2005b). Baig et al. schlugen 2010 ein alternatives Verfahren zur Beschreibung eines Teilaspekts der spinopelvinen Balance in der Sagittalen vor. Anhand des Parameters hüftsakraler Abstand soll die Vorhersage der lumbalen Lordose erfolgen. Die eigenen Untersuchungen prüfen das Konzept nach Baig et al. mittels einer Reliabilitätsuntersuchung. Ermittelt wird die Intrarater- und die Interrater-Reliabilität für lumbale Lordose und hüftsakralen Abstand. Die lumbale Lordose wird dabei mittels des gebräuchlichen Verfahrens nach Cobb (Cobb 1948) vom ersten Sakral- bis zum ersten Lendenwirbelkörper gemessen. Der hüftsakrale Abstand bezeichnet den Abstand zwischen Mittelpunkt beider Femurköpfe und Promontorium auf einer Röntgenaufnahme der Lendenwirbelsäule im lateralen Strahlengang (Baig et al. 2010). Bei der Konstruktion des hüftsakralen Abstandes und seiner Festlegung als morphologischer Parameter, wird die bicoxofemorale Achse (Achse durch das Zentrum beider Femurköpfe) (Jackson & McManus 1994; John & Fisher 1994) als Fixpunkt gewählt. Die bicoxofemorale Achse stellt das Zentrum der Beckenrotation dar (John& Fisher 1994). Vermessen wurden die Röntgenaufnahmen von 30 rückengesunden Freiwilligen zu je zwei unterschiedlichen Zeitpunkten von jeweils drei unabhängigen Untersuchern. Die eigenen Untersuchungen verfolgen zur Hypothesenprüfung eine Reliabilitätsanalyse (Intrarater und Interrater-Reliabilität). Man folgt bei der Festlegung des Parameters „hüftsakraler Abstand“ als konstantem, durch die Beckenanatomie vorgegebenen Parameter damit der Methodik Jacksons, nach der die Festlegung der anatomischen Parameter durch hohe Übereinstimmung in longitudinalen Untersuchungen erfolgte (Jackson & Hales 2000). Das Ergebnis der Reliabilitätsanalyse zeigt hohe Werte für die Intrarater und Interrater-Reliabilität. Das Ergebnis der anschließend durchgeführten Regressionsanalyse für hüftsakralen Abstand (unabhängige Variable) und den Winkel der lumbalen Lordose (abhängige Variable) zeigt einen negativen Zusammenhang. Zusammenfassend weisen die Ergebnisse der statistischen Auswertung darauf hin, dass das vorgestellte Verfahren nach Baig et al. (2010) eine zuverlässige Methode zur Bestimmung der lumbalen Lordose ist und unabhängig von der Erfahrung des Untersuchers replizierbare Ergebnisse liefert.

Bei der Behandlung der idiopathischen Adoleszentenskoliose werden für die Spondylodese verschiedene Knochenmaterialien verwendet. Das autologe Knochenmaterial wird als der „Goldstandard“ bezeichnet. Da größere Mengen von Knochenmaterial für die Spondylodese nötig sind, erfolgt die Entnahme des autologen Knochens oft auch vom Beckenkamm. Dies kann zu erheblichen Komplikationen führen. Bei der Verwendung von allogenem Material besteht immer die Gefahr der viralen und bakteriellen Kontamination. Aufgrund dieser Probleme besteht ein Interesse an kompatiblen und osteokonduktiven Knochenersatzmaterialien. In dieser Studie soll untersucht werden, ob mit dem Knochenersatzmaterial beta-Tricalciumphosphat in Granulatform eine spinale Fusion erreicht werden kann. Dazu wurden 28 Patienten mit idiopathischer Adoleszentenskoliose nach der Methode von Cotrel-Dubousset operiert. Für die dorsale Spondylodese wurde bei 19 Patienten eine Mischung aus autologem/allogenem Knochen verwendet. 9 Patienten erhielten eine Mischung aus autologem Knochen und 25 g beta-Tricalciumphosphat in Granulatform. Als Verlaufskontrolle wurden zu verschiedenen Zeitpunkten klinische Untersuchungen durchgeführt und Röntgenbilder angefertigt. Zur Beurteilung der Knochendichte wurde bei allen Patienten nach ca. 11 Monaten eine Computertomographie durchgeführt. Eine Fusion der Segmente war bei beiden Gruppen anhand der Röntgenbilder nach ca. 6 Monaten vorhanden. Keine Pseudarthrosen wurden beobachtet. Die Knochendichte war durchschnittlich 430 mg/cm³ in der TCP Gruppe und 337 mg/cm³ in der Knochengruppe. Nach ca. 8 Monaten war das TCP auf den Röntgenbilder nicht mehr nachweisbar. Nach den Ergebnissen zu urteilen, ist beta-Tricalciumphosphat eine gute Alternative bei der operativen Behandlung der idiopathischen Adoleszentenskoliose, mit der ähnliche spinale Fusionsraten, wie mit autologem/allogenem Knochen erreicht werden können, besonders, wenn große Mengen an Knochen benötigt werden. / For correction of idiopathic adolescent scoliosis different bone materials are used to achieve spinal fusion. Autograft bone is known as the gold standard. Mostly large quantities of bone materials are needed for spinal fusion. Autograft bone is often taken from the iliac crest which can lead to severe problems. Using allografts there is always a risk of viral or bacterial contamination. Due to these problems the interest in compatible and osteconductive bone materials is rising. The aim of this study is to evaluate the ability of beta-tricalciumphosphat in granular form to achieve dorsal spondylodesis in adolescent idiopathic scoliosis. 28 patients underwent surgical correction by the method of Cotrel-Dubousset. Posterolateral grafting was performed using autograft/allograft bone for 29 patients and a mixture of autograft bone and 25 g of beta-tricalciumphosphate for 9 patients. As a follow-up clinical examination and X-rays were done at several dates. To measure the bone density CT-scans were taken about 11 month after surgery. According to the radiographs a solid fusion was shown after approximately 6 month in both groups. No pseudarthrosis was observed. Bone mineral density was about 430 mg/cm³ in the TCP group and 337 mg/cm³ in the bone group. After approximately 8 month the TCP was unverifiable in the X-rays. Based on the results of this study beta-tricalciumphosphate can be seen as an alternative in the surgical correction of idiopathic adolescent scoliosis. Similar spinal fusion rates compared with the use of autograft/allograft bone can be achieved, especially when huge quantities of bone are needed.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, einen möglichen Einfluss des operativen Versorgungszeitpunktes auf den Verlauf der Spondylodiszitis zu untersuchen. Dabei wurden die Daten von 54 Patienten sowohl prä-, als auch postoperativ mit Fokus auf Komorbiditäten, neurologische Defizite, Operationsverfahren und Mortalität retrospektiv ausgewertet. Nach durchschnittlich 2,3 Jahren erfolgten Follow- up Untersuchungen, um das Outcome der jeweiligen Therapiemethode zu beurteilen.:1. EINLEITUNG 5 1.1 EINFÜHRUNG 5 1.2. ANATOMIE DER WIRBELSÄULE 5 1.3. DEFINITION 6 1.4. EPIDEMIOLOGIE 6 1.5. INFEKTIONSWEG 7 1.5.1. Endogen 7 1.5.2. Exogen 7 1.6. LOKALISATION 8 1.7. ERREGERSPEKTRUM 8 1.7.1. Unspezifisch 8 1.7.2. Spezifisch 8 1.8. PRÄDISPOSITION 9 1.9. KLINISCHE SYMPTOMATIK UND DIFFERENTIALDIAGNOSEN 9 1.10. DIAGNOSEVERFAHREN 10 1.10.1. Laborchemische Parameter 10 1.10.2. Bildgebende Verfahren 11 1.10.3. Erregernachweis 12 1.11. THERAPIE 13 1.11.1. Antibiotische Therapie 13 1.11.2. Konservative Therapie 15 1.11.3. Operative Therapie 15 1.12. AUFGABENSTELLUNG/ ZIEL DER STUDIE 18 2. MATERIAL UND METHODEN 19 2.1. STUDIENAUFBAU 19 2.2. DATEN 19 2.2.1. Ein – und Ausschlusskriterien 19 2.2.2. Erhobene Parameter 20 2.3. STATISTIK 25 3. ERGEBNISSE 26 3.1. DAUER BIS ZUR OPERATION, STATIONÄRER AUFENTHALT 26 3.2. GESCHLECHT UND ALTER 28 3.3. DIAGNOSE 31 3.3.1. Zeitraum bis Diagnosestellung 31 3.3.2. Erregerdiagnostik und Keimnachweis 31 3.3.3 Infektfokus 33 3.3.4. Abszess 34 3.3.5 Fieber 35 3.4. LABORUNTERSUCHUNGEN 35 3.4.1. C-reaktives Protein 35 3.4.2. Leukozyten 37 3.5. WIRBELSÄULENSEGMENT 38 3.6. KOMORBIDITÄTEN 39 3.7. THERAPIE 41 3.7.1. Operativ 41 3.7.2. Antimikrobielle Medikation 42 3.8. KOMPLIKATIONEN, REVISIONEN 43 3.8.1. Intensivbehandlung 43 3.8.2. Revisionseingriffe 44 3.8.3. Verstorbene Patienten 45 3. 9. SCHMERZEN 49 3.10. NEUROLOGISCHE SYMPTOMATIK 50 3.11. NACHUNTERSUCHUNGEN 52 3.12. FALLBEISPIEL 57 4. DISKUSSION 60 4.1. PATIENTENEIGENSCHAFTEN 60 4.2. STATIONÄRER AUFENTHALT, DAUER BIS ZUR OPERATION 60 4.3. DIAGNOSESTELLUNG 61 4.4. KEIMNACHWEIS UND INFEKTFOKUS, LABOR 62 4.5. ABSZESSE 64 4.6. WIRBELSÄULENSEGMENTE 65 4.7. PRÄOPERATIVE MORBIDITÄT 66 4.8. SYMPTOME UND NEUROLOGISCHE DEFIZITE 67 4.9. THERAPIE 68 4.10. INTENSIVTHERAPIE, REVISIONEN 74 4.11. POSTOPERATIVE MORBIDITÄT 76 4.12. VERSTORBENE PATIENTEN 78 4.13. NACHUNTERSUCHUNGEN 79 4.14 LIMITATIONEN DER STUDIE 81 5. ZUSAMMENFASSUNG 82 6. LITERATUR 84 7. ANLAGEN 89

Eine retrospektive Analyse der zwischen 2004 und 20014 am Universitätsklinikum Leipzig an der Wirberbelsäule stabilisierten Patienten mit Spondylitis Ankylosans sowie die Erfassung deren postoperativer Lebensqualität.

Die Therapie von Wirbelsäulenmetastasen ist durch den demographischen Wandel der Bevölkerung und der damit einhergehenden erhöhten Inzidenz und Prävalenz von immer größerer Bedeutung. Diese Studie befasste sich mit der kombinierten Behandlung aus chirurgischer Intervention und postoperativer Radiatio sowie deren Auswirkungen auf die Wundheilung. Dabei stand einerseits die Identifizierung individueller Risikofaktoren für das Auftreten von postoperativen Wundkomplikationen im Vordergrund. Andererseits untersuchten wir die zeitliche Relation beider Interventionen in der Patientenkohorte, um daraus eine Empfehlung für das optimale Timing der postoperativen Radiatio abzuleiten und das Auftreten von Wundheilungsstörungen damit zukünftig zu minimieren.

Das Konzept der spinopelvinen sagittalen Balance beruht auf der Wechselwirkung und dem Abhängigkeitsprinzip zwischen Einstellung der Wirbelsäulenkrümmungen zueinander sowie Einstellung der Wirbelsäule zum Becken in der Sagittalebene (Koller et al. 2009). Die sagittale Balance der Wirbelsäule wird beschrieben durch Winkel und Abstände. Sie definieren einerseits die optimale Ausrichtung der Wirbelsäule im Verhältnis zum Becken in der Sagittalebene. Andererseits werden sie zur Beschreibung von Pathologien genutzt. In den beiden letzten Jahrzehnten sind unterschiedliche, teils konkurrierende Konzepte zur sagittalen Balance entstanden (Duval-Beaupère et al. 1992, During et al. 1985, Jackson & McManus 1994, Jackson et al. 1998). Das französische Modell der Autorengruppe um Duval-Beaupère und Legaye (Duval-Beaupère et al. 1992, Legaye & Duval-Beaupère 1998) gilt in der heutigen wissenschaftlichen Diskussion als maßgeblich (Harding 2009). Die Parameter dieses Modells sind der individuell konstante, anatomische Parameter Pelvic Incidence und die positionalen Parameter Pelvic Tilt und Sacral Slope. Dem Konzept von Duval-Beaupère et al. liegen biomechanische Untersuchungen zur Verteilung der Schwerkraft mit dem Barycentremeter zugrunde (Duval-Beaupère et al. 1992). Der wesentliche Parameter im Konzept nach During et al. (1985) ist der pelvisakrale Winkel. Jackson und Co-Autoren definieren die spinopelvine Balance in der Sagittalen mittels des Beckenradius-Methode mit dem namensgebenden Parameter PR, einer Längenangabe, und dem Winkel PR-S1 (Jackson et al. 1998, Jackson & Hales 2000). Letztgenannte Parameter wurden durch Korrelations- und Reliabilitätsanalysen erhoben. Die vorliegende Arbeit stellt im Rahmen eines Literaturstudiums die konkurrierenden Konzepte und ihre Weiterentwicklungen vor. Das Verhalten der unterschiedlichen Parameter während Wachstum und Alter wird beschrieben. Ihr Verhalten bei und ihr potentieller Einfluss auf die Entwicklung von Pathologien der Wirbelsäule wird anhand des Beispiels der Spondylolisthese beleuchtet. Den vorangestellten Konzepten und insbesondere ihrer Anwendung zur Berechnung der optimalen sagittalen Balance, zur Berechnung der optimalen Lordose und zur Distinktion des physiologischen vom pathologischen Zustand ist eine zunehmende Komplexität gemeinsam. Es werden komplizierte mathematische Gleichungen (Legaye & Duval-Beaupère 2005; Boulay et al. 2006) und aufwendige wie teure Computersoftware bei der Anwendung der Konzepte benötigt (Berthonnaud et al. 2005b). Baig et al. schlugen 2010 ein alternatives Verfahren zur Beschreibung eines Teilaspekts der spinopelvinen Balance in der Sagittalen vor. Anhand des Parameters hüftsakraler Abstand soll die Vorhersage der lumbalen Lordose erfolgen. Die eigenen Untersuchungen prüfen das Konzept nach Baig et al. mittels einer Reliabilitätsuntersuchung. Ermittelt wird die Intrarater- und die Interrater-Reliabilität für lumbale Lordose und hüftsakralen Abstand. Die lumbale Lordose wird dabei mittels des gebräuchlichen Verfahrens nach Cobb (Cobb 1948) vom ersten Sakral- bis zum ersten Lendenwirbelkörper gemessen. Der hüftsakrale Abstand bezeichnet den Abstand zwischen Mittelpunkt beider Femurköpfe und Promontorium auf einer Röntgenaufnahme der Lendenwirbelsäule im lateralen Strahlengang (Baig et al. 2010). Bei der Konstruktion des hüftsakralen Abstandes und seiner Festlegung als morphologischer Parameter, wird die bicoxofemorale Achse (Achse durch das Zentrum beider Femurköpfe) (Jackson & McManus 1994; John & Fisher 1994) als Fixpunkt gewählt. Die bicoxofemorale Achse stellt das Zentrum der Beckenrotation dar (John& Fisher 1994). Vermessen wurden die Röntgenaufnahmen von 30 rückengesunden Freiwilligen zu je zwei unterschiedlichen Zeitpunkten von jeweils drei unabhängigen Untersuchern. Die eigenen Untersuchungen verfolgen zur Hypothesenprüfung eine Reliabilitätsanalyse (Intrarater und Interrater-Reliabilität). Man folgt bei der Festlegung des Parameters „hüftsakraler Abstand“ als konstantem, durch die Beckenanatomie vorgegebenen Parameter damit der Methodik Jacksons, nach der die Festlegung der anatomischen Parameter durch hohe Übereinstimmung in longitudinalen Untersuchungen erfolgte (Jackson & Hales 2000). Das Ergebnis der Reliabilitätsanalyse zeigt hohe Werte für die Intrarater und Interrater-Reliabilität. Das Ergebnis der anschließend durchgeführten Regressionsanalyse für hüftsakralen Abstand (unabhängige Variable) und den Winkel der lumbalen Lordose (abhängige Variable) zeigt einen negativen Zusammenhang. Zusammenfassend weisen die Ergebnisse der statistischen Auswertung darauf hin, dass das vorgestellte Verfahren nach Baig et al. (2010) eine zuverlässige Methode zur Bestimmung der lumbalen Lordose ist und unabhängig von der Erfahrung des Untersuchers replizierbare Ergebnisse liefert.:Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einführung 1.1 Vorstellung des Themengebiets 1.2 Ziel der Arbeit 2 Die Balance der Wirbelsäule in der sagittalen Ebene 2.1 Anatomie von Wirbelsäule und Becken 2.1.1 Anatomie der Wirbelsäule 2.1.1.1 Spezielle anatomische Gegebenheiten der Lendenwirbelsäule 2.1.2 Anatomie des Beckens und des lumbosakralen Überganges 2.2 Ebenen, Lordose, Kyphose, thorakolumbaler Übergang 2.2.1 Die Körperebenen 2.2.2 Die Messung der Wirbelsäulenkrümmungen in der sagittalen Ebene: Lordose und Kyphose 2.2.2.1 Lendenlordose und Brustkyphose 2.2.2.1.1 Die korrekte Standposition zur Erfassung der Krümmungen der Wirbelsäule in der sagittalen Ebene 2.2.2.2 Das Winkelprofil der Wirbelsäule in der sagittalen Ebene 2.2.2.3 Segmentale Winkelmessung 2.2.2.3.1 Thorakolumbaler Übergang 2.2.2.4 Winkelmessung nach Cobb 2.2.2.5 Geometrische Konstruktion der spinalen Krümmungen 2.2.2.6 Problematik der Messung spinaler Krümmungen 2.3 Konzepte zur sagittalen Balance 2.3.1 Die Wirbelsäulenkrümmungen und ihr Verhältnis zur Achse der Schwerkraft: C7-Lot und sagittale vertikale Achse 2.3.1.1 Das C7-Lot 2.3.1.2 Die sagittale vertikale Achse, SVA 2.3.2 Der pelvisakrale Winkel im Konzept nach During 2.3.2.1 Die Parameter Durings 2.3.2.2 Zusammenhänge zwischen den Parametern 2.3.2.3 Die Sakrale Inklination 2.3.3 Das Konzept der Gruppe um Duval-Beaupère: Pelvic Incidence 2.3.3.1 Vorbedingungen 2.3.3.1.1 Die bicoxofemorale Achse („Hip Axis“ oder „Hip Sacral Axis“) 2.3.3.2 Pelvic Incidence 2.3.3.3 Positionale Parameter: Sacral Slope, Pelvic Tilt, S1-Overhang 2.3.3.4 Das Verhältnis von PI und den positionalen Parametern sowie der lumbalen Lordose 2.3.3.5 Das Verhältnis der spinopelvinen Parameter zu den unteren Extremitäten 2.3.3.6 Verhalten der spinopelvinen Parameter bei Pathologien 2.3.3.7 Die Neigungswinkel 2.3.3.7.1 L1-Tilt und T9-Tilt 2.3.3.7.2 Das Verhältnis der spinopelvinen Parameter und des Neigungswinkels von T9 (T9-Tilt) 2.3.3.7.3 Weitere Neigungswinkel 2.3.3.7.3.1 Lumbar Tilt, Thoracic Tilt und Cervical Tilt 51 2.3.3.7.3.2 Anwendung des lumbalen Neigungswinkels (Lumbar Tilt) zur Einteilung von 4 lordotischen Krümmungstypen 2.3.4 Das Konzept nach Jackson: Pelvic Radius Technique 2.3.4.1 Pelvine Parameter: Beckenradius PR, PR-S1-Winkel und hip-axis 2.3.4.2 Spinale Parameter: T12-S1-Lordose, T1-T12- und T4-T12-Kyphose, segmentale Lordosemessung 2.3.4.3 Spinopelvine Parameter nach Jackson 2.3.4.4 Horizontaler Abstand zu den Lotlinien durch HA, C7 und T4 – Spinal Balance Techniques 2.3.4.5 Die Quotienten 2.3.4.6 Sagittale Balance und Imbalance als Kompensation und Dekompensation im Modell nach Jackson („Sacropelvic Translation“) 2.3.4.7 Zusammenfassung der Normalparameter spinaler Balance im Modell nach Jackson et al. – Terminologie des Alignment 2.3.4.7.1 Positive und negative Bezeichnung von Winkeln und Abständen 2.3.4.7.2 Korrelationsanalyse und Reliabilität der Beckenradius-Methode 2.3.4.7.3 Normalparameter – die „4 C.s“ 2.3.5 Computergestützte Messung spinopelviner Parameter 2.4 Sagittale Balance in der Entwicklung des Menschen: Wachstum und Alter 2.4.1 Entwicklung der Wirbelsäule 2.4.2 Sagittale Balance des Heranwachsenden 2.4.3 Sagittale Balance im Alter – die Wirbelsäule des alternden Menschen 3 Das Krankheitsbild der Spondylolisthese als Beispiel für die Anwendbarkeit der Konzepte zur sagittalen Balance – Relevanz der sagittalen Imbalance 3.1 Spondylolisthese 3.1.1 Definition 3.1.2 Ätiologie und Einteilung 3.1.2.1 Klassifikation nach Ätiologie 3.1.2.1.1 Einteilung nach Wiltse et al. und Ätiologie unter biomechanischen Gesichtspunkten 3.1.2.1.2 Einteilung nach Marchetti und Bartolozzi 3.1.2.2 Einteilung nach Schweregrad 3.1.2.3 Radiologische Erfassung mittels Gleitwinkel und Kreuzbeinbasiswinkel 3.1.3 Spondylolisthese und Konzepte sagittaler Balance 3.1.3.1 Spondylolisthese im Konzept nach Duval-Beaupère, Legaye et al. 3.1.3.2 Weiterentwicklungen auf Grundlage des Konzepts nach Duval-Beaupère, Legaye et al. 3.1.3.2.1 L5 Incidence Angle 3.1.3.2.2 Chirurgische Klassifikation der Spondylolisthese auf Grundlage des Konzepts nach Duval-Beaupère, Legaye et al. 3.1.3.2.3 Sagittale Balance vor und nach operativer Versorgung der Spondylolisthese 3.1.3.3 Spondylolisthese im Konzept nach Jackson et al. (Beckenradiusmethode) 4 Eigene Untersuchungen zur Reliabilität des alternativen Messverfahrens nach Baig et al. 4.1 Vorstellung der Methode nach Baig et al. 4.2 Material und Methode 4.2.1 Messmethode 4.2.1.1 Messung des hüftsakralen Abstandes („Hip-sacral axis“) 4.2.1.2 Messung der lumbalen Lordose nach der Cobb Methode 4.2.2 Materialien 4.2.2.1 Auswahl der Röntgenbilder und Kriterien zur Teilnahme an der Untersuchung 4.2.2.2 Untersucher 4.2.3 Durchführung der Messung 4.2.3.1 Anpassung der Rohwerte von HS 4.2.4 Verwendete Analysemethoden 4.2.4.1 Reliabilität 4.2.4.2 Korrelation 4.2.4.3 Regression 4.3 Ergebnisdarstellung 4.3.1 Deskriptive Statistik 4.3.2 Reliabilität der Methode 4.3.3 Korrelationsanalyse 4.3.4 Regressionsanalyse 4.4 Zusammenfassung der statistischen Auswertung, Beantwortung der Fragestellung 5 Diskussion Zusammenfassung der Arbeit Bildmaterial Literaturverzeichnis Anhang Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit Lebenslauf Danksagung

Sheep are commonly used as animal model for in vivo testing of new spinal implants as well as surgical procedures. Therefore, extensive knowledge of the precise morphometry and biomechanics features of sheep spine is crucial for experimental design and interpretation of results obtained in these trials. Little is known about the sheep spine. Therefore, the current study, which comprises of two parts, aimed to gain more knowledge concerning the morphometry of sheep thoracolumbar spine. The first part aimed to document the morphometry of the sheep thoracolumbar vertebrae and to assess the feasibility of using sheep lumbar vertebrae as a model for human spine researches based on morphometric comparison. For this reason, computed tomographic (CT) scanning was carried out in five clinically healthy female Merino sheep (2 years, 62 ± 5.3 kg) under general anaesthesia. CT images were reformatted with 1-mm slice thickness from T2 through L6. The CT images were reformatted in transverse and sagittal planes using multiplaner reconstruction algorithm. Subsequently, CT images were transferred to a workstation and reviewed with dedicated software for measuring the dimensions of the vertebral bodies, spinal canal, intervertebral disc, and pedicles. Based on the generated morphometric data of the sheep lumbar vertebrae, four spinal indices and Pavlov’s ratio were calculated as well as the volume of the vertebral bodies. The spinal indices were concavity index, endplate index, spinal canal index and pedicle index. For measuring vertebral body volume, the transverse CT data were reformatted in 5-mm slice thickness and imported in dedicated software. Thereafter, the four spinal indices and the volume were compared to human published data. The parameter was defined comparable if the ratio sheep/human of each individual vertebra showed variation less than 20%. The second part of the current work aimed to provide quantitative morphometric data of the thoracolumbar dural sac and describe the anatomical relationship between the dural sac and its surrounding osseous structures of the spine. To achieve these aims, computed assisted myelography was carried out in five adult female blackhead sheep (2.0 ± 0.4 years, 80.6 ± 28.7 kg) under general anaesthesia. Transverse images were acquired with 2-mm slice thickness from T1 to L6. Sagittal and transverse diameters and cross-sectional area of the dural sac and the spinal canal were measured on CT images. To determine the anatomical relationship between the dural sac and osseous structures of spinal canal, the pedicle-dural sac distance and available space for dural sac were calculated. The morphometric data showed that the sheep thoracolumbar vertebral bodies and the spinal canal were wider than they were deep, most obviously in the lumbar vertebrae. The intervertebral discs were as much as 57.4% thicker in the lumbar than in the thoracic spine. The pedicles were higher and longer than they were wide over the entire thoracolumbar spine. Compared to humans, sheep lumbar vertebral body volumes were 48.6% smaller. The comparison of absolute values between both species revealed that sheep had smaller, longer and narrower vertebral bodies, thinner intervertebral discs, narrower spinal canal and narrower, higher pedicles. The comparison of the spinal indices showed a good comparability to human in terms of the vertebral endplate and spinal canal. The results of the second parts showed that the dural sac area covered 45.9% and 49.0% of the thoracic and lumbar vertebral canal area, respectively, and it is significantly (positive) correlated with the transverse diameter as well as area of the vertebral canal. The pedicledural sac distance in the lumbar vertebrae was up to 15.8% larger than in the thoracic ones. The clinical relevance of the current study, the sheep lumbar spine has good comparability to that of humans in terms of the vertebral endplate regions and spinal canal, suggesting that a sheep spinal model would be appropriate for studying artificial intervertebral discs, implantation of intervertebral fusion, etc. With regard to sheep pedicles, can be used as a model for spinal implant conditioned by adaptation of implant size to sheep pedicel dimensions. The lumbar vertebral canal shows more space for the dural sac, which seems to be safer for testing fixation spinal implants. / Schafe werden häufig als Tiermodell für In-vivo-Versuche verwendet, um neue Wirbelsäulenimplantate sowie chirurgische Prozeduren zu testen. Daher ist die umfassende Kenntnis der präzisen Morphometrie und der biomechanischen Merkmale der Schafwirbelsäule entscheidend für das experimentelle Design und die Interpretation der Ergebnisse in den Studien. Es sind wenige Daten über die Schafwirbelsäule bekannt. Auf Grund dessen zielt die aktuelle Studie darauf ab, mehr Wissen über die Morphometrie der thorakolumbalen Wirbelsäule von Schafen zu gewinnen. Der erste Teil dieser Studie soll die Morphometrie der Brust- und Lendenwirbelsäule dokumentieren. Das Ziel besteht darin, die Verwendung von Schaflendenwirbeln als Modell für die menschliche Wirbelsäule im morphometrischen Vergleich beurteilen zu können. Aus diesem Grund wurden Computertomographische Untersuchungen (CT) von fünf klinisch gesunden weiblichen Merino-Schafen (2 Jahre, 62 kg ± 5,3 kg) unter Allgemeinanästhesie durchgeführt. Die CT-Bilder wurden mit einer Schichtdicken von 1 mm aus T2 bis L6 gewonnen. Anschließend wurden die CT-Bilder in der transversalen und sagittalen Ebene multiplanar reformatiert. Danach wurden Messungen und Bewertungen mit einer geeigneten Software an den Wirbelkörpern, Wirbelkanälen, Bandscheiben und Pedikeln durchgeführt. Basierend auf den erzeugten morphometrischen Daten der Schaflendenwirbel wurden vier Wirbelsäulen-Indizes und Pavlov’s-ratio sowie das Volumen der Wirbelkörper berechnet. Die Wirbelsäulen-Indizes stellten den Konkavitäts-, Endplatten-, Spinalkanal- und Pedikel-Index dar. Für die Messung des Volumens von Wirbelkörpern wurden die transversalen CT-Daten in 5 mm Schichtdicke formatiert und in geeignete Software eingefügt. Danach wurden die vier Indizes-Wirbelsäulen und das Volumen der Lendenwirbelkörper mit den veröffentlichten Daten von menschlichen Wirbeln verglichen. Sie wurden als „vergleichbar“ definiert, wenn das Verhältnis Schaf-Mensch jedes einzelnen Wirbels Variationen von weniger als 20 % aufwies. Der zweite Teil der vorliegenden Arbeit hat zum Ziel, quantitative morphometrische Daten des thorakolumbalen Duralsacks zu ermitteln. Weiterhin sollen die anatomischen Beziehungen zwischen dem Duralsack und seinen umliegenden knöchernen Strukturen der Wirbelsäule beschrieben werden. Dazu wurden CT-Myelographien an fünf erwachsenen weiblichen Schwarzkopfschafen (2 Jahre ± 0,4 Jahre, 80,6 kg ± 28,7 kg) unter Allgemeinanästhesie durchgeführt. Transversale CT-Bilder wurden mit 2 mm Schichtdicke von T1 bis L6 gemessen. Sagittal- und Transversal-Durchmesser sowie die Querschnittsfläche von Duralsack und Wirbelkanal wurden auf CT-Bildern gemessen. Um die anatomische Beziehung zwischen dem Duralsack und den knöchernen Strukturen des Wirbelkanals zu ermitteln, wurden der Pedikel-Duralsack-Abstand und das Platzangebot für den Duralsack berechnet. Die Wirbelkörper und der Wirbelkanal der ovinen thorakolumbalen Wirbelsäule sind breiter als tief, vor allem im Bereich der Lendenwirbel. Die Bandscheiben sind in der Lendenwirbelsäule 57,4 % dicker als in der Brustwirbelsäule. Die Pedikel der Brust- und Lendenwirbelsäule waren höher und länger als breit. Im Vergleich zum Menschen ist das Volumen von Schaflendenwirbelkörpern 48,6 % kleiner. Der Vergleich der absoluten Werte zwischen den beiden Spezies ergab, dass Schafe kleinere, längere und schmalere Wirbelkörper, dünnere Bandscheiben, einen schmaleren Spinalkanal und schmalere, höhere Pedikel besitzen. Der Vergleich der Wirbelsäulen-Indizes zeigte eine gute Vergleichbarkeit mit menschlichen Wirbelendplatten und Wirbelkanälen. Im zweiten Teil der Studie konnte festgestellt werden, dass die Duralsackfläche 45,9 % des Brustwirbelkanals und 49,0 % des Lendenwirbelkanals einnimmt. Die Duralsackfläche korreliert deutlich positiv mit dem Querdurchmesser und der Fläche des Wirbelkanals. Der Pedikel-Duralsack-Abstand in der Lendenwirbelsäule war bis zu 15,8 % größer als in der Brustwirbelsäule.

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