Dorsale Instrumentierung der Halswirbelsäule mit dem „neon occipito-cervical system“Teil 1: Atlantoaxiale Instrumentierung
Posterior Instrumentation of the Cervical Spine for Instability Using the “neon occipito-cervical system”Part 1: Atlanto-Axial Instrumentation
Marcus Richter1
ZusammenfassungOperationsziel
Dorsale atlantoaxiale Instrumentierung in Kombinationmit einer dorsalen Spondylodese, ggf. nach geschlosseneroder offener Reposition C1 gegen C2 mit dem Ziel einer atlantoaxialen Spondylodese.
IndikationenAtlantoaxiale Instabilitäten rheumatischer, traumati-scher, neoplastischer, infektiöser oder kongenitaler Genese.Atlantoaxiale Arthrose.
KontraindikationenVorbestehende Infektionen im Operationsbereich.Fehlende Narkosefähigkeit.
OperationstechnikLagerung in Bauchlage, scharfe Kopffixation z.B. mit May-field-Klammer, ggf. geschlossene Reposition mit Röntgen-bildverstärker im seitlichen Strahlengang. Dorsaler Zugangzu C1/2 in der Mittellinie. Gegebenenfalls offene Reposition.Perkutanes Einbringen von zwei Bohrdrähten, Einbringender transartikulären Schrauben C1/2 über die Bohrdrähte,Instrumentieren mit Atlashakenklammern, Anfrischen derdorsalen Wirbelbögen C1 und C2 mit der Fräse und Anlagernvon Spongiosa.
ErgebnisseVon 08/2000–02/2002 wurden 24 Patienten (16 Frauen und acht Männer) mit einem Durchschnittsalter von 57Jahren operiert. Alle Patienten wurden nach 4–21 (imDurchschnitt 11,3) Monaten nachuntersucht. Bei allen Pati-enten wurde eine Fusion erreicht: Kein Implantatversa-gen, keine Notwendigkeit zur Implantatentfernung oderRevisionsoperation. Einmal brach die Gewindespitze desFührungsdrahts bei der transartikulären VerschraubungC1/2 und musste entfernt werden. Das Design desFührungsdrahts wurde daraufhin geändert, erneute Pro-bleme haben sich danach nicht ergeben. Weitere implan-
AbstractObjective
Posterior atlanto-axial instrumentation and spondylodesisafter closed or open reduction of displacement between C1and C2. The goal is an atlanto-occipital arthrodesis.
IndicationsRheumatoid, traumatic, neoplastic, infectious, or congeni-tal atlanto-axial instability.Atlanto-axial arthritis.
ContraindicationsRemote infection of the area of surgical approach.Poor health prohibiting general anesthesia.
Surgical TechniqueProne position: with stable fixation of the head, i.e., withMayfield clamps, closed reduction under image intensifi-cation in the lateral plane, if indicated. Midline posteriorapproach to C1 and C2. Open reduction, if necessary. Per-cutaneous insertion of two guide wires, insertion oftransarticular screws, instrumentation with two atlasclaws, freshening of the posterior aspect of the arch of C1and C2 with a burr and apposition of cancellous bone.
ResultsBetween August 2000 and February 2002, we used thistechnique in 24 patients (16 women, eight men, averageage 57 years, follow-up of all patients varied between 4 and 21 [average 11.3] months). All patients achieved a bonyunion: no implant failure, no need for implant removal, norevision surgery. The threaded end of a guide wire brokeonce and had to be removed. Subsequently, the design of
Operat Orthop Traumatol 2003;15:70–89
DOI 10.1007/s00064-003-1062-y
1 Orthopädische Klinik mit Querschnittgelähmtenzentrum der Universität Ulm.
Richter M. neon-Implantatsystem für die dorsale HWS-Instrumentierung – Teil 1
VorbemerkungenDie ersten Fusionstechniken an der Halswirbelsäulemit angelagerten Knochenspänen oder zusätzlicherFixation von Wirbelkörpern mit Drahtcerclagen [2, 3, 5,7, 10, 13–16, 19, 22, 26, 29] erforderten lange postopera-tive Immobilisationen der Halswirbelsäule und warentrotzdem mit einer hohen Rate an Pseudarthrosen undKorrekturverlusten behaftet. Deshalb versuchte manunter Zuhilfenahme von Osteosyntheseplatten undCerclagen oder mit Platten-Schrauben-Techniken, un-ter günstigeren biomechanischen Bedingungen bessereErgebnisse zu erreichen [4, 6, 8, 9, 12, 23, 24, 27, 28].Aber auch mit diesen Systemen waren viele Nachteileverbunden, sei es aufgrund der festgelegten Position derPlattenlöcher, der eingeschränkten Winkel zwischenPlatten und Schrauben sowie der ungenügenden Win-kelstabilität zwischen Schrauben und Platten. Auch diedaraufhin entwickelten Schrauben-Stab-Systeme ha-ben noch einige Nachteile, wie z.B. die nicht winkelsta-bile Schrauben-Stab-Verbindung [1, 11, 17]. Deshalbentwickelte der Autor in Zusammenarbeit mit UlrichMedizintechnik GmbH (Ulm) ein modulares Schrau-ben-Stab-System für die dorsale Instrumentierung derHalswirbelsäule und des okzipitozervikalen Übergangs.Die biomechanische Leistungsfähigkeit des Systemskonnte sowohl für die okzipitozervikale als auch für dieatlantoaxiale Instrumentierung in vitro dokumentiertwerden [20, 21]. Das neue System wurde erstmals imAugust 2000 einem Patienten implantiert und ist seitherbei über 400 Patienten verwendet worden.
the guide wire was changed and no similar problems oc-curred. No other implant-related complications wererecorded. The technique could be executed in all patients.
Introductory RemarksOriginal techniques for spondylodesis of the cervicalspine with apposition of bone grafts or additional fixa-tion of the vertebral bodies with wire cerclage [2, 3, 5,7, 10, 13–16, 19, 22, 26, 29] necessitated a prolongedpostoperative immobilization. Nevertheless, the inci-dence of nonunion and loss of correction was high.Therefore, internal fixation with plates together withcerclage or plate-screw techniques were introduced toobtain better biomechanical conditions and better re-sults [4, 6, 8, 9, 12, 23, 24, 27, 28]. These techniqueswere also associated with many disadvantages, eitherdue to the given position of the screw holes in theplate, the limited possibility of screw angulation, or theinsufficient angular stability between screw and plate.Even the subsequently developed screw-rod systemhad some disadvantages such as the absence of angularstability between screw and rod [1, 11, 17]. It is forthese reasons that the author in collaboration with Ul-rich Medizintechnik GmbH, Ulm, Germany, devel-oped a modular screw-rod system for the posterior instrumentation of the cervical spine and the occipito-cervical junction. Bench testing showed the biome-chanical advantage of the system for the occipito-cervical and the atlanto-axial levels [20, 21]. The sys-tem was used clinically for the first time in August 2000and has since been used in over 400 patients.
Operationsprinzip und -zielDorsale Instrumentierung und atlantoaxiale Fusionmit Hilfe eines modularen winkelstabilen Implantat-systems nach geschlossener oder offener Repositionbei Instabilitäten oder Fehlstellungen atlantoaxial.Bei Einengung des Spinalkanals oder nicht reponier-baren Fehlstellungen wird ggf. zusätzlich eine De-kompression notwendig.
Surgical Principles and ObjectiveAfter closed or open reduction of an instability or at-lanto-axial malposition, posterior instrumentationand atlanto-axial fusion with a modular and angularstable system. A posterior decompression may be-come necessary in the presence of a narrow spinalcanal or a malposition that cannot be reduced.
Richter M. neon-Implantatsystem für die dorsale HWS-Instrumentierung – Teil 1
risk, and decreased operating time in comparisonwith other systems (sublaminal cerclage and corti-cocancellous bone grafts) thanks to:– high angular stability between screw and rod,– rod diameter of 4.5 mm,– occipital fixation with screws or toggle,– atlas claw for instrumentation C1 and lower cervi-
cal vertebrae.• Easy and universal applicability through:
– great angular variability between screw and rod,– cannulated cervical and thoracic screws,– possible connection of the instruments with a
computerized navigation system,– decreased need for rod bending thanks to four dif-
ferent screw-rod connectors and two differentspacers,
– instruments for percutaneous instrumentationwith pedicle screws and transarticular C1/2 screws.
• Decrease of extent of approach and of morbiditythanks to a percutaneous insertion of the transar-ticular screws.
• Reliable restoration of stability and induction of fu-sion leading to elimination of pain and functionaldisturbances.
Disadvantages• In instances of multilevel stabilization, the bending
of the rod and connection of screws to the rod maybecome difficult.
Indications• Instability due to rheumatoid arthritis at C1/2 or
C1/C3–7.• Subaxial instabilities involving only few levels with-
out involvement of the occipitocervical junction areusually indications for an anterior approach.
• Posttraumatic instabilities: fracture of dens accom-panied by marked osteoporosis, extensive commi-nution, patients > 65 years, associated intraarticularfracture at the C1/2 level, or in patients with a highthoracic kyphosis (anterior approach technicallyimpossible); unstable nonunion of dens; unstableJefferson fracture; atlanto-occipital dislocation;rupture of the tranverse ligament; rupture of alar ligaments; unstable rotatory dislocation C1/2 or re-current rotatory dislocation C1/2 as after closed re-duction and immobilization in a halo for 8 weeks.
• Instabilities due to neoplasms and compression ofspinal cord: atlanto-axial metastases or primary tu-
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• Präoperative Operationsplanung mit Planungs-CTund multiplanaren Rekonstruktionen: Beurteilungdes Verlaufs der Arteria vertebralis, Planung derRichtung und Länge der Schrauben.
• Zirkuläre Rasur, beginnend 1 cm oberhalb der Pro-tuberantia occipitalis, am Operationstag auf Station.
Instrumentarium und Implantateneon-Implantate für die atlantoaxiale Instrumen-tierung (Abbildung 1)
• Schraube, selbstbohrend, kanüliert: Durchmesser 4 mm, Farbe blau, Längen 38–50 mm (Abstufung 2 mm). Die Schrauben werden über einen 1,5-mm-Bohrdraht ohne Vorbohren implantiert. Im Schrau-benkopf befindet sich in einem Winkel von 45° zurSchraubenachse eine Gewindebohrung für den
mors threatening stability or compressing the spinalcord.
• Congenital atlanto-axial instabilities.• Degenerative diseases: osteoarthritis of C1/2 joints
(very rare).
Contraindications• Remote infection of the area of surgical approach.• Poor health prohibiting general anesthesia.
Patient Information• Usual surgical risks such as infections, wound heal-
ing disturbances, hemorrhage, thrombophlebitis,embolism.
• Injury to spinal cord, nerve roots, or vertebral ar-tery.
• Implant failure: loss of correction, loosening of im-plant, breakage of implant, displacement of implant.
• Poor or insufficient screw purchase may necessitatea more extensive instrumentation.
• Possibility of revision for nonunion, implant failure,infection, or other complications.
• Marked limitation of bilateral rotation of cervicalspine by 40–50° postoperatively, no important limi-tation of flexion/extension or lateral inclination.
Preoperative Work Up• Clinical assessment including neurologic status.• Imaging: radiographs in two planes, lateral bending
and, if needed, flexion/extension films. MRI, if indi-cated.
• Preoperative planning based on CT and multiplanarreconstruction: determination of the course of thevertebral artery, and planning of direction andlength of screws.
• Circular shaving starting 1 cm cranial to the externaloccipital protuberance at the day of surgery on theward.
• Perioperative administration of one dose of broad-spectrum antibiotics is recommended.
Surgical Instruments and Implantsneon Implants for Atlanto-Axial Instrumentation(Figure 1)
• Screw, self-drilling, cannulated: diameter 4 mm, color blue, lengths 38–50 mm (in 2-mm increments).The screws are inserted over a 1.5-mm trocar-tippedwire without prior drilling. At an angle of 45° to thescrew axis, the screw head contains a threaded borefor insertion of the neon easy fit. Application: trans-articular screwing C1/2.
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• Schraube, selbstschneidend, kanüliert: Durchmesser4 mm, Farbe silber, Längen 10–38 mm (Abstufung 2 mm). Die Schrauben können über einen 1,5-mm-Führungsdraht nach Vorbohren mit 2,6-mm-Bohrerimplantiert werden. Im Schraubenkopf befindet sichin einem Winkel von 45° zur Schraubenachse eineGewindebohrung für den Montagestift. Anwen-dung: Massa-lateralis-Schraube C1 und C3–7, Isth-musschraube C2, Pedikelschraube C2 bis hochthora-kal, transartikuläre Schraube C2/3–C6/7.
• Verbinder: Vier verschiedene Längen für einfacheInstrumentierung und möglichst geringe Stabbiegungin der Frontalebene, farbkodiert, 14 mm und 18 mm(rot), 16 mm und 20 mm (grün). Die beiden längerenVerbinder haben eine zusätzliche Klemmschraubezur Erhöhung der Stabilität. Anwendung: Winkelsta-bile Verbindung zwischen Schraube und Stab.
• Montagestift mit Mutter: Einbringen des Monta-gestifts in die Gewindebohrung der neon-Schrau-ben zur Aufnahme der Verbinder, Fixieren der Ver-binder mit Mutter. Anwendung: Verbindung vonneon-Schraube und neon-Verbinder.
• Spacer: Farbkodiert, zwei Höhen, 2 mm (rot), 4 mm(grün), kann zwischen Schraube und Verbinder eingebracht werden. Anwendung: Ausgleich vonHöhenunterschieden zwischen neon-Schraube undStab.
• Stab: Durchmesser 4,5 mm, Längen 20–230 mm.Anwendung: Verbindung von zwei oder mehr neon-Schrauben.
• Atlashakenklammer: Bestehend aus Klammerstabund Schiebehaken. Anwendung: C1/2-Instrumentie-
• Screw, self-tapping, cannulated: diameter 4 mm, color silver, lengths 10–38 mm (in 2-mm increments).The screws are inserted over a 1.5-mm guide wireafter drilling with a 2.6-mm drill bit. At an angle of45° to the screw axis, the screw head contains athreaded bore for insertion of the neon easy fit. Ap-plication: lateral mass screw C1 and C3–7, isthmusscrew, pedicle screw C2 to high thoracic, and trans-articular screw C2/3–C6/7.
• Connector: four different lengths for easy instrumen-tation to reduce the necessary bending of the rod inthe frontal plane, color-coded, 14 and 18 mm (red), 16and 20 mm (green). The two longer connectors have,in addition, a tightening bolt to increase stability. Ap-plication: connection between screw and rod guaran-teeing angular stability.
• Easy fit with hex nut: insertion of the easy fit intothe threaded bore of the neon screw for attachmentof the connector, the connector is fixed with the hexnut. Application: connection between neon screwand connector.
• Spacer: color-coded, two heights, 2 mm (red), 4 mm(green), can be inserted between screw and connec-tor. Application: compensating height differencesbetween neon screw and rod.
• Rod: diameter 4.5 mm, lengths: 20–230 mm. Appli-cation: connection between two or more screws.
• Atlas claw: consisting of atlas hook and counter-part. Application: C1/2 instrumentation in combi-nation with transarticular screws C1/2 to replace the3-point buttressing with bone graft and cerclageconstruct according to Gallie or Brooks. Applica-tion: C1/2–7 instrumentation.
Abbildungen 1a und 1bImplantatkomponenten neon für die atlanto-axiale Instrumentierung.a) Explosionszeichnung einer typischen In-strumentierung C1/2 mit transartikulärer Ver-schraubung und Atlashakenklammer.b) Alternative Instrumentierung C1/2 mitMassa-lateralis-Schrauben C1 und Isthmus-schrauben C2.
Figures 1a and 1bImplant components for the atlanto-axialneon instrumentation.a) Implants separately shown for a typicalC1/2 instrumentation with transarticularscrews and atlas claws.b) Alternative instrumentation C1/2 with lat-eral mass screws C1 and isthmus screws C2.
rung in Kombination mit transartikulären SchraubenC1/2 als Ersatz für 3-Punkt-Abstützung mit Kno-chenspan-Cerclage-Konstrukt nach Gallie oder Brooks. Anwendung: C1/C2–7-Instrumentierung.
neon-Instrumente• Bohrhülse mit Längeneinstellung: Bestehend aus
Griffstück, Tiefenanschlag, Sicherungsmutter undverschiedenen Bohreinsätzen (2,6 mm scharf, 2,6mm stumpf, 1,5 mm scharf), Adapter für CAS-System (Computer Assisted Surgery).
• Trokarsystem (Abbildung 2): Adaptierbar an dasGriffstück der Bohrhülse, bestehend aus je zweiTrokarhülsen und je einem kanülierten Trokarein-satz, zwei Längen für die perkutane transartikuläreInstrumentierung C1/2 (lang) und die perkutanePedikelinstrumentierung (kurz).
• Bohrer mit AO-Ansatz: 2,6 mm, mit Tiefenan-schlag.
• Bohrdraht: 1,5 mm, mit Trokarspitze, mit zwei Mar-kierungen zur Längenbestimmung der Schraubenmit Messhülse oder Trokarsystem.
• Führungsdraht: 1,5 mm, stumpf, mit zwei Längen-markierungen zur Längenbestimmung der Schrau-ben mit Messhülse oder Trokarsystem.
• Messhülse: Längenbestimmung der Schrauben inVerbindung mit Führungsdraht oder Bohrdraht.
• Pfriem: Eröffnen der Kortikalis am Schraubenein-trittspunkt.
• Schraubendreher, selbsthaltend, kanüliert: Adapterfür CAS-System, erlaubt eine feste Fixierung derSchraube im Schraubendreher. Anwendung: Appli-kation von Schrauben ohne Führungsdraht (insbe-sondere Massa-lateralis-Schrauben).
neon Instruments• Tissue protector with adjustment for drilling depth:
consisting of handle, depth stop, locking nut, anddifferent drill bit adapters (2.6 mm sharp, 2.6 mmblunt, 1.5 mm sharp), for the adaption of the Com-puter Assisted Surgery (CAS) system.
• Trocar system (Figure 2): adaptable to handle of thetissue protector, consisting of two trocar sleeveseach and one cannulated trocar adapter each, twolengths for percutaneous transarticular instrumen-tation C1/2 (long), and for percutaneous pedicle in-strumentation (short).
• AO drill bit: diameter 2.6 mm,with depth stop.• Trocar-tipped wire: diameter 1.5 mm, with two
markings to determine length of screw, with mea-surement sleeve or trocar system.
• Guide wire: diameter 1.5 mm, blunt, with two markings for determination of length of screws, withmeasurement sleeve or trocar system.
• Measurement sleeve: for determination of screwlength in combination with either trocar-tipped wireor guide wire.
• Awl: to open cortex at point of insertion of screw.• Screw driver, locking, cannulated: adapter for CAS
system, allows rigid fixation of screw in screw driver.Application: insertion of screws without guide wire,particularly for lateral mass screws.
• Screw driver, not locking, cannulated. Application:for screw insertion over guide wire and for exact ro-tational orientation of screw head.
• Screw driver, flexible, cannulated. Application: al-lows application of transarticular screws C1/2 whenthe K-wire is inserted with the angulated K-wireguide.
Tiefenanschlag für Bohrer
Griffstück mitTiefenanschlagHandle withdepth stop
Trokarhülse mit Trokar, lang, für BohrdrahtTissue protector with long trocar for trocar-tipped wire
Trokarhülse, lang – Tissue protector, long
Trokarhülse, kurz – Tissue protector, short
Trokarhülse mit Trokar, kurz, für Bohrer 2,6 mmTissue protector with short trocar for 2.6-mm drill bit
BohrdrahtführerWire guide
Längenmessungmit Bohrdraht
Depth measurement with trocar-tipped wire
Depth stop for drill bit
Abbildung 2Trokarsystem neon fürdie perkutane transarti-kuläre InstrumentierungC1/2 und die perkutanePedikelinstrumentie-rung.
Figure 2Trocar system for percu-taneous transarticularinstrumentation C1/2and the instruments forpercutaneous pedicle in-strumentation.
Richter M. neon-Implantatsystem für die dorsale HWS-Instrumentierung – Teil 1
• Schraubendreher, nicht selbsthaltend, kanüliert. An-wendung: Für Schraubenapplikation mit Führungs-draht und zur Feinausrichtung der Schraubenköpfe.
• Schraubendreher, flexibel, kanüliert. Anwendung:Erlaubt die Schraubenapplikation, wenn der K-Draht mit dem Bohrdrahtführer eingebracht wurde.
• Bohrdrahtführer (Abbildung 2): Gewinkelt, Adap-ter für CAS-System, Spitze kann geöffnet werden.Anwendung: Einbringen des Bohrdrahts, wenndurch das Trokarsystem oder die Bohrhülse keineausreichend steile Schraubenrichtung C1/2 möglichist (z.B. bei ausgeprägter hochthorakaler Kyphose).
• Schraubendreher: Für Montagestift.• Steckschlüssel: Für Montagestiftmutter.• Schraubendreher SW 2,5: Für Okziputschrauben,
Atlasschiebehaken und Fixierbolzen bei Verbin-dern 18 und 20 mm.
• Abtrenninstrument: Bestehend aus Abtrennmut-ter, Gegenhalter und T-Schlüssel, zum Ablängendes Montagestifts.
• Biegezange: Für 4,5-mm-Stab und Atlashaken-klammer.
• Stabfasszange.• Halteklemme für neon-Spacer.• Kompressionszange, Distraktionszange: Für Instru-
mentierung mit Atlashakenklammer.
Anästhesie und Lagerung• Allgemeinanästhesie, endotracheale Intubation,
Muskelrelaxation.• Zunächst in Rückenlage nach Desinfektion An-
bringen der Mayfield-Klemme ca. zwei Querfingeroberhalb des Porus acusticus externus. Eine Lage-rung ohne scharfe Fixation des Kopfes auf einerKopfschale ist auch möglich, aber nicht zu empfeh-len, da die Repositionsmöglichkeiten mit Kopfscha-le eingeschränkt sind.
• Umlagern in Bauchlage auf Gelmatte, Unterlagernvon Thorax und Becken mit Schaumstoffkissen,Fixation der Arme mit Pflasterzügelverband, konti-nuierlicher Armzug über Rollensystem mit 2,5 kg.
• Unter Bildverstärkerkontrolle wenn nötig geschlos-sene Reposition und nach Möglichkeit schon prä-operativ Einstellen des gewünschten sagittalen Pro-fils des zu instrumentierenden Wirbelsäulenab-schnitts; für die transartikuläre C1/2-Verschraubungmaximal mögliche Inklination in der Kopfgelenke-bene unter Erhalt der Reposition.
• Steriles Abwaschen und Abdecken mit Bildverstär-ker im seitlichen Strahlengang.
• Wire guide (Figure 2): angled, adapter for CAS system, tip can be opened. Application: insertion oftrocar-tipped wire in instances, where the trocar system or the tissue protector does not allow a suffi-ciently steep angulation of screws C1/2 (in instancesof marked high thoracic kyphosis).
• Screw driver: for easy fit.• Box screw driver: for easy fit hex nut.• Screw driver, hex 2.5 mm: for occiput screws, atlas
counterpart and locking bolt for connectors 18 and20 mm.
• Shear-off instrument: consisting of shear-off hexnut, shear-off counterpart and T-handle for short-ening the easy fit.
• Bender: for 4.5-mm rod and atlas claw.• Rod holder.• Forceps for neon spacer.• Compression forceps, distraction forceps: for instru-
mentation with atlas claw.
Anesthesia and Positioning• General endotracheal anesthesia with muscle relax-
ation.• At the start supine position, prepping and insertion
of Mayfield clamp approximately 2 cm above theporus acusticus externus. Positioning of the head ina mold without clamp fixation may also be possiblebut is not recommended as the possibilities of re-duction are limited with the head mold.
• Turning into prone position on a gel-filled mattress,support of thorax and pelvis with foam pillows, sta-bilization of both arms by adhesive tape, continuouspull of the arms with a pulley system with 2.5 kgweights (Figure 6a).
• Under imaging control closed reduction, if neces-sary, and attempt to position properly the imagingbeam in the sagittal plane on the region to be instru-mented, ensure permanent positioning of the imageintensifier. For the transarticular screw fixation, theposition of the second anteroposterior (AP) imageintensifier must be marked on the floor with tapesto find its proper place easily during surgery (Figure6b). For C1/2 transarticular instrumentation, maxi-mal flexion of the occipito-atloid joints while main-taining the reduction.
• Prepping and draping maintaining image intensifierin sagittal plane.
Richter M. neon-Implantatsystem für die dorsale HWS-Instrumentierung – Teil 1
Vor der Beschreibung der einzelnen Operationsschrit-te sollen zunächst Lage und Technik der Einbringungvon atlantoaxialen Schrauben erklärt werden (Abbil-dungen 3 bis 5).
Before describing the various surgical steps, the posi-tion and technique and insertion of the atlanto-axialscrews must be explained (Figures 3 to 5).
Operationstechnik Surgical TechniqueAbbildungen 3 bis 9 Figures 3 to 9
Abbildung 3Transartikuläre Schraubenplatzierung C1/2 nach Magerl: Vor jeder transartikulären Instrumentierung sollte präoperativ eine Com-putertomographie mit multiplanarer Rekonstruktion durchgeführt werden. Anhand der CT sollte entschieden werden, ob eine si-chere transartikuläre Schraubenplatzierung C1/2 insbesondere ohne Verletzung der Arteria vertebralis möglich ist. Bei 15–20% derPatienten ist dies aufgrund von Variationen im Verlauf der Arteria vertebralis nicht möglich [18, 25]. Der Eintrittspunkt für die trans-artikuläre Verschraubung C1/2 liegt auf der geraden sagittalen Linie, die mittig durch den Isthmus (Verbindung zwischen der kra-nialen und kaudalen Gelenkfacette) führt, am unteren Rand des kaudalen Gelenkfortsatzes C2, 2 mm kranial und lateral des me-dialen Randes. Bei der o.g. Variation der Arteria vertebralis kann in der beschriebenen Technik und Schraubenrichtung in C2 einekürzere Isthmusschraube eingebracht werden, die bis zur Arteria vertebralis reicht.
Figure 3Transarticular C1/2 screw positioning according to Magerl: before any transarticular instrumentation a CT should be done preoper-atively with multiplanar reconstruction. Based on the CT, a decision must be taken whether a safe transarticular screw positioningis possible without injury to the vertebral artery. This is not possible in 15–20% of patients given the variation in the course of theartery [18, 25]. The entry point for the transarticular C1/2 screw insertion lies in a straight sagittal line in the center of the isthmus(connection between the cranial and caudal joint facet) at the inferior border of the caudal facet of C2, 2 mm cranial and lateral tothe medial border. In case of variations in the course of the vertebral artery, a shorter isthmus screw not reaching the vertebralartery can be used while maintaining the described technique and direction of screw.
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Abbildung 4Transpedikuläre Schraubenplatzierung C2: Die transpedikuläre Schraubenrichtung in C2 weicht etwas von der in C3–7 mit deutlichgeringerer Konvergenz ab. Die Konvergenz beträgt ca. 25°, und die Schraube sollte ca. 10° in Relation zur Grundplatte C2 ansteigen.Im Gegensatz zu C3–7 ist die Pedikelweite mit ca. 8 mm versus ca. 5 mm (C3–7) deutlich größer, und die mediale Pedikelbegren-zung kann mit dem Dissektor leicht bestimmt werden.
Figure 4Placement of transpedicular screw C2: the direction of the transpedicular screw in C2 differs slightly from that of C3–7 as the con-vergence is markedly less. This convergence amounts to 25°, and the screw should rise by 10° in relation to the end plate C2. Con-trary to C3–7, the width of the pedicle C2 is 8 mm (5 mm in C3–7). The medial border of the pedicle can easily be determined with adissector.
Abbildung 5Massa-lateralis-Schraube C1: Die Schraube verläuft in der Sagittalebene leicht ansteigend in Relation zum Gelenkspalt C1/2 und ineinem rechten Winkel zur Frontalebene. Der Eintrittspunkt liegt unterhalb des dorsalen Atlasbogens am Übergang desselben zurMassa lateralis C1. Die Wurzel C2, die dorsal des Eintrittspunkts verläuft, ist vor dem Aufbohren und Einbringen der Schraube miteinem Dissektor nach kaudal wegzuhalten.
Figure 5Lateral mass screw C1: the direction of the screw in the sagittal plane rises slightly in relation to the articular space C1/2 and at aright angle in the frontal plane. The entry point lies distal to the posterior arch of the atlas at the transition to the lateral mass ofC1. The nerve root of C2 which runs posterior to the point of insertion is retracted caudally with a dissector before drilling and inser-tion of screw.
Im Folgenden werden nun die notwendigen Operati-onsschritte für die atlantoaxiale Instrumentierung mitAtlashakenklammer ausführlich beschrieben.
The surgical steps for the atlanto-axial instrumen-tation with an atlas claw are described in the follow-ing.
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Abbildungen 6a bis 6c Lagerung in Bauchlage auf Gelmatte, Unterlagerung von Thorax und Becken mit Kissen, Armfixation mit Pflasterzügelverbandund kontinuierlicher Zug über Rollensystem mit 2–4 kg, scharfe Kopffixation mit Mayfield-Klemme oder anderen Systemen, Repo-sition und Einstellung des gewünschten sagittalen Profils präoperativ soweit möglich (a), Bildverstärker fest im seitlichen Strah-lengang installiert, Einstellung der Position des mobilen zweiten Bildverstärkers a.p. für transartikuläre Schrauben C1/2 am Bodenmarkieren (b), Kennzeichnung der Position des a.p. Bildverstärkers mit Pflaster am Boden, um intraoperativ die Position leicht wie-derzufinden zu können. Nach sterilem Abwaschen, Abdecken und Aufbringen der Operationsfolie medianer Hautschnitt zentriertüber dem zu instrumentierenden Bereich (1 cm distal der Protuberantia occipitalis bis 1 cm distal des Dornfortsatzes von C2, Zu-gangslänge ca. 6 cm; c) und – durch die Verwendung des Trokarsystems ist eine Hautinzision von 6 cm ausreichend – mit Elektro-messer oder Ultraschallskalpell Inzision der Faszie, anschließend subperiostale Darstellung des dorsalen Atlasbogens, des Dorn-fortsatzes und des dorsalen Bogens C2 mit Ultraschallskalpell oder Raspatorium und ausgezogenen Kompressen.
Figures 6a to 6cApproach: after prepping and draping with "Op-site” (a, b), midline incision over the region to be instrumented (1 cm distal to oc-cipital protuberance to 1 cm distal to the spinous process of C2, length of incision: ca. 6 cm; c) with cautery knife or US scalpel. Thislength of incision is sufficient when using the trocar system. Incision of fascia and subperiosteal exposure of posterior arch of atlas,of the spinous process and the posterior arch of C2 with US scalpel or Cobb elevator and thinned-out compresses.
Lagerung und Zugang Positioning (See Anesthesia and Positioning)and Approach
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Abbildungen 7a bis 7eDie dorsale atlantoaxiale Instrumentierung mit transarti-kulären Schrauben C1/2 und der Atlashakenklammer hat denVorteil, dass für die aus biomechanischer Sicht empfehlens-werte 3-Punkt-Abstützung keine sublaminäre Cerclage undkein kortikospongiöser Span mehr notwendig sind und somitOperationsrisiko und -dauer reduziert werden. Nach Aufsu-chen des Eintrittspunkts für die Schrauben Eröffnen der Korti-kalis mit Pfriem oder Knochenfräse. Unter Bildverstärkerkon-trolle im seitlichen und möglichst auch a.p. Strahlengang Ein-bringen des 1,5-mm-Bohrdrahts. Um zumindest beikurzstreckigen Instrumentierungen den Zugang klein zu hal-ten, wird die perkutane Instrumentierung über zwei hoch-thorakale Zusatzinzisionen empfohlen. Über eine 1 cm langeHautinzision wird die Bohrhülse mit dem langen Trokar-system eingebracht. Durch das Trokarsystem mit 1,6-mm-Bohrung wird dann der Bohrdraht appliziert (a).Nach Vorschieben des Trokarsystems bis zum Eintrittspunktdes Drahts in den Knochen kann am Tiefenanschlag des Tro-karsystems die Länge der Schraube abgelesen werden (b).Nun Entfernen des Trokars mit dem Bohrhülsengriff unter Be-lassen der Außenhülse und mit der zweiten Außenhülseidentisches Vorgehen auf der Gegenseite.Nachdem die Bohrdrähte beidseits korrekt eingebracht undmit dem Bildverstärker kontrolliert sind, Einbringen selbst-bohrender kanülierter neon-Schrauben (blau) entsprechen-der Länge beidseits über den Bohrdraht nach Entfernen desTrokars aus der Trokarhülse mit dem nicht selbsthaltendenSchraubendreher durch die Trokarhülse (c, d). Aufgrund der Bohrspitze der Schraube ist ein Überbohren desDrahts nicht nötig. Es muss jedoch darauf geachtet werden,dass beim Eindrehen der Schrauben der Draht nicht mit vor-geschoben wird. In seltenen Fällen lässt sich mit einem gera-den Instrument keine ausreichend steile Richtung des Bohr-drahts erreichen, z.B. bei hochthorakaler Kyphose oder beiRheumatikern. In diesen Fällen kann zusätzlich zur Trokarhül-se der Bohrdrahtführer verwendet werden (d). Dazu werdenTrokar und Trokarhülse etwas zurückgezogen, und im Situswird der Bohrdraht mit dem Bohrdrahtführer aufgefädeltund unter Bildverstärkerkontrolle eingebracht (e). Durch denlangen Griff kann die Richtung des Bohrdrahts ideal gesteu-ert werden.Nach Einbringen des Bohrdrahts wird der Bohrdrahtführergeöffnet und aus dem Situs entfernt. Die selbstbohrendenkanülierten neon-Schrauben (blau) werden dann mit demkanülierten, flexiblen Schraubendreher appliziert (e). Nachdem Einbringen der Schrauben werden die Bohrdrähte ent-fernt, die Trokarhülsen bleiben bis zum Ende der Operation insitu, da es aus den Zugangskanälen zu Blutungen kommenkann.
Figures 7a to 7eAfter identification of insertion point for screws, perforationof the cortex with an awl or a burr. The 1.5-mm trocar-tippedwire is introduced under lateral and preferably also under APimage intensification. To reduce the length of incision in in-stances involving only a few levels, it is recommended to pro-ceed with a percutaneous instrumentation through two sep-arate high thoracic stab incisions through which the tissueprotector with the long trocar system is introduced. Throughthis trocar system having an inner opening of 1.6 mm, thetrocar-tipped wire is placed (a).After having advanced the trocar system to the entry point ofthe wire into the bone, the length of the screw can be readthanks to the depth stop (b). After removal of trocar with thehelp of the handle of the tissue protector while keeping theexternal sleeve of the tissue protector in place, another exter-nal tissue protector is applied to the opposite side in an iden-tical manner.After the correct insertion of both trocar-tipped wires hasbeen checked with the image intensifier, insertion of self-drilling, cannulated screws (blue) of appropriate length bilat-erally over the trocar-tipped wire after having removed thetrocar from the trocar sleeve. For insertion of the screws, anonlocking screw driver inserted through the trocar sleeve isused (c, d).As the tip of the screw doubles as a drill bit, no widening ofthe space around the wire is needed. Care must be taken,however, that during insertion of screws the wire is not ad-vanced simultaneously. In rare instances, the rigid tissue pro-tector does not allow a sufficiently steep insertion of theguide wire as in cases of high thoracic kyphosis or in rheu-matoid patients. In these circumstances, the wire guide canbe used in addition to the trocar tissue protector (d). Toachieve this, trocar and trocar tissue protector are withdrawna little, and the guide wire is inserted into the wire guide un-der image intensification (e). Thanks to the long handle ofthe wire guide, the direction of the guide wire can be easilycontrolled.After insertion of the guide wire, the wire guide is with-drawn. The self-drilling, cannulated screws (blue) are now inserted with the cannulated, flexible screw driver (e). Afterinsertion of the screws, the guide wires are removed, but the trocar tissue protectors remain in place until the end ofsurgery to avoid bleeding from the soft tissue channels.
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Abbildungen 8a bis 8gBei langstreckigen Instrumentierungen können die Drähteund Schrauben auch offen appliziert werden. Der Bohrdrahtkann mit der 1,6-mm-Bohrhülse oder aber dem Bohrdraht-führer eingebracht werden. Bei Verwendung des Bohrdraht-führers reicht ein kleinerer Zugang aus, da die Drahtbiegungim Gegensatz zu einem starren Bohrer ausgenutzt werdenkann (a). Die Schraubenlänge wird mit der Messhülse be-stimmt (b). Nach Einbringen der Drähte werden dann dieSchrauben entsprechender Länge mit dem flexiblen oderstarren Schraubendreher eingebracht (c). Unabhängig vonder Technik der Schraubenapplikation wird anschließend dieInstrumentierung in folgender Weise vervollständigt: Ein-bringen der Montagestifte in die Gewindebohrungen der neon-Schrauben. Einsetzen der entsprechend gekürzten undggf. konturierten Atlashakenklammer mit einem Verbinderder Länge 14 mm. Der Haken wird ca. 15 mm lateral der Mittedes dorsalen Atlasbogens von kranial kommend am Atlasbo-gen eingehängt und im rechten Winkel zum dorsalen Atlas-bogen ausgerichtet. Dann wird der Verbinder mit einer Mon-tagestiftmutter fixiert (d). Danach Einsetzen des Schrauben-drehers SW 2,5 in die Madenschraube des Schiebehakens.Ausrichten des Schiebehakens der Atlasklammer parallel zumHaken des Klammerstabes und mit der Distraktionszange(stützt sich zwischen Verbinder und Schiebehaken ab) Kom-pression des Schiebehakens gegen den Atlasbogen. Fixierender Madenschraube des Schiebehakens (e).Identisches Vorgehen auf der Gegenseite. Abschließend müs-sen die überstehenden Anteile der Montagestifte entferntwerden. Dies erfolgt mit dem Abtrenninstrument und der Ab-trennmutter. Die Abtrennmutter wird, die abgerundete Seitezur Montagestiftmutter gerichtet, mit dem T-Schlüssel desAbtrenninstruments auf den Montagestift aufgeschraubt.Nun wird zunächst der Gegenhalter des Abtrenninstrumentsauf die Montagestiftmutter aufgesetzt (e). Der T-Schlüsselwird durch den Gegenhalter auf die Abtrennmutter gescho-ben. Durch Fixieren des Gegenhalters und Drehen des T-Schlüssels wird der Montagestift mit der Abtrennmutterbündig abgeschert (e). Abschließend sollten der feste Sitz al-ler Montagestiftmuttern nochmals kontrolliert und ggf.gelockerte Montagestiftmuttern nachgezogen werden. Mon-tagestiftmuttern können sich beim Abtrennen der Monta-gestifte lockern, wenn der Gegenhalter nicht ausreichend fi-xiert wird. Danach ist die dorsale Instrumentierung C1/2 mitAtlashakenklammer komplett (f).Soll eine dorsale Fusion erzielt werden, erfolgt die Anfri-schung der dorsalen knöchernen Strukturen C1/2 mit derKnochenfräse vor der Instrumentierung mit der Atlashaken-klammer nach Einbringen der transartikulären Schrauben.Nach der Instrumentierung mit der Atlashakenklammer An-lagern autogener Spongiosa vom hinteren Beckenkamm.Auch Anlagern von Knochenersatzmaterialien ist in Anbe-tracht der hohen Stabilität der Instrumentierung möglich. Einkortikospongiöser Span ist nicht nötig.Schichtweiser Wundverschluss über einer tiefen Redon-Drai-nage, Hautverschluss mit Einzelknopfnähten, steriler Ver-band.
Figures 8a to 8gFor instrumentation extending over several levels, screws andwires can be inserted through one incision. The guide wire isinserted with the help of a 1.6-mm tissue protector or withthe wire guide. If the latter is used, a shorter incision is suffi-cient as it allows to bend the wire which is impossible with arigid tissue protector (a). The length of the screw is deter-mined with the measurement sleeve (b). Once the wires arein place, screws of appropriate length are inserted with theflexible or rigid screw driver (c). Independent of the techniqueof screw insertion the instrumentation is performed as fol-lows: the easy fits are inserted into the threaded bore of thescrew heads. Attachment of the appropriately shortened con-toured atlas claws with a 14 mm long connector. From cranial,the hook is slipped over the posterior part of the arch of theatlas 15 mm lateral to the midline and at a right angle to thearch. The connector is then secured with a hex nut (d). Thegrub screw of the counterpart is then attached into the screwdriver hex 2.5 mm. Positioning of the counterpart of the atlasclaw parallel to the hook of the rod. With the help of the dis-traction forceps that is positioned between the connectorand counterpart, the counterpart is pushed under the caudalend of the arch of the atlas. Tightening of the grub screw ofthe counterpart (e).Identical procedure on the opposite side. The protrudingparts of the easy fit are cut with the shear-off instrument andthe shear-off hex nut. The shear-off hex nut with its roundedpart is directed to the nut of the easy fit and screwed on us-ing the T-handle shear-off instrument. The shear-off counter-part is mounted on the easy fit (e), the T-handle shear-off in-strument is pushed through the T-handle on the shear-offhex nut. Through stabilization of the shear-off counterpartand turning of the T-handle, the easy fit is cut with the shear-off hex nut (e). Finally, the tightness of all easy fit hex nutsshould be checked and tightened, if necessary. These nutscould loosen during cutting of the easy fits if the shear-offcounterpart is not sufficiently stabilized. The posterior instru-mentation C1/2 with the atlas claw is now complete (f).If a posterior fusion is warranted, the posterior bony struc-tures C1/2 are freshened with a burr before instrumentationwith the atlas claw but after insertion of the transarticularscrews. Following instrumentation, autologous cancellousbone from the posterior iliac crest can be apposed. Given theexcellent stability of instrumentation, bone substitutes maybe applied. A corticocancellous bone graft is not necessary.Wound closure in layers over a deep insertion of suctiondrain, interrupted sutures for skin closure.
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Abbildung 9Falls bei einer notwendigen C1/2-Instrumentierung eine oderbeide transartikulären Schrauben C1/2 wegen des Verlaufsder Arteria vertebralis nicht sicher eingebracht werden kön-nen, ist eine dorsale Instrumentierung C1/2 mit Massa-latera-lis-Schraube C1 und Pedikelschraube C2 oder Isthmusschrau-be C2 möglich. Der Eintrittspunkt für die Massa-lateralis-Schraube C1 liegt in der Frontalebene in der Mitte der Massalateralis unterhalb des dorsalen Atlasbogens. Der in diesemBereich verlaufende Ramus dorsalis C2 sollte mit dem Dissek-tor nach kaudal weggehalten werden. Die Schraube sollte10–20° in Relation zum Gelenk C1/2 nach ventral ansteigen.Wegen des venösen Plexus in diesem Bereich sollte die Bohr-hülse mit dem stumpfen 2,6-mm-Einsatz verwendet werden,um eine größere Blutung zu vermeiden. Die IsthmusschraubeC2 hat den gleichen Eintrittspunkt und die gleiche Schrau-benrichtung in C2 wie eine transartikuläre Schraube C1/2, istaber deutlich kürzer (14–22 mm). Die Technik der Schrauben-platzierung im Pedikel C2 ist in Abbildung 5 beschrieben.Nach Implantation alle Schrauben wird mit Hilfe des Phan-tomstabes die Stablänge bestimmt. Danach werden dieMontagestifte eingeschraubt, und der Stab wird mit den Ver-bindern entsprechender Länge über die Montagestifte ge-schoben. Sollen Spacer verwendet werden, können diese vorden Verbindern auf die Montagestifte geschoben werden.Über die Montagestifte werden nun die Muttern aufge-schraubt und damit eine winkelstabile Schrauben-Stab-Ver-bindung erzielt. Beim Festdrehen der Muttern sollte der Stabmit der Stabfasszange fixiert werden, um ein Ausreißen derSchrauben zu vermeiden. Nach dem Festziehen aller Monta-gestiftmuttern müssen die überstehenden Anteile der Mon-tagestifte entfernt werden, wie in Abbildung 8 beschrieben.Danach ist die komplette Instrumentierung fertig gestellt.Schichtweiser Wundverschluss über einer tiefen Redon-Drai-nage, Hautverschluss mit Einzelknopfnähten, steriler Ver-band.Links: Instrumentierung mit Massa-lateralis-Schraube C1 undIsthmusschraube C2. Rechts: Instrumentierung mit Massa-lateralis-Schraube C1 und Pedikelschraube C2.
Figure 9If a safe insertion of the transarticular screws C1/2 cannot beguaranteed on account of the course of the vertebral artery, aposterior instrumentation C1/2 with lateral mass screws C1and pedicle screws C2 or isthmic screws C2 is an alternative.The entry point of the lateral mass screw C1 in the frontalplane lies in the center of the lateral mass caudal to the archof the atlas. The posterior root of C2 is found in this regionand should be retracted caudally with a dissector. The screwshould be directed anterocranially at an angle of 10–20° in re-lation to the joint C1/2. Given the neighboring venous plexus,the 2.6-mm blunt tissue protector should be employed toprevent major bleeding. The isthmus screw C2 has the sameentry point and direction as the transarticular C1 screw; it is,however, markedly shorter (14–22 mm). The technique ofscrew placement in the pedicle of C2 has been described inFigure 5.Once all screws have been inserted, the rod’s length is deter-mined with the phantom rod. Then, the easy fits are screwedin and connected to the rod with connectors of appropriatelengths. Should spacers be used, they are pushed over theeasy fits before insertion of the connectors. Hex nuts are in-serted over the easy fits ensuring angular stability of thescrew-rod unit. While tightening the nuts, the rod should besecured with the rod holder to prevent avulsion of screws.Following tightening, shortening of the easy fits as describedin Figure 8. The instrumentation is now complete. Insertionof deep suction drain, wound closure in layers, skin closurewith interrupted sutures, sterile dressing.Note: on the left side, instrumentation with a lateral massscrew C1 and isthmic screw C2 is shown, while on the rightside instrumentation with a lateral mass screw C1 and a pedi-cle screw C2 is seen.
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Postoperative Behandlung• Röntgenkontrolle in zwei Ebenen direkt postopera-
tiv im Operationssaal.• Bettruhe bis zum 1. postoperativen Tag.• Mobilisation mit weicher Halskrawatte für 6 Wo-
chen postoperativ ab 1. postoperativen Tag, beischlechter Knochenqualität (z.B. Rheumatiker) ggf.feste Halskrawatte für 6 Wochen.
• Redon-Zug und erster Verbandswechsel am 2. postoperativen Tag.
• Ziehen der Fäden am 10.–14. postoperativen Tag.• Klinisch-radiologische Verlaufskontrollen 3, 6, 12
und 24 Monate postoperativ.
Fehler, Gefahren, Komplikationen• Iatrogene Verletzung von Nervenwurzeln, Myelon
oder Arteria vertebralis durch Schraubenfehllage:– Transartikuläre C1/2-Schrauben: Hauptrisiko ist die
Verletzung der Arteria vertebralis im kranialenDrittel des Isthmus. Da bei 15–20% der Patientenaufgrund einer Variation im Verlauf der Arteria ver-tebralis („high riding transverse foramen“) keine si-chere transartikuläre C1/2-Schraubenplatzierungmöglich ist, sollte präoperativ eine CT mit multipla-naren Rekonstruktionen durchgeführt werden. Istkeine sichere transartikuläre C1/2-Schraubenplat-zierung möglich, kann alternativ eine C1/2-Stabili-sierung mit Massa-lateralis-Schrauben C1 und Pedi-kel- oder Isthmusschrauben C2 mit neon angewen-det werden (Abbildung 9). Sollte es zu einer Verlet-zung der Arteria vertebralis kommen, empfiehlt essich, die Schraube trotzdem einzubringen oder zubelassen, um so eine Blutstillung zu erreichen. EineFreilegung oder Ligatur der Arteria vertebralis isttechnisch sehr schwierig und nicht zu empfehlen.Bei einer Schraubenfehllage sollte eine Umsetzungder Schraube versucht werden. Ist dies nicht mög-lich, kann eine Verlängerung der Instrumentierungnach distal mit Massa-lateralis-Schrauben oder Pe-dikelschrauben in C3 notwendig werden.
– Massa-lateralis-Schrauben C1: Hauptrisiko ist dieVerletzung der Hinterwurzel C2, die beim Bohrenund Einbringen der Schraube nach distal mit einemDissektor retrahiert werden sollte. Blutungen ausdem periartikulären Plexus C1/2 sind nicht immermit der bipolaren Pinzette zu stillen. In diesem Fallhaben sich eine Blutstillung und Kompression miteinem Hämostyptikum (z.B. Tabotamp Fibrillar)bewährt.
• Wundheilungsstörungen: Bei Wundheilungsstörun-gen empfiehlt sich eine frühzeitige Revision mit Dé-
Postoperative Management• Radiographic control immediately after surgery in
the operating room.• Bed rest including the 1st postoperative day.• Protection with a soft collar for 6 weeks. In instances
of poor bone quality (rheumatoid patients), use a rigid collar for 6 weeks.
• Drain removal and change of dressing on postop-erative day 1.
• Removal of stitches 10–14 days postoperatively.• Clinical and radiologic controls in 3, 6, 12, and 24
months.
Errors, Hazards, Complications• Iatrogenic injuries to nerve roots, spinal cord or ver-
tebral artery because of malposition of screw:– Transarticular C1/2 screws: main risk of injury to
the vertebral artery occurs in cranial third of theisthmus. In 15–20% of all patients it is not possi-ble to place a transarticular screw risk-free be-cause of the variations in the course of the verte-bral artery (high riding transverse foramen).Therefore, a preoperative CT examination withmultiplanar reconstruction should be done. Ifthis examination shows, that a transarticular C1/2screw cannot be placed safely, an instrumenta-tion with a lateral mass screw C1 and a pedicle oristhmus screw C2 with neon can alternatively beemployed (Figure 9). If an injury to the artery oc-curs, it is recommended to pursue the insertion ormaintain the screw in place. This may achieve ahemostasis. Dissection or ligation of the artery istechnically very difficult and not recommended.In case of faulty positioning of the screw, itshould be attempted to change the position. Ifthis is not possible, it may be necessary to extendthe instrumentation distally and employ lateralmass or pedicle screws C3.
– Lateral mass screws C1: main risk is injury to theposterior root of C2 while drilling or inserting thescrew. Always retract the root with a dissector.Bleeding from the periarticular plexus C1/2 maysometimes not be controlled by cautery: use com-pression with hemostyptic agent.
• Wound healing disturbances: early revision with de-bridement and perhaps installation of a vacuumsuction to avoid development of a deep infection.
• Infection around implant: also early revision withdebridement, particularly around the implant site.Usually, removal of implant not indicated. Installa-tion of septopal chains recommended. Periopera-
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bridement und ggf. temporärer Anlage einer Vaku-umversiegelung, um die Entwicklung eines tiefenInfekts möglichst zu vermeiden.
• Infekt im Implantatlager: Auch bei Infekten im Im-plantatlager empfiehlt sich eine frühzeitige Revisionmit Débridement, insbesondere auch des Implantla-gers. Eine Implantatentfernung ist normalerweisenicht notwendig. Die Einlage von Septopalketten imImplantatlager ist zu empfehlen. Perioperativ sollteeine i.v. Antibiose (z.B. Levofloxacin [Tavanic] undRifampicin) begonnen werden, die dann je nach Ab-strichergebnis optimiert wird.
ErgebnisseBei 24 Patienten (16 Frauen, acht Männer) wurde vomAutor zwischen 08/2000 und 02/2002 mit dem neuen Sy-stem eine dorsale C1/2-Spondylodese durchgeführt. Bei21 Patienten wurden 42 transartikuläre Schrauben ver-wendet. Bei drei Patienten mit einer Variation im Ver-lauf der Arteria vertebralis wurde eine Kombination ausMassa-lateralis-Schrauben C1 und IsthmusschraubenC2 verwendet. Indikationen waren rheumatische Insta-bilitäten bei zwölf Patienten, Densfrakturen bzw. insta-bile Denspseudarthrosen bei sechs Patienten, Rupturendes Ligamentum alare bei drei Patienten, eine rezidivie-rende Rotationssubluxation bei einem Patienten, eineneoplastische Instabilität (C2-Osteolyse bei Plasmozy-tom) bei einem Patienten und eine kongenitale Fehlbil-dung (Os odontoideum in Kombination mit Blockwir-bel C2/3) bei einer Patientin (Abbildungen 10 bis 12).
Die durchschnittliche Operationsdauer betrug 98(80–180) min, der durchschnittliche Blutverlust 180(50–300) ml, das Durchschnittsalter zum Zeitpunktder Operation 57 (21–92) Jahre.
In einem Fall brach bei einer transartikulären C1/2-Instrumentierung die Gewindespitze des Bohrdrahtsfür die kanülierte Schraube ab und musste entfernt wer-den. Das Design des Bohrdrahts wurde daraufhin geän-dert, erneute Probleme haben sich danach nicht erge-ben. Weitere implantatbedingte Komplikationen sindbisher nicht aufgetreten. Die geplante Instrumentie-rung konnte in allen Fällen ohne intraoperative Ände-rung durchgeführt werden. Bei den 42 transartikulärenC1/2-Schrauben kam es zu keiner Fehlplatzierung, ins-besondere zu keiner Verletzung der Arteria vertebralis.
Alle 24 Patienten wurden nach 4–21 (im Durchschnitt11,3) Monaten nachuntersucht. Bei allen Patientenkonnte eine knöcherne Fusion dokumentiert werden, eskam in keinem Fall zu einem Implantatversagen, eineImplantatentfernung bzw. Revisionsoperation war nichtnötig.
tively, an i.v. antibiotic should be started and beingcontinued, if necessary.
ResultsBetween August 2000 and February 2002, the authorperformed a dorsal fusion applying the new system in24 patients (16 women, eight men). In 21 patients, 42transarticular screws were used. In three patients, inwhom a variation of the vertebral artery had been not-ed, a combination of lateral mass screws C1 and isth-mus screws C2 were inserted. Indications (Figures 10to 12): rheumatoid instability in twelve patients, densfractures or unstable dens pseudarthroses in six pa-tients, rupture of alar ligament in three patients, onereoccurring rotational dislocation, one neoplastic in-stability (C2 osteolysis due to plasmocytoma), and onecongenital malformation (os odontoideum with fusedC2/3 vertebrae).
During a transarticular instrumentation, the tip ofthe guide wire for the cannulated screw broke in onepatient necessitating its removal. After this incident,the design of the guide wire has been changed and nofurther incidents have occurred. No further implant-related complications have been noted. The preopera-tively planned instrumentation could be executedwithout necessitating changes during surgery. None ofthe 42 screws were malpositioned, especially no arteryinjury did happen.
All 24 patients were followed up for 4–21 (average11.3) months, in all a bony consolidation was seen, noimplant failure occurred, and neither removal of im-plant nor revision were necessary.
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Abbildungen 10a bis 10c Fallbeispiel 1: 48-jähriger Patient mit instabiler Denspseudarthrose nach auswärts durchgeführter konservativer Therapie beiDensfraktur (Anderson II) mit insuffizienter Ruhigstellung mit Philadelphia-Krawatte (a). Es wurden eine dorsale Instrumentierungmit transartikulären C1/2-Schrauben und Atlashakenklammer durchgeführt und eine dorsale Spanstraße mit Eigenspongiosa vomhinteren Beckenkamm angelagert. Bei der Nachuntersuchung 12 Monate postoperativ gesicherte Fusion C1/2 ohne Anhalt für einImplantatversagen bei beschwerdefreiem Patienten (b, c).
Figures 10a to 10c 48-year-old patient with unstable nonunion of dens. This patient had been treated elsewhere conservatively for an Anderson IIfracture with insufficient immobilization by a Philadelphia collar (a). Posterior instrumentation with transarticular screws C1/2 andatlas claw. Addition of autogenous cancellous bone harvested from posterior iliac crest. At follow-up after 12 months solid fusionC1/2. No evidence of implant failure. Patient symptomless (b, c).
Abbildungen 11a bis 11c Fallbeispiel 2: 62-jährige Patientin mit progredienter rheumatischer Instabilität C1/2 mit einem vorderen atlantodentalen Abstandvon 8 mm ohne basiläre Impression (a). Es wurden eine dorsale Instrumentierung mit transartikulären C1/2-Schrauben und Atlas-hakenklammer durchgeführt und eine dorsale Spanstraße mit Eigenspongiosa vom hinteren Beckenkamm angelagert. Bei derNachuntersuchung 9 Monate postoperativ gesicherte Fusion C1/2 ohne Anhalt für ein Implantatversagen bei beschwerdefreier Pa-tientin (b, c).
Figures 11a to 11c 62-year-old rheumatoid woman with progressive instability C1/2. Anterior atlantodental distance 8 mm without basilar impression (a).Posterior instrumentation with transarticular C1/2 screws and atlas claw supplemented by autogenous cancellous bone harvestedfrom posterior iliac crest. Solid fusion 9 months postoperatively. No evidence of implant failure. Patient without symptoms (b, c).
a b c
a b c
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Abbildungen 12a bis 12d Fallbeispiel 3: 37-jährige Patientin mit C1/2-Instabilität nach Ruptur des Ligamentum alare rechts und persistierenden Beschwerdenunter konservativer Therapie. Deutliche Instabilität C1/2 bei Seitneigung nach rechts auf der a.p. Funktionsaufnahme (a), im MRTRuptur des Ligamentum alare rechts (b). Bei einer Variation im Verlauf der Arteria vertebralis („high riding transverse foramen“)war eine sichere transartikuläre Verschraubung C1/2 nicht möglich (c), daher alternative dorsale Instrumentierung C1/2 mit Massa-lateralis-Schrauben C1 und Isthmusschrauben C2. Postoperativ war die Patientin weitestgehend beschwerdefrei. 12 Monate post-operativ knöchern konsolidierte Fusion C1/2 ohne Anhalt für ein Implantatversagen (d).
Figures 12a to 12d 37-year-old woman with C1/2 instability secondary to alar ligament rupture. Persisting symptoms in spite of conservative care.Right lateral bending films (a) show a marked instability. MRI documents a tear of the right alar ligament (b). Due to a variation inthe course of the vertebral artery (high riding transverse foramen), a safe transarticular C1/2 screw placement was not possible (c).Therefore: lateral mass screws C1 and isthmus screws C2. Postoperatively, the patient was almost free of symptoms. At 12 months,bony consolidation C1/2 without signs of implant failure (d).
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b c d
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