Frakturen der Halswirbelsäule (Halswirbelsäulenfraktur, HWS-Fraktur): Klassifikation, Symptome und Therapie

Frakturen der Halswirbelsäule stellen ernste Verletzungen dar, die eine sorgfältige Diagnostik und Therapie erfordern. Eine maßgebliche Rolle spielen Frakturen der oberen HWS: des ersten (С1, Atlas) und zweiten (С2, Axis) Halswirbels, da diese die Beweglichkeit des Kopfes gewährleisten und unmittelbar neben dem Hirnstamm und dem Rückenmark liegen.

Fraktur des 1. Halswirbels (Atlasfraktur, C1-Fraktur)

Der 1. Halswirbel (auch C1, Atlas und Vertebra cervicalis I genannt) ist der Wirbel, der für die Unterstützung des Schädels und die Bewegungen des Kopfes sorgt. Bei einer Atlasfraktur wird die Integrität der ringförmigen Struktur des Wirbels gestört. Frakturen des 1. Halswirbels sind von großer klinischer Bedeutung, da sie in der Nähe des Rückenmarks und des Hirnstamms liegen und ein Risiko für neurologische Ausfälle oder lebensbedrohliche Instabilität darstellen.

Ätiologie

C1-Frakturen treten hauptsächlich als Folge von Traumata auf.

• Hochenergetische Verletzungen (Rasanztraumata): Autounfälle, Stürze aus großer Höhe oder Sportverletzungen (z. B. Kopfsprung in flaches Wasser)
• Niedrigenergiefrakturen: bei älteren Menschen (z. B. Sturz aus der eigenen Höhe) durch stoffwechselbedingte Erkrankungen der Knochen (Osteoporose)
• Seltene Ursachen: Frakturen aufgrund von Tumoren oder Infektionen

Verletzungsmechanismus

Der klassische Mechanismus ist die axiale Krafteinwirkung, bei der der Schädel zusammengedrückt und die Kraft über ihn auf den Atlas (C1) übertragen wird, wodurch dieser verletzt wird. Eine Hyperextension (Überstreckung) oder Hyperflexion (übermäßige Beugung) kann den Schweregrad der Fraktur verschlimmern.

Epidemiologie

Atlasfrakturen machen 2–13 % der HWS-Verletzungen und 1–3 % der Verletzungen des Rückenmarks aus. Sie betreffen vor allem Männer (75 % der Fälle) im Alter von 20–40 Jahren aufgrund von risikoreichen Tätigkeiten. Der sekundäre Häufigkeitsgipfel liegt bei älteren Menschen (> 65 Jahre) mit Osteoporose.

Die Sterblichkeitsrate ist gering (4–10 %), aber Begleitverletzungen (z. B. Frakturen des 2. Halswirbels) führen in 30–50 % der Fälle zu Komplikationen.

Klassifikation von Atlasfrakturen

Klassifikationen nach Gehweiler und Dickman

Die Gehweiler-Klassifikation umfasst fünf Typen von Atlasfrakturen und beruht auf der Beteiligung anatomischer Strukturen. In diese Klassifikation ist auch die Dickman-Klassifikation von Verletzungen des Ligamentum transversum atlantis (Querband des Atlas) integriert.

Gehweiler-Klassifikation mit Dickman-Modifikation

Landells-Klassifikation

Außerdem gibt es die Landells-Klassifikation, die im Prinzip der Gehweiler-Klassifikation ähnelt und 3 Typen von Frakturen unterscheidet:

1. Typ I: Fraktur nur des vorderen oder nur des hinteren Atlasbogens
2. Typ II: Fraktur beider Bögen
3. Typ III: Fraktur der Massa lateralis (mehr als ein Bogen ist betroffen)

3D-Modelle der Atlasfrakturen:

Atlasfraktur, Typ 1 (Gehweiler)

Atlasfraktur, Typ 2 (Gehweiler)

Atlasfraktur, Typ 3a (Gehweiler)

Atlasfraktur, Typ 3b (Dickman), Typ 1 (Gehweiler)

Atlasfraktur, Typ 3b (Dickman), Typ 2 (Gehweiler)

Atlasfraktur, Typ 4 (Gehweiler)

Atlasfraktur, Typ 5 (Gehweiler)

Klinisches Erscheinungsbild

Die Bandbreite der Symptome reicht von leicht bis schwer.

• Stabile Frakturen: lokale Nackenschmerzen, Steifheit und Muskelkrämpfe
• Instabile Frakturen: mögliche neurologische Ausfälle (Schwäche in den Extremitäten, Atembeschwerden) aufgrund einer Kompression des Rückenmarks oder des Hirnstamms
• Die Verletzung der A .vertebralis (Blunt cerebrovascular injury (BCVI)) geht mit Schwindel (Vertigo), Doppelsehen (Diplopie), Visusverlust, Störung der Bewegungskoordination (Ataxie), Schluckstörungen (Dysphagie) und Erbrechen einher.
• Asymptomatischer Verlauf: kommt bei einigen Patienten vor, was die Diagnose erschwert.

Diagnostik von C1-Frakturen

Die Diagnostik basiert auf der klinischen Untersuchung und den radiologischen Untersuchungsmethoden.

Klinische Untersuchung

Die wichtigsten Symptome bei Verletzungen im Bereich der Halswirbelsäule im Allgemeinen sind Nackenschmerzen und eine Bewegungseinschränkung. Bei der neurologischen Untersuchung werden sensomotorische Defizite festgestellt. Bei isolierten Atlasverletzungen sind neurologische Ausfälle unwahrscheinlicher, aber bei einer assoziierten Axisfraktur steigt das Risiko neurologischer Komplikationen erheblich.

Radiologische Untersuchungsmethoden:

1. CT (Computertomographie): Goldstandard für den Nachweis von Frakturlinien und Dislokation
2. Röntgenographie: Darstellung der seitlichen Dislokation der Massa lateralis des Wirbels mittels einer anteroposterioren Aufnahme (a.p.-Aufnahme) mit offenem Mund (eine Verschiebung von mehr als 7 mm deutet auf eine Jefferson-Fraktur hin)
3. MRT (Magnetresonanztomographie): Beurteilung von Bandapparatverletzungen und Rückenmarkskompression

Bei der Diagnose von Atlasverletzungen sollten mögliche Fehlbildungen beachtet werden. Eine Spaltbildung („Split atlas”) ist eine seltene angeborene Fehlbildung, bei der der Atlas aufgrund von Verschmelzungsfehlern sowohl des vorderen als auch des hinteren Bogens in zwei Hälften geteilt ist. Die Knochendefekte sind mit Bindegewebe überzogen. Der Spalt des Arcus anterior befindet sich in der Regel auf der Mittellinie und ist kleiner als der Defekt des Arcus posterior, der ebenfalls auf der Mittellinie liegt. „Split atlas” verläuft symptomatisch und ist häufig ein Zufallsbefund bei der radiologischen Diagnostik.

Therapie von Atlasfrakturen

Nicht-chirurgische Behandlung

Anzeigen: stabile Frakturen (intaktes Ligamentum transversum atlantis, ohne Dislokation)

Verfahren:

• Ruhigstellung: starre Halskrause (z. B. Miami J-Zervikalorthese) oder Halofixateur für 8–12 Wochen
• Radiologische Verlaufskontrolle: Serienbildgebung zur Ausrichtung und Heilung der Fraktur
• Rehabilitation: Physiotherapie nach der Ruhigstellung zur Wiederherstellung der Beweglichkeit und des Tonus der Muskeln

Chirurgische Behandlung

Anzeigen: Instabilität des Segments (Riss des Ligamentum transversum atlantis, Dislokation von mehr als 7 mm), neurologische Störungen, fehlende Wirkung konservativer Maßnahmen. Die Behandlung zielt darauf ab, eine Schädigung des Rückenmarks zu verhindern und die Wirbelsäulenachse wiederherzustellen.

Verfahren:

• Okzipitozervikale Spondylodese (Versteifungsoperation): Stabilisierung des Schädels und der Halswirbelsäule. In der Regel kommt der Eingriff bei kombinierten Verletzungen des 1. und 2. Halswirbels zum Einsatz.
• Spondylodese C1/C2: Bewahrung der Halsbewegung durch Befestigung des Atlas am 2. Halswirbel.

Fraktur des 2. Halswirbels (Axisfraktur, C2-Fraktur)

Der 2. Halswirbel (auch C2, Axis und Vertebra cervicalis II genannt) spielt eine Schlüsselrolle bei der Unterstützung des Schädels, der Erleichterung der Kopfdrehung und dem Schutz des oberen Rückenmarks. Frakturen in diesem Bereich können von leichten, nicht dislozierten Rissen bis zu schweren, instabilen Verletzungen reichen, die das Rückenmark und lebenswichtige Funktionen beeinträchtigen.

Ätiologie

Axisfrakturen können durch verschiedene traumatische Ursachen entstehen:

1. Direktes Trauma: die häufigste Ursache, oft durch hohe Krafteinwirkung
2. Verkehrsunfälle: sowohl Zusammenstöße bei hoher Geschwindigkeit als auch Mechanismen mit geringerer Energie, wie z. B. eine Schnellbremsung
3. Sportverletzungen: Kontaktsportarten, Tauchunfälle und Pferdesport
4. Pathologische Zustände: metastatische Läsionen des 2. Halswirbels und chronische Stoffwechselerkrankungen, die die Dichte des Knochengewebes beeinträchtigen und zu Niedrigenergiefrakturen führen

Verletzungsmechanismus

Der Axis ist aufgrund seines besonderen anatomischen Aufbaus anfällig für einzigartige Verletzungsmuster und Frakturformen:

1. Hyperextension (Überstreckung): Eine plötzliche Rückwärtsbewegung des Kopfes (z. B. ein heftiger Aufprall im Heckbereich eines Fahrzeugs) kann eine „Henkerfraktur“ verursachen, also eine beidseitige Fraktur der Pars interarticularis des Wirbels.
2. Axiale Belastung: Vertikale Krafteinwirkung auf den Kopf (z. B. beim Kopfsprung in flaches Wasser) kann eine Fraktur des Dens (Zahnfortsatz) des 2. Halswirbels (Densfraktur bzw. Dens-axis-Fraktur) zur Folge haben.
3. Flexion-Rotation: Torsionskräfte können ebenfalls zu Frakturen des Dens axis oder der Massa lateralis führen.
4. Direktes Trauma: Schläge auf den oberen Hals oder den Gesichtsschädel können eine Axisfraktur herbeiführen.

Epidemiologie

1. C2-Frakturen machen 20 % aller HWS-Frakturen aus.
2. Dens-axis-Frakturen treten am häufigsten auf (50–75 % aller Frakturen des 2. Halswirbels), insbesondere bei älteren Patienten nach Stürzen aus der eigenen Höhe (Niedrigenergiefrakturen).
3. Henkerfraktur (Hangman’s Fracture, traumatische Spondylolisthese des Axis) ist die zweithäufigste C2-Fraktur, die oft als Folge von Verkehrsunfällen und Stürzen auftritt.

Sie betreffen vor allem Männer im Zusammenhang mit sportlichen Aktivitäten und gefährlichen Berufstätigkeiten (Baugewerbe usw.).

Klassifikation von C2-Frakturen

Es existieren mehrere Klassifikationen von Axisfrakturen. Historisch gesehen basieren die wichtigsten Klassifizierungen auf der anatomischen Region der Verletzung. So klassifizierte Schatzker Frakturen anhand ihres Verhältnisses zu den akzessorischen Bändern.

Klassifikation der Densfrakturen (Anderson & D’Alonzo)

Am häufigsten werden Densfrakturen nach Lokalisation klassifiziert.

Klassifikation nach Anderson and D’Alonzo mit Handley-Modifikation*

* Die Hadley-Subklassifikation unterscheidet einen Subtyp bei Trümmerfrakturen vom Typ 2. Beim Typ 2a besteht bei konservativer Behandlung der Fraktur ein deutlich erhöhtes Risiko einer Nichtheilung. Dies tritt bei 5–10 % aller Typ-2-Frakturen auf.

3D-Modelle der Dens-axis-Frakturen (des 2. Halswirbels):

Dens-axis-Fraktur, Typ 1 (nach Anderson und D‘Alonzo)

Dens-axis-Fraktur, Typ 2 (nach Anderson und D‘Alonzo)

Dens-axis-Fraktur, Typ 2а (nach Anderson und D‘Alonzo, Hadley-Modifikation)

Dens-axis-Fraktur, Typ 3 (nach Anderson und D‘Alonzo)

Außerdem gibt es die Grauer-Klassifikation für Dens-axis-Frakturen Typ 2 nach Anderson u. D’Alonzo (Subtypen A, B, C), die auf der Form und Richtung der Frakturlinie beruht und die geeignete Behandlungstaktik bestimmt.

Die Roy-Camille-Klassifikation beschreibt hingegen nur die Richtung der Dislokation von Knochenfragmenten und den Verlauf der Frakturlinie.

Außerdem wurde eine embryologische Klassifikation von Densfrakturen anhand der embryologischen Verwachsungspunkte entwickelt. Bei Typ 1 ist der obere Viertel des Dens betroffen, bei Typ 2 die unteren drei Viertel.

Klassifikation der Henkerfrakturen (Levine & Edwards)

Die Klassifikation von Levine und Edwards wurde für Frakturen der Pars interarticularis des Axis (sogenannte traumatische Spondylolisthese bzw. Henkerfraktur) entwickelt und basiert auf dem Verletzungsmechanismus.

Klassifikation von Levine und Edwards

Klinisches Erscheinungsbild

1. Starke Nackenschmerzen in der oberen Halswirbelsäule, bewegungsabhängig
2. Verminderter Bewegungsumfang im Nacken
3. Okzipitaler Kopfschmerz: evtl. als Folge von übertragenem Schmerz
4. Neurologische Symptome: selten, bei schweren Verletzungen eventuell Vorliegen von Taubheitsgefühl, Schwäche oder sogar Tetraplegie
5. Atem- und Schluckstörungen: möglich bei einem großen retropharyngealen Hämatom

Diagnostik

Die Diagnostik basiert auf der klinischen Untersuchung und den radiologischen Untersuchungsmethoden.

Klinische Untersuchung:

1. Anamnese: kürzliches Nackentrauma, Typ der Einwirkung, neurologische Störungen
2. Untersuchung: Nackenschmerzen, Druckschmerzen, Bewegungseinschränkung, eventuelle neurologische Störungen wie Schwäche in den Extremitäten, Taubheitsgefühl oder Atembeschwerden

Radiologische Diagnostik:

1. Röntgenographie: Die Standardaufnahmen (anteroposterior (a.p.), lateral und Aufnahme mit offenem Mund (zuverlässiger)) ermöglichen den Nachweis einer Dens-axis-Fraktur. Funktionelle Röntgenuntersuchungen (Flexion und Extension) sind im Rahmen der Diagnosestellung einer okzipitozervikalen (atlantookzipitalen) Instabilität erforderlich.
2. CT (Computertomographie): Dieses Verfahren ist der Goldstandard der Diagnostik und ermöglicht eine detaillierte Visualisierung der Frakturmorphologie und der Richtung der Dislokation.
3. MRT (Magnetresonanztomographie): Dieses Verfahren ist bei neurologischen Ausfällen erforderlich.

Therapie von Axisfrakturen

Nicht-chirurgische Behandlung

Anzeigen: bei nicht dislozierten Frakturen, sofern keine Anzeichen von Rückenmarkskompression und keine zunehmende neurologische Symptome bestehen. Auch bei Patienten, die aus verschiedenen Gründen nicht operiert werden dürfen.

Verfahren:

1. Starre Halskrause: Sie wird am häufigsten bei Dens-axis-Frakturen vom Typ 1 und 3 ohne oder mit geringer Dislokation und bei traumatischer Spondylolisthese vom Typ 1 eingesetzt.
2. Ruhigstellung mittels eines Halofixateurs: Sie bietet maximale äußere Stabilisierung, die in der Regel bei einigen Dens-axis-Frakturen vom Typ 2 und einigen Formen traumatischer Spondylolisthese erforderlich ist.

Viele Frakturen des 2. Halswirbels können konservativ behandelt werden, insbesondere wenn sie stabil sind und keine neurologischen Ausfälle verursachen. Die meisten Patienten erholen sich bei angemessener Ruhigstellung: Mit einer externen Orthese oder einem Halofixateur lässt sich bei Frakturen vom Typ 1 eine 100-prozentige Heilung und bei Frakturen vom Typ 3 eine Heilung in 85 bis 100 Prozent der Fälle erreichen. Bei Frakturen vom Typ 2 erreicht die Frakturheilung 57 %, jedoch ist dieser Wert bei Patienten der älteren Altersgruppe deutlich geringer.

Chirurgische Behandlung

Anzeigen: Instabilität, Dislokation, Nichtheilung, neurologische Defizite, multiple Traumata

Verfahren:

1. Dens-axis-Verschraubung (auch Schraubenosteosynthese des Dens axis): innere Befestigung bei dislozierten Typ-II-Densfrakturen, insbesondere bei jungen Patienten Die Frakturheilung wird in 90 % der Fälle erreicht.
2. Dorsale Spondylodese C1/C2: bei Frakturen mit Instabilität, Fragmentierung oder Unwirksamkeit der konservativen Therapie. Die Rate der Frakturheilung ist recht hoch, jedoch ist auch die Operationstechnik von großer Bedeutung.

Ein chirurgischer Eingriff führt häufig zu einer guten Stabilisierung und zu guten neurologischen Ergebnissen, ist jedoch mit operativen Risiken und einer längeren Rehabilitation verbunden.

Prognose und Therapieergebnisse

Die wichtigsten Prognosefaktoren bei Frakturen des ersten und zweiten Halswirbels sind Integrität des Bandapparats, Dislokation und Angulation der Fraktur, Zeitpunkt und Wirksamkeit der Frakturstabilisierung sowie Qualität des Knochengewebes des Patienten. Eine wesentliche Rolle bei der Prognose des Behandlungsergebnisses spielen systematische und gezielte Rehabilitationsmaßnahmen.

Prognose bei Atlasfrakturen

• Isolierte Frakturen des Arcus anterior: die Prognose ist gut, da die Fraktur stabil ist und neurologische Komplikationen nur selten auftreten.
• Isolierte Fraktur des Arcus posterior: die Prognose ist identisch mit der der Fraktur des Arcus anterior, die Fraktur ist stabil, neurologische Komplikationen sind äußerst selten.
• Gleichzeitige Läsion des Arcus anterior und posterior: eine schlechtere Prognose, die von der Intaktheit des Ligamentum transversum atlantis abhängt. Bei einem intakten Ligamentum transversum (Typ 3А nach Gehweiler) ist die Fraktur relativ stabil und die Prognose relativ gut. Bei einem geschädigten Ligamentum transversum atlantis besteht unabhängig von der Art der Verletzung das Risiko einer chronischen Instabilität und einer eingeschränkten Bewegungsamplitude der HWS nach der Frakturheilung.
• Fraktur der Massa lateralis: die Prognose hängt auch davon ab, inwieweit das Bandapparat betroffen ist. Bei einem intakten Ligamentum transversum und stabiler Immobilisierung des Segments ist die Prognose gut. Bei einer Schädigung des Bandapparats besteht jedoch das Risiko einer Instabilität des Segments, was in einigen Fällen eine Spondylodese erforderlich macht.
• Isolierte Fraktur des Processus transversus atlantis: Die Prognose ist gut, jedoch muss der Zustand der benachbarten Gefäßstrukturen beurteilt werden.

Prognose bei Axisfrakturen

• Frakturen der Densspitze: Sie haben eine gute Prognose aufgrund des hohen Grades der Frakturheilung, der Frakturstabilität sowie seltener neurologischer Komplikationen.
• Fraktur der Densbasis: Aufgrund der anatomischen Besonderheiten der Blutversorgung besteht ein hohes Risiko einer Nichtheilung (bis zu 50 % bei konservativen Maßnahmen). Eine Fehlheilung und chronische Schmerzen sind mögliche Folgen solcher Frakturen. Dadurch ist die Prognose bei Frakturen der Densbasis nicht so gut.
• Frakturen vom Typ 3: (gemäß Klassifikation nach Anderson und D’Alonzo) die Prognose ist gut, da die Frakturlinie durch das gut durchblutete spongiöse Knochengewebe des Wirbelkörpers verläuft und im Vergleich zum zweiten Frakturtyp stabiler ist. Die Frakturheilung wird in 85–90 % der Fälle erreicht.
• Prognose nach der traumatischen Spondylolisthese (Henkerfraktur) hängt von der Form der Fraktur, d. h. von ihrer Stabilität ab. So haben stabile Frakturen eine gute Prognose, während instabile Frakturen eine chirurgische Behandlung erfordern, wodurch das Risiko für Komplikationen erhöht ist. Neurologische Komplikationen sind bei solchen Frakturen selten, da sich der Wirbelkanal dabei erweitert. Die Frakturheilung wird in 90 % der Fälle erreicht. Zu chronischen Schmerzen kommt es in der Regel bei einer falschen Diagnose, einer verzögerten Behandlung sowie bei einer Nichtheilung der Fraktur.

Rehabilitationsprotokoll

Die Rehabilitation ist ein wesentlicher Bestandteil der Therapie. Je nach Stabilität der Fraktur wird sie in verschiedene Phasen unterteilt.

Wenn während der Rehabilitation neue neurologische Störungen auftreten oder bestehende Symptomatik zunimmt, die Körpertemperatur über den physiologischen Wert steigt oder Atembeschwerden bzw. Schluckbeschwerden hinzukommen, sollten sofort medizinische Maßnahmen eingeleitet werden.

Rehabilitation bei Atlasfrakturen

Stabile Frakturen (konservative Behandlung):

• Stufe 1 (Ruhigstellung, 0–6 Wochen): stabile Fixierung (Orthese/Halofixateur) Belastung oder Bewegungen der HWS sind streng eingeschränkt. Zulässig sind isometrische Übungen für die nicht involvierten Segmente und Extremitäten sowie Atemgymnastik.
• Stufe 2 (Frühmobilisierung, 6 bis 12 Wochen): wenn radiologische Anzeichen für eine Konsolidierung der Fraktur erkennbar sind. Übungen zur Wiederherstellung der Bewegungsamplitude und -stärke. Die Belastung und der Bewegungsumfang sollten schrittweise und schmerzfrei gesteigert werden. Es ist ratsam, mit Beuge- und Streckbewegungen zu beginnen und anschließend zu Rotations- und Seitbeugeübungen überzugehen.
• Stufe 3 (funktionelle Wiederherstellung, 12+ Wochen): Wiederherstellung uneingeschränkter Alltagsaktivität. Kontaktsport und axiale Krafteinwirkung sind zu vermeiden. Erlaubt sind Fitnessgeräte, Schwimmen, Übungen zur Erweiterung der Bewegungsamplitude und zur schrittweisen Kräftigung der Nacken- und der oberen Brustmuskulatur.

Bei negativen oder erneuten neurologischen Symptomen sowie bei einer verlangsamten Konsolidierung der Fraktur legt der behandelnde Arzt die Dauer jeder Phase fest.

Instabile Frakturen (postoperativ):

• 0–6 Wochen: Schutz der Metallkonstruktion (Orthese/Halofixateur) Angezeigt sind Atemgymnastik, Mobilitätstraining im Bett und Gangtherapie bei Immobilität.
• 6–12+ Monate: Rückkehr zur Arbeit, zunehmende körperliche Belastung und Einüben spezifischer Bewegungen
• 6–12 Wochen: sichere Mobilisierung, Stärkung der Rücken- und Beinmuskulatur, um sich selbstständig fortbewegen und alltägliche Aktivitäten ausführen zu können
• 12–24 Wochen: Wiederherstellung des Bewegungsumfangs (mit bestehenden Einschränkungen durch den Fixateur) Die Aktivitäten umfassen Core-Training und Übungen für die vordere Bauchwand. Radfahren ist erlaubt.

Rehabilitation nach Axisfrakturen

Rehabilitationsprotokoll bei stabilen Frakturen

Rehabilitationsprotokoll bei instabilen operationsbedürftigen Axisfrakturen

Je nach Art des chirurgischen Eingriffs kann die eingesetzte Fixierung die Bewegungen im operierten Segment einschränken. Eine Dens-axis-Verschraubung ermöglicht eine Rotationsfähigkeit des operierten Segments. Im Gegenzug bewirkt die dorsale Spondylodese C1/C2 einen Verlust der Rotation. Okzipitozervikale Spondylodese führt zu erheblichen Bewegungseinschränkungen im operierten Segment.