COVER en boekenlegger proefschri� Inez Curfs.indd 1 17-4-2019 09:54:06COVER en boekenlegger proefschri� Inez Curfs.indd 2 17-4-2019 09:54:08

Inez curfs cover + boekenlegger 428x240 v0.indd Alle pagina's 29-4-2019 10:45:36

© Inez Curfs, Maastricht 2019, All rights reserved 

Cover: Susan Lejeune @ Lejeune Grafisch Ontwerp 

Layout: Tiny Wouters Lenssen 

Production: proefschriftmaken.nl 

ISBN:  978‐94‐6380‐319‐9 

Financial support:  

Caphri – Maastricht University 

FORTE – onderzoek stichting Zuyderland Orthopedie 

Nederlandse Orthopedische Vereniging (NOV) 

Dutch Spine Society (DSS) 

Smeets Loopcomfort 

Spronken Orthopedie 

Penders Voetzorg 

 

 

 DECISION MAKING IN THE TREATMENT OF 

THORACOLUMBAR FRACTURES 

 

 

  

 

 PROEFSCHRIFT 

 

ter verkrijging van de graad van doctor aan de Universiteit Maastricht, 

op gezag van de Rector Magnificus, Prof. dr. Rianne M. Letschert, 

volgens het besluit van het College van Decanen, 

in het openbaar te verdedigen 

op vrijdag 28 juni om 12.00 uur 

 

 

door 

 

 

Inez Curfs 

 

 

 

Promotores 

  Prof. dr. L.W. van Rhijn  

 

 

Copromotoren 

  Dr. W.L.W. van Hemert  

  Dr. P.C.P.H. Willems 

 

 

Beoordelingscommissie 

  Prof. dr. I. Heyligers (voorzitter) 

  Prof. dr. C. Öner 

  Prof. dr. M. Poeze  

  Prof. dr. B. Van Royen 

  Dr. H. Van Santbrink 

 

 

 

 

 

Table of contents 

Chapter 1  General introduction  7  Chapter 2  Reliability and clinical usefulness of current classification   23 

  methods in traumatic thoracolumbar fractures: a systematic  

  review of the literature. 

  Submitted   Chapter 3  Reliability and agreement of different spine fracture   45 

  classification systems: an independent intra‐ and inter‐observer  

  study. 

  World Neurosurg. 2018 Jul;115:e695‐e702.  Chapter 4  Radiological prediction of posttraumatic kyphosis after   59 

  thoracolumbar fracture. 

  Open Orthopaedic Journal. 2016;10:135‐42  Chapter 5  Two‐nation Comparison of Classification and Treatment of  71 

  Thoracolumbar Fractures: an internet‐based multicenter study  

  among spine surgeons 

  Spine 2015;40(22): 1749‐1756  Chapter 6  Evaluating the immobilization effect of spinal orthosis using   87 

  sensor based motion analysis. 

  Journal of Prosthetics & Orthotics. 2016;28(1):23‐29  Chapter 7  Multisegmental posterior only versus circumferential   103 

  stabilization in the surgical treatment of traumatic thoraco‐ 

  lumbar spinal fractures: a comparison by surgeon equipoise. 

  Submitted  Chapter 8  General discussion  115  Chapter 9  Valorisatie  127  Chapter 10  Summary  133  Chapter 11  Nederlandse samenvatting  139  Chapter 12  Dankwoord  145  Chapter 13  Curriculum vitae  151 

  List of publications and presentations  155 

 

 

 

7 

Chapter 1   

General introduction 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chapter 1 

8 

  General introduction 

9 

1 

Epidemiology 

Traumatic  spine  fractures  are  serious  injuries,  that  can  be  devastating  for  patients 

without appropriate  treatment. The  incidence of  spinal  trauma  is  increasing over  the 

years. Five to nine percent of all trauma patients suffer  from spinal trauma.1,2 Almost 

one‐third of the spinal trauma injuries is due to motor‐vehicle accidents. The incidence 

of mortality however decreased over the  last three decades.3 In 1996 Hu4 published a 

cross  section  observational  study  of  a  3‐year  cohort  between  1981‐1984,  with  a 

mortality of 41%. In 2012 Oliver2 showed in his study a decrease in mortality from ±15% 

in 1996  to 5‐6%  in 2008. One of  the  reasons may be due  to  improved  traffic  safety 

standards and health care, such as emergency and intensive care.  

Most  of  thoracolumbar  fractures  occur  at  the  thoracolumbar  junction  (Th11‐L2), 

followed  by  the  thoracic  spine.  The  lower  lumber  spine  is  least  affected.3  Spinal 

fractures are most frequently observed in the young and active population, more often 

in  males  than  females.5,6  The  incidence  of  neurological  deficit  varies  from  22‐51% 

depending on fracture type and localization.7 

Fracture classification 

Historical  series, before  the  introduction of  surgical  stabilization,  showed deleterious 

results of conservative treatment.8,9 These disappointing results may partly have been 

due to the inability to surgical stabilization and the limited information from imaging. In 

more recent series with better selection criteria based on advanced imaging, the results 

have  improved drastically.10‐13 On  these  imaging criteria various classification systems 

have been based. 

In 1930 Böhler was  the  first who  classified  thoracolumbar  fractures using  five  injury 

types.14  Since  then,  a  lot  of  different  classification methods  have  been  developed, 

illustrated by timeline in Figure 1.1. 

 

Chapter 1 

10 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Figure 1.1  Overview of the evolution in classification systems during the 20

th century. 

 

 

1930

1949

1977

1982

1994

2005

2007

2013

ANATOMICAL MORPHOLOGY MECHANISM

BohlerRecognition of fracture types.Identified 5 types of injuries

NicollStable vs. unstable

WhitesidesTwo column concept

DenisThree column theory:

anterior, middle and posteriorcolumn

Magerl/AOThree main fracture types:

type A) compression, incl. burst,type B) distraction;

type C rotational type

TLISSTreatment algorithm based onthree variables: mechanism, neurology, posterior ligament

complex status

TLICSSlight modified TLISS;

changing mechanism intomorphology

New AOspine ClassificationEvolution of Magerl/AO

distinction in complete vs. incomplete burst

1930

1949

1977

1982

1994

2005

2007

2013

1930

1949

1977

1982

1994

2005

2007

2013

ANATOMICAL MORPHOLOGY MECHANISM

BohlerRecognition of fracture types.Identified 5 types of injuries

NicollStable vs. unstable

WhitesidesTwo column concept

DenisThree column theory:

anterior, middle and posteriorcolumn

Magerl/AOThree main fracture types:

type A) compression, incl. burst,type B) distraction;

type C rotational type

TLISSTreatment algorithm based onthree variables: mechanism, neurology, posterior ligament

complex status

TLICSSlight modified TLISS;

changing mechanism intomorphology

New AOspine ClassificationEvolution of Magerl/AO

distinction in complete vs. incomplete burst

  General introduction 

11 

1 

In  1949 Nicoll15  identified  two  basic  groups  of  injury:  stable  and  unstable  fractures. 

Whitesides16  reorganized  the  classification  and  in  principle  defined  the  two‐column 

concept.  In 1982 US orthopedic surgeon Francis Denis developed a new classification 

(the Denis Classification) based on the three column theory: anterior‐middle‐posterior 

column  as  assessed  on  CT‐scan.8  According  to  Denis'  system,  spinal  traumas  are 

classified as minor or major  injury, based on  their potential  risks  to  cause  instability. 

The minor injuries involve only a part of the posterior column and do not lead to acute 

instability  (fractures of  transverse processes, articular processes, pars  interarticularis, 

and spinosus processes). Major spinal  injuries are classified  into four categories based 

on  fracture morphology,  resulting  in  following  types:  1)  compression  type;  2)  burst; 

3) seat belt type and 4) fracture dislocation type. As a consequence of all the previous 

classification  methods  with  their  limitations,  in  1994  Magerl17  developed  a  more 

comprehensive classification from the analysis of 1445 cases. This classification is better 

known  as  the  Magerl/AO  classification,  and  is  primarily  based  upon  the 

pathomorphological  characteristics  of  the  fractures. All  fracture  types  have  a  typical 

underlying  injury  pattern  which  is  determined  by  the  three  most  important 

mechanisms  acting  on  the  spine:  compression,  distraction,  and  axial  torque.  It 

distinguishes three main fracture types: type A) compression (including burst); type B) 

distraction; type C) rotational type. These fracture types are shown in Figure 1.2. 

 

 

 

 

 

 

 Figure 1.2  Illustration of compression (2a), burst (2b), distraction (2c) and rotational fractures (2d). 

 

 

At present, the AO classification is most frequently used for fracture classification, but 

the AO does not include a reliable estimation of prognosis for determination of the best 

treatment.18  In 2005  the TLISS  (Thoraco‐Lumbar  Injury Severity Score) was developed 

by Harrop et al.19 As many experts had their concerns about the reproducibility of the 

trauma mechanism of  the TLISS,  it was  slightly modified  to  the TLICS  in 2007.20 This 

classification  system  included  a  treatment  algorithm,  based  on  three  objective 

variables: fracture mechanism, the neurological status of the patient and the  integrity 

of the posterior ligament complex (Figure 1.3). Recently the new AOspine classification 

has been published, which specifically distinguishes between complete and incomplete 

Chapter 1 

12 

burst  fractures,  as  these  fractures  remain  subject  to  debate  in  treatment  of  spinal 

fractures (Figure 1.4).21,22 

 Morphology Type  Qualifier  Points 

Compression  Compression fracture  1 

  Burst fracture  1 Translational/rotational    3 

Distraction    4 

Neurologic involvement        Intact    0 

   Nerve Root    2 

Cord, conus medullaris  Incomplete  3   Complete  2 

Cauda equina    3 

Posterior ligamentous complex integrity        Intact    0 

   Injury suspected/indeterminate    2 

   Injured    3 

 Figure 1.3  TLICS  classification.  Treatment  algorithm:  0‐3  points  conservative  treatment;  4  points  both 

conservative or surgical treatment optional; >4 points surgical treatment recommended. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Figure 1.4  New AO  spine classification  (a), distinction between  incomplete  (4b) and complete  (4c) burst 

fractures.  

  General introduction 

13 

1 

Fracture management 

Commonly,  treatment  is based upon accurate  radiological diagnosis and concomitant 

use of  a  fracture  classification  system. However,  the optimal  treatment of  traumatic 

thoracolumbar  fractures  remains  under  debate.  Several  reviews  address  the 

management  of  traumatic  thoracolumbar  fractures.23,24 Most  thoracolumbar  injuries 

are  stable  fractures,  suitable  for  nonoperative  treatment.  Clear  unstable  injuries 

require  surgical  treatment,  such  as  distraction  and  rotational  injuries  (B  and  C  type 

according  to  the  AO  classification).  The  optimal  treatment  of  burst  fractures  is  still 

under  investigation.  Albeit  these  fractures  are  stable  according  to  the  current 

classification  systems  (AO A‐type,  TLICS  2 points),  over  50%  of  these  fractures were 

operated.25 The  treatment decision apparently  is based on other patient and  fracture 

related  factors,  such  as  local  kyphosis,  age,  localization  and  intervertebral  disk 

pathology.  Current  literature  shows  no  clear  benefit  of  surgical  treatment  over 

conservative  treatment  of  stable  burst  fractures.  In  a meta‐analysis, Gnanenthiran26 

concluded  that  ‘operative  management  of  thoracolumbar  burst  fractures  without 

neurologic deficit may improve residual kyphosis, but does not appear to improve pain 

or  function  at  an  average  of  4  years  after  injury  and  is  associated  with  higher 

complication rates and costs’. Bakhsheshian27 published  in 2014 a review of evidence 

based  management  of  stable  thoracolumbar  burst  fractures.  He  stated  that  no 

differences were found  in outcome between conservative and operative treatment of 

burst  fractures. However, he  suggested  that  there  should be  a differentiation within 

burst  fractures. We need  to recognize  the appropriate  fractures  for safe conservative 

management and thereby decreasing the variables that may impact the prognosis. 

The main uncertainty is probably related to the integrity of the posterior‐ligamentous‐

complex (PLC). The PLC is composed of the ligamentum flavum, interspinous ligament, 

facet capsule and supraspinous ligament. See Figure 1.5 for an illustration of the three 

spinal columns and the PLC. 

Schnake et al.28 and Leferink et al.29 showed  in their studies that worse outcome may 

be due to the fact that burst fractures are actually missed B‐type fractures. So, reliable 

assessment of the PLC  integrity  is crucial. Literature regarding the reliability of MRI  in 

PLC status resulted in fair to moderate kappa values (kappa ± 0.4)30, and demonstrated 

relatively high negative predictive values and  relatively  low positive predictive values 

for PLC injuries.31 

Clinical studies have shown contradictory evidence about  the role of standard MRI  in 

addition  to  plain  radiographs  and  CT  for  treatment  decision making.  Several  studies 

presented results  in which MRI seemed to  improve reliability and  influence treatment 

strategies  compared  to  CT.32‐35  But  Rajasekran36  performed  a  study  with  similar 

Chapter 1 

14 

sensitivity  for  CT  and  MRI  and  reported  no  change  in  treatment  decision  after 

additional MRI. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Figure 1.5  Illustration of  three columns of  the  spine. The posterior  ligamentous complex consists of  the 

ligamentum flavum, interspinous ligament, facet capsule and supraspinous ligament.  

Nonoperative treatment 

Simple compression or stable burst fractures without neurologic complications can be 

treated non‐surgically. A  recent  review showed no superior conservative  treatment.27 

Follow up of conservative treatment is recommended to assess progression of kyphosis. 

A  certain  degree  of  increasing  fracture  kyphosis  is  observed  in most  nonoperative 

treated patients. 

Typically,  patients  are  treated  with  available  thoracolumbar  orthosis  or  a 

hyperextension cast that permit early ambulation. Several studies have investigated the 

efficiency of braces in fracture management.37,38,39 It seems that the unbraced condition 

gives the same clinical and radiological results as brace treatment; however, the studies 

have their limitations, mainly because of small sample sizes and poor level of evidence. 

In  2009  Giele  et  al.40  published  their  results  of  a  systematic  review,  in which  they 

included  7  retrospective  studies.  No  differences  in  outcome  between  conservative 

treatment with and without brace were  found.  In  contrast, Karimi et al.41  showed  in 

2015  in  a  review  that  the  use  of  orthosis  influences  the  outcome  of  treatment  in 

patients  with  a  stable  fracture  in  the  thoracolumbar  spine:  it  reduces  pain  and 

increases  functional  ability. However,  the  use  of  an  orthosis  does  not  influence  the 

  General introduction 

15 

1 

vertebral height and kyphotic angle. In all mentioned studies, different types of braces 

were  studied. Most often used were  the  thoracolumbar  sacral orthosis  (TLSO), body 

cast, extension brace and 3‐point corset. 

Despite the widespread use of spinal orthoses, the evidence concerning the impact on 

spinal  movement  is  poor.  Several  studies  have  investigated  the  impact  of  spinal 

orthoses on physical activity.42‐46 However, an objective tool for movement analysis has 

barely been used. Only a few studies have investigated the capacity of spinal orthoses 

to immobilize the spine. Hashimoto et al.47 studied the effect of rotational swing in low 

back  pain  during  golf  with  sensor‐based  movement  analysis  and  Schmidt  et  al.48 

investigated the effect of spinal braces  in osteoporosis. Regarding the contradiction  in 

clinical studies and the lack of biomechanical analysis, it seems of importance to better 

understand  the  function of  the orthoses,  in order  to determine  their position  in  the 

conservative treatment of thoracolumbar fractures. 

Operative treatment 

If surgical treatment is chosen, there is no true consensus on which surgical technique 

should  be  used.49  The  main  goal  is  to  achieve  spinal  stability  and  maintain  spinal 

alignment. More and more new techniques are developed and used in clinical practice. 

At  this  moment  various  technique  systems  are  propagated:  open  pedicle  screw 

placements, minimal invasive percutaneous pedicle screw systems, cement augmented 

screws,  vertebroplasty,  kyphoplasty,  different  types  of  cages  and  interbody  support 

devices. In addition, many different approaches to the spinal column are used, from a 

posterior  to  a  lateral  and  anterior  approach.  As  a  consequence,  spine  surgery  is 

constantly evolving, and a wide variety of possibilities are available.  

In the  last decades more studies are published concerning these different techniques, 

but  there  is  no  superior  technique  over  another.  The  decision  for  a  certain  surgical 

technique is mainly based on surgeons ‘experience and country specific cultures, rather 

than evidence‐based medicine.  

Traditionally,  spine  fractures were  treated by open posterior  stabilization.  In  the  last 

two  decades minimal  invasive  pedicle  screw  fixation  is  increasingly  used  in  fracture 

treatment. In this approach pedicle screws are placed by a percutaneous approach, as 

shown in Figure 1.6. 

Chapter 1 

16 

a                                                                                    b 

 

 

 

 

 

  

 Figure 1.6  a) Percutaneous pedicle screw system. b) Percutaneous surgical approach. 

 

 

Advantages of  this approach are  less blood  loss,  less postoperative pain,  less muscle 

dissection and muscle weakness and shorter hospital stay. Several studies concerning 

the minimal  invasive  (MIS)  approach  compared  to  the  conventional  open  approach 

have been published. MIS approach seemed to be safe and had comparable results to 

the  conventional  open  posterior  stabilization with  fusion.50,51 However, Dhall  et  al.52 

concluded that it could only be used in select cases, and the role of percutaneous non‐

fusion  techniques  remain  limited.  In 2014 and 2015  two  separate  reviews  concluded 

that  the  results  of MIS were  encouraging, but  level  of  evidence was  low,  and more 

research was needed  to  ascertain  how MIS  could  be  implemented  in  the  treatment 

algorithm.53,54 

An  important  issue  of  debate  is  the  need  for  anterior  support  (circumferential 

stabilization) in spine fractures. From a biomechanical point of view, it seems better to 

restore  the anterior  column, because of  the outcome of  the  sagittal balance. And as 

known from previous studies, sagittal balance is of importance for clinical outcome, as 

posttraumatic  kyphosis  is  correlated  to  pain.55  On  the  other  hand,  circumferential 

stabilization  seems more  invasive  for  patients.  It  is  often  performed  in  two  stages. 

Cement  augmentation  of  the  fractured  vertebrae  has  led  to  new  possibilities  for 

anterior column support in a less invasive manner. However, data on long term efficacy 

and safety are not yet available. 

Rationale for this thesis 

With the increasing incidence of traumatic spine fractures, their influence on quality of 

life,  growing  healthcare  costs  and  evolving  treatment  possibilities,  it  seems  of 

importance  to  achieve  consensus  and  optimize  the  treatment  of  traumatic 

thoracolumbar spine fractures.  

  General introduction 

17 

1 

The  improvement  of  imaging  possibilities,  subsequently  leaded  to  an  evolution  in 

classification  systems.  The  classifications  aimed  to  create  a  common  language with 

standardization and optimization of  treatment. However, until now, consensus about 

treatment of thoracolumbar fractures is not reached.  

Mainly  the optimal  treatment of  (stable) burst  fractures  is still under debate. Several 

studies  have  shown  no  difference  in  outcome  between  conservative  and  operative 

treatment  in  burst  fractures.  However,  some  conservatively  treated  burst  fractures 

have poor outcome.  It  seems of  importance  to differentiate between burst  fractures 

and select the appropriate burst fractures for conservative treatment.  

If  the  treatment  decision  is made,  the  type  of  either  non‐operative  and  operative 

treatment  remains  an  issue.  The  goal of  treatment  is  to  gain  fracture healing, while 

maintaining alignment and  function of  the spinal column. While  fractures occur most 

frequently in the young and active population, fast recovery and return to normal daily 

activities  including  work,  is  also  an  important  issue  regarding  cost‐effectiveness 

analysis.  

In  terms  of  the  non‐operative  treatment,  pain  control  and  rapid  mobilization  are 

sought.  In this perspective, the role of bracing  is under discussion. Only a few studies 

investigated the capacity of spinal orthoses to immobilize.  

Concerning  the  operative  treatment, many  options  are  available.  Despite  functional 

and radiological outcome, clinical outcome parameters such as length of hospital stay, 

surgery  times, blood  loss and  implant costs become more  important. Open posterior 

fusion was for years the way to stabilize a traumatic thoracolumbar fracture. However, 

surgery  also  has  negative  clinical  implications  for  the  patients,  like  the  well‐known 

complications, muscle atrophy by the open posterior approach and limitations in spinal 

movement.  With  the  development  of  new  techniques,  one  tries  to  reduce 

complications  and  negative  side  effects,  and  to  ensure  alignment  even  better. 

However, as spine surgery is constantly evolving, and new opportunities arrive rapidly, 

there is limited evidence comparing the different types of surgical techniques.  

Chapter 1 

18 

Research questions 

In  this  thesis we  enroll our  search  for  a better understanding of how  to  choose  the 

optimal  treatment  of  thoracolumbar  fractures.  Different  aspects  associated  with 

fracture  management  are  addressed,  such  as  classification,  clinical  usefulness, 

conservative  treatment,  surgical  treatment  and  prognosis.  The  following  aims  have 

been postulated:  

1. To evaluate the accuracy of the AO, TLICS/ TLISS and new AOspine classification for 

traumatic thoracolumbar fractures. (Chapter 2) 

2. To assess which classification could be used best for treatment decision making in 

traumatic  thoracolumbar  spine  fractures,  by  means  of  accuracy  and  clinical 

usefulness. (Chapter 2) 

3. To  examine  the  intra‐  and  interobserver  reliability  and  agreement  of  different 

classifications for traumatic spine fractures. (Chapter 3) 

4. To determine risk factors (AO classification, age, gender, localization) that may lead 

to progressive kyphosis after a thoracolumbar fracture. (Chapter 4) 

5. To  observer  if  there  are  nation  differences  in  the  management  strategy  for 

traumatic  thoracolumbar  fractures  between German  and  Dutch  spine  surgeons. 

(Chapter 5) 

6. To  measure  the  movement  reduction  and  comfortability  of  thoracolumbar 

orthoses  compared  to  normal  spinal  motion  using  IMA  and  questionnaires? 

(Chapter 6) 

7. To  compare  the  functional,  radiological  and  clinical  outcome  of  posterior  only 

versus  circumferential  stabilization  in  traumatic  thoracolumbar  fractures? 

(Chapter 7) 

 

In chapter 2 a review of the literature was performed to assess the accuracy and clinical 

usefulness of the AO, TLICS and new AOspine classification. As an accurate and clinical 

applicable classification system is necessary for treatment decision making.  

Some of the  limitations of the current classification methods are considered to  lack a 

prognostic value and have no attention for kyphosis.  

 

As  there  is  continuously  improvement  in  current  classifications,  most  used 

classifications were assessed  for  the  inter‐ and  intra‐observer validity  in chapter 3. A 

web‐based  study  was  performed  to  evaluate  the  validity  of  the  new  AOspine 

classification, the TLICS and the Load sharing classification. 

 

  General introduction 

19 

1 

In chapter 4 a retrospective radiographic analysis of a consecutive patient cohort with a 

traumatic  thoracolumbar  spine  fracture was  evaluated.  Risk  factors  associated with 

worse radiological outcome were determined.  

 

Treatment differences are not only fracture or patient related, but they also depend on 

surgeon  and  Nation  preferences.  Chapter  5  presents  the  results  of  a  web‐based‐

multicenter  study.  Questionnaires  were  evaluated  by  German  and  Dutch  spine 

surgeons  to  assess  and  compare  their  management  strategies  of  thoracolumbar 

fractures.  

 

In  the next  section of  this  thesis  the  focus  relies on  “how  to do”.  In  chapter 6  four 

different spinal orthoses were tested on their movement reduction and comfortability 

compared  to  normal  spinal motion.  Ten  healthy  volunteers were  asked  to  perform 

several  function  tasks  under  five  conditions:  first without wearing  an  orthosis,  and 

subsequently  while  wearing  four  different  types  of  orthosis.  Inertia  based  motion 

analysis (IMA) was used for objective movement measurements. 

 

In surgical treatment a  lot of different techniques are used. There  is no consensus on 

how  to  surgically  treat  the  thoracolumbar  fractures.  We  performed  a  multicentre 

analysis of patients who were surgically treated for a traumatic thoracolumbar fracture 

between University Hospital Aachen  (Germany), Maastricht University Medical Centre 

or Zuyderland Medical Centre Heerlen (Netherlands). Patients were included by surgical 

equipoise.  In Chapter 7  the  functional,  radiological and  clinical outcome of posterior 

only  (Netherlands)  versus  circumferential  stabilization  (Germany)  in  traumatic 

thoracolumbar fractures is compared. 

 

Chapter 1 

20 

References 

1. Doud AN, Weaver AA, Talton JW, et al. Has the  incidence of thoracolumbar spine  injuries  increased  in 

the United States from 1998 to 2011? Clin Orthop Relat Res 2015;473:297‐304. 

2. Oliver M, Inaba K, Tang A, et al. The changing epidemiology of spinal trauma: a 13‐year review from a Level I trauma centre. Injury 2012; 43(8):1296‐300. 

3. Fisher CG, Noonan VK, Dvorak MF. Changing face of spine trauma care in North America. Spine (Phila Pa 

1976) 2006;31(11 Suppl):S2‐8.  4. Hu R, Mustard CA, Burns C. Epidemiology of  incident  spinal  fracture  in a  complete population. Spine 

(Phila Pa 1976) 1996;21(4):492‐9. 

5. Gertzbein SD. Scoliosis Research Society. Multicenter spine fracture study. Spine (Phila Pa 1976) 1992; 17(5):528‐40. 

6. Gertzbein SD, Khoury D, Bullington A, et al. Thoracic and  lumbar  fractures associated with  skiing and 

snowboarding  injuries  according  to  the  AO  Comprehensive  Classification.  Am  J  Sports  Med 2012;40(8):1750‐4. 

7. Knop C, Blauth M, Bühren V, et al.  Surgical  treatment of  injuries of  the  thoracolumbar  transition. 1: 

Epidemiology. Unfallchirurg 1999;102(12):924‐35. 8. Denis F. The three column spine and  its significance  in the classification of acute thoracolumbar spinal 

injuries. Spine (Phila Pa 1976) 1983;8(8):817‐31. 

9. Willén J, Anderson J, Toomoka K, Singer K. The natural history of burst fractures at the thoracolumbar junction. J Spinal Disord 1990;3(1):39‐46. 

10. de Klerk LW, Fontijne WP, Stijnen T, et al. Spontaneous remodeling of the spinal canal after conservative 

management of thoracolumbar burst fractures. Spine (Phila Pa 1976) 1998;23(9):1057‐60. 11. Mumford  J, Weinstein  JN, Spratt KF, Goel VK. Thoracolumbar burst  fractures. The clinical efficacy and 

outcome of nonoperative management. Spine (Phila Pa 1976) 1993;18(8):955‐70. 

12. Shen  WJ,  Shen  YS.  Nonsurgical  treatment  of  three‐column  thoracolumbar  junction  burst  fractures without neurologic deficit. Spine (Phila Pa 1976) 1999;24(4):412‐5. 

13. Shen WJ, Liu TJ, Shen YS. Nonoperative treatment versus posterior fixation for thoracolumbar junction 

burst fractures without neurologic deficit. Spine (Phila Pa 1976) 2001;26(9):1038‐45. 14. Bohler  L.  Die  techniek  de  knochenbruchbehandlung  imgrieden  und  im  kriege.  Verlag  von Wilhelm 

Maudrich 1930. 

15. Nicoll EA. Fractures of the dorso‐lumbar spine. J Bone Joint Surg [Br] 1949;31:376‐94. 16. Whitesides TE Jr. Traumatic kyphosis of the thoracolumbar spine. Clin Orthop 1977;128:78‐92. 

17. Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD, et al. A comprehensive classification of  thoracic and  lumbar  injuries. 

Eur Spine J 1994;3(4):184‐201. 18. Wood KB, Khanna G, Vaccaro AR, et al. Assessment of two thoracolumbar fracture classification systems 

as used by multiple surgeons. J Bone Joint Surg Am 2005;87(7):1423‐9.  

19. Harrop  JS,  Vaccaro  AR,  Hurlbert  RJ,  et  al.  Intrarater  and  interrater  reliability  and  validity  in  the assessment of  the mechanism  of  injury  and  integrity  of  the posterior  ligamentous  complex:  a novel 

injury  severity  scoring  system  for  thoracolumbar  injuries.  Invited  submission  from  the  Joint  Section 

Meeting On Disorders of  the Spine and Peripheral Nerves, March 2005. Spine Trauma Study Group.  J Neurosurg Spine 2006;4(2):118‐22. 

20. Whang PG, Vaccaro AR, Poelstra KA, et al. The influence of fracture mechanism and morphology on the 

reliability and validity of  two novel  thoracolumbar  injury  classification  systems. Spine  (Phila Pa 1976) 2007;32(7):791‐5.  

21. Reinhold M, Audigé L, Schnake KJ, et al. AO spine injury classification system: a revision proposal for the 

thoracic and lumbar spine. Eur Spine J 2013: 22(10):2184‐201.  22. Max Aebi. AO spine classification system for thoracolumbar fractures. Eur Spine J 2013;22(10):2147‐8.  

23. Rajasekaran S, Kanna RM, Shetty AP. Management of thoracolumbar spine trauma: An overview.Indian J 

Orthop 2015;49(1):72–82.  24. Wood KB, Li W, Lebl DR, Ploumis A. Management of thoracolumbar spine fractures. Spine J 2014;14(1): 

145‐64.  

  General introduction 

21 

1 

25. Joaquim  AF,  Daubs  MD,  Lawrence  BD,  et  al.  Retrospective  evaluation  of  the  validity  of  the Thoracolumbar  Injury Classification System  in 458 consecutively treated patients. Spine J 2013;13(12): 

1760‐5. 

26. Gnanenthiran SR, Adie S, Harris  IA. Nonoperative versus operative treatment  for thoracolumbar burst fractures without neurologic deficit: a meta‐analysis. Clin Orthop Relat Res 2012;470(2):567‐77. 

27. Bakhsheshian  J,  Dahdaleh  NS,  Fakurnejad  S,  Scheer  JK,  Smith  ZA.  Evidence‐based  management  of 

traumatic thoracolumbar burst fractures: a systematic review of nonoperative management. Neurosurg Focus 2014;37(1):E1. 

28. Schnake KJ, von Scotti F, Haas NP, et al. Type B injuries of the thoracolumbar spine : misinterpretations 

of  the  integrity  of  the  posterior  ligament  complex  using  radiologic  diagnostics.  Unfallchirurg 2008;111(12):977‐84. 

29. Leferink VJ, Veldhuis EF, Zimmerman KW, et al. Classificational problems in ligamentary distraction type 

vertebral fractures: 30% of all B‐type fractures are initially unrecognised. Eur Spine J 2002;11(3):246‐50. 30. Lee GY, Lee JW, Choi SW, Lim HJ, Sun HY, Kang Y, Chai JW, Kim S, Kang HS. MRI Inter‐Reader and Intra‐

Reader Reliabilities for Assessing Injury Morphology and Posterior Ligamentous Complex Integrity of the 

Spine According to the Thoracolumbar  Injury Classification System and Severity Score. Korean J Radiol 2015;16(4):889‐98. 

31. van Middendorp  J, Patel A, Schuetz M,  Joaquim AF. The precision, accuracy and validity of detecting 

posterior  ligamentous  complex  injuries  of  the  thoracic  and  lumbar  spine:  a  critical  appraisal  of  the literature. Eur Spine J 2013;22(3): 461‐74.  

32. Oner  FC,  Ramos  LM,  Simmermacher  RK,  et  al.  Classification  of  thoracic  and  lumbar  spine  fractures: 

problems of reproducibility. A study of 53 patients using CT and MRI. Eur Spine J. 2002 Jun;11(3):235‐45.  33. Salgado  Á,  Pizones  J,  Sánchez‐Mariscal  F  et  al. MRI  reliability  in  classifying  thoracolumbar  fractures 

according to AO classification. Orthopedics 2013;36(1):e75‐8. 

34. Pizones  J,  Izquierdo E, Alvarez P, et al.  Impact of magnetic  resonance  imaging on decision making  for thoracolumbar traumatic fracture diagnosis and treatment. Eur Spine J 2011;20 Suppl 3:390‐6. 

35. Winklhofer  S,  Thekkumthala‐Sommer M,  Schmidt  D,  et  al. Magnetic  resonance  imaging  frequently 

changes  classification  of  acute  traumatic  thoracolumbar  spine  injuries.  Skeletal  Radiol  2013;42(6): 779‐86. 

36. Rajasekaran S, Vaccaro AR, Kanna RM, et al. The value of CT and MRI  in the classification and surgical 

decision‐making among spine surgeons in thoracolumbar spinal injuries. Eur Spine J 2017;26(5): 1463‐9. 37. Alcalá‐Cerra G, Paternina‐Caicedo AJ, Díaz‐Becerra C, et al. Orthosis for thoracolumbar burst fractures 

without  neurologic  deficit:  A  systematic  review  of  prospective  randomized  controlled  trials.J 

Craniovertebr Junction Spine 2014;5(1):25‐32. 38. Shamji MF, Roffey DM, Young DK, et al. A pilot evaluation of the role of bracing in stable thoracolumbar 

burst fractures without neurological deficit.J Spinal Disord Tech 2014;27(7):370‐5. 

39. Bailey CS, Urquhart JC, Dvorak MF, et al. Orthosis versus no orthosis for the treatment of thoracolumbar 

burst fractures without neurologic injury: a multicenter prospective randomized equivalence trial.Spine 

J 2014;14(11):2557‐64. 

40. Giele BM, Wiertsema SH, Beelen A, et al. No evidence for the effectiveness of bracing  in patients with thoracolumbar fractures: A systematic review. Acta Orthop 2009;80(2):226–32.  

41. Karimi M. The effects of orthosis on thoracolumbar fracture healing: A review of the literature. J Orthop. 

2015; 12(Suppl 2): S230–7.  42. Ryan CG, Grant PM, Dall PM, et al.  Individuals with chronic  low back pain have a  lower  level, and an 

altered pattern, of physical  activity  compared with matched  controls:  an observational  study. Aust  J 

Physiother 2009;55(1):53‐8. 43. Spenkelink CD, Hutten MMR, Hermens HJ. Assessment of activities of daily  living with an ambulatory 

monitoring  system: a  comparative  study  in patients with  chronic  low back pain and nonsymptomatic 

controls. Clin Rehabil 2002;16(1):16‐26. 44. Verbunt  JA, Westerterp  KR,  van  der  Heijden GJ,  et  al.  Physical  activity  in  daily  life  in  patients with 

chronic low back pain. Arch Phys Med Rehabil 2001;82(6):726‐30. 

Chapter 1 

22 

45. Van Weering MGH, Vollenbroek‐Hutten MMR, Hermens HJ. The  relationship between objectively and subjectively measured  activity  levels  in  people with  chronic  low  back  pain.  Clin  Rehabil  2011;25(3): 

256‐63. 

46. van den Berg‐Emons RJ, Schasfoort FC, de Vos  LA, Bussmann  JB, Stam HJ.  Impact of  chronic pain on everyday physical activity. Eur J Pain 2007;11(5):587‐93. 

47. Hashimoto K, Miyamoto K, Yanagawa T, et al. Lumbar corsets can decrease lumbar motion in golf swing. 

J Sports Sci Med 2013;12(1):80‐7. 48. Schmidt K, Hübscher M, Vogt  L, et al.  Influence of  spinal orthosis on gait and physical  functioning  in 

women with postmenopausal osteoporosis. Der Orthopade 2012;41(3):200‐5.  

49. Oner FC, Wood KB, Smith JS, Shaffrey CI. Therapeutic decision making  in thoracolumbar spine trauma. Spine (Phila Pa 1976) 2010;35(21 Suppl):S235‐44. 

50. Lee JK, Jang JW, Kim TW, et al. Percutaneous short‐segment pedicle screw placement without fusion in 

the  treatment  of  thoracolumbar  burst  fractures:  is  it  effective?:  comparative  study with  open  short‐segment pedicle screw fixation with posterolateral fusion.Acta Neurochir (Wien). 2013;155(12):2305‐12; 

discussion 2312. 

51. Wang H, Zhou Y,  Li C,  Liu  J, Xiang  L. Comparison of open versus percutaneous pedicle  screw  fixation using  the  sextant  system  in  the  treatment of  traumatic  thoracolumbar  fractures.  J Spinal Disord Tech 

2017;30(3):E239‐46.  

52. Dhall SS, Wadhwa R, Wang MY, Tien‐Smith A, Mummaneni PV. Traumatic thoracolumbar spinal  injury: an algorithm for minimally invasive surgical management. Neurosurg Focus 2014;37(1):E9. 

53. Koreckij T, Park DK, Fischgrund  J. Minimally  invasive spine surgery  in  the  treatment of  thoracolumbar 

and lumbar spine trauma. Neurosurg Focus 2014;37(1):E11. 54. Oh  T,  Scheer  JK,  Fakurnejad  S,  Dahdaleh  NS,  Smith  ZA.  Minimally  invasive  spinal  surgery  for  the 

treatment of traumatic thoracolumbar burst fractures. J Clin Neurosci 2015;22(1):42‐7.  

55. Buchowski JM, Kuhns CA, Bridwell KH, Lenke LG. Surgical management of posttraumatic thoracolumbar kyphosis. Spine J 2008;8(4):666‐77. 

 

  

 

 

23 

Chapter 2   

Reliability and clinical usefulness of current classification 

methods in traumatic thoracolumbar fractures:  

a systematic review of the literature 

 

I. Curfs, M. Schotanus, W. Van Hemert, M. Heymans, R. De Bie, L. Van Rhijn, P.Willems  

Submitted  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chapter 2 

24 

Abstract 

Study design 

Systematic review. 

 

Objectives 

A  validated  classification  remains  the  key  to  an  appropriate  treatment  algorithm. 

Considering  the development of many  classifications,  it  is  remarkable  that consensus 

about treatment  is still  lacking. A systematic review  is conducted to  investigate which 

classification  can  be  used  best  for  treatment  decision  making  in  thoracolumbar 

fractures.  Therefore,  the  reliability  and  clinical  usefulness  of  currently  most  used 

classifications (AO, TLICS/TLISS and new AOspine) are examined.  

 

Methods 

A  comprehensive  search  is  conducted using PubMed, EMBASE, Cinahl and Cochrane. 

Search  terms:  Classification  (Mesh),  Spinal  fractures  (Mesh),  and  corresponding 

synonyms. Of 4312 hits, 32 articles are selected for full text rating.  

 

Results 

20  articles  are  included;  17  to  analyze  reliability,  8  contain  data  considering  clinical 

usefulness. The presented kappa values indicate moderate to substantial agreement for 

all  three  classifications.  Regarding  the  clinical  usefulness,  >90%  agreement  between 

actual  treatment  and  classification  recommendation  is  reported  for most  fractures. 

However, it appears that over 50% of the patients with a stable burst fracture (TLICS 2, 

AO‐A3/A4)  in daily practice are operated, so  in  these cases  treatment decision  is not 

primarily based on classification. 

 

Conclusion 

AO,  TLICS  and  new  AOspine  classifications  have  acceptable  accuracy  regarding  the 

reproducibility  (kappa >0.4). However, they are  limited  in clinical usefulness since the 

treatment recommendation is not always implemented in clinical practice. The recently 

validated  Thoracolumbar  AOspine  Injury  score  seems  promising  for  use  in  clinical 

practice,  because  of  inclusion  of  patient  specific modifiers.  Future  research  should 

prove its definite value in treatment decision making. 

  Review: reliability and usefulness classifications 

25 

2 

Introduction 

Thoracolumbar  fractures  are  common  injuries. Without  appropriate  treatment,  their 

outcome  can be  devastating.  Commonly,  treatment decision  is  based upon  accurate 

radiological diagnosis and concomitant use of a  fracture classification system. Several 

classifications have been  introduced during  the past years. With  the  improvement of 

imaging  (e.g. CT, MRI),  it has become possible  to better understand  the pathology of 

the  thoracolumbar spine  fractures, and  to recognize  fracture patterns. These  fracture 

patterns give  insight  into fracture morphology, trauma mechanism and determination 

of stability, and have led to various classification systems. Classifications aim to create a 

common language with standardization and optimization of treatment. Currently most 

used classifications are Magerl/AO and TLICS (Thoraco‐Lumbar Injury Classification and 

Severity score).1‐3 

AO  classification  is  primary  based  on  the  pathomorphological  characteristics  of  the 

injury.  It  is  often  used  for  fracture  classification,  but  does  not  include  a  reliable 

estimation of prognosis for the determination of the best treatment.1,2 In 2005, Vaccaro 

et al  initially developed  the TLISS  (Thoraco‐Lumbar  Injury Severity Score)3, which was 

slightly modified  to  the TLICS  in 2007.4 As  the name already  states,  this classification 

system  includes  a  scoring  system  based  on  three  variables,  with  subsequently 

treatment  algorithm.  Recently,  the  new  AOspine  classification  has  been  published, 

which  tries  to  simplify  the  comprehensive Magerl/AO  classification  and  incorporates 

features of both TLICS and Magerl/AO classifications.5,6 Table 2.1 shows a description of 

the Magerl/AO, TLICS and new AOspine classification systems.  

Considering the existence of various classification systems, and the quantity of research 

that has been done to classify thoracolumbar fractures, it is remarkable that consensus 

about treatment is still lacking. A validated classification of fractures remains the key to 

an appropriate treatment algorithm. In an attempt to achieve worldwide consensus in 

the  treatment  decision  of  traumatic  thoracolumbar  fractures,  there  is  need  for  a 

classification  that  should have  two  important  characteristics:  1)  it needs  to  create  a 

worldwide  common  language  concerning  the  recognition  of  injury  types  (accuracy); 

2) the  treatment  recommendation by  the classification should be highly correlated  to 

the actual treatment (clinical usefulness). 

For  this  reason,  we  have  performed  a  systematic  review  to  investigate  the  AO, 

TLICS/TLISS and new AOspine classification concerning accuracy and clinical usefulness 

in treatment decision making for traumatic thoracolumbar fractures.  

The following research question is defined: ‘In traumatic thoracolumbar spine fractures, 

which classification can be used best for treatment decision making?’ 

Chapter 2 

26 

Two sub questions are formulated: 1) What  is the accuracy and 2) what  is the clinical 

usefulness  of  the  AO,  TLICS/  TLISS  and  new  AOspine  classification  for  traumatic 

thoracolumbar fractures? 

 Table 2.1  Description of the Magerl/AO, TLICS and new AOspine classifications. 

  Magerl/AO  TLICS  New AOspine 

Year   1994  2006  2013 

Goal  More comprehensive 

classification, including all fracture types.  

 

Simplified classification and 

facilitate treatment decision making.  

Allow for a development of a 

globally accepted treatment algorithm.  

Combination of Magerl/AO and 

TLICS.  

Concept  Primarily based on the pathomorphology of the 

injury pattern.  

 

Treatment algorithm with point allocation, based on 

Fracture morphology 

Neurological status  Posterior ligament complex 

integrity  

Classification based on the evaluation of three basic 

parameters:  

Fracture morphology Neurological status  

Patient specific modifiers 

Distinction  Three main categories: A‐type: compressive force 

which causes compression 

and burst injuries B‐type: tensile force which 

causes injuries with 

transverse disruption C‐type: axial torque which 

causes rotational injuries 

 Further division into 9 

groups, 27 subtypes, and 

over 50 specifications  

Fracture morphology: Compression 

Translational/rotational 

Distraction  

Neurological: 

Intact Nerve root 

Cord/conus medullaris 

Cauda equina  

Posterior ligament complex: 

Intact Injury suspected/ 

indeterminate 

Injured 

Fracture morphology: Type A: compression 

Type B: tension band injuries 

Type C: translational injuries  

Neurological status 

N0 intact N1 transient deficit, no longer 

present 

N2 radiculopathy N3 incomplete spinal cord 

injury 

N4 complete spinal cord injury Nx not able to evaluate  

 

Clinical modifiers M1: PLC integrity 

M2: patient specific 

comorbidities (rheuma, ankylosing spondylitis etc)  

Treatment 

management 

Classification contains no 

treatment recommendation.  Consensus in clinical 

application: conservative 

treatment for A‐type (excluding burst), and 

surgical treatment for B‐ and 

C‐type fractures.  

Treatment algorithm: 

Nonoperative    0‐3points Nonoperative  

or operative    4‐5points 

Operative     >5points  

Treatment algorithm 

(validated):  Nonoperative   0‐3points 

Nonoperative  

or operative   4‐5points Operative    >5points 

 

 

  Review: reliability and usefulness classifications 

27 

2 

Methods 

A  comprehensive  search  of  the  English  literature  was  conducted  using  PubMed, 

EMBASE, Cinahl and the Cochrane Database. The  literature was searched without any 

data  limitations.  Search  terms  include:  “Classification  (MESH)”,  with  subsequent 

corresponding  synonyms  (ao  spine,  ao  classification,  tlics,  tliss,  classification*, 

systematics,  taxonom*);  AND  “Spinal  Fractures  (MESH)” with  subsequent  synonyms 

(spinal fracture*, spine fracture*, thoracolumbar fracture*, thoracic fracture*,  lumbar 

fracture *, vertebra fracture*, vertebral fracture*.) The full search process  is shown  in 

Appendix 2.1. 

All  hits  (PubMed  1128,  EMBASE  2775,  Cinahl  279,  Cochrane  134;  in  total  4312 hits) 

were  imported  to  Refworks.  Two  independent  researchers  (IC  AND MS)  viewed  all 

references and  included  full text papers.  In case of a different opinion, a third author 

(PW)  was  consulted.  Literature  was  in‐/excluded  based  on  the  following  criteria. 

Inclusion:  thoracolumbar  fractures;  English  language;  analysis  of  AO,  new  AO  spine, 

TLICS or TLISS classification; measurements: intra‐ and/or inter observer validity (kappa 

values,) or clinical usefulness expressed in specificity/sensitivity of an algorithm, or any 

other way the applicability was scored. Exclusion: congress papers, instructional course 

lectures,  reviews;  cadaver  studies;  cervical  spine  fractures;  all  other  classification 

methods  except  those  mentioned  in  the  inclusion;  children;  osteoporotic  or  other 

pathological  fractures;  the  expression  of  the  clinical  usefulness  associated  with 

treatment related outcome. 

The Prisma EBM checklist  for diagnostic articles was used  for  the qualitative analysis. 

See Table 2.2 for the qualitative analysis of the included literature.  

Outcome parameters 

Accuracy  is  defined  as  the  inter‐  and  intra‐observer  reliability  of  the  classification 

systems.  The  reliability  is  expressed  in  kappa  values, which  are  commonly used  and 

accepted for the measurement of data collection accuracy.7 For clinical usefulness, we 

decide to  focus on the applicability of the current classifications. This  is quantified by 

the  agreement  between  classification  recommendation  and  actual  treatment,  and 

shows the correlation between classification recommendations and decision making.  

Statistical analysis 

Pooling of data could not be performed, because case cohorts and number of observers 

were  too variable  in  the  included studies. As  raw data were not available,  it was not 

possible to perform a meta‐analysis of kappa values. 

Chapter 2 

28 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 2.2 

Report of ‘worst case’ scenario of the 25 patients. 

Study 

Classification 

Number 

Study design

 Quality 

  

TLICS/TLISS 

AO 

New AO Fractures/patients Observer 

 Patient‐selection 

Blinding 

Level o

f evidence 

Reliability 

 Oner (2002)8

  

x  

  60 

    5 

Retrospective 

+ + 

4 

 Pishnam

az (2015)9

  

x  

  91 

  12 

Case series 

+ + 

4 

 Kaul (2017)10 

x  

x   50 

  11 

Retrospective 

+ + 

4 

 Urratia (2014)11 

  

x   70 

    6 

Retrospective 

+ + 

4 

 Lenarz (2009)12 

x x 

   97 

    3 

Retrospective 

+ + 

4 

 Cheng (2017)13 

  

x 109 

    6 

Retrospective 

+ ? 

4 

 Patel (2007)14 

x  

   25 

  21 

Prospective 

+ + 

3 

 Wood (2005)2

  

x  

  31 

  19 

Retrospective 

? + 

4 

 Whang (2007)4

 x 

  

  25 

    5 

Prospective 

+ + 

3 

 Park (2016)15 

x  

 134 

    2 

Retrospective 

+ + 

4 

 Kriek (2006)16 

 x 

 150 

    6 

Retrospective 

+ + 

4 

 Kep

ler (2016)17 

  

x   25 

100 

Retrospective, validity 

+ + 

4 

 Vaccaro (2006)18 

x  

   71 

    5 

Validity 

? + 

4 

 Azimi (2015)19 

  

x   56 

    2 

Retrospective 

? ‐ 

4 

 Reinhold (2013)5

  

 x 

110 

    5 

Validity 

+ ‐ 

4 

 Harrop (2006)3

 x 

  

  56 

  30 

Validity 

? ? 

4 

 Vaccaro  (2013)20 

  

x   40 

    9 

Validity 

+ ? 

4 

Clinical usefulness 

 Pishnam

az (2015)9

  

x  

  91 

  12 

Case series 

+ + 

4 

 Vaccaro (2006)18 

x  

   71 

    5 

Validity 

? + 

4 

 Joaquim

 (2010)21 

x  

   49 

 Retrospective 

+ ‐ 

4 

 Joaquim

 (2013)22 

x  

 458 

 Retrospective 

+ ‐ 

4 

 Park (2016)15 

x  

 134 

    2 

Retrospective 

+ + 

4 

 Whang (2007)4

 x 

  

  25 

    5 

Prospective 

+ + 

3 

 Rajasekran

 (2017)23 

  

x   30 

  41 

Retrospective 

? + 

4 

 Harrop (2006)3 

x  

   56 

  30 

Validity 

? ? 

4 

 

  Review: reliability and usefulness classifications 

29 

2 

Results 

Twenty‐eight  articles were  selected  for  full  text  rating.  Four more were  selected  by 

cross reference. After full text screening, the following 12 articles were excluded. The 

full text article of Yacoub et al.24 was not available. One article by Mirza et al.25 was a 

review of previous  literature. Five articles were not applicable to answer the research 

question of this review: Salgado26, Pizones27 and Winklhofer28 studied the  influence of 

the  MRI  on  the  classification  system,  instead  of  analyzing  the  reliability  of  the 

classifications  itself;  Shen29  investigated  the  prognostic  factors  of  failure  of 

conservatively  treated  burst  fractures;  and  Pneumoticos30  compared  TLICS  1‐3  and 

TLICS 4  conservatively  treated  thoracolumbar  spine  fractures.  Five  articles  contained 

subgroup analysis of the same cohort published earlier (Joaquim 201431 presented the 

same cohort as  Joaquim 2013.22 Ratliff32 and Raja Rampersaud33 performed subgroup 

analysis of  the same cohort published by Harrop et al.3; and Sadiqi34 and Schroeder35 

had subgroup analysis of the cohort studied by Kepler et al.17).  

Seventeen papers were eligible for the first sub question regarding the inter‐ and intra‐

observer  reliability.  Eight  articles  could  be  used  for  answering  the  second  question, 

considering the clinical usefulness of the classification methods. The  in‐ and exclusion 

process is summarized in the PRISMA flow diagram (Figure 2.1). 

Reliability 

Seventeen articles described the inter‐ and/or intra‐observer validity of at least one of 

the classification systems. Some studies showed different kappa values depending on 

level of expertise and function of the observer. In that case we chose the kappa values 

represented by  the attending  spine  surgeons, as  these were most  representative  for 

clinical  decision making.  The  data  of  the  inter‐and  intra‐observer  kappa  values  are 

shown in Table 2.3 and 2.4 respectively.  

Regarding  the  proposed  guidelines  of  Landis  and  Koch  (1977)36,  the  kappa  values 

indicated moderate  to  substantial  agreement  (kappa  >0.4)  for  all  three  classification 

methods. A wide range of kappa values have been described in literature. These values 

were  influenced  by  various  factors,  including  the  number  of  observers,  cases  and 

options,  prevalence,  blinding  and  work‐up  bias. When  taking  that  into  account,  all 

current  classifications  had  acceptable  reliability.  Kappa  values  of  the  new  AO  spine 

classification  seem  slightly better  than  the Magerl/AO classification.  In Figure 2.2  the 

mean  interobserver kappa values of  the  total TLICS score were expressed against  the 

number of observers. The  larger  the number of observers  (and cases),  the  lower  the 

kappa  value.  The  study of Patel  et  al.14  shows  an outlier with  a mean  interobserver 

Chapter 2 

30 

kappa  value  of  0.51  in  21  observers.  This  is  higher  than  expected,  but  could  be 

explained  by  the  fact  that  the  attending  observers  had  been  involved  in  the 

development of the TLISS system and that they had trained the remaining observers on 

the use of the system. The kappa values of the validity studies were slightly higher than 

the kappa values of the independent prospective cohort studies. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 2.1  PRISMA flow diagram. 

 

 

  Review: reliability and usefulness classifications 

31 

2 

  

 Table 2.3 

Overview interobserver kappa values. 

Study 

N Cases 

N Observers 

Diagnostics 

Kap

pa values 

AO classification 

  

  

 AO‐ABC 

AO‐A 

AO‐B 

AO‐C 

 Oner (200

2)8 

60 

5 X, CT, M

RI 

0.31 (.16‐.50) 

0.61 (.47‐.86) 

  

 Pishnam

az (20

15)9

 91

 12 

X,CT 

0.45 

  

 

 Lenarz (2009)12 

97 

3 X, CT 

0.71 

  

 

 Wood (2005

)2 

31 

19 

X, CT 

0.475 (.39‐.60) 

  

  

Kriek (2006)16 

150 

6 X 

0.403 

  

 

New AOspine classification 

  

  

 AO‐ABC 

AO‐A 

AO‐B 

AO‐C 

 Kaul (201

7)10 

50 

11 

X, CT, M

RI 

0.59

 (±.01) 

  

 

 Vaccaro (2013)20 

40 

9 X, CT, M

RI 

0.64 

0.72 

0.58 

0.70 

 Reinhold (2013)5

 110 

5 X, CT 

0.77 

0.81 

0.71 

0.81 

 Chen

g (2017

)13 

109 

6 X, CT 

0.362 

0.38

5 0.292 

0.55

2 

 Kep

ler (2016)

17 

25 

100 

CT 

0.74 

0.80 

0.68 

0.72 

 Urratia (2014)11 

70 

6 X, CT 

0.62 

0.61 

0.57 

0.69 

 Azimi (20

15)15 

74 

2 X, CT, M

RI 

 0.88 (.8‐.94) 

0.86 (.83‐.93) 

0.89 (.84‐.94) 

TLICS/TLISS classification 

  

  

 TLICS 

total 

TLICS 

Mech 

TLICS 

PLC 

TLICS 

neu

 

 Kaul (201

7)10 

50 

11 

X, CT, M

RI 

0.29

 (±.01) 

0.43 (±.01

) 0.47 (±.01) 

0.85 (±.01

) 

 Lenarz (2009)12 

97 

3 X, CT 

 0.65

 0.66 

0.73 

 Patel  (20

07)14 

25 

21 

X, CT, M

RI 

0.509 (±.006

) 0.636 (±.04)  

0.534 (±.049

)  

 Whang (2007)4

 25

 5 

X, CT, M

RI 

0.45

5 0.626 

0.447 

 

 Park (201

6)15 

134 

2 X, CT, M

RI 

0.880 (±.033

) 0.96

6 (±.024) 

0.858 (±.042

)  

 Vaccaro (2006)18 

71 

5 X, CT, M

RI 

0.46

 (±.03) 

0.57 (±.04

) 0.48 (±.04) 

0.93 (±.02

) 

 Harrop (2006)3

 56

 30 

X, CT, M

RI 

0.2403 

0.2951 

0.33

59 

0.93

5 

 

Chapter 2 

32 

 

 Table 2.4 

Overview intra‐observer kappa values. 

 Study 

N Cases 

N Observers 

Diagnostics 

Kap

pa values 

AO classification 

  

  

 AO‐ABC 

AO‐A 

AO‐B 

AO‐C 

 Oner (2002)8

 60

 5 

X, CT, M

RI 

0.35

  

  

 Pishnam

az(2015)9

 91

 12 

X, CT 

‐  

  

 Lenarz (2009)12 

97 

3 

X, CT 

0.70

  

  

 Wood (2005)2

 31

 19 

X, CT 

0.63

  

  

 Kriek (2006

)16 

150 

6 

X 

0.334 (.18‐.49) 

  

 

New AOspine classification 

  

  

 AO‐ABC 

AO‐A 

AO‐B 

AO‐C 

 Kaul (201

7)10 

50 

11 

X, CT, M

RI 

0.61 (±.13

)  

  

 Vaccaro (2013)20 

40 

9 

X, CT, M

RI 

0.85

 (.75‐.96) 

0.72 

0.43 

 

 Reinhold (2013)5

 110 

5 

X, CT 

‐  

  

 Chen

g (2017)13 

109 

6 

X, CT 

 0.442 

0.48

5 0.412 

 Kep

ler (201

6)17 

25 

100 

CT 

0.81

 (.32‐1.0) 

0.57 

0.43 

 

 Urratia (2014)11 

70 

6 

X, CT 

0.77

 (.72‐.83) 

  

  

Azimi (20

15)15 

74 

2 

X, CT, M

RI 

 0.84 (.82‐.91) 

0.83 (.81‐.88

) 0.86

 (.83‐.92) 

TLICS/TLISS classification 

  

  

 TLICS 

total 

TLICS 

Mech 

TLICS 

PLC 

TLICS 

neu

 

 Kaul (201

7)10 

50 

11 

X, CT, M

RI 

0.44 (±.10

)  

  

 Lenarz (2009)12 

97 

3 

X, CT 

 0.65 

0.65 

0.72

  

Patel  (20

07)14 

25 

21 

X, CT, M

RI 

‐  

  

 Whang (2007)4

 25

 5 

X, CT, M

RI 

‐  

  

 Park (201

6)15 

134 

2 

X, CT, M

RI 

‐  

  

 Vaccaro (2006)18 

71 

5 

X, CT, M

RI 

0.29 (±.02

) 0.33 (±.03) 

0.35

 (±.03

) 0.91 (±.02

) 

 Harrop (2006)3

 56

 30 

X, CT, M

RI 

 0.429 

0.47

8  

 

  Review: reliability and usefulness classifications 

33 

2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Figure 2.2  Mean interobserver kappa TLICS total. 

 

Clinical usefulness  

Eight  articles  were  included  with  data  concerning  the  clinical  usefulness  of  the 

classification methods. Pishnamaz et al.9 used the AO classification and  illustrated the 

treatment  strategy  depending  on  AO  fracture  type.  There  was  a  large  difference 

between German and Dutch spine surgeons regarding treatment of burst fractures (AO 

type A3). Whereas in Germany 96.2% of the A3 fractures were treated surgically, in the 

Netherlands  only  41.2%  of  these  burst  fractures  were  operated.  They  stated  that 

despite the internationally used classification systems, there is insufficient evidence to 

install a standard treatment algorithm for fractures of the thoracolumbar spine.  

Rajasekran  et  al.23  published  their  results  concerning  the  usefulness  of  the  new  AO 

spine classification in 2016. Forty‐one AOspine members classified 30 sets of images of 

patients with  thoracolumbar  spine  trauma  of  varying  severity.  Cases were  assessed 

independently and  the  reviewers were asked  to answer questions  regarding  fracture 

classification,  type  of  treatment  and  need  for  further  investigations.  The  presented 

kappa values were not correlated with the observers, but with the diagnostics, as they 

were measured  in  plain  radiographs,  CT  and MRI.  Hence,  these  data  could  not  be 

included  in  the aforementioned  reliability  section. However,  they also  looked  for  the 

decision on  fracture management. After  the  first  assessment with plain  radiographs, 

72% of  the patients were  indicated  for  surgical  treatment. This percentage  increased 

significantly to 81.7% with CT images. Additional MRI, however, did not alter treatment 

strategy.  

Chapter 2 

34 

Six  papers  debated  the  applicability  of  the  treatment  algorithm  of  the  TLICS/TLISS 

system.  Vaccaro18,  who  proposed  the  TLISS,  showed  in  his  study  in  2006  a  >96% 

agreement  on  the  treatment  recommendation  of  the  TLISS  within  a  group  of  five 

observers  scoring  71  clinical  cases.  Harrop  et  al.3,  who  were  also  part  of  the 

development  team  for  the  TLISS  classification, published  the  results of  48 observers 

who assessed 56 cases. They reported an agreement of >90% among the surgeons on 

the preferred management of the fracture and the TLISS graded management. In 2007, 

Whang et  al.4 presented  validity data of  the  assessment of 25  cases by 5 observers. 

They  distinguished  between  TLICS  and  TLISS,  but  did  not  report  any  significant 

differences between these two (almost) equal classifications. A correct prediction was 

achieved  in >90% of  the  cases, with  a  sensitivity of 89%  and  a  specificity of 95%.  In 

2010,  Joaquim  et  al.21  collected  the  data  of  a  retrospective  surgical  cohort  and 

presented  the  safety  and  applicability  of  the  TLICS  system.  Forty‐nine  patients were 

included.  In  47  of  the  49  patients  (95.9%),  the  TLICS  accurately  matched  surgical 

decision  making.  There  were  two  patients  with  a  TLICS  score  of  2  points  who 

underwent surgical  treatment. Both patients were diagnosed with a L1 burst  fracture 

without  neurological  injury. Operative  treatment was  recommended  by  the  surgeon 

because  of  concerns  about  the  comminution  and  the  possibility  of  progressive 

deformity. In addition to this study, in 2013 Joaquim et al.22 performed an analysis of a 

large  retrospective  cohort  (N=458). 310 patients were  treated conservatively. 99% of 

these  patients  had  a  TLICS  <4.  There  were  nine  failures,  defined  as  patients  that 

received surgical treatment  in a second stage. Three missed B‐type fractures required 

surgery because of progressive deformity and severe pain. One patient needed surgery 

after six months because of severe L5 radiculopathy (unknown if this was related to the 

fracture). Five patients with burst  fractures underwent  surgery because of persistent 

pain or progressive kyphosis. Only two of these had pain improvement postoperatively. 

Furthermore,  the author stated  that of  the 125 patients with burst  fractures without 

neurological  deficit  (TLICS  2),  96%  were  successfully  treated  without  surgery.  The 

second group consisted of 148 patients who all  received  surgical  treatment. Twenty‐

four  complications  (16.2%)  were  reported,  varying  from  instrumental  removal  and 

urinary  infection  to  death  (N=1).  Surgical  treatment  matched  the  TLICS 

recommendation  only  in  46.6%  of  the  cases.  The  53.4% mismatches were  all  stable 

burst fractures (TLICS 2). No details about complications or other clinical implications in 

the subgroup of surgically treated patients with stable burst fractures were described.  

Recently, Park  et  al.15 described  a modified  TLICS  score  (mTLICS),  and measured  the 

clinical usefulness of this mTLICS and the original TLICS classification. The analysis was 

performed  on  134  fractures,  and  images  were  independently  interpreted  by  two 

observers.  Thirty‐one  patients were  treated  surgically.  Two  of  these  patients  had  a 

  Review: reliability and usefulness classifications 

35 

2 

TLICS <4  (6%). 58%  (n=18) of  the  surgically  treated patients  scored a TLICS 4. Of  the 

103 conservatively treated patients, only one scored TLICS 5 by both observers.  

In summary, literature concerning the clinical usefulness of the classification methods is 

sparse. Joaquim et al.22 reported the largest series, in which it appeared that over 50% 

of patients  suffering a  stable burst  fracture  (TLICS 2, AO  type A3/A4) were  surgically 

treated,  and  treatment  decision  was  based  on  other  patient  and  fracture  related 

factors, mainly persistent pain and progressive kyphosis. 

Discussion 

With  the  available  literature,  we  would  postulate  that  the  accuracy  of  all  three 

reviewed  classifications  is  sufficient  for  use  in  clinical  practice.2‐5,8‐20 Although  kappa 

values  are  in  favor  of  the  TLICS, we  also  believe  that  the  accuracy  of  the  AOspine 

classification  is sufficient  for use  in clinical practice. Since  these classifications have a 

different  design,  and  the  kappa  values  are  calculated  from  different  numbers  of 

variables (more fracture morphology options in the AOspine classification), it is difficult 

to directly compare  the kappa values of  the TLICS versus  the AO. With  interobserver 

kappa values of 0.36‐0.77 for the new AOspine, and 0.24‐0.88 for TLICS management, 

they do not all  reach  the kappa value of >0.55, which  is necessary  for a classification 

system  to  be  clinically  reliable,  according  to  Sanders  et  al.37  But  in  answer  to  that 

criterion, Öner et al.38 stated that this  is too stringent for assessing the reliability of a 

spinal fracture classification system. As kappa values depend on the number of options 

(fracture  types),  observers  and  cases,  one  could  state  that  in  studies  with  many 

observers and many fracture types a kappa value of <0.55 may be deemed acceptable. 

Blinding of observers regarding treatment decision and outcome  is  important to have 

the  lowest  risk  of  bias  in  kappa  values.  Therefore,  study  design  is  paramount.  The 

absolute  kappa  values  found  in  the  literature  should  therefore  always  be  seen  in 

relation to the quality of the studies, and numbers of cases and observers.  

 

Regarding  the  clinical  usefulness,  TLICS  is  the  only  current  classification  system  that 

contains  a  point  allocation  with  treatment  recommendation  in  practice.  As  an 

extension  of  the  new  AOspine  classification,  Vaccaro  et  al  introduced  the 

Thoracolumbar AOspine  Injury score.20 This score contains a treatment algorithm, not 

only  based  on  the  classification  of  the  fracture morphology,  but  it  also  has  a  point 

allocation  for  neurological  status  and  patient‐specific‐modifiers  (e.g.  PLC  status  and 

ankylosing  spondylitis).  In  2016,  Kepler  et  al.39  and  Vaccaro  et  al.40  presented  a 

validation study of  this AOspine  Injury score.  In  these studies, a worldwide surgeons’ 

Chapter 2 

36 

input was used  to determine  the  initial  treatment  recommendation. However,  there 

are no results about the applicability of this score in clinical practice.  

So, for all classifications scientific evidence of clinical usefulness is still poor. Very often, 

treatment decisions are not based on the classification alone. Current literature shows 

>90%  agreement  for  the  quite  obvious  treatment  decision  in  simple  compression 

fractures  (conservative) and clearly unstable B and C type  fractures  (surgical).3,4,18,21,22 

However, in only 50% of the cases regarding stable burst fractures (AO A3/A4 and TLICS 

2), treatment recommendation of the TLICS classification  is followed by the surgeons, 

as  shown by  Joaquim  et  al.  (2013).22 Despite  the  evidence  considering  the  safety of 

conservative  treatment41,42  and well  known  negative  clinical  implications  of  surgery 

(e.g. complications,  limitation  in spinal movement),  in most patients with stable burst 

fractures an operation was performed. 

In 2016, Bakhsheshian43 published a review of evidence based management of stable 

thoracolumbar  burst  fractures.  They  concluded  that  a  high  level  of  evidence 

demonstrated  similar  functional  outcomes  with  conservative  management  when 

compared with open  surgical operative management. However,  some burst  fractures 

treated  conservatively had a poor outcome with progressive  kyphosis  and persistent 

pain, which  could be  the  reason  for uncertainty  in  the  clinical management of burst 

fractures. For an appropriate  treatment algorithm,  the prognostic  factors  responsible 

for worse outcome of these burst fractures should be elucidated. 

The uncertainties concerning PLC integrity and burst fractures 

Burst  fractures  and  the  Posterior‐ligament‐complex  (PLC)  integrity  remain  the most 

important  uncertainties.  Clarification  regarding  these  parameters  would  improve 

uniform  decision.  Schnake  et  al.44  and  Leferink  et  al.45  showed  in  their  studies  that 

worse outcome may be due to the fact that burst fractures are actually missed B‐type 

fractures. The difference between burst and B‐type fractures relies on the  integrity of 

the PLC. So, reliable assessment of the PLC integrity is crucial in these cases.  

Unfortunately, evidence about the role of standard MRI in addition to plain radiographs 

and CT is contradictory. Oner8, Salgado26, Pizones27, and Winklhofer28 presented results 

in  which  MRI  seemed  to  improve  reliability  and  influence  treatment  strategies 

compared to CT. But Rajasekaran23 performed a study with similar sensitivity for CT and 

MRI, and  reported no  change  in  treatment decision after additional MRI. This would 

indicate that plain radiographs and CT suffice for classification and treatment decision. 

Literature  regarding  the  reliability  of MRI  in  PLC  status  resulted  in  fair  to moderate 

kappa  values  (kappa  ±  0.4)46,  and  demonstrated  relatively  high  negative  predictive 

values and relatively low positive predictive values for PLC injuries.47 

  Review: reliability and usefulness classifications 

37 

2 

Despite the controversial evidence regarding MRI and PLC, agreement on the PLC status 

is  important, especially  in burst  fractures. We  suggest  in burst  fractures  routine MRI 

could be of  additional  value. Without  any edema  in  the PLC on MRI,  the  integrity  is 

established.  But  without  an  additional  MRI,  it  is  probably  safer  to  value  PLC  as 

undetermined  in  most  burst  fractures,  leading  to  recommendation  of  surgical 

treatment. 

Prognostic patient and fracture related parameters 

In addition to the PLC status, anterior comminution remains an important risk factor for 

worse outcome in burst fractures, although definite evidence concerning its role is still 

lacking.  Recently,  Spiegl  et  al.48  discussed  a  key  role  for  the  intervertebral  disc  in 

determining  the  long‐term  clinical  and  radiological  outcome  of  burst  fractures. 

Incorporation  of  the  intervertebral  disc  pathology  into  the  existing  classification 

systems might be a valuable prognostic  factor. Except  these  factors, previous  studies 

also  stated  that  several other parameters might  influence outcome  in  thoracolumbar 

fractures. Shen et al.29 published results of a radiological and binary logistic regression 

analysis.  They  showed  that  VAS  pain  scores  and  interpedicular  distance  could  be 

significant  risk  factors  for  failure  of  nonoperative  treatment  of  burst  fractures. 

Furthermore, lower bone quality and bone regeneration (e.g. osteoporosis), higher age 

and  fracture  localization  at  the  thoracolumbar  junction  seem  to  be  responsible  for 

worse radiological outcome.29,49 

Clinical usefulness of the current classifications is still limited as outcome is influenced 

by  the  abovementioned  patient‐  and  fracture  related  parameters.  Including  these 

parameters  in  future  classification  systems may  enhance  prognostic  value  and  thus 

clinical usefulness of such classifications.  

In  this  respect,  with  the  addition  of  patient  specific  modifiers,  the  Thoracolumbar 

AOspine Injury Score shows insight that other patient and fracture related parameters 

are important in the search for a worldwide applicable and accepted classification and 

treatment algorithm for thoracolumbar spine fractures. 

Conclusion 

Current TLICS and new AOspine classification have acceptable accuracy regarding their 

reproducibility,  but  are  limited  in  clinical  usefulness  since  the  treatment 

recommendation  is  not  always  implemented  in  clinical  practice,  mainly  in  burst 

fractures. The recently validated Thoracolumbar AOspine Injury score including patient 

Chapter 2 

38 

specific modifiers  seems  promising  for  use  in  clinical  practice.  However,  we  would 

suggest further evaluation of the clinical usefulness of this score, and consider adding 

more relevant parameters associated with worse outcome. 

  Review: reliability and usefulness classifications 

39 

2 

References 

1. Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD, et al. A comprehensive classification of thoracic and  lumbar  injuries. 

Eur Spine J 1994;3(4):184‐201. 

2. Wood  KB,  Khanna  G,  Vaccaro  AR,  et  al.  Assessment  of  two  thoracolumbar  fracture  classification systems as used by multiple surgeons. J Bone Joint Surg Am 2005;87(7):1423‐9.  

3. Harrop  JS,  Vaccaro  AR,  Hurlbert  RJ,  et  al.  Intrarater  and  interrater  reliability  and  validity  in  the 

assessment of  the mechanism of  injury and  integrity of  the posterior  ligamentous  complex: a novel injury  severity  scoring  system  for  thoracolumbar  injuries.  Invited  submission  from  the  Joint  Section 

Meeting On Disorders of the Spine and Peripheral Nerves, March 2005. Spine Trauma Study Group. J 

Neurosurg Spine 2006;4(2):118‐22. 4. Whang PG, Vaccaro AR, Poelstra KA, et al. The influence of fracture mechanism and morphology on the 

reliability and validity of  two novel  thoracolumbar  injury classification systems. Spine  (Phila Pa 1976) 

2007;32(7):791‐5.  5. Reinhold M, Audigé L, Schnake KJ, et al. AO spine  injury classification system: a  revision proposal  for 

the thoracic and lumbar spine. Eur Spine J 2013:22(10):2184‐201.  

6. Max Aebi. AO spine classification system for thoracolumbar fractures. Eur Spine J 2013;22(10):2147‐8. 7. McHugh ML. Interrater reliability: the kappa statistic. Biochem Med (Zagreb) 2012;22(3):276‐82. 

8. Oner  FC, Ramos  LM,  Simmermacher RK,  et  al. Classification of  thoracic  and  lumbar  spine  fractures: 

problems of reproducibility. A study of 53 patients using CT and MRI. Eur Spine J 2002;11(3):235‐45.  9. Pishnamaz  M,  Curfs  I,  Balosu  S,  et  al.  Two‐nation  comparison  of  classification  and  treatment  of 

thoracolumbar  fractures: An  internet‐based multicenter study among spine surgeons. Spine  (Phila Pa 

1976) 2015;40(22):1749‐56. 10. Kaul R, Chhabra HS, Vaccaro AR, et al. Reliability assessment of AOSpine  thoracolumbar  spine  injury 

classification  system  and  Thoracolumbar  Injury  Classification  and  Severity  Score  (TLICS)  for 

thoracolumbar spine injuries: results of a multicentre study. Eur Spine J 2017;26(5):1470‐6. 11. Urrutia  J,  Zamora  T,  Yurac  R,  et  al.  An  independent  interobserver  reliability  and  intraobserver 

reproducibility evaluation of the new AOSpine Thoracolumbar Spine Injury Classification System. Spine 

(Phila Pa 1976) 2015;40(1): E54‐8. 12. Lenarz CJ, Place HM, Lenke LG, et al. Comparative reliability of 3 thoracolumbar fracture classification 

systems. J Spinal Disord Tech 2009;22(6):422‐7. 

13. Cheng J, Liu P, Sun D, et al. Reliability and reproducibility analysis of the AOSpine thoracolumbar spine injury classification system by Chinese spinal surgeons. Eur Spine J 2017;26(5):1477‐82. 

14. Patel AA, Whang PG, Brodke DS,  et  al.  Evaluation of  two novel  thoracolumbar  trauma  classification 

systems. Indian J Orthop 2007;41(4):322‐6. 15. Park, Lee, Park NH, et al. Modified thoracolumbar injury classification and severity score (TLICS) and its 

clinical usefulness. Acta Radiol 2016;57(1):74‐81. 

16. Kriek  JJ,  Govender  S.  AO‐classification  of  thoracic  and  lumbar  fractures‐‐reproducibility  utilizing radiographs and clinical information. Eur Spine J 2006;15(8):1239‐46.  

17. Kepler CK, Vaccaro AR, Koerner JD, et al. Reliability analysis of the AOSpine thoracolumbar spine injury 

classification system by a worldwide group of naïve spinal surgeons. Eur Spine J 2016;25(4):1082‐6.  18. Vaccaro AR, Baron EM, Sanfilippo J, et al. Reliability of a novel classification system for thoracolumbar 

injuries:  the  Thoracolumbar  Injury  Severity  Score.  Spine  (Phila  Pa  1976)  2006;31(11  Suppl):S62‐9; 

discussion S104. 19. Azimi P, Mohammadi HR, Azhari S, et al. The AOSpine thoracolumbar spine injury classification system: 

A reliability and agreement study. Asian J Neurosurg 2015;10(4):282‐5. 

20. Vaccaro AR, Oner C, Kepler CK, et al. AOSpine thoracolumbar spine injury classification system: fracture description, neurological status, and key modifiers. Spine (Phila Pa 1976) 2013;38(23):2028‐37. 

21. Andrei F. Joaquim, MD, Yvens B. Fernandes, PhD, MD, Rodrigo A. C. Cavalcante, MD, et al. Evaluation of 

the  thoracolumbar  injury  classification  system  in  thoracic  and  lumbar  spinal  trauma.  Spine2011;36: 33‐6. 

Chapter 2 

40 

22. Joaquim  AF,  Daubs  MD,  Lawrence  BD,  et  al.  Retrospective  evaluation  of  the  validity  of  the Thoracolumbar Injury Classification System in 458 consecutively treated patients. Spine J 2013;13(12): 

1760‐5. 

23. Rajasekaran S, Vaccaro AR, Kanna RM, et al. The value of CT and MRI in the classification and surgical decision‐making among spine surgeons in thoracolumbar spinal injuries. Eur Spine J 2017;26(5):1463‐9. 

24. Yacoub AR, Joaquim AF, Ghizoni E, et al. Evaluation of the safety and reliability of the newly‐proposed 

AO spine injury classification system. J Spinal Cord Med 2017;40(1):70‐5.  25. Mirza SK, Mirza AJ, Chapman  JR, et al. Classifications of  thoracic and  lumbar  fractures:  rationale and 

supporting data. J Am Acad Orthop Surg 2002;10(5):364‐77.  

26. Salgado Á, Pizones  J,  Sánchez‐Mariscal  F,  et  al. MRI  reliability  in  classifying  thoracolumbar  fractures according to AO classification. Orthopedics 2013;36(1):e75‐8. 

27. Pizones J,  Izquierdo E, Alvarez P, et al.  Impact of magnetic resonance  imaging on decision making for 

thoracolumbar traumatic fracture diagnosis and treatment. Eur Spine J 2011;20 Suppl 3:390‐6. 28. Winklhofer  S,  Thekkumthala‐Sommer M,  Schmidt  D,  et  al. Magnetic  resonance  imaging  frequently 

changes  classification  of  acute  traumatic  thoracolumbar  spine  injuries.  Skeletal  Radiol  2013;42(6): 

779‐86. 29. Shen J, Xu L, Zhang B,

 et al. Risk factors for the failure of spinal burst fractures treated conservatively 

according to the thoracolumbar  injury classification and severity score (TLICS): A retrospective cohort 

trial. PLoS One 2015;10(8):e0135735. 30. Pneumoticos,  Karampinas  PK,  Triantafilopoulos  G,  et  al.  Evaluation  of  TLICS  for  thoracolumbar 

fractures. Eur Spine J 2016;25(4):1123‐7. 

31. Joaquim  AF,  Lawrence  B,  Daubs  M,  et  al.  Measuring  the  impact  of  the  Thoracolumbar  Injury Classification  and  Severity  Score  among  458  consecutively  treated  patients.  J  Spinal  Cord  Med 

2014;37(1):101‐6. 

32. Ratliff J, Anand N, Vaccaro AR, et al. Regional variability in use of a novel assessment of thoracolumbar spine fractures: United States versus international surgeons. World J Emerg Surg 2007;2:24. 

33. Raja  Rampersaud  Y,  Fisher  C,  Wilsey  J,  et  al.  Agreement  between  orthopedic  surgeons  and 

neurosurgeons regarding a new algorithm  for the treatment of thoracolumbar  injuries: a multicenter reliability study. J Spinal Disord Tech 2006;19(7):477‐82. 

34. Sadiqi S, Oner FC, Dvorak MF, et al. The  influence of spine surgeons' experience on the classification 

and  intraobserver reliability of the novel AOSpine thoracolumbar spine  injury classification system‐an international study. Spine (Phila Pa 1976) 2015;40(23):E1250‐6. 

35. Schroeder GD, Kepler CK, Koerner JD, et al. Is there a regional difference in morphology interpretation 

of A3 and A4 fractures among different cultures? J Neurosurg Spine 2015:1‐8.  36. Landis  JR,  Koch  GC.  The  measurement  of  observer  agreement  for  categorical  data.  Biometrics 

1977;36:207‐16. 

37.  Sanders RW: Editorial. The problem with apples and oranges. J Orthop Trauma 1997;11:465‐6. 38. Oner FC, van Gils AP, Dhert WJ et al: MRI findings of thoracolumbar spine fractures: a categorization 

based on MRI examinations of 100 fractures. Skeletal Radiol 1999;28:433‐43.  

39. Christopher K.Kepler, Alexander R.Vaccaro, Gregory D. Schroeder et al. The Thoracolumbar AOSpine Injury Score. Global Spine J 2016;6:329‐34.  

40. Vaccaro AR, Schroeder GD, Kepler CK et al. The surgical algorithm for the AOSpine thoracolumbar spine 

injury classification system. Eur Spine J 2016;25(4):1087‐94. 41. Weninger  P,  Schultz  A,  Hertz  H.  Conservative  management  of  thoracolumbar  and  lumbar  spine 

compression and burst fractures: functional and radiographic outcomes in 136 cases treated by closed 

reduction and casting. Arch Orthop Trauma Surg 2009;129(2):207‐19. 42. Abudou M,  Chen  X,  Kong  X, Wu  T.  Surgical  versus  non‐surgical  treatment  for  thoracolumbar  burst 

fractures without neurological deficit. Cochrane database, 2013;(6):CD005079.  

43. Bakhsheshian  J,  Dahdaleh  NS,  Fakurnejad  S,  et  al.  Evidence‐based  management  of  traumatic thoracolumbar burst  fractures: a  systematic  review of nonoperative management. Neurosurg Focus. 

2014;37(1):E1. 

  Review: reliability and usefulness classifications 

41 

2 

44. Schnake  KJ,  von  Scotti  F, Haas NP,  et  al. Unfallchirurg.Type  B  injuries  of  the  thoracolumbar  spine  : misinterpretations  of  the  integrity  of  the  posterior  ligament  complex  using  radiologic  diagnostics. 

Unfallchirurg 2008;111(12):977‐84 

45. Leferink VJ, Veldhuis EF, Zimmerman KW et al. Classificational problems in ligamentary distraction type vertebral fractures: 30% of all B‐type fractures are initially unrecognised. Eur Spine J 2002;11(3):246‐50 

46. Lee  GY,  Lee  JW,  Choi  SW,  et  al. MRI  inter‐reader  and  intra‐reader  reliabilities  for  assessing  injury 

morphology and posterior ligamentous complex integrity of the spine according to the thoracolumbar injury classification system and severity score. Korean J Radiol 2015;16(4):889‐98 

47. van Middendorp  J, A Patel, Schuetz M,  Joaquim AF. The precision, accuracy and validity of detecting 

posterior  ligamentous  complex  injuries  of  the  thoracic  and  lumbar  spine:  a  critical  appraisal  of  the literature. Eur Spine J 2013; 22(3): 461‐74.  

48. Spiegl UJ, Josten C, Devitt BM et al. Incomplete burst fractures of the thoracolumbar spine: a review of 

literature. Eur Spine J. 2017;26(12):3187‐98. 49. Curfs  I,  Grimm  B,  van  der  Linde M,  et  al.  Radiological  Prediction  of  Posttraumatic  Kyphosis  After 

Thoracolumbar Fracture. Open Orthop J 2016;10:135‐42. 

  

 

Chapter 2 

42 

Appendix 2.1 

Search process 

PubMed Search      date: 16‐03‐2017     Hits 1128 

Search  Query  Items found 

#15  Search #10 AND #14  1128 

#14  Search #12 OR #13  17811 

#13  Search  spinal  fracture*[tiab]  OR  spine  fracture*[tiab]  OR  thoracolumbar 

fracture*[tiab]  OR  thoracic  fracture*[tiab]  OR  lumbar  fracture*[tiab]  OR vertebra fracture*[tiab] OR vertebral fracture*[tiab] 

10664 

#12  Search "Spinal Fractures"[Mesh]  12457 

#10  Search #7 OR #8 OR #9  818927 #9  Search  ao  spine[tiab]  OR  TLICS[tiab]  OR  ao  classification  [tiab]  OR 

TLISS[tiab] 

808 

#8  Search Classification*[tiab] OR Systematics[tiab] OR Taxonom*[tiab]  303573 #7  Search "Classification"[Mesh] OR "classification" [Subheading]  606407 

 

 

EMBASE       date: 16‐03‐2017     Hits 2775  

  

 

  

 

  

 

  

 

Cochrane       date: 16‐03‐2017     Hits 134  

 

  

 

  

 

  

 

  

 

  Review: reliability and usefulness classifications 

43 

2 

 

CINAHL        date: 16‐03‐2017     Hits 279  

 

  

 

  

 

  

 

 

Chapter 2 

44 

 

45 

Chapter 3   

Reliability and agreement of different spine fracture 

classification systems: an independent intra‐ and 

interobserver study 

 

M. Pishnamaz, S. Balosu, I. Curfs, D. Uhing, M. Laubach, P. Willems, C. Herren, 

C. Weber, F. Hildebrand, P. Kobbe 

World Neurosurg 2018;115:e695‐e702 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chapter 3 

46 

Abstract 

Objective 

Currently, no spinal classification system has achieved universal acceptance. Therefore, 

it is important to choose a reliable classification within clinical practice. The objective of 

this  study  was  to  determine  and  compare  the  intraobserver  and  interobserver 

agreement  of  the  Load  Sharing  Classification  (LSC),  the  Thoracolumbar  Injury 

Classification  System  (TLICS),  and  the  AOSpine  Thoracolumbar  Spine  Injury 

Classification System. 

 

Methods 

In this web‐based intraobserver and interobserver study (www.spine.hostei.com), plain 

radiographs  and  computed  tomographic  scans  of  traumatic  thoracolumbar  fractures 

(T12eL2) were evaluated. By use of a questionnaire, fractures were classified according 

to  the  LSC,  the  TLICS,  and  the AOSpine  classification. Data were  analyzed with  SPSS 

(Version 21, 76 Chicago, Illinois, USA). 

Intraobserver and interobserver agreement was determined by the Cohen k. Statistical 

significance was defined as P<0.05. 

 

Results 

Data  from 91 patients were  classified  twice by 7 board‐certified  spine  surgeons. The 

intraobserver and interobserver reliability considering the LSC total score was noted as 

fair  (intraobserver/interobserver  reliability:  k  [  0.26/0.22).  Considering  the  resulting 

TLICS  total score, a moderate  intraobserver agreement  (k  [ 0.41) was noted, whereas 

the interobserver results presented only fair reliability (k [ 0.23). In contrast to the LSC 

and the TLICS, the AOSpine classification showed substantial agreement considering the 

fracture  type  (A;B;C)  (intraobserver/interobserver  reliability:  k  [  0.71/0.61)  and 

moderate  agreement  considering  the  fracture  subtype  (e.g.,  A0;A1;.;B1;.) 

(intraobserver/interobserver reliability: k [ 0.57/0.48). 

 

Conclusion 

In  conclusion,  the  reliability  of  the  AOSpine  fracture  classification  is  superior  to  the 

TLICS  and  the  LSC.  Therefore,  this  classification  system  could best be  applied within 

clinical practice. 

  Reliability and agreement study on classifications 

47 

3 

Introduction 

Spinal  fracture  classifications aim  to describe  the morphology and  the  severity of an 

injury in a reproducible way. An ideal classification should incorporate relevant clinical 

factors  to  standardize  the  therapeutic  decision‐making  process.1‐3  Currently,  various 

classification  systems are used  to describe  thoracolumbar  fractures, but a universally 

accepted  classification  system  is  still  missing.4,5  To  facilitate  the  decision‐making 

process  for  surgical  stabilization  of  spinal  fractures, McCormack  et  al.6  developed  a 

classification  system  that  should  distinguish  fractures  that  can  be  treated  by  short 

segment stabilization from those that require additional anterior fusion.2 By the use of 

plain  radiographs  and  computed  tomography  (CT)  they  created  a  point  system  that 

describes  3  different  fracture  site  characteristics:  the  amount  of  vertebral  body 

comminution,  the  apposition  of  the  fracture  fragments,  and  the  degree  of  kyphotic 

deformity. Unfortunately,  this classification does not address  the neurologic status of 

the  patient,  and  injuries  of  the  posterior  ligamentous  complex  (PLC)  seem  to  be 

underestimated. The Thoracolumbar  Injury Classification System  (TLICS) describes  the 

natural history of an injury pattern but also serves to rank the degree of instability. This 

system  is based on 3 major characteristics: the morphology of the  injury, the  integrity 

of the PLC, and the neurologic status of the patient.1 By including the neurologic status 

and  the  integrity of  the PLC, additional  facets of  instability and  severity of  the  injury 

should  be  considered  to  improve  the  decision‐making  process  within  clinical 

management. 

Depending on the fracture type, some authors could show notable limitations with the 

TLICS.7,8 The AOSpine Thoracolumbar Spine Injury Classification System was introduced 

in  2013  by  Vaccaro  et  al.8  This  classification  system  was  an  improvement  and 

simplification of the overly complex comprehensive classification of Magerl et al.9 and 

incorporates features of both the Magerl classification and the TLICS. Even though the 

use of this classification  is  increasingly popular  in many countries, none of the above‐

mentioned classifications have achieved universal acceptance.  

Under  consideration  of  the  advantages  and  disadvantages  of  those  classification 

systems,  this  study  aimed  to  determine  and  compare  the  intraobserver  and 

interobserver  agreement  of  the  Load  Sharing  Classification  (LSC),  the  TLICS,  and  the 

AOSpine classification by analysis of 91 clinical cases. This study was approved by the 

Independent  Ethics  Committee  of  the  RWTH  Aachen  University,  Aachen,  Germany 

(Reference number: EK‐078/15). 

Chapter 3 

48 

Methods and materials 

This  intraobserver  and  interobserver  study  was  performed  on  the  basis  of  online 

documentation.  A website  (www.spine.hostei.com)  provided  details  of  patients with 

traumatic  fractures  of  the  thoracolumbar  junction.  Plain  anterior  and  lateral 

radiographs  and  CT  scans  (1‐mm  slices)  in  all  3  reconstructions  (axial,  sagittal,  and 

coronal) 

were  uploaded  (Figure  3.1).  For  sample  size  planning,  a  precedent  pilot  study  was 

performed. Consequently, all participating surgeons were asked to classify the cases by 

applying  the  LSC,  TLICS,  and  AOSpine  classifications.  Recall  bias  was  prevented  by 

applying a 3‐month time lapse after the first assessment round.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Figure 1.3  Exemplary  illustration  of  the  patients’  computed  tomographic  scans  in  all  3  reconstructions 

(axial, sagittal, and coronal). 

  Reliability and agreement study on classifications 

49 

3 

Participants 

All participants were experienced  surgeons  from orthopedic or  trauma departments, 

specialized in spine surgery. Each participant was well versed in the LSC, the TLICS, and 

the  AOSpine  classification  schemes  and  received  the  original  article  of  each 

classification system 1 month before the start of the study. All participants stated that 

they would routinely apply the new AOSpine classification at the time of the study. The 

spine surgeons from Germany stated that they used the AO Magerl classification before 

the  implementation  of  the AOSpine  classification  in  2015, whereas  the  participating 

surgeons from the Netherlands indicated that they had used the TLICS previous to the 

AOSpine classification. 

Inclusion criteria of patients 

A committee of experts assembled a case series of 91 consecutive patients treated  in 

1 of 2 university hospitals (Aachen and Maastricht). Only patients with acute traumatic 

injuries  of  the  thoracolumbar  junction  (T11‐L2)  were  included.  Patients  with 

osteoporotic  fractures,  tumors,  or  spondylodiscitis  and  patients with  incomplete  CT 

reconstructions were excluded. The treating surgeons did not serve as observers in the 

study. 

Classifications 

The LSC uses 3 radiologic spinal  fracture characteristics and allocates 1  to 3 points  to 

each of those items. Consequently, this results in a scale of at least 3 to a maximum of 

9 points.6 Within  the LSC, k values  for each of  the 3  items: amount of vertebral body 

comminution (LSC A), apposition of the fracture fragments (LSC B), and the correction 

of  kyphotic  deformity  (LSC  C)  along  with  the  LSC  total  score  (LSC  AþBþC)  were 

determined. 

The TLICS is an advancement of the thoracolumbar injury severity score (TLISS). Within 

this  classification  system,  3  major  elements  are  scored:  fracture  morphology 

(1‐4 points),  integrity  of  the  posterior  ligamentous  complex  (0,  2,  or  3  points)  and 

neurologic status  (0, 2, or 3 points). By summing up  the scores of  the 3 categories, a 

total score of 1 to 10 points can be allocated.1 The k values and percentage agreement 

for each category and the resulting TLICS total score were analyzed. In contrast to the 

AOSpine  classification,  the observers were  asked  to determine  the neurologic  status 

within the TLIC system. This course of action was chosen because the neurologic status 

in  the TLIC system  is an elementary component  for  the calculation of the TLICS score 

and the associated recommendation for therapy. 

Chapter 3 

50 

The  AOSpine  classification  consists  of  a  morphologic  fracture  classification  and  a 

grading  system  for  neurologic  status,  and  it  involves  patient‐specific  modifiers. 

Thoracolumbar fractures are classified on the basis of 3 major fracture types (type A, B, 

or C) and 9 further specified subtypes (e.g., A0;A1;.;B1;.).8 

Inasmuch this study focused on the reliability of the AO fracture type and subtypes, the 

AO  qualities  of  neurologic  status  and  patient  modifiers  were  not  part  of  this 

investigation. Analogous to the LSC and the TLICS, k values and percentage agreement 

of the fracture type and the subgroups were calculated. 

Statistical methods 

The deidentified data were analyzed with SPSS (Version 21, 76, Chicago,  Illinois, USA). 

To  determine  interobserver  agreement,  the  Cohen  k  and  the  percentage  agreement 

between  the  surgeons were used. As  in previous  studies, we used  the  guidelines of 

Landis and Koch10 to categorize k values from 0 to 0.2 indicating slight reliability, 0.21 

to 0.4 fair, 0.41 to 0.6 moderate, 0.61 to 0.8 substantial, and 0.81 to 1 almost perfect 

reliability. The agreement of the first and second assessment was compared by the use 

of a paired t test. Statistical significance was defined as P<0.05. 

Results 

The plain radiographs and CT scans of the 91 patients were classified twice by 7 board‐

certified  spine  surgeons. An overview of  the patients’ characteristics can be  found  in 

Table 3.1. As a result, 1274 case‐specific classifications were obtained  for each of the 

LSC, the TLICS, and the AOSpine classifications. 

 Table 3.1  Demographic data of patients. 

Characteristics  Number (5) 

Age (years) ± SD  50.8 ± 18.1 

Sex   

Male  45 (49.5) Female  46 (50.5) 

Fracture distribution   

T11  9 (9.9) T12  27 (29.7) 

L1  34 (37.4) 

L2  21 (23.1) 

SD, standard deviation. 

 

  Reliability and agreement study on classifications 

51 

3 

Intraobserver reliability 

Within  the  LSC,  moderate  and  almost  equal  agreement  was  found  between  all 

3 subgroups  (comminution,  apposition  of  fragments,  and  deformity)  (k  value/ 

percentage agreement: LSC A, k=0.46 (67%); LSC B, k=0.46 (67%); LSC C, k=0.44 (68%)). 

Only  fair  intraobserver agreement was  found  in  the  resulting LSC  total score  (k=0.26; 

percentage  agreement:  39%)  (Table  3.2).  The  TLICS  classification  showed moderate 

agreement  determining  the  variable  injury  pattern  (k=0.51;  percentage  agreement, 

73%) and  integrity of  the PLC  (k=0.47; percentage agreement, 74%). Even substantial 

reliability was found for the variable neurologic status (k=0.78; percentage agreement, 

96%).  

 Table 3.2  Intraobserver reliability of the load sharing classification (LSC). 

κ value/% agreement  LSC A  LSC B  LSC C  LSC total score 

Observer 1  0.46 69% 

0.46 66% 

0.52 73% 

0.24 38% 

Observer 2  0.39 

66% 

0.47 

71% 

0.29 

69% 

0.20 

38% 

Observer 3  0.44 64% 

0.52 69% 

0.46 65% 

0.21 34% 

Observer 4  0.53 

70% 

0.42 

67% 

0.52 

70% 

0.24 

36% Observer 5  0.55 

70% 

0.35 

60% 

0.39 

60% 

0.33 

43% 

Observer 6  0.42 62% 

0.62 78% 

0.38 63% 

0.32 43% 

Observer 7  0.46 

68% 

0.38 

64% 

0.54 

73% 

0.26 

41% Mean  0.46 

67% 

0.46 

68% 

0.44 

68% 

0.26 

39% 

 

 

Considering  the  resulting TLICS  total  score, moderate agreement  (k=0.41; percentage 

agreement,  58%) was  noted  (Table  3.3). Overall,  the  intraobserver  reliability  for  the 

AOSpine  fracture  type  (A;B;C)  showed  substantial  results  (k=0.71;  percentage 

agreement,  92%).  One  observer  even  achieved  almost  perfect  agreement  (k=0.81; 

percentage agreement, 95%) (Table 3.4). The evaluation of the fracture subgroups (e.g., 

A0;A1;.;B1;.)  revealed  moderate  results  between  the  first  and  the  second  rounds 

(k=0.57). Consequently, the percentage agreement was 68% (Table 3.4). 

Chapter 3 

52 

Table 3.3  Intraobserver reliability of the thoracolumbar injury classification (TLIC) system. 

κ value/% agreement  Morphology of injury  Integrety of PLC  Neurologic status  TLICS total score 

Observer 1  0.65 

79% 

0.56 

80% 

0.93 

99% 

0.52 

68% 

Observer 2  0.41 62% 

0.37 67% 

0.66 95% 

0.31 46% 

Observer 3  0.47 

70% 

0.52 

71% 

0.85 

97% 

0.44 

55% Observer 4  0.76 

86% 

0.45 

74% 

0.80 

97% 

0.52 

64% 

Observer 5  0.39 67% 

0.25 63% 

0.66 93% 

0.20 413% 

Observer 6  0.61 

75% 

0.51 

74% 

0.94 

99% 

0.51 

63% Observer 7  0.30 

70% 

0.64 

90% 

0.62 

95% 

0.36 

66% 

Mean  0.51 73% 

0.47 74% 

0.78 96% 

0.41 58% 

 

 

Table 3.4  Intraobserver agreement of the AOSpine classification. 

  AO fracture type (A;B;C)  AO fracture subgrpup (A0;A1;...;B1;...) 

Observer  κ  %  κ  % 

Observer 1  0.66  90  0.54  66 

Observer 2  0.79  95  0.62  71 Observer 3  0.55  89  0.55  66 

Observer 4  0.81  95  0.57  67 

Observer 5  0.67  90  0.55  65 Observer 6  0.74  91  0.61  69 

Observer 7  0.77  95  0.58  69 

Mean  0.71  92  0.57  68 

 

Interobserver reliability 

The  interobserver agreement of the LSC during the first assessment was fair  (k=0.24), 

whereas  the  agreement  of  the  second  assessment  showed  only  slight  reliability 

(k=0.19).  Interestingly,  there was no  significant difference  in  the agreement between 

both assessments  (percentage agreement:  first assessment, 36%; second assessment, 

32%; P>0.05). Overall, the interobserver agreement for the LSC total score was noted as 

fair  (first þ  second assessment: k=0.22; percentage agreement, 34%). The TLICS  total 

score  showed  fair  agreement  during  the  first  (k=0.21)  and  the  second  assessments 

(k=0.26). There was no  significant difference  in  the agreement between both  rounds 

(percentage agreement: first assessment, 38%; second assessment, 43%; P>0.05).  

In summary, this went along with a median k value of 0.23 and a percentage agreement 

of 41% for both assessments. The interobserver reliability of the AOSpine fracture type 

  Reliability and agreement study on classifications 

53 

3 

(A;B;C) showed substantial reliability (k=0.61; percentage agreement, 89%). There was 

no significant difference between the first and second evaluations (P>0.05). Considering 

the  fracture  subgroups  (e.g.,  A0;A1;.;B1;.)  there  was  still  moderate  interobserver 

agreement within the first (k=0.41) and second assessments (k=0.54). Interestingly, the 

percentage agreement was  significantly higher  in  the  second assessment  than  in  the 

first (percentage agreement: first assessment, 54%; second assessment, 66%; P<0.05). 

Overall, we  found moderate agreement  for  the AOSpine  subgroup evaluation  (first þ 

second assessment: k=0.48; percentage agreement, 60%) (Table 3.5). 

 Table 3.5  Overall (median of first and second assessments) interobserver reliability (κ) and % agreement 

of the AOSpine, load sharing classifications. 

  AOSpine classification  TLICS classification  Load sharing classification 

Observer  κ  %  κ  %  κ  % 

Observer 1‐2  0.43  58  0.25  45  0.14  31 

Observer 1‐3  0.35  53  0.17  33  0.30  42 Observer 1‐4  0.36  51  0.35  51  0.14  28 

Observer 1‐5  0.40  54  0.17  34  0.24  30 

Observer 1‐6  0.33  48  0.26  37  0.24  31 Observer 1‐7  0.43  59  0.34  62  0.25  39 

Observer 2‐3  0.65  75  0.17  34  0.18  33 

Observer 2‐4  0.57  66  0.24  40  0.06  19 Observer 2‐5  0.37  52  0.19  36  0.17  31 

Observer 2‐6  0.53  63  0.19  34  0.16  31 

Observer 2‐7  0.78  84  0.21  45  0.20  37 Observer 3‐4  0.46  58  0.31  47  0.23  34 

Observer 3‐5  0.32  48  0.35  50  0.26  37 

Observer 3‐6  0.41  53  0.23  40  0.29  40 Observer 3‐7  0.78  84  0.12  30  0.29  41 

Observer 4‐5  0.40  54  0.29  47  0.22  33 

Observer 4‐6  0.71  78  0.37  51  0.22  34 Observer 4‐7  0.49  60  0.19  41  0.16  29 

Observer 5‐6  0.40  54  0.26  44  0.25  37 

Observer 5‐7  0.39  54  0.11  31  0.23  36 Observer 6‐7  0.44  56  0.10  25  0.30  42 

Median  0.48  60  0.23  41  0.22  34 

AOSpine,  Arbeitsgemeinschft  für  Osteosynthesefragen  system;  TLICS,  thoracolumbar  Injury  classification system. 

 

Discussion 

Fracture classifications are conceptual tools for the understanding and communication 

of  an  injury  pathomechanism  with,  preferably,  therapeutic  and  prognostic 

consequences.11  As  yet,  a  fully  accepted  and  universally  used  spinal  classification 

Chapter 3 

54 

system  is  still  missing.1,5,12,13  An  optimal  classification  system  should  describe  the 

morphology and determine the severity of an injury by involving the radiologic, clinical, 

and  neurologic  aspects  as  a  guide  through  the  decision‐making  process,  but  this  is 

difficult  to  realize.5 One major  problem  is  the  poor  reliability  and  reproducibility  of 

more detailed  classification  systems. Furthermore,  the application of  severity  scoring 

systems may  not  reflect  global  surgical  preferences.8  The  aim  of  this  study was  to 

determine and compare the reliability of the LSC, the TLICS, 

and the AOSpine classifications to  identify which of those classification systems  is the 

most reliable within the clinical setting. In this line our main findings are as follows:  

 

1. The interobserver agreement of the AOSpine fracture classification was superior to 

the results of the TLICS and the LSC total score.  

2. The  intraobserver  agreement  for  fracture  subtypes  (e.g.,  A0;A1;.;B1;.)  of  the 

AOSpine classification and the TLICS total score were moderate, whereas the LSC 

total score just achieved fair reliability. 

3. The  intraobserver  reliability  of  the  LSC  and  the  TLICS  showed  moderate  to 

substantial results when the subgroup qualities were considered. 

 

Several  studies  have  focused  on  the  reliability  of  LSC,2,14  the  TLICS,1,7,13,15,16  and  the 

AOSpine  classification,4,5,7,8,12,17‐19 but  to our  knowledge  this  is  first  study  to  compare 

these 3  classifications by means of a  single  case  series. Urrutia et al.18 performed an 

independent  intraobserver and  interobserver study to  investigate the reliability of the 

AOSpine classification. They observed substantial interobserver agreement (k=0.62) for 

the  major  fracture  types  (A;B;C)  and  moderate  agreement  when  considering  the 

subtypes  (k=0.55).  Their  intraobserver  reproducibility  was  substantial  in  both  the 

fracture type and subtype (fracture type, k=0.77; subtype, k=0.71).1 

 

Kaul et al.7 compared  the  reliability of  the AOSpine classification and  the TLICS. They 

also  found  moderate  interobserver  reliability  (k=0.45  and  0.59  with  and  without 

fracture  subtype)  and  substantial  intraobserver  reliability  (k=0.61  and  0.68 with  and 

without fracture subtype) for the fracture subtype of the AOSpine classification. Our k 

values  also  show  substantial  intraobserver  and  interobserver  agreement  considering 

the  major  fracture  type,  and  moderate  to  substantial  agreement  considering  the 

fracture subtype. Those findings are  in agreement with other studies4,17 and show the 

high  reliability  of  this  classification. Nonetheless,  the  k  values  of  independent  spine 

surgeons considering the AOSpine classification are frequently slightly below the values 

of  its  original  group.7,8,18  Within  this  study  we  found  moderate  to  substantial 

intraobserver  agreement  for  the  individual  TLICS  elements,  and  moderate  to  fair 

  Reliability and agreement study on classifications 

55 

3 

intraobserver  and  interobserver  reliability  regarding  the  TLICS  total  score.  These 

findings  are  in  line  with  the  results  of  Kaul  et  al.,7  who  also  noted  moderate 

interobserver  (k=0.44) and  fair  interobserver  reliability  (k=0.29)  in  terms of  the TLICS 

total  score. By  contrast,  Lewkonia et al.15  found higher agreement of  the TLICS  total 

score  (intraobserver  reliability: Pearson product moment  correlation  coefficient  (rxy): 

0.74;  interobserver  reliability:  (rxy):  0.73‐0.74)  by  grading  54  cases  on  2  different 

occasions, and Koh et al.16 even presented a  substantial TLICS  total  score agreement 

with  almost  perfect  agreement  in  terms  of  the  elements  integrity  of  the  PLC  and 

neurologic status. This discrepancy may be due to  the  fact  that both of  those studies 

provided magnetic  resonance  imaging  (MRI)  scans  for  the grading of  the  fractures  in 

addition  to  CT  scans  and  plain  radiographs.  Nevertheless,  the  availability  of MRI  is 

difficult  in  many  parts  of  the  world,  and,  therefore,  more  recently  proposed 

classification systems are solely based on plain radiographs and CT scans.4,8 To compare 

the classifications within our study,  it seemed  to be better  to exclude additional MRI 

scans  to avoid confusion  in  the  interpretation of  the LSC and AOSpine classifications. 

Within this study, the LSC presented the lowest agreement compared to the TLICS and 

AOSpine  classifications.  Even  though  all  3  separate  components  of  the  classification 

achieved moderate agreement, the intraobserver and interobserver agreement for the 

total  score  showed  only  fair  results.  Elzinga  et  al.2  observed  a  series  of  40  spinal 

fractures and also found fair reliability of the LSC total score  (intraobserver reliability, 

k=0.29; interobserver reliability, k=0.22). By contrast, Dai et al.14 showed in their study 

a  substantial  interobserver  agreement  (k=0.73‐0.92)  with  an  almost  perfect 

intraobserver agreement of all participants  regarding  the 3 separate LSC components 

(k=0.89). One possible explanation  for the high reliability observed by Dai et al.14 was 

brought up by Elzinga et al.,2 who assumed that Dai et al.14 included only fractures with 

the highest (9) and the  lowest (3) LSC scores, which would  inevitably be accompanied 

by a loss of variability. 

This  is due  to  the  fact  that  the highest and  lowest LSC scores are possible only  if  the 

rating for the respective components are also rated with the highest or lowest ratings. 

By contrast, a LSC score of 6 or 7 can be obtained  in different ways and  thus  in  turn 

generates  space  for  disagreement.2  However,  besides  the  discrepancy  regarding 

reliability, another weakness of this classification might be identified by Radcliff et al.,20 

who showed that the LSC does not uniformly correlate with PLC injuries and neurologic 

status. Chhabra et al.13 performed an  international  survey among 42  spine  surgeons. 

They postulated  that  none of  the  existing  classification  systems were  ideal  and  that 

better  classifications  need  to  be  developed  to  address  deficits  in  the  reliability  and 

guidance for treatment and to be more comprehensive in order of priority. By means of 

our study we confirm this statement. On the other hand, we think it will not be possible 

Chapter 3 

56 

to generate a unique classification system that could address all requirements for the 

diversity of thoracolumbar fractures in a perfect way. Within this study the reliability of 

the AOSpine fracture classification was superior to the TLICS and the LSC and therefore 

is  the  classification  that  at  present  could  best  be  applied  within  clinical  practice. 

Furthermore, we believe that additional consideration of the neurologic status and the 

inclusion of modifiers can provide further benefits. However, on the basis of our data 

the use of a scoring system does not seem to be helpful in the decision‐making process 

because it has a negative impact on the reliability of the classification. 

Strengths and limitations 

One  strength of our  study  is  the  large  sample of 91  spine  cases, which  subsequently 

leads  to  a  high  variability  regarding  the  fracture  morphology.  Furthermore,  the 

inclusion of 3 different spine classification systems offers the possibility to compare the 

reliability within a single case series. By contrast, our study has certain limitations. First, 

the  participating  surgeons  of  this  study may  be more  familiar with  the  AO  system 

because  of  their  previous  use  of  the  Magerl  classification,  from  which  the  new 

classification  system  is  derived.  Furthermore,  we  did  not  consider  the  influence  of 

different fracture types on the reliability of the respective classification systems within 

our study. Other studies could show that particular fracture types appear to be more or 

less difficult to classify.12 Further studies are necessary to prove whether the AOSpine 

classification  is advantageous  in all  fracture subtypes. Finally, we did not provide MRI 

scans  for  the  observation  of  our  fractures.  MRI  provides  additional  information 

regarding  injuries  to  the PLC or epidural bleeding. Therefore,  its use can  increase  the 

reliability of classifications. However, the implementation of MRI is not possible all over 

the  world,  and,  therefore,  the  use  of MRI  data  should  be  avoided  in  proving  the 

reliability of global classification systems. 

Conclusion 

In  conclusion,  the  reliability of  the AOSpine  fracture  classification  is  higher  than  the 

TLICS  and  the  LSC.  By means  of  our  study,  this  classification  system  could  best  be 

applied within clinical practice. 

  Reliability and agreement study on classifications 

57 

3 

References 

1.   Vaccaro AR, Lehman RA Jr, Hurlbert RJ, Anderson PA, Harris M, Hedlund R, et al. A new classification of 

thoracolumbar injuries: the importance of injury morphology, the integrity of the posterior ligamentous 

complex, and neurologic status. Spine 2005;30:2325‐33. 2.   Elzinga M, Segers M, Siebenga  J, Heilbron E, de Lange‐de Klerk ES, Bakker F.  Inter‐ and  intraobserver 

agreement on the Load Sharing Classification of thoracolumbar spine fractures. Injury 2012;43:416‐22. 

3.   Pishnamaz M,  Curfs  I,  Balosu  S, Willems  P,  Hemert W,  Pape  HC,  et  al.  Two‐nation  comparison  of classification and  treatment of  thoracolumbar  fractures: an  internet‐based multicenter  study among 

spine surgeons. Spine 2015;40:1749‐56. 

4.   Kepler CK, Vaccaro AR, Koerner JD, Dvorak MF, Kandziora F, Rajasekaran S, et al. Reliability analysis of the AOSpine  thoracolumbar  spine  injury  classification  system  by  a worldwide  group  of  naive  spinal 

surgeons. Eur Spine J 2016;25: 1082‐6. 

5.   Schnake  KJ,  Schroeder  GD,  Vaccaro  AR,  Oner  C.  AOSpine  classification  systems  (subaxial, thoracolumbar). J Orthop Trauma 2017;31:S14‐23. 

6.   McCormack  T,  Karaikovic  E,  Gaines  RW.  The  load  sharing  classification  of  spine  fractures.  Spine 

1994;19:1741‐4. 7.   Kaul  R,  Chhabra HS,  Vaccaro AR,  Abel  R,  Tuli  S,  Shetty AP,  et  al.  Reliability  assessment  of AOSpine 

thoracolumbar spine  injury classification system and Thoracolumbar  Injury Classification and Severity 

Score  (TLICS)  for  thoracolumbar  spine  injuries:  results  of  a multicentre  study.  Eur  Spine  J  2017;26: 1470‐6. 

8.   Vaccaro AR, Oner C, Kepler CK, Dvorak M, Schnake K, Bellabarba C, et al. AOSpine thoracolumbar spine 

injury  classification  system:  fracture description, neurological  status,  and  key modifiers.  Spine  2013; 38:2028‐37. 

9.   Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD, Harms  J, Nazarian S. A comprehensive classification of  thoracic and 

lumbar injuries. Eur Spine J 1994;3: 184‐201. 10.   Landis  JR,  Koch  GG.  The  measurement  of  observer  agreement  for  categorical  data.  Biometrics 

1977;33:159‐74. 

11.   Oner FC, Ramos LM, Simmermacher RK, Kingma PTD, Diekerhof CH, Dhert WJA, et al. Classification of thoracic and  lumbar spine  fractures: problems of reproducibility: A study of 53 patients using CT and 

MRI. Eur Spine J 2002;11: 235‐45. 

12.   Schroeder GD, Kepler CK, Koerner  JD, Chapman  JR, Bellabarba C, Cumhur F, et al.  Is  there a  regional difference in morphology interpretation of A3 and A4 fractures among different cultures? J Neurosurg 

Spine 2016;24(2):332‐9. 

13.   Chhabra HS, Kaul R, Kanagaraju V. Do we have an  ideal  classification  system  for  thoracolumbar and subaxial cervical spine injuries: what is the expert’s perspective? Spinal Cord 2015;53:42‐8. 

14.   Dai  LY,  Jin WJ.  Interobserver  and  intraobserver  reliability  in  the  load  sharing  classification  of  the 

assessment of thoracolumbar burst fractures. Spine 2005;30:354‐8.  15.   Lewkonia P, Paolucci EO, Thomas K. Reliability of  the  thoracolumbar  injury classification and severity 

score and  comparison with  the denis  classification  for  injury  to  the  thoracic and  lumbar  spine. Spin. 

2012;37:2161‐7. 16.   Koh  YD,  Kim DJ,  Koh  YW. Reliability  and  validity of  Thoracolumbar  Injury Classification  and  Severity 

Score (TLICS). Asian Spine J 2010;4: 109‐17.  

17.   Cheng  J,  Liu  P,  Sun  D,  Qin  T, Ma  Z,  Liu  J.  Reliability  and  reproducibility  analysis  of  the  AOSpine thoracolumbar  spine  injury  classification  system  by  Chinese  spinal  surgeons.  Eur  Spine  J  2017;26: 

1477‐82. 

18.   Urrutia  J,  Zamora  T,  Yurac  R,  Campos M,  Palma  J, Mobarec  S,  et  al. An  independent  interobserver reliability and intraobserver reproducibility evaluation of the new AOSpine thoracolumbar spine injury 

classification system. Spine 2015;40: E54‐8. 

19.   Sadiqi S, Oner FC, Dvorak MF, Aarabi B, Schroeder GD, Vaccaro AR. The  influence of spine surgeons’ experience on the classification and intraobserver reliability of the novel AOSpine thoracolumbar spine 

injury classification system: an international study. Spine 2015;40:E1250‐6. 

Chapter 3 

58 

20.   Radcliff  K,  Kepler  CK,  Rubin  TA,  Maaieh  M,  Hilibrand  AS,  Harrop  J,  et  al.  Does  the  loadsharing classification predict  ligamentous  injury, neurological  injury, and the need for surgery  in patients with 

thoracolumbar burst fractures?: Clinical article. J Neurosurg Spine 2012;16:534‐8. 

  

 

 

59 

Chapter 4   

Radiological prediction of posttraumatic kyphosis after 

thoracolumbar fracture 

 

I. Curfs, B. Grimm, M. Van Der Linde, P. Willems, W. van Hemert 

Open Orthopaedic Journal 2016;10:135‐42 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chapter 4 

60 

Abstract 

Objectives 

Classification methods  that  are  currently  being  used  for  clinical  decision making  in 

thoracolumbar  fractures,  are  limited  by  reproducibility  and  prognostic  value. 

Additionally,  they do not  include  kyphosis. As  a posttraumatic  kyphosis  is  related  to 

persistent pain, it is of importance to determine a risk of posttraumatic kyphosis based 

on  fracture  type  and  patient  characteristics.  Purpose:  To  determine  risk  factors  (AO 

classification, age, gender,  localization)  that may  lead  to progressive kyphosis after a 

thoracolumbar fracture.  

 

Materials and methods 

Retrospective  radiographic  analysis  of  a  consecutive  patientcohort  that  presented  in 

our  clinic with  a  traumatic  fracture  of  the  thoracolumbar  spine  between  2004  and 

2011. Cobb angle, Gardner angle, vertebral compression angle and anterior vertebral 

body  compression  were measured  on  plain  radiographs,  direct  post‐trauma  and  at 

follow‐up.  

 

Results 

Age and localization are not significant correlated, but there seems to be an increased 

risk of progression of kyphosis  in age > 50 years and fractures  localized at Th12 or L1. 

A3 type fractures are significantly more at risk for posttraumatic kyphosis compared to 

A1 and A2 type fractures. 30‐50% of the A3 type fractures have an end Gardner angle 

and end vertebral compression angle of more than 20 degrees. 

 

Conclusion 

AO‐type A3  fractures  appear  to be  at  risk of progression of  kyphosis.  Localization  at 

Th12‐L1 and age above 50 years seem  to be  risk  factors  for significant posttraumatic 

kyphosis.  These  findings  should  be  used  in  patient  counseling  and  a  meticulous 

evaluation  by  weekly  radiographs  is  recommended  to  determine  the  treatment 

strategy of thoracolumbar fractures. 

  Radiological prediction 

61 

4 

Introduction 

Reported  incidences of traumatic fractures of the thoracolumbar spine vary from 1  in 

every  150.000  in  the  Netherlands  to  1  in  350.000  reported  in  United  States. 

Thoracolumbar fractures are debilitating and may lead to variable outcomes.1,2 

Historical  series, before  the  introduction of  surgical  stabilization,  showed deleterious 

results of conservative treatment.3,4 These disappointing results may have been due to 

limited information from imaging as in more recent series with better selection criteria 

based on advanced imaging the results have improved dramatically.5‐8 

On these  imaging criteria various classification systems have been based. Denis based 

his  classification  on  the  three  column  theory:  anterior‐middle‐posterior  column  as 

assessed  on  CT‐scan.  Both AO  and Denis  classify  the  fractures  to  their morphology, 

resulting in following types: 1) compression type, including burst; 2) distraction type; 3) 

rotational  type.9 All  currently  used  classification methods  have  variable  or  unknown 

reproducibility  (intra‐  and  inter‐observer  validity)  and  do  not  include  a  reliable 

estimation of prognosis for the determination of the best treatment.10 Because of these 

limitations  in 2007  the ThoracoLumbar  Injury Classification and Severity  score  (TLICS) 

was developed,  in which not only  fracture morphology, but also  fracture mechanism 

has  been  incorporated.  Furthermore,  this  classification  pays  attention  to  the 

neurological status of the patient and the integrity of the posterior ligament complex.11 

The  loss of  sagittal balance due  to  an  increased  kyphosis  is believed  to be  the main 

cause  of  posttraumatic  spinal  problems  with  concurring  pain.12  Bergstrom  et  al.13 

studied  late sequelae of spinal fractures and found that there  is no evidence that the 

bony  injury to the vertebral column  itself  influences the development of  late scoliosis 

or  lordosis,  however,  vertebral  bony  injury may  induce  the  development  kyphosis. 

Secondary  treatment  of  kyphotic  deformity  is  challenging  and  often  disappointing.14 

None of  the prior mentioned classification methods have  incorporated parameters  to 

evaluate vertebral kyphosis or height loss as possible predictors of secondary kyphotic 

deformity.  

Several methods  are  available  to  evaluate  kyphosis on  radiological  exams.  The Cobb 

angle, Gardner angle, vertebral  compression angle  (VCA) and anterior vertebral body 

compression (AVBC) percentage (Figure 4.1) have been described as useful and reliable 

measurements in the evaluation of thoracolumbar fractures.15‐17 

The  purpose  of  this  study  is  to  investigated  whether  it  is  possible  to  predict  the 

fractures  at  risk  for  a progressive  angular  kyphosis, by means of  radiologic  features, 

age, localization or classification. 

Chapter 4 

62 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Figure 4.1  Measurements performed on plain X‐rays. 

Materials and methods 

A  consecutive  series of 104 patients who presented with  a  traumatic  thoracolumbar 

fracture between 2004 and 2011, was  included  for evaluation. We excluded patients 

older  than  70  years,  and  patients  who  received  surgical  treatment.  Furthermore 

spontaneous  fractures,  fractures  after  minor  trauma  or  patients  with  proven 

osteoporosis were excluded. After exclusion there were 63 patients left for evaluation.  

Data  was  collected  from  patient  files.  We  searched  for  age,  gender,  date  and 

mechanism  of  trauma,  treatment,  BMI  and  bone  density.  However,  no  information 

about weight, height or BMI was available, and just in a few patients a DEXA scan was 

performed.  

Plain radiographs of  the  thoracolumbar spine directly post  trauma and at a minimum 

follow‐up  of  6  weeks  (mean  13  weeks,  range  of  6‐38  weeks)  were  compared 

retrospectively. Based on the radiographs, the fractures were classified according to the 

AO  classification9  using  available  CT. Additionally,  the  following measurements were 

performed using plain radiographs (Figure 4.1).15 

1. Cobb  angle  (defined  as  the  angle  formed  between  a  line  drawn  parallel  to  the 

superior endplate of 1 vertebra above the fracture and a line drawn parallel to the 

inferior endplate of the vertebra 1 level below the fracture) 

2. Gardner angle (defined as the angle formed from  lines drawn parallel to the  lower 

endplate of the fractured vertebra and the upper endplate of the adjacent cephalad 

vertebrae) 

3. Vertebral compression angle  (VCA; defined as the angle between  lower and upper 

border of fractured vertebra) and  

  Radiological prediction 

63 

4 

4. Anterior  vertebral  body  compression  percentage  (AVBC;  The  ratio  of  the  AVH  to 

PVH.  AVH  is  measured  from  the  anterosuperior  corner  of  the  vertebra  to  the 

anteroinferior  corner,  and  PVH  is  measured  from  the  posterosuperior  to 

posteroinferior corner) . 

Retrospective analysis of the radiographs (classification according to AO, as well as the 

measurements) was performed by  the  first author, who was blinded  to  the patients, 

primary classification and treatment decision. 

Statistics 

Data analysis was performed using Statistical Package for the Social Science (SPSS) 17.0 

(Chicago,  Illinois, USA).  Subgroups were  stratified  for  age  (<50  and  >50),  localization 

(Th10‐11, Th12, L1, L2 and L3‐5) and classification  (A1, A2, A3, and B). Differences of 

the mean of age, localization, and classification with the end values and the differences 

between start and end values (Δ) were checked among groups using ANOVA and t‐test. 

Level of significance was set at P<0.05. 

Results 

Thirty‐three men and thirty women, with a mean age of 46.5 years (range 14‐70 years) 

were treated for 73 spinal fractures, 54 uni‐ and 9 multi‐segmental. Seventy‐three % of 

the fractures were localized at L1 or T12. Demographics and fracture characteristics are 

listed in Table 4.1.  

 Table 4.1  Baseline characteristics. 

Number of patients  63         

Number of fractures  73         

Sex  33 M  30 F       

Age (range)  Mean 46.5 (14‐70)  29p <50year  34p > 50 years     Segments  Uni 54  Multi 9 (19 fractures)       

Level  Th10/11 (6)  Th12 (23)  L1 (30)  L2 (10)  L3 (4) 

Classification  A1 (48)  A2 (9)  A3 (13)  B (3)  C (0) 

 

 

All  patients  received  conservative  treatment,  consisting  of  analgetics,  physiotherapy 

(exercise) and 55 patients were immobilized with spinal cast or brace.  

Seven  of  the  63  patients  have  had  a  DEXA  scan,  with  normal  outcome  or  mild 

osteopenia.  From  one  of  the  patients  the  BMD  value  of  the  lumbar  spine was  not 

Chapter 4 

64 

measured because of a cast. The mean BMD value of the lumbar spine in the other six 

patients is 0,985 g/m2 , with a range between 0,884 g/cm2 and 1,198g/cm2.  

Age 

Patients with  age  above 50 were  compared  to parameters of patients  younger  than 

50 years of  age. With  age  above 50  years,  all  angles  increased more over  time  than 

patients younger  than 50 years of age, however,  these  findings were not  significant. 

Results are summarized in Table 4.2. The end anterior vertebral body compression was 

significantly  lower  for  the  older  patients.  The  mean  end  AVBC  was  63%  and  55% 

respectively  for  the  group  of  patients  younger  than  50  years  and  patients  above 

50 years of age (t‐test P=0.02). For patients above 50 years, the mean delta AVBC was 

6% compared to 4% for patients <50 years. 

 Table 4.2  Delta values of angles and AVBC of patients <50 years compared to patients >50 years. Mean, 

standard deviation and range are visible in table. As shown in the table: in patients >50 years, 

all angles increased more over time. 

  Age >50  Age <50 

RANGE  RANGE   Mean  SD 

MIN  MAX 

Mean  SD 

MIN  MAX 

Delta Cobb (°)  3,43  5,22  ‐4  18  1,28  4,08    ‐8  12 

Delta Gardner (°)  3,78  5,71  ‐5  19  2,33  4,63    ‐7  13 Delta VCA (°)  2,68  4,37  ‐6  13  1,22  4,06  ‐12  10 

Delta AVBC (%)  6  8    0  11  4  8    ‐8  27 

 

Localization 

Most of the  fractures were  localized at Th12 or L1. For the comparison, three groups 

were made: Th12, L1 and all  the other  levels  (Th10‐11, L2‐3‐4‐5). As Cobb angle  is  in 

normal  anatomy  the  highest  at  the  thoracolumbar  junction,  this  parameter was  not 

used for comparison.  

There was a trend towards worse end VCA for fractures localized at Th12 or L1 (P 0.06). 

Mean end VCA was 13.09 and 13.83 for Th12 and L1 respectively, compared to an end 

VCA of 10.95 degrees for the other  levels. Delta VCA angle seemed worse  in fractures 

localised at Th12.  

A significant worse end gardner angle was  found  for  fractures  localized at Th12 or L1 

compared  to  the other  levels  (Th12 14.9 degrees,  L1 15.9 degrees, other  levels 11.0 

degrees). However, also gardner angle  is  influenced by normal anatomy already, and 

the delta Gardner angle did show comparable outcome for all levels.  

  Radiological prediction 

65 

4 

No  differences  were  found  concerning  the  anterior  vertebral  body  compression 

percentage.  

See overview of the results in Table 4.3. 

 Table 4.3  Overview  of  delta  and  end  Gardner  and  VCA  angles  and  AVBC  percentage  associated with 

localization. Mean values and standard deviation are shown. 

  Th12  L1  Th11, L2‐L5 

  Mean  SD  Mean  SD  Mean  SD 

Delta Gardner (°)  3,35  5,58  2,26  5,18  3,45  5,06 

Delta VCA (°)  2,0  4,80  1,27  4,23  2,95  3,61 

Delta AVBC (%)  4  9  5  8  5  5 End Gardner (°)  14,91  7,83  15,93  7,09  10,95  7,32 

End VCA (°)  13,09  6,16  13,83  4,94  10,95  4,25 

End AVBC (%)  66  13  61  12  63  0,12 

 

Classification 

Most fractures were classified as AO type A1. Three fractures were classified as B‐type 

fractures.  These  fractures were  probably misdiagnosed. However  it were  only  three 

fractures, radiological outcome was quite similar to A3 type fractures.  

With regard to end kyphosis angles, AO type A1 had best outcome, followed by AO type 

A2 and AO type A3/B showed worst outcome. All parameters were significantly worse 

for AO type A3 compared to A1. Results are shown in Table 4.4. 

 Table 4.4  End values of angles and compression percentage compared to classification. Mean, standard 

deviation and range are shown. (* P‐ value <0.05, ** P<0.01). 

  A1  A2  A3 

RANGE  RANGE  RANGE   Mean (SD) 

MIN  MAX 

Mean (SD) 

MIN  MAX 

Mean (SD) 

MIN  MAX 

End Cobb (°)  10,08 (7,83)  ‐20  28  11,3 (9,6)  1  30  16 *  4  30 

End Gardner (°)  12,17 (5,94)  ‐8  23  13,3 (5,5)  6  23  20,69 *  4  33 

End VCA (°)  11,06 (3,86)  3  22  12,8 (4,0)  7  21  17,46 *  8  28 End AVBC (%)  67 (10)  45  81  65 (3)  63  67  53 **  43  70 

 

 

End Gardner angle was 12.1 degrees for A1 type fractures, compared to 20.7 degrees 

for A3 type. Also the progression is higher in A3 type, shown by a delta gardner angle of 

2.1 degrees for A1 and 6.2 degrees for A3. A2 type fractures had a mean end Gardner 

angle of 13.3 degrees and mean delta angle of 3.9 degrees (Figure 4.2). 

 

Chapter 4 

66 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Figure 4.2  Results of AO classification versus Gardner angle. A3 type fractures have worse outcome than 

A1 and A2 type fractures. 

  

The end AVBC was 67% for A1, 65% for A2 and 53% for A3 type fractures (P<0.01). The 

delta AVBC was highest  for AO  type A3  fractures, with values of  respectively 2%, 4% 

and 10% for A1, A2 and A3 fractures (P<0.01).  

Also VCA showed worst results for A3 type fractures. Delta VCA was 1.0 degrees for A1, 

3.9 degrees  for A2  and 4.2 degrees  for A3  fractures.  End VCA was  respectively 11.1 

degrees, 12.8 degrees and 17.5 degrees for A1, A2 and A3.  

Cobb  angles  increased  also with  AO  classification, with  a mean  end  Cobb  angle  of 

10.1 degrees for A1, 11.3 degrees for A2 and 16.0 degrees for A3. The increase of Cobb 

angle during time was 1.8 degrees for A1, 2.9 degrees for A2 and 4.1 degrees for A3.  

End Gardner, Cobb or VCA angles of more than 20 degrees or delta angles of more than 

10  degrees,  seem  of  clinical  importance  because  of  their  possible  influence  on  the 

sagital  balance.  Therefor  we measured  the  percentage  of  fractures  that met  these 

criteria, and noticed that 30‐50% of all AO type A3 fractures had such angles. Table 4.5. 

 Table 4.5  Overview of angles versus AO classification. Percentage of  fractures with delta angle of more 

than 10 degrees or end kyphotic angle of more than 20 degrees. 

AO  Number  Cobb (% of all fractures) 

Gardner (% of all fractures 

VCA (% of all fractures) 

    Delta (>10)  End (>20)  Delta (>10)  End (>20)  Delta (>10)  End (>20) 

A1  48  2.1%  10,4%    4.2%    6.3%  0%    2.1% 

A2    9  22.2%  22,2%  22.2%  11.1%  11.1%  11.1% 

A3  13  30.8%  30,8%  38.5%  53.8%  30.8%  30.8% 

B    3  0%  33,3%  0%  66.7%  0%  66.7% 

 

  Radiological prediction 

67 

4 

Discussion  

This  study  was  intended  to  predict  progressive  posttraumatic  kyphosis  after  a 

thoracolumbar fracture based on plain radiographs. AO‐type A3 fractures appear to be 

at  risk  of  progression  of  kyphosis, with  30‐50%  of  the  fractures  have  end  kyphotic 

angles of more  than 20 degrees. Localization at Th12‐L1 and age above 50 years also 

seem to be risk factors for significant posttraumatic kyphosis. These findings should be 

used  in  patient  counseling  and  a  meticulous  evaluation  by  weekly  radiographs  of 

progression  of  kyphosis  is  recommended  to  determine  the  treatment  strategy.  CT 

should be used to  judge the end plate comminution and vertebral body  involvement. 

Careful  analysis  of  concomitant  injury  of  the  posterior  ligament  complex  (PLC)  by 

means of a MRI could be advocated in these fractures.  

Involvement of  the posterior column  in  fracture morphology could also be suggested 

on PA radiographs by an increased distance of the vertical pedicle or on axial CT‐images 

by the separation of a facet joint. It is important to pay attention to the position of the 

processes  spinosi  on  the  sagittal  view,  and  the  distance  between  the  pedicles  and 

processes  spinosi on  the  coronal view of plain  radiographs and CT‐scans  (Schnake et 

al.).18 

Misinterpretation of the integrity of the PLC may explain the higher rate of progression 

to kyphotic deformity of A3 fractures. In case of involvement of the posterior ligament 

complex a fracture should be classified as B type fracture, and then surgical treatment 

is recommended. In figure 3 and 4 we show some X‐rays of such a A3 type fracture with 

worse outcome. 

Schnake et al.18 performed a study on the reliability of fracture classification, mainly for 

B‐fractures.  They  found  that  initially  almost  42%  of  the  B‐type  fractures  were 

misdiagnosed as  type A. Compared  to our  findings Schnake et al.18  listed a vertebral 

kyphotic angle of >15 degrees, a pronounced compression of vertebral cancellous bone 

despite minimal reduced anterior vertebral height, and a considerably reduced anterior 

vertebral height of over 50% to be considered as red flag symptoms.  

Oner et al.19 suggested  to  integrate MRI  findings  into  future classification schemes of 

thoracolumbar spine fractures for a better diagnosis and prognosis of the fractures. In 

the STIR sequences the presence of a high signal indicates injury in the PLC area. In our 

study, MRI had not been performed routinely in all patients.  

However,  in  2002  Öner  et  al.20  also  published  a  study  in  which  conservative  and 

operative treatment of thoracolumbar fractures were compared, and routinely trauma 

MRI  was  made  to  identify  predictors  for  worse  outcome.  They  concluded  that  an 

unfavorable outcome was  related  to  the progression of kyphosis.  In  the conservative 

group  this  seemed  predictable  concerning  the  endplate  comminution  and  vertebral 

Chapter 4 

68 

body  involvement.  In  the  operatively  treated  group,  recurrence  of  the  kyphotic 

deformity  was  predictable  by  the  lesion  of  the  posterior  longitudinal  ligamentary 

complex  together  with  endplate  comminution  and  vertebral  body  involvement.  So, 

misinterpretation  of  the  PLC  might  be  one  of  the  issues  related  to  posttraumatic 

kyphosis, but end plate comminution and vertebral body involvement also seem to be 

of  importance.  This  is  shown  by  the  AVBC  parameters,  and  in  our  results  this 

parameters  is  negatively  influenced  by  age  and  classification  (worse  outcome  age 

<50 years and in A3 fractures).  

In our study clinical outcomes were not included, but in literature kyphotic deformity is 

considered  to  have  a  positive  association  with  chronic  back  pain  [12,  13,  and  14]. 

Therefore, it is considered important to investigate whether principal morphology and 

patient demographics are of influence on the progression of kyphosis.  

We  are  aware of  the  limitations of  this  study. The population  is  relatively  small  and 

existed of patients with a wide  range of age.  Furthermore we  could not analyze  the 

sagittal balance of  the  individual spinal column, since  full spine  radiographs were not 

available.  Ideally,  these are also available at pre‐injury  stage  for optimal comparison, 

although this is practically not feasible.  

 

In conclusion however, all AO‐type A3 fractures, mainly in patients older than 50 years, 

and  localized  at  the  thoracolumbar  junction,  appear  to  be  at  risk  of  progression  of 

kyphosis.  These  findings  should  be  used  in  patient  counseling  and  a  meticulous 

evaluation of  the  fracture  is recommended  to assess vertebral body  involvement and 

the  integrity  of  the  PLC.  Weekly  radiographs  are  recommended,  and  CT  and/or  a 

routinely  MRI  should  be  considered  in  these  cases,  to  determine  the  treatment 

strategy. 

  Radiological prediction 

69 

4 

References 

1. Fisher CG, Noonan VK, Dvorak MF. Changing face of spine trauma care in North America. Spine (Phila Pa 

1976) 2006;31(11 Suppl):S2‐8; discussion S36.  

2. Hu R, Mustard CA, Burns C. Epidemiology of  incident  spinal  fracture  in a  complete population. Spine (Phila Pa 1976) 1996;21(4):492‐9. 

3. Denis F. The three column spine and  its significance  in the classification of acute thoracolumbar spinal 

injuries. Spine (Phila Pa 1976) 1983;8(8):817‐31. 4. Willén J, Anderson J, Toomoka K, Singer K.The natural history of burst fractures at the thoracolumbar 

junction. J Spinal Disord 1990;3(1):39‐46. 

5. de Klerk LW, Fontijne WP, Stijnen T, Braakman R, Tanghe HL, van Linge B. Spontaneous remodeling of the spinal canal after conservative management of thoracolumbar burst fractures. Spine (Phila Pa 1976) 

1998;23(9):1057‐60. 

6. Mumford  J, Weinstein  JN, Spratt KF, Goel VK. Thoracolumbar burst  fractures. The clinical efficacy and outcome of nonoperative management. Spine (Phila Pa 1976) 1993;18(8):955‐70. 

7. Shen  WJ,  Shen  YS.  Nonsurgical  treatment  of  three‐column  thoracolumbar  junction  burst  fractures 

without neurologic deficit. Spine (Phila Pa 1976) 1999;24(4):412‐5. 8. Shen WJ, Liu TJ, Shen YS. Nonoperative treatment versus posterior fixation for thoracolumbar junction 

burst fractures without neurologic deficit. Spine (Phila Pa 1976) 2001;26(9):1038‐45. 

9. Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD, Harms  J, Nazarian S. A  comprehensive  classification of  thoracic and lumbar injuries. Eur Spine J 1994;3(4):184‐201. 

10. Wood KB, Khanna G, Vaccaro AR, Arnold PM, Harris MB, Mehbod AA. Assessment of two thoracolumbar 

fracture classification systems as used by multiple surgeons. J Bone Joint Surg Am 2005;87(7):1423‐9. 11. Lenarz  CJ,  Place  HM,  Lenke  LG,  Alander  DH,  Oliver  D.  Comparative  Reliability  of  3  Thoracolumbar 

Fracture Classification Systems. J Spinal Disord Tech 2009;22(6):422‐7.  

12. Buchowski JM, Kuhns CA, Bridwell KH, Lenke LG. Surgical management of posttraumatic thoracolumbar kyphosis. Spine J 2008;8(4):666‐77.  

13. Bergström  EM,  Henderson  NJ,  Short  DJ,  Frankel  HL,  Jones  PR.  The  relation  of  thoracic  and  lumbar 

fracture configuration to the development of late deformity in childhood spinal cord injury. Spine (Phila Pa 1976) 2003;28(2):171‐6.  

14. Doo TH, Shin DA, Kim HI et al. Clinical Relevance of Pain Patterns in Osteoporotic Vertebral Compression 

Fractures. J Korean Med Sci 2008;23(6):1005‐10. 15. Keynan  O,  Fisher  CG,  Vaccaro  A  et  al.  Radiographic  measurement  parameters  in  thoracolumbar 

fractures: a systematic review and consensus statement of the spine trauma study group. Spine (Phila 

Pa 1976) 2006;31(5):E156‐65. 16. Street J, Lenehan B, Albietz J, Bishop P, Dvorak M, Fisher C; Spine Trauma Study Group.  Intraobserver 

and  interobserver  reliabilty  of measures  of  kyphosis  in  thoracolumbar  fractures.  Spine  J  2009;9(6): 

464‐9.  17. Ulmar B, Gühring M, Schmälzle T, Weise K, Badke A, Brunner A.  Inter‐ and  intra‐observer reliability of 

the Cobb  angle  in  the measurement of  vertebral,  local  and  segmental  kyphosis of  traumatic  lumbar 

spine fractures in the lateral X‐ray. Arch Orthop Trauma Surg 2010;130(12):1533‐8. 18. Schnake KJ, von Scotti F, Haas NP, Kandziora F. Unfallchirurg.Type B injuries of the thoracolumbar spine 

: misinterpretations  of  the  integrity  of  the  posterior  ligament  complex  using  radiologic  diagnostics. 

Unfallchirurg 2008;111(12):977‐84. 19. Oner  FC,  van  Gils  AP,  Dhert  WJ,  Verbout  AJ.  MRI  findings  of  thoracolumbar  spine  fractures:  a 

categorisation based on MRI examinations of 100 fractures. Skeletal Radiol 1999;28(8): 433‐43.  

20. Oner  FC,  van  Gils  AP,  Faber  JA,  Dhert WJ,  Verbout  AJ.  Some  complications  of  common  treatment schemes  of  thoracolumbar  spine  fractures  can  be  predicted  with  magnetic  resonance  imaging: 

prospective study of 53 patients with 71 fractures. Spine (Phila Pa 1976) 2002;27(6):629‐36. 

  

 

Chapter 4 

70 

 

 

71 

Chapter 5  

 

  

Two‐nation  Comparison  of  Classification  and  Treatment  of 

Thoracolumbar  Fractures:  an  internet‐based  multicenter 

study among spine surgeons 

 

M. Pishnamaz, I. Curfs, S. Balosu, P. Willems, W. van Hemert, H.C. Pape, P. Kobbe 

Spine 2015;40(22):1749‐56  

 

 

 

 

Chapter 5 

72 

  Country specific differences 

73 

5 

Abstract 

Study Design 

Web‐based‐multicenter study  

Objective 

To  assess  and  compare  the  management  strategy  for  traumatic  thoracolumbar 

fractures between German and Dutch spine surgeons.  

Summary of Background Data 

To  date,  there  is  no  evidence‐based  treatment  algorithm  for  thoracolumbar  spine 

fractures. Thereby an international controversy concerning optimal treatment exists.   

Methods 

In  this  web‐based‐multicenter  study  (www.spine.hostei.com)  CT‐scans  of  traumatic 

thoracolumbar fractures (T12‐L2) were evaluated by German and Dutch spine surgeons. 

Supplementary  case‐specific  information  as  age,  gender, height, weight, neurological 

status, and injury mechanism were provided. 

By  use  of  a  questionnaire,  fractures  were  classified  according  to  the  AO‐Magerl 

Classification, followed by six questions concerning the treatment algorithm. Data were 

analyzed using SPSS (Version 21, 76 Chicago IL, USA). The interobserver agreement was 

determined by Cohens‐Kappa. Statistical significance was defined as P<0.05.  

Results 

Twelve surgeons (six/country) evaluated each 91 cases. The fractures were classified as 

AO Type A in 82% (898 votes), Type B in 14% (150 votes) and Type C in 4% (44 votes). 

No significant difference concerning the AO Classification between German and Dutch 

spine  surgeons  was  found.  Overall  German  spine  surgeons  had  a  lower  threshold 

concerning  the  indication  for surgical  treatment  (Ger 87% vs. NL 30%; P<0.05). There 

was  consensus about operative  stabilization of AO Type B and C  injuries and  injuries 

with neurologic deficit, whereas a discrepancy in the therapeutic algorithm for AO Type 

A  fractures  was  observed.  This  difference  was  most  pronounced  regarding  the 

indication for posterior (Ger 96.6%; NL 41.2%; P<0.05) and circumferential stabilization 

(Ger 53.4%; NL 0%; P<0.05) for burst fractures.   

Conclusion 

There  is  consensus  to  stabilize AO  Type  B  and  C  fractures, whereas  country‐specific 

differences  in the  treatment of Type A  fractures, especially  in case of burst  fractures, 

occur. Prospective, controlled multicenter outcome studies may provide more evidence 

in optimal treatment for thoracolumbar fractures. 

Chapter 5 

74 

Introduction 

The optimal treatment strategy  for  fractures of the thoracolumbar spine  is still under 

debate1‐3, although this region is most affected by trauma.2,4 It appears that only a few 

studies  with  a  high  level  of  evidence  are  available  that  sufficiently  support  either 

treatment concept.2,5‐8 This  leads  to  the  fact  that no generally acknowledged  therapy 

concept  has  been  established.  Numerous  surgical  treatment  options  have  been 

published  in  literature,  but  these  were  mainly  non‐controlled  studies  based  on 

individual surgeon’s preferences or traditional local treatment concepts. In addition to 

this  controversy,  country‐specific  therapy  concepts have been  reported.9 One of  the 

main controversies concerns the treatment of burst fractures.  In North America burst 

fractures  of  the  thoracolumbar  junction  without  neurological  deficit  are  commonly 

treated  by  a  brace  or  a  stand‐alone  posterior  instrumentation.  In  contrast,  the 

treatment of  this  type of  fracture by  circumferential  stabilization  is more popular  in 

some  European  countries.1,10  Especially  in  border  areas  differences  in  national 

treatment strategies can come into conflict.  

The  aim  of  this  study  was  to  assess  and  compare  the  management  strategy  for 

thoracolumbar spine fractures between German and Dutch spine surgeons. 

Materials and methods 

This  internet‐based‐multicenter  study  was  performed  on  the  basis  of  a  web 

documentation. 

Presented were example  cases of  traumatic  fractures of  the  thoracolumbar  junction. 

Radiographic  data  and  associated  case  information  was  uploaded.  For  sample  size 

planning  a  precedent  pilot  study  was  performed.  Consequently  an  anonymized 

questionnaire was handed over to all participating surgeons. 

Participants 

All participants were experienced surgeons from orthopedic, neurosurgical, or trauma 

departments, specialized  in spine surgery. Each participant was well versed  in the AO 

classification scheme and received the original article of this system11 one month prior 

to the start of the study.  

  Country specific differences 

75 

5 

Development of the website  

The  website  (www.spine.hostei.com)  provided  complete  axial,  sagittal  and  coronary 

CT‐sequences  of  the  fracture.  Supplementary  specific  details  as  the  patient’s  age, 

gender,  height,  weight,  neurological  status  and  injury  mechanism  were  given.  An 

overview of the classification and a detailed manual of the website were added. 

Inclusion criteria of patients 

A Committee of experts assembled a case series of 91 consecutive patients treated  in 

the  University  Hospitals  of  Aachen  (Ger)  or  Maastricht  (NL).  Included  were  acute 

traumatic  injuries of the thoracolumbar  junction (T11‐L2) from 2010 to 2013. Patients 

with osteoporotic  fractures,  tumors or  spondylodiscitis and patients with  incomplete 

CT‐reconstructions were excluded. The treating surgeons did not serve as observers in 

the study. 

Questionnaire 

The first part of the anonymized questionnaire was focused on the fracture assessment. 

By applying the AO Classification, the surgeons were asked to assess the cases up to the 

second subdivision (e.g. A3.2/ B2.1/ C1.3). Accordingly the interobserver agreement for 

the AO Classification was  stepwise measured  from  the basic  level  (A, B or C)  to  the 

more precise levels (e.g. A.3.1). 

The second part of the questionnaire included six questions regarding the management 

and treatment of each case (Figure 5.1).  

Statistical methods 

The deidentified data were analyzed using SPSS (Version 21, 76 Chicago IL, USA). Data 

are presented as means and standard deviation. Continuous variables were compared 

using  t‐test  for normally distributed data or  the Mann‐Whitney U‐test otherwise. To 

determine  interobserver  agreement  Cohens‐Kappa  and  the  percentage  agreement 

between  the  surgeons were  used.  As  in  previous  studies we  used  the  guidelines  of 

Landis  &  Koch  to  categorize  Kappa  values  from  0‐0.2  indicating  slight  reliability; 

0.21‐0.4  fair;  0.41‐0.6  moderate;  0.61‐0.8  substantial  and  0.81‐1  almost  perfect 

reliability. Statistical significance was defined as P<0.05. 

 

 

 

 

Chapter 5 

76 

1.   How would you treat?  Case 

If you chose a) / b) you can skip to the next case  1  2  3  4  5 

a)  Nonoperative (without a brace/orthosis)           

b)  Nonoperative (with brace/orthosis)           

c)  Vertebro‐ or Kyphoplasty           

d)  Posterior spinal stabilization (internal fixator)           

e)  Single stabilization from anterior (stand alone)           

f)  Circumferential stabilization (within one stay/ over the course)           

2.   If the posterior stabilization is part of your treatment, what would you prefer?  Case 

  1  2  3  4  5 

a)  No part of my concept           

b)  Percutaneous (paraspinal approach)           

c)  Open (median approach)           

3.  How would you perform posterior stabilization?  Case 

  1  2  3  4  5 

a)   Not at all           

b)  Instrumentation of one or two segments (mono‐/bisegmental)           

c)  Instrumentation of more than two segments (multisegmental)           

d)  Augmented pedicle screws           

e)  Conventional internal fixator and additional Vertebro‐ or Kyphoplasty of the fractured vertebra 

         

f)  Internal fixator with augmented pedicle screws and additional Vertebro‐ or 

Kyphoplasty of the fractured vertebra 

         

4.  Would you decompress routinely in the case at hand?  Case 

  1  2  3  4  5 

a)  Yes           

b)  No           

c)  Depending on the intraoperative amount of reduction           

5.  How would you do your anterior fusion?  Case 

  1  2  3  4  5 

a)  Out of question           

b)  Strut graft           

c)  Complete vertebral body replacement           

d)  Strut graft and additional plate           

e)  Vertebral body replacement and additional plate           

6.  What priority would you assign regarding the urgency of operation  Case 

  1  2  3  4  5 

a)  Emergency           

b)  High urgent 12‐24h after trauma           

c)  Urgent 24‐48h after trauma           

d)  Low priority >48h           

 

Figure 5.1  Illustration of the 2nd part of the questionnaire: “Treatment strategy” 

  Country specific differences 

77 

5 

Results 

Participants and case details 

Twelve board certified spine surgeons (six/country) of four trauma hospitals evaluated 

data on 91 injuries of the thoracolumbar junction.  

The patients’ age at the time of injury was 51±18.1 years. The neurological examination 

showed  in 82 of  the patients  (90.1%) normal  findings  (ASIA E),  eight patients  (8.8%) 

showed slightly to complete neurological deficits (ASIA A‐D) and in one case (1.1%) the 

neurological status preoperatively could not be evaluated.  

Fracture classification and reliability 

Overall 82% (898 votes) of all fractures were classified as AO Type A fractures. Type B 

fractures were  seen  in 14%  (150 votes) and Type C  in 4%  (44 votes). The AO System 

showed the highest percentage agreement at the basic  level (A, B, C) (Ger 81.03%, NL 

85.57%, Ger/NL 83.33%); consecutive a moderate reliability in both countries (κ‐value: 

Ger  0.41;  NL  0.50;  Ger/NL  0.45)  was  found  (Table  5.1).  There  was  no  significant 

difference  concerning  the  AO  Classification  between  German  and  Dutch  Spine 

Surgeons. 

 Table 5.1  Illustrating the κ‐values and the percentage agreement of the AO Classification. 

Type/Subtype   Ger (%) [κ‐value]  NL (%) [κ‐value]  Ger/NL (%) [κ‐value] 

In A, B, C  81.03 [0.41]  85.57 [0.5]  83.33 [0.45] 

In A 1, A2, A3,…  52.28 [0.32]  48.28 [0.28]  43.77 [0.23] 

 

AO Classification   In A 1.1, A 1.2,…  33.11 [0.25]  27.55 [0.18]  19.78 [0.11] 

 

Surgical treatment  

Nonoperative vs operative therapy 

Independent  from  the  previously  used  classification  an  operative  treatment  was 

selected  significantly more  frequent  in Germany  than  in  the Netherlands  (Operation: 

Ger 86.8%; NL 30.22%; P<0.05) (Figure 5.2). 

Considering the results of the AO Classification this difference was solely caused by the 

opposing  therapy  of  Type  A  fractures  (Operation/Type  A:  Ger:  83.64%; NL:  16.45%, 

P<0.05) while classified Type B and C fractures were consistently treated by a surgical 

intervention in both countries. 

Chapter 5 

78 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Figure 5.2  Illustrating  the  treatment  of  German  and  Dutch  surgeons  independently  from  the  fracture 

classification (all cases). (*P<0.05). 

 

 

The results of the AO subclassifications (e.g. A.1) showed that Dutch surgeons selected 

nonoperative treatment  in almost all Type A.1 and A.2 fractures and  in most Type A.3 

fractures (Nonoperative/NL: A.1 96.61%; A.2 94.03%; A.3 58.82%). In contrast German 

surgeons  showed  a  clear  trend  for  operative  treatment  for  Type  A.2  fractures  and 

chose almost  solely  for operation  in  the  largest of all groups,  the Type A.3  fractures 

(Operative/Ger: A.1 59.12%; A.2 82.9% A.3 96.59%) (Table 5.2).  

 Table 5.2  Illustrating the treatment strategy of German and Dutch spine surgeons depending on the AO 

Type A subclassification.  

    NonSurgical  Surgical Treatment 

Overall  Stabilization (Overall) AO Type 

Country/Cases In (%) [abs.]  Ø Brace  Brace 

Vertebro/‐ Kyphoplasty  Posterior  Anterior  Circumferential 

40.88*[56]  52.56*[72] Germany (%) 

[n=137]  38.69[53]  2.19[3] 6.57[9] 

42.34[58]  4.38[6]  5.84[8] 

96.61[228]  2.12[5] A.1 

Netherlands (%) 

[n=236]  15.68[37]  80.93[191] 1.27[3] 

2.12[5]  ‐  ‐ 

17.1*[7]  82.93*[34] Germany (%) 

[n=41]  17.1[7]  ‐ ‐ 

36.59[15]  4.88[2]  41.46[17] 

94.03[63]  5.97[4] A.2 

Netherlands (%) 

[n=67]  23.88[16]  70.15[47] ‐ 

5.97[4]  ‐  ‐ 

3.41*[9]  96.21*[254] Germany (%) 

[n=264]  3.03[8]  0.38[1] 0.38[1] 

40.15[106]  2.65[7]  53.41[141] 

58.82[90]  41.18[63] A.3 

Netherlands (%) 

[n=153]  3.92[6]  54.90[84] ‐ 

41.18[63]  ‐  ‐ 

*P<0.05 

  Country specific differences 

79 

5 

Regarding the A.3 subdivisions (e.g. A.3.1) this treatment discrepancy between German 

and Dutch surgeons was especially found in Type A.3.1 fractures (Operation/Type A.3.1: 

Ger 95.43%; NL 32.1%; p< 0.05) (Table 5.3).  

 Table 5.3  Illustrating the treatment strategy of German and Dutch spine surgeons depending on the AO 

Type A.3 subclassification.  

    Non Surgical  Surgical Treatment 

Overall  Overall Stabilization AO 

Type 

Country/Cases 

In (%) [abs.]  Ø Brace  Brace 

Vertebro/‐ 

Kyphoplasty  Posterior  Anterior  Circumferential 

4.57*[7]  94.78*[145] Germany (%) [n=153]  3.92[6]  0.65[1] 

0.65 [1] 54.25[83]  3.27[5]  37.26[57] 

67.9[55]  32.1[26] 

A. 3.1  Netherlands (%) 

[n=81]  3.70[3]  64.20[52] ‐ 

32.1[26]  ‐  ‐ 

3.51*[2]  96.48*[55] Germany (%) [n=57]  3.51[2]  ‐ 

‐ 17.54[10]  1.75[1]  77.19[44] 

65.71[23]  34.29[12] 

A. 3.2  Netherlands (%) 

[n=35]  5.71[2]  60[21] ‐ 

34.29[12]  ‐  ‐ 

‐  100*[54] Germany (%) [n=54]  ‐  ‐ 

‐ 24.07[13]  1.85[1]  74.07[40] 

32.43[12]  67.57[25] 

A. 3.3  Netherlands (%) 

[n=37]  2.70[1]  29.73[11] ‐ 

67.57[25]  ‐  ‐ 

* P<0.05  

Type of nonoperative Treatment 

In  both  countries  nonoperative  treatment  was  only  performed  in  Type  A  fractures 

(Nonoperative/Type A: Ger  16.3%; NL  83.6%;  p<  0.05).  In  this  case, Dutch  surgeons 

favored  the  application  of  a  supportive  brace  in  contrast  to  the  German  surgeons 

(Nonoperative/Brace: NL 84.51%; Ger 5.56%; p< 0.05) (Table 5.2, 5.3). 

Vertebroplasty and Kyphoplasty 

The  indication for vertebro‐ or kyphoplasty as an  initial treatment was rarely and only 

seen  in Type A  fractures  in elderly patients.  (VB or KB/Type A: Ger 2.27%, mean age 

65.7 years; NL: 0.33%, mean age 66 years; NS). 

Posterior stabilization  

German and Dutch  surgeons preferred  the percutaneous approach  in case of Type A 

fractures  (Percutaneous/Type A: Ger 77.7%; NL 63.9%; NS), whereas Type B  fractures 

were  treated  more  frequently  by  the  open  approach  (Percutaneous  /Type  B:  Ger 

41.2%; NL 33.9%; NS). In case of Type C fractures the percutaneous approach was the 

exception in both countries (Percutaneous /Type C: Ger 5.3%; NL 4%; NS) (Table 5.4). 

Chapter 5 

80 

Table 5.4  Illustrating the approach of posterior stabilization of German and Dutch surgeons depending on the AO Basic Level. 

AO Type  Country/cases in (%) [abs.]  Median approach  Percutaneous approach 

Germany (%) [n=345]  22.3 [77]  77,7 [268] A 

Netherlands (%) [n=72]  36.1 [26]  63.9 [46] Germany (%) [n= 85]  58.8 [50]  41.2 [35] B 

Netherlands (%) [n=65]  66.2 [43]  33.9 [22] 

Germany (%) [n=19]  94.7 [18]  5.3 [1] C Netherlands (%) [n=25]  96.0 [24]  4.0 [1] 

 

Type of posterior stabilization 

In our  study mono‐ or bisegmental  instrumentation was  the  treatment of  choice  for 

German  surgeons  independent  of  the  previous  classified  fracture  type,  (Mono‐

/bisegmental/Ger:  Type  A  79.88%,  B  83.56%,  C  76.47%).  On  the  opposite, 

multisegmental stabilization was the main selected procedure  in all types of fractures 

by  Dutch  surgeons  (Multisegmental/NL:  Type  A  47.22%,  B  55.38%,  C  96%).  Other 

techniques  like cement‐augmented pedicle screws or hybrid techniques were selected 

rarely  in  both  countries  and  were  mainly  seen  in  elderly  patients  (Augmented 

techniques: Ger 13.71%, mean age 73.1 years; NL 3.03%, mean age 70.8 years). 

Anterior fusion 

Whereas  in  Germany  circumferential  fixation was  frequently  advocated  in  classified 

Type A.2 and A.3 fractures (Circumferential/Ger: A.1 5.84%; A.2 41.46%; A.3 53.4%), the 

indication  for  additional  anterior  fusion was never  chosen by Dutch  surgeons  in  any 

Type A fracture (Table 5.2). 

In  Type  B  and  C  fractures  circumferential  fusion  remained  exceptional  for  Dutch 

surgeons  (Circumferential/NL: Type B 3.08%; Type C 12%), whereas German surgeons 

favored  the  circumferential  treatment  with  increasing  severity  of  injury/vertebral 

destruction (Circumferential/Ger: Type B 63.5%; Type C 100%). 

Stand‐alone anterior fusion was only selected by German surgeons and only in case of 

Type A  fractures  (Type A/anterior  fusion Ger: 3.4%). Dutch surgeons never selected a 

purely anterior approach. 

Urgency and decompression  

German surgeons evaluated Type B fractures more urgent as the Dutch surgeons, but 

both  countries  chose  highest  priority  in  case  of  Type  C  fractures  (Operation within 

24 h/Type A fracture: Ger 41.94%; NL 59.72%; Type B: Ger 89.41%; NL 30.76%; Type C: 

  Country specific differences 

81 

5 

Ger  100%;  NL  68%)  (Table  5.5).  Equally,  in  both  countries  the  indication  for 

decompression  was  selected  most  frequently  in  Type  C  fractures.  (Indication  for 

decompression/Type A  fracture: Ger 4.44%; NL 26.39%; Type B  fracture: Ger 16.47%; 

NL 13.85%; Type C fracture: Ger 94.74%; NL 44%) (Table 5.5). 

 Table 5.5  Illustrating the frequency of decompression and the evaluation of surgical urgency of German 

and  Dutch  surgeons  depending  on  the  AO  Basic  Level  (Vertebro‐  and  Kyphoplasty  are  not 

included).  

  Decompression  Timing of Operation 

AO 

Type 

Country/ Cases 

in (%) [abs.] 

yes  Decision 

within surgery 

no  Emergency  <24h  >24h‐<48h  >48h 

Germany (%) 

[n=360] 

4.44*  

[16] 

6.94* 

[25] 

88.61* 

[319] 

4.72* 

[17] 

37.22 

[134] 

39.72*  

[143] 

18.33 

[66] 

A 

Netherlands 

(%) [n=72] 

26.39  

[19] 

22.22 

[16] 

51.39  

[37] 

12.5 

[9] 

47.22 

[34] 

18.06 

[13] 

22.22 

[16] Germany (%) 

[n=85] 

16.47  

[14] 

74.12 

[63] 

9.41 

[8] 

11.76 

[10] 

77.65* 

[66] 

9.41* 

[8] 

1.18* 

[1] 

B 

Netherlands (%) [n=65] 

13.85  [9] 

75.38 [49] 

10.77  [7] 

15.38 [10] 

15.38 [10] 

53.85  [35] 

15.38 [10] 

Germany (%) 

[n=19] 

94.74*  

[18] 

‐  5.26* 

[1] 

100* 

[19] 

‐  ‐  ‐ C 

Netherlands 

(%) [n=25] 

44  

[11] 

40 

[10] 

16 

[4] 

28 

[7] 

40 

[10] 

28 

[7] 

4 

[1] 

*P<0.05. 

Discussion  

Despite  internationally  used  classification  systems  for  fracture  assessment  there  is 

insufficient  evidence  to  install  a  standard  treatment  algorithm  for  fractures  of  the 

thoracolumbar  spine.10,12‐14  A  lack  of  consensus  in  treatment  strategies  may  cause 

variation in practice among individual surgeons or between clinics or countries, which is 

not desirable for optimization of care and patient counseling.9 

 

Our main findings are: 

1. Fracture  assessment  between  the German  and Dutch  surgeons was  comparable 

regarding the AO Classification. 

2. In the Netherlands, surgeons usually recommend nonoperative treatment  in Type 

A fractures whereas German surgeons usually tend to surgery  in case of Type A.2 

and particularly A.3 fractures. 

3. In  Germany  circumferential  fusion was  an  often  selected  procedure,  in  Type  A 

fractures as well as in Type B and C fractures. In contrast, the Dutch surgeons never 

Chapter 5 

82 

selected an additional anterior fusion in Type A fractures and rarely in Type B and C 

fractures. 

4. Operative  treatment  of  Type  B  and  C  fractures  was  recommended  in  both 

countries without exception. 

 

Some  authors  disapprove  of  the  AO  Classification  system  because  of  its  reduced 

reliability  and  reproducibility.15,16  On  the  other  hand,  the  high  number  of  subtypes 

offers a more precise categorization of the  injury. Furthermore, the application of the 

AO  System  may  allow  for  accurate  evaluation  of  therapy  as  related  to  this 

categorization.  

In  the present survey we  found a moderate reliability  for  the AO Classification at  the 

basic  level  (Type  A/B/C).  Consecutive  the  reliability  decreased with  further  subtype 

analysis. Comparable results have been described in several studies.15‐18 This decreasing 

reliability  in  case of more accurate  fracture  classification may diminish  comparability 

between different observers. However,  interobserver  reliability was not  the  focus of 

this  study. The use of  this  classification  system  in our  survey was  rather  to  verify  to 

what extent differences  in surgeons’ treatment are caused by differences  in  individual 

fracture assessment and categorization.  

In  terms  of  this,  we  found  a  consistent  treatment  strategy  within  both  countries; 

however  with  partially  opposing  therapeutical  strategies  concerning  AO  Type  A 

fractures. 

There  is  mainly  consensus  on  the  possible  nonoperative  treatment  of  stable 

compression fractures (Type A.1).14 In our study nonoperative treatment of this type of 

fracture was also predominantly performed by German and Dutch surgeons.  

In  the  literature both nonoperative and operative  therapy  is recommended regarding 

Type A.2 fractures.19 The background for the surgical treatment of A.2 (split) fractures is 

despite the definition as stable fracture the relatively frequent development of painful 

non‐unions.4 In our study German surgeons tend to the operative treatment in case of 

A.2 fractures whereas this fracture type was a domain of nonoperative treatment in the 

Netherlands.  Burst  fractures  are  prone  to  kyphotic  deformity1,2,5  and  spinal  stenosis 

may  be  caused  by  dislocation  of  posterior wall  fragments.  Besides  the  neurological 

status and the  location of the fracture, the amount of vertebral body destruction and 

kyphotic  deformity  plays  a  role  considering  for  or  against  surgical  treatment.4,20,21 

Hitchinson  et  al.  recommended  surgical  stabilization  in  case  of  at  least  20°  kyphotic 

deformity, 50% spinal stenosis, or a loss of anterior body height of more than 50%. The 

few  controlled  studies  with  a  high  level  of  evidence  comparing  nonoperative  vs 

operative  treatment  of  thoracolumbar  fractures  show  heterogeneous  results. 

Stadhouder et al.  included 190 patients  independent of  their neurological  status and 

  Country specific differences 

83 

5 

fracture  type  over  a mean  follow  up  of  6.2  years.6  This  study  showed  comparable 

results for nonoperative and operative treatment. Wood et al. found similar results  in 

47  neurological  intact  patients  with  burst  fractures  after  3.7  years.5  In  contrast 

Siebenga et al. found significantly better results in all functional outcome scores in the 

operative group of 34 Type A.3 fractures after 4.3years.2 

The  results  of  the  present  survey  confirm  this  controversy  by  showing  that German 

surgeons usually operate on Type A.3 fractures (96.6%), whereas Dutch surgeons treat 

those fractures in 58.8% of cases nonoperatively.  

Several  studies  have  reported  that  stand‐alone  posterior  stabilization  leads  to 

secondary  loss of reduction  in  the course.1,22 The clinical consequences of  this  loss of 

reduction, however, are unknown. Anterior stabilization can decrease the  load on the 

posterior  fixation  system  significantly.23  Further,  the  aim  of  a  combined  anterior‐

posterior  stabilization  is  to  achieve  anatomical  reduction  and maintain  a  long‐lasting 

stability.10 Our  study  showed  that  the  indication  for an additional anterior  treatment 

was  selected  more  frequently  by  the  German  surgeons  with  increasing  degree  of 

instability/vertebral  destruction.  In  contrast,  independent  of  the  fracture  type, 

additional anterior  fusion was  rarely  selected by Dutch  surgeons. One  reason  for  the 

more  frequent  indication  for  an  anterior  approach  in  Germany  appears  to  be  that 

adjacent disc  injuries are  interpreted as a causal  reason  for  the absence of vertebral 

bone healing  and  consequent posttraumatic  kyphosis. Another  reason might be  that 

full restoration of sagittal alignment is defined as a primary goal of therapy in Germany. 

However,  currently  it  is  still  unclear  whether  improved  radiological  results  are 

associated with an improved long term outcome.1,2 

 

The  initial  treatment of Type B and C  fractures according  to  the AO Classification by 

posterior  stabilization  is  an established procedure  in  literature.19 Our  results  confirm 

that  this  strategy  is  practiced  by  both  German  and  Dutch  surgeons.  In  this  study 

circumferential treatment was chosen more frequently by the German surgeons in case 

of  Type  B  and  C  fractures  whereas  in  the  Netherlands  the  dorsal  multisegmental 

approach  was  rather  preferred.  Reinhold  et  al.  also  reported  a  trend  towards  a 

combined approach in B and C injuries in a study population of 865 patients.19 Among 

the individual assessment of Type B and C fractures in the present study, a high grade 

of vertebral body destruction was found. Regarding the indication of additional anterior 

stabilization,  it  appeared  that  the  amount  of  vertebral  body  destruction  was  the 

decisive factor for the German surgeons in our study.  

Concerning  the  timing  of  stabilization,  more  unstable  fractures  were  rated  as 

increasingly  urgent  in  both  countries  with  a  more  frequent  indication  for  open 

decompression and stabilization. This is in line with current literature.4,19,22 In our study, 

Chapter 5 

84 

the  indication  for  decompression  did  not  significantly  differ  between  both  countries 

considering absolute numbers; however the percentage of performed decompressions 

were lower in Germany due to the higher number of performed surgeries. 

Techniques like vertebro‐/kyphoplasty, augmented pedicle screws or hybrid techniques 

were selected rarely by all surgeons. This may be explained by the relatively young age 

of the trauma cases and the exclusion of osteoporotic and pathological fractures.  

This  study  has  a  number  of  important  limitations:  The  participating  surgeons  in  our 

study  are  from  orthopaedic,  neurosurgical  and  trauma  departments.  Differences  in 

treatment  strategy  thus,  were  also  influenced  by  the medical  background  and  the 

subspecialty‐training of the surgeons. This aspect may reduce the pure country specific 

comparability. On the opposite it is necessary to reflect the opinions of spine surgeons 

from  different  departments  to  consider  interdisciplinary  differences.  Furthermore, 

border‐area‐studies offer the possibility to demonstrate commonalities and differences 

of local regions, but they do not necessarily represent the opinion of all spine surgeons 

of  the participating countries. National  surveys by  the  respective  spine  societies may 

provide  more  generalizable  results.  Randomized  controlled  studies  for  patient 

categories with  different  treatment  options  (nonoperative  vs  operative,  posterior  vs 

circumferential) may help to find the optimal treatment strategy for patients and help 

to install national and international consensus based guidelines. 

Conclusion 

German  and Dutch  surgeons  agree  to  stabilize AO  Type  B  and  C  fractures, whereas 

country‐specific differences  in the treatment of Type A fractures, especially  in case of 

burst  fractures occur.  In  the Netherlands,  surgeons usually  recommend nonoperative 

treatment in Type A.1‐A.3 fractures whereas German surgeons have a lower threshold 

concerning  posterior  stabilization  and  anterior  fusion  in  case  of  Type  A.2  and 

particularly  A.3  fractures.  Prospective,  controlled multicenter  outcome  studies may 

provide more evidence in optimal treatment for thoracolumbar spine fractures. 

  Country specific differences 

85 

5 

References 

1.  Reinhold M, Knop C, Beisse R, et al. Operative  treatment of  traumatic  fractures of  the  thoracic and 

lumbar spinal column: Part III: Follow up data. Unfallchirurg 2009;112:294‐316. 

2.  Siebenga  J,  Leferink  VJ,  Segers MJ,  et  al.  Treatment  of  traumatic  thoracolumbar  spine  fractures:  a multicenter  prospective  randomized  study  of  operative  versus  nonsurgical  treatment.  Spine 

2006;31:2881‐90. 

3.  Wild MH,  Glees M,  Plieschnegger  C,  et  al.  Five‐year  follow‐up  examination  after  purely minimally invasive  posterior  stabilization  of  thoracolumbar  fractures:  a  comparison  of  minimally  invasive 

percutaneously and conventionally open treated patients. Arch Orthop Trauma Surg 2007;127:335‐43. 

4.  Wood KB, Li W, Lebl DS, et al. Management of thoracolumbar spine fractures. Spine J 2014; 14:145‐64. 5.  Wood  K,  Buttermann  G, Mehbod  A,  et  al.  Operative  compared  with  nonoperative  treatment  of  a 

thoracolumbar  burst  fracture without  neurological  deficit. A  prospective,  randomized  study.  J  Bone 

Joint Surg Am 2003;85‐A:773‐81. 6.  Stadhouder A, Buskens E, de Klerk LW, et al. Traumatic thoracic and lumbar spinal fractures: operative 

or nonoperative  treatment: comparison of  two  treatment  strategies by means of  surgeon equipoise. 

Spine 2008;33:1006‐17. 7.  Wood KB, Buttermann GR, Phukan R, et al. Operative Compared with Nonoperative Treatment of a 

Thoracolumbar  Burst  Fracture  without  Neurological  Deficit:  A  Prospective  Randomized  Study  with 

Follow‐up at Sixteen to Twenty‐Two Years. J Bone Joint Surg Am 2015;97:3‐9. 8.  Lenehan  B,  Dvorak MF, Madrazo  I,et  al.  Diversity  and  commonalities  in  the  care  of  spine  trauma 

internationally. Spine 2010;35:S174‐9. 

9.  Schnake  KJ,  Stavridis  SI,  Kandziora  F.  Five‐year  clinical  and  radiological  results  of  combined anteroposterior stabilization of thoracolumbar fractures. J Neurosurg Spine 2014;20:497‐504. 

10.  Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD,et al. A comprehensive classification of  thoracic and  lumbar  injuries. 

Eur Spine J 1994;3:184‐201. 11.  Thomas  KC,  Bailey  CS,  Dvorak MF,  et  al.  Comparison  of  operative  and  nonoperative  treatment  for 

thoracolumbar burst fractures in patients without neurological deficit: a systematic review. J Neurosurg 

Spine 2006;4:351‐8. 12.  Schweitzer KM, Vaccaro AR, Harrop JS, et al.  Interrater reliability of  identifying  indicators of posterior 

ligamentous complex disruption when plain films are indeterminate in thoracolumbar injuries. J Orthop 

Sci 2007;12:437‐42. 13.  van der Roer N, de Lange ES, Bakker FC, et al. Management of  traumatic  thoracolumbar  fractures: a 

systematic review of the literature. Eur Spine J 2005;14:527‐34. 

14.  Wood  KB,  Khanna  G,  Vaccaro  AR,  et  al.  Assessment  of  two  thoracolumbar  fracture  classification systems as used by multiple surgeons. J Bone Joint Surg Am 2005;87:1423‐9. 

15.  Patel  AA,  Vaccaro  AR.  Thoracolumbar  spine  trauma  classification.  J  Am  Acad Orthop  Surg  2010;18: 

63‐71. 16.  Blauth M, Bastian L, Knop C, et al. Inter‐observer reliability in the classification of thoraco‐lumbar spinal 

injuries. Orthopade 1999;28:662‐81. 

17.  Oner  FC, Ramos  LM,  Simmermacher RK,  et  al. Classification of  thoracic  and  lumbar  spine  fractures: problems of reproducibility. A study of 53 patients using CT and MRI. Eur Spine J 2002;11:235‐45. 

18.  Reinhold M,  Knop  C,  Beisse  R,  et  al. Operative  treatment  of  traumatic  fractures  of  the  thorax  and 

lumbar spine. Part II: surgical treatment and radiological findings]. Unfallchirurg 2009;112:149‐67. 19.  Hitchon PW, Torner JC, Haddad SF, et al. Management options  in thoracolumbar burst fractures. Surg 

Neurol 1998;49:619‐626. 

20.  Dai LY, Jiang SD, Wang XY, et al. A review of the management of thoracolumbar burst fractures. Surg Neurol 2007;67:221‐31. 

21.  Vaccaro  AR,  Lim MR, Hurlbert  RJ,  et  al.  Surgical  decision making  for  unstable  thoracolumbar  spine 

injuries:  results of a consensus panel  review by  the Spine Trauma Study Group.  J Spinal Disord Tech 2006;19:1‐10. 

Chapter 5 

86 

22.  Knop  C,  Lange  U,  Bastian  L,  et  al.  Three‐dimensional  motion  analysis  with  Synex.  Comparative biomechanical  test  series with  a  new  vertebral  body  replacement  for  the  thoracolumbar  spine.  Eur 

Spine J 2000;9:472‐85. 

23.  Haiyun Y, Rui G, Shucai D et al. Three‐column reconstruction through single posterior approach for the treatment of unstable thoracolumbar fracture. Spine 2010;35:E295‐302. 

 

  

 

 

 

87 

Chapter 6  

 

  

Evaluating the Immobilization Effect of Spinal Orthosis using 

Sensor Based Motion Analysis 

 

I. Curfs, W. van Rooij, R. Senden, B. Grimm, W. van Hemert 

Journal of Prosthetics &Orthotics. 2016;28(1):23‐29  

 

 

 

 

Chapter 6 

88 

Abstract 

Introduction 

External spinal orthoses are commonly used in treating spinal disorders. The purpose of 

a  spinal orthosis  is  to  relieve pain and  reduce  spinal motion. Despite  the widespread 

use of spinal orthoses, evidence of their efficacy is lacking, and 

there  is no  literature  comparing different  types of orthoses with  regard  to objective 

measurements of the immobilization effect on the thoracolumbar spine. 

 

Aim 

The aim of this study was to evaluate and compare movement reduction and comfort 

of  four  types of  thoracolumbar orthoses on  the normal motion using  inertia  sensor‐

based motion analysis (IMA). 

 

Methods 

Ten  healthy  volunteers were  asked  to  perform  five  tasks  of  daily  living without  an 

orthosis and with four different types of orthoses. Motion analysis was performed using 

IMA. Comfort and subjective immobilization were analyzed by a questionnaire. 

 

Results 

All gait parameters were comparable in the different conditions. During the sit‐to‐stand 

(STS) test, the maximum angular bending rate was significantly impaired by all orthoses 

compared  with  the  unbraced  condition.  During  the  block‐step  test,  significant 

differences were found in pelvic obliquity for braced conditions. The bending angle was 

significantly reduced during the flexion and extension test for all orthoses. Wearing an 

orthosis showed significantly larger pelvic obliquity during lateroflexion compared with 

the unbraced condition.  In a subjective analysis using  the questionnaire,  the bandage 

scored best, and the Jewett scored worst in comfort and movement restriction. 

 

Conclusions 

All orthoses influence spinal movement during several daily tasks as was shown by IMA. 

The most  rigid orthoses provided  the most movement  restriction, but simultaneously 

scored worse  in comfort. The choice for a certain brace should be based on  individual 

patient  characteristics  and  diagnosis  because  of  the  experienced  differences  in 

impairment and comfort. 

  Immobilization effect of spinal orthosis 

89 

6 

Introduction 

External  spinal  orthoses  are  commonly  used  in  treating  spinal  disorders,  such  as 

osteoporotic or traumatic fracture, spondylolysis, and in post‐surgical stabilization. The 

main goal of a spinal orthosis is to relieve pain and reduce spinal motion. It is designed 

to allow optimal restoration of the spine to a condition were it can effectively resume 

its purposes, such as load transfer, protection of the spinal cord and movement in three 

planes. A spinal orthosis has five main functions: to serve as a psychological reminder 

and  to  offer  total  contact,  three‐point  pressure,  end‐point  control,  and  elevated 

pressure.1 

Several types of spinal orthoses are available, all of which all have special mechanical 

considerations,  variable  prices  (range  of  €62,00‐605,83)  and  differences  in  comfort. 

Every spinal orthosis uses some degree of three‐point pressure to maintain the desired 

position. Orthoses that use pads give excessive pressure on a localized part of the body 

(e.g.,  the  Jewett  brace).  Few  orthoses  achieve  end‐point  control, which  gives  a  firm 

grasp  of  the  proximal  (thorax)  and  distal  (pelvis)  spinal  region  of  interest.  Elevated 

intra‐abdominal pressure reduces the net force applied to the spine and reduce some 

of  the  stress placed on  the  spine  itself.1 Total  contact between  the orthosis and  the 

wearer results in an equal distribution of pressure and good control. However, because 

the spine is surrounded by skin and soft tissues, complete immobilisation will never be 

achieved,  especially  in  obese  patients.  Besides  offering  control  and  pressure,  an 

orthosis serves as a kinesthetic reminder to limit motion or adapt movements to unload 

the spine. A soft and a rigid orthosis may be equally effective for this purpose.  

Despite  the widespread  use  of  spinal  orthoses  in  clinical  practice,  evidence  of  their 

efficacy in the treatment of several spinal conditions is lacking. Only a few studies have 

investigated the capacity of spinal orthoses to immobilize. Hashimoto et al. studied the 

effect of  rotational  swing  in  low back pain during  golf with  sensor‐based movement 

analysis and showed that lumbar extension and rotation angles are decreased in braced 

condition during golf swing, whereas hip rotation is increased.2 

Sato et al. evaluated the long‐term effect of a lumbar orthoses in patients with chronic 

low back pain, and found that patients treated with corset had less pain and increased 

muscle  endurance  for  a  short  period  of  time.  There  was  no  difference  in  muscle 

atrophy between patients treated with or without corset.3  

Schmidt et al.  investigated  the effect of  spinal braces by using  it as a proprioceptive 

kinesthetic reminder in osteoporosis and found a beneficial impact on gait stability.4  

Several studies have investigated the efficiency of braces in fracture management.5,6,7 It 

seems  that  the unbraced  condition gives  the  same  clinical and  radiological  results as 

brace  treatment; however  the studies have  their  limitations, mainly because of small 

Chapter 6 

90 

sample  sizes.  Therefore,  further  research  with  a  randomized  controlled  trial  is 

necessary to objectify best conservative treatment in thoracolumbar spinal fractures.  

As there is no general guideline to choose the appropriate orthosis, hospitals use their 

own directives, which can be quite different. Recommendations  for  the use of  spinal 

orthoses are mainly based on  literature  reviews, without  studies describing objective 

immobilization effects.8 

In our concern, there  is no  literature comparing the effect on spinal movement while 

wearing different types of thoracolumbar spine orthoses  in daily motion tasks such as 

gait, stair climbing, and raising a chair.  

 

There are several validated methods available for movement analysis. Accelerometer‐

based  movement  analysis  is  such  a  validated,  non‐invasive,  non‐time  consuming, 

cheap, and objective method for objective movement analysis in a 3D view.9,10 It shows 

the biomechanical  response  to an  immobilization or movement  restriction  caused by 

pathologies of musculoskeletal origin.  It  is easy to use  in different settings, such as an 

outpatient clinic or even at home, for objective motion analysis in daily tasks.  

In  our  clinic  we  use  the  inertia  sensor‐based motion  analysis  (IMA)  for movement 

analysis  in different pathologies. This method allows to objectively measure the effect 

of a brace on the performance of movements, which may provide further  insight  into 

the movement reduction of the braces.  

The  aim  of  this  study  is  to  evaluate  and  compare  movement  reduction  and 

comfortability  of  four  types  of  thoracolumbar  orthoses  compared  to  normal  spinal 

motion using IMA and questionnaires. 

Methods 

Ten healthy volunteers (6 male, 4 female; age 18‐60years (mean 27.7 years)), without a 

history of back pain, musculoskeletal problems or obesity, were  included. The Atrium 

Medical Center [METC Atrium‐Orbis] Ethics Committee approved the study using able‐

bodied  volunteers  as  research  subjects.  The  subjects were  asked  to perform  several 

function tasks under five conditions: first without wearing an orthosis and subsequently 

while wearing four different types of orthosis. 

Orthoses 

Four commonly used orthoses (e.g., bandage, SecuTec dorso, Jewett, spinal cast) were 

evaluated (Figure 6.1): 

  Immobilization effect of spinal orthosis 

91 

6 

1. Lumbo‐assist  (Spronken®)  is  a  contoured  elastic  support with  anatomical  fit  and 

gives support to the lumbar (and low thoracic) spine. Price: €62. 

2. The  SecuTec  Dorso  (Bauerfeind®)  is  a modified  orthosis  for  the  support  of  the 

lower thoracic and lumbar spine. Price: €605,84. 

3. The  Jewett  (Spronken®)  is  a  thoracolumbar  hyperextension  orthosis  and  is 

designed to unload the anterior column. Price: €354,24. 

Spinal cast, dorsal‐lumbar corset (OKM system)  is a combination of polyurethane rigid 

foam as a splint and the elastic stocking as bandage surface. The bandage is applied in 

soft condition and hardens on  the body.  It  is easy  to modify and  self‐molding, which 

assures a perfect fit.  In addition  it  is removable through the  integrated zippers. Price: 

€236. 

 

 

 

 

  Figure 6.1  Spinal orthoses (from left: Bandage, SecuTec Dorso, Jewett, spinal cast). 

 

Function tasks 

Motion analysis is performed using inertia‐based motion analysis (IMA). The sensor is a 

3D  accelerometer  and  gyroscope.  It  is  a  small  (44x58x21mm)  and  low weight  (45g) 

MicroStrain Inertia Link sensor. The sensor measures acceleration (g), and angular rate 

(°/sec) in three different planes, which are converted to attitudes (°). 

The inertia sensor was attached on the sacrum (Figure 6.2), while the following function 

tasks were performed: 

1)  Gait test: Subjects walked a 10m distance at preferred walking speed11 

2)  Sit  –  stand  –sit  test  (STS):  Subjects  had  to  ascend  and  descend  from  a  chair  at 

preferred  speed without using  their  arms. They  started  in  a  sitting position, with 

their knees flexed in 90 degrees11 

3)  Block stepping test: Subjects stepped up and down a 20 cm wooden block starting 

first with the left leg, and subsequently repeating it with the right leg11 

4)  Flexion‐extension  test:  Subjects  had  to  bend  forward  and  backward  as  far  as 

possible without bending their knees.  

5)   Latero‐flexion test: Subjects had to bend as far as possible to the  left, followed by 

bending  to  the  right.  Every  function  task  was  performed  three  times,  with  a 

Chapter 6 

92 

3‐5 seconds  break  in  between.  Averages  of  the  three  repetitions  were  used  for 

analysis. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Figure 6.2  Attachment of the sensor on the sacrum. 

 

 

All  tasks  were  performed  in  every  condition,  starting  without  wearing  an  orthosis, 

followed by wearing one of the four orthosis. A fixed order was used: the bandage, the 

SecuTec Dorso, the Jewett and the spinal cast.  

Raw data were analysed using self‐developed, validated algorithms.10 Averages were 

used for analysis. Group comparison was performed using T‐test, and the LSD as post 

hoc test. 

For each  task, many specific parameters were derived. Relevant outcome parameters 

used for analysis are mentioned below:  

1. Walking  speed  (distance  /  walking  time)  in  kilometers  per  hour.  Used  in  gait 

analysis. 

2. Step time (time from foot contact to foot contact) in seconds. Used in gait analysis.  

3. Step length (distance / number of steps) in meters. Used in gait analysis.  

4. Variability step time left/right: difference between left/right step times. Used in gait 

analysis.  

5. (Absolute)  bending  angle  with  a  forward  and  backward  motion  (flexion  and 

extension) in degrees. Used in block step, sit‐to‐stand, and flexion‐extension test. 

6. Maximum angular rate bending (angular velocity) in degrees/second. Used in block 

step, sit‐to‐stand, and flexion‐extension test. 

7. Start  sway  (swing  in  anterior‐posterior direction)  in degrees. Used  in  sit‐to‐stand 

test.  

  Immobilization effect of spinal orthosis 

93 

6 

Pelvic obliquity (lateral sway) in degrees. Used in block step, and sit‐to‐stand test. 

Questionnaire 

To analyse comfort and subjective  immobilization, subjects completed a self‐designed 

questionnaire  for  each  orthosis.  The  questionnaire  consisted  of  12  questions, 

concerning  disability  and  comfort.  Every  question  was  scored  from  1  to  5,  with 

1 representing  total  discomfort  or  total  immobilization,  and  5  representing  no 

discomfort and no immobilization experienced (Figure 6.3). 

 Orthosis Questionnaire 

1= strongly disagree; 2= disagree; 3= neutral; 4= agree; 5= totally agree 

            Comment The orthosis:  1  2  3  4  5   

1.  ... is comfortable  1  2  3  4  5   

2.  ... causes no pain  1  2  3  4  5   3.  ... does not pinch  1  2  3  4  5   

4.  ... can easily be worm under clothes  1  2  3  4  5   

5.  ... can easily be kept clean  1  2  3  4  5   6.  ... is easy and quick to use  1  2  3  4  5   

7.  ... is sustainable  1  2  3  4  5   

8.  ... does not hinder gait  1  2  3  4  5   9.  ... does not hinder standing op from a chair  1  2  3  4  5   

10.  ... does not hinder sitting down  1  2  3  4  5   

11.  ... does not hinder stair climbing  1  2  3  4  5   12.  ... does not hinder forward bending  1  2  3  4  5   

13.  ... does not hinder backward bending  1  2  3  4  5   

14.  ... does not hinder lateral bending  1  2  3  4  5   15.  ... does not interfering breathing  1  2  3  4  5   

 

Figure 6.3  Questionnaire. 

Results 

Gait test 

In the unbraced condition, subjects walked with a walking speed of 5.33 (±0.64) km/h 

and a step time of 0.61 (±0.14) seconds. Mean step length was 0.95m (±0.23); and the 

variability in step time left/right was 0.13 (±0.099). No effect of wearing an orthosis was 

found on gait parameters.  

Chapter 6 

94 

Sit to stand (STS) test 

In the unbraced condition the mean bending angle during rising was 42.0° (±6.3), with a 

maximum angular  rate  in  forward bending of 1.9  °/s  (±0.5). Wearing an orthosis had 

just  a  small  limiting  effect  on  the  absolute  bending  angle,  with  only  a  significant 

reduced  bending  sway  for  the  spinal  cast  compared  to  the  unbraced  condition 

(Table 6.1). 

The largest effect on the rising performance of the STS‐test was shown by a significantly 

reduced maximum angular bending rate. The spinal cast provided the largest reduction 

(‐0.55°/s), followed by the Jewett (‐0.44°/s), the SecuTec Dorso (‐0.34°/s) and finally the 

bandage (‐0.16°/s) which caused the smallest reduction.  

During  sitting,  bending  angle  in  normal  condition  was  48.0  (±8.9)  degrees  with  a 

maximum  angular  rate  of  1.1  °/s  (±0.4).  Only with  Jewett  brace  the  bending  angle 

during  sitting was  significantly  reduced  and  start‐sway  significantly  increased  in  the 

unbraced condition.  

Normal  sway was  0.063°  (±0.06).  In  all  braced  conditions  start  sway was  increased. 

However  this  finding was  only  significant  during  rising with  regard  to  the  unbraced 

condition for the Jewett (an increase of 0.98°). With sitting down the bending angle and 

pelvic  obliquity  were  significantly  reduced  when  wearing  the  Jewett  (‐8.3°  bending 

angle, P<0.01 resp. ‐1.09° pelvic obliquity, P<0.05) compared to the unbraced condition 

(Figure 6.4). 

 Table 6.1  Averages (standard deviations) of the produced parameters during the STS test. 

  Unbraced  Bandage  Secu Tec 

Dorse 

Jewett  Spinal Cast 

Bending angle rising, degrees  42.0 (±6.3)  38.5 (±7.7)  37.8 (±5.6)  37.8 (±3.7)  35.0 (±6.5)a 

Bending angle sitting, degrees  48.0 (±8.9)  44.6 (±8.6)  44.6 (±8.4)  40.8 (±4.3)a  42.0 (±8.8) 

Maximum angular rate forward bending rising, degrees/s  1.9 (±0.5)  1.7 (±0.5)a  1.6 (±0.4)a  1.5 (±0.3)a  1.4 (±0.3)a,b (1) 

Maximum angular rate forward bending sitting, degrees/s  1.1 (±0.4)  1.1 (±0.3)  1.2 (±0.4)  1.1 (±0.4)  1.1 (±0.4) 

a significant difference (P<0.05) compared with the unbraced condition; b significant differenc (P<0.05) compared with other 

orthoses: 1, bandage; 2, Secu Tec Dorso; 3, Jewett; 4, spinal cast. STS, sit‐to‐stand. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 6.4  Selection of  IMA  STS: averages and  standard deviations of  start‐sway  (degrees).  IMA,  inertia sensor‐based motion analysis; STS, sit‐to‐stand. 

  Immobilization effect of spinal orthosis 

95 

6 

Block step test 

During stepping up  the bending angle was 9.9°  (±2.7)  in  the unbraced condition, and 

the pelvic obliquity was 11.8° (±3.0). During stepping down in the unbraced condition, 

the bending angle and pelvic obliquity were respectively 12.54° (±3.08) and 9.5° (±2.6).  

The pelvic obliquity was  lower  in stepping up when wearing an orthosis compared  to 

the unbraced condition (Table 6.2). A lower pelvic obliquity was also found during block 

stepping  down when wearing  an  orthosis  compared  to  the  unbraced  condition.  The 

largest difference  in pelvic obliquity was found  in the Secutec Dorso, while spinal cast 

showed the least decrease. 

 Table 6.2  IMA Block‐step: averages and standard deviations of measured parameters. 

  Unbraced  Bandage  Secu Tec 

Dorse 

Jewett  Spinal Cast 

Bending angle up, degrees  9.9 (±2.7)  8.6 (±2.5)  8.3 (±3.4)  8.5 (±3.6)  9.5 (±2.6) 

Pelvic obliquity up, degrees  11.8 (±3.0)  8.3 (±1.4) a  7.7 (±1.9)

a  7.8 (±2.2)

a  8.4 (±2.0)

 a 

Pelvic obliquity down, degrees  9.5 (±2.6)  7.1 (±1.5)a  6.2 (±1.6)

a,b (4)  6.6 (±1.2)

a  7.0 (±1.3)

a 

a significant  difference  (P<0.05)  compared  with  the  unbraced  condition;

  b significant  difference  (P<0.05) 

compared with other orthoses: 1, bandage; 2, SecuTec Dorso; 3,  Jewett; 4, spinal cast.  IMA,  inertia sensor‐

based motion analysis.  

Flexion‐extension test 

In  the normal condition,  forward bending was 64.5  (±11.6) degrees, with a maximum 

bending  rate of  1.2  (±0,3). Mean bending  backward  angle  unbraced was  16.8  (±9.8) 

degrees, with a maximum bending rate of 0.4°/s  (±0.2). The mean pelvic obliquity for 

left and right were respectively 4.5° (±2.5) and 2.0° (±0.7).  

Every  orthosis, with  exception  of  the  bandage,  caused  a  significant  reduction  in  the 

forward and backward bending angle during the flexion and extension test (Table 6.3). 

The spinal cast provided  the  largest decline  in  the  forward bending angle  (46.3 ±14.7 

degrees), while the bandage had the least reduction in the forward bending angle (59.1 

±13.5  degrees).  During  backward  bending,  the  secutec  dorso  showed  the  largest 

reduction (bending angle 11.3 ±5.4 degrees) and the spinal cast had the least reduction 

with  a  bending  angle  of  13.4  (±6.6)  degrees.  Pelvic  obliquity  seemed  to  be  slightly 

reduced by wearing an orthosis. But only with  the bandage a significant  reduction of 

pelvic obliquity right was measured, with a mean angle of 1.3 (± 0.6) degrees. 

Chapter 6 

96 

Table 6.3  IMA flexion‐extension test: averages and standard deviations of measured parameters. 

  Unbraced  Bandage  Secu Tec 

Dorse 

Jewett  Spinal Cast 

Bending angle forward, degrees  64.5 (±11.6)  59.1 (±13.5)  56.8 (±14.2)a  50.5 (±13.4)a  46.3 (±14.7)a,b (1) 

Bending angle backward, degrees  16.8 (±9.8)  12.2 (±4.1)  11.3 (±5.4)a  12.5 (±6.8)a  13.4 (±6.6) 

Maximum bending rate forward, degrees/s  1.2 (±0.3)  0.6 (±0.6a,b(2)  1.0 (±0.4)a  0.8 (±0.5)  1.1 (±0.6) 

Maximum bending rate backward, degrees/s  0.4 (±0.2)  0.2 (±0.2)a  0.3 (±0.1)a  0.2 (±0.1)a  0.4 (±0.2) 

Pelvic obliquity left, degrees  4.5 (±2.5)  3.0 (±1.4)  3.6 (±2.1)  3.7 (±1.7)  3.9 (±2.3) Pelvic obliquity right, degrees  2.0 (±0.7)  1.3 (±0.6)a  1.9 (±0.9)  1.5 (±1.0)  1.4 (±0.6) a significant  difference  (P<0.05)  compared  with  the  unbraced  condition;

  b significant  difference  (P<0.05) 

compared with other orthoses: 1, bandage; 2, SecuTec Dorso; 3,  Jewett; 4, spinal cast.  IMA,  inertia sensor‐based motion analysis. 

 

Latero‐flexion test 

During normal condition, pelvic obliquity angles for left and right were respectively 7.5 

(±2.5) and 7.2 (±2.3) degrees. Wearing an orthosis had a significant effect on the pelvic 

obliquity  during  latero‐flexion,  showing  a  significant  increased  pelvic  obliquity when 

wearing an orthosis with regard to the unbraced condition. The bandage and spinal cast 

showed  the  largest  increase  in pelvic obliquity. Wearing  the  Jewett showed  the  least 

increase in pelvic obliquity (Figure 6.5). 

 

 

 

 

 

 

 

  

Figure 6.5  Selection of  IMA  latero‐flexion: averages and  standard deviations of pelvic obliquity  left and 

right (degrees). IMA, inertia sensor‐based motion analysis.  

Questionnaire 

Compared  to  the  unbraced  conditions,  every  volunteer  experienced  a  limitation  in 

movement when wearing an orthosis. However, with the bandage, limitations were not 

experienced in all tasks and in the other tasks just very small. The largest obstruction in 

movements was reported for the Jewett brace and the spinal cast. Concerning comfort, 

the bandage scored the best, showing no difference with the unbraced condition. With 

regard to pain caused by the orthoses, the bandage scored best by causing no pain. The 

  Immobilization effect of spinal orthosis 

97 

6 

bandage was  followed  by  the  secutec  dorso  and  the  spinal  cast.  The  Jewett  scored 

worst.  

The spinal cast is scored less hygienic compared to the other orthoses (Figure 6.6). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Figure 6.6  Selection of questionnaire: averages and standard deviations. 

 

Discussion  

The  purpose  of  this  study was  to  evaluate  and  compare movement  reduction  and 

comfortability  of  four  types  of  thoracolumbar  orthoses  compared  to  normal  spinal 

motion using IMA and questionnaires.  

As  the  results  show,  orthoses  limit movements  during  daily  activities,  visualized  by 

decreased bending angles,  reduced angular  rates, differences  in sway and changes  in 

pelvic movement.  

This  indicates  that  wearing  an  orthosis  does  influence  the  motion  of  the  spinal 

segments  in  thoracolumbar  region.  The  most  rigid  orthoses  provided  the  most 

movement restriction, but simultaneously scored worse in comfort.  

We objectified differences between the orthoses. Jewett was most restrictive in sit‐to‐

stand  test, while secutec dorso had  the highest  influence of movement during block‐

step  test.  The  spinal  cast  had  the  largest  reduction  of  flexion  test;  however,  it  also 

showed the least reduction in backward bending. 

Overall spinal cast seemed most rigid but least comfortable, while the bandage was in 

all tasks least restrictive, but most comfortable. 

 

Pelvic obliquity  seemed an  interesting parameter. During braced  conditions,  in  some 

tasks  it  decreased, while  in  other  tasks  it  increased.  In  daily  tasks,  as  stair  climbing 

(block  step  test)  and  getting  up  from  a  chair  (sit‐to‐stand  test),  pelvic  obliquity 

Chapter 6 

98 

decreased when wearing a brace, probably as a  result of  total movement  restriction. 

However, in the latero‐flexion test, where volunteers were encouraged to move as far 

as possible, pelvic obliquity increased compared to the unbraced condition.  

A  systematic  review of Van Poppel et al.  in 1994  showed  that  there  is evidence  that 

lumbar supports reduce trunk motion for flexion‐extension and lateral bending.12 These 

findings are consistent with the findings of this study, but in addition this study showed 

that the decrease of the motion  in the spinal segments  is compensatory  increased by 

movement of  the sacro‐iliacal  joints and pelvis, as measured by an  increase of pelvic 

obliquity.  

Because of the compensatory increase in sacro‐iliacal, pelvic and hip movements, these 

joints should be clinically  investigated  in patients with  lower back pathologies. Pain or 

stiffness  in  the  sacro‐iliacal  of  hip  joints,  could  be  a  relative  contraindication  for  a 

thoracolumbar orthosis.  

The bending angle is the most restricted movement, mainly forward bending, as shown 

in  the  flexion‐extension  test. This  restriction  is caused by  the mechanical  impairment 

due to the rigidity of the orthoses, but also because of the lumbar lordosis achieved by 

the orthoses. 

Barring the reduction of the bending angle, the bending angular rate was also reduced. 

So, while wearing a brace, not only absolute movement  restrictions were measured, 

the peak velocities were also decreased. During sit‐to‐stand, or block step  test,  these 

impairments  were  compensated  by  an  increased  sway,  either  in  forward  or  lateral 

direction.  

It was shown by the smaller range of motion during sitting down that was compensated 

by an increase in start sway (Jewett). Also during rising from a chair the bending angle 

and bending angular rate were decreased, but start sway was increased (all braces, but 

most with  spinal  cast).  These  objective  results  are  comparable  to  the  questionnaire 

which  indicates  that  the  Jewett  and  the  spinal  cast provide more  impairment  in  the 

bending angle than the other orthoses.  

Also in the other tasks, the objective outcomes provided by the sensor measurements 

are  comparable  to  results  provided  by  the  questionnaire;  wherein  the  more  rigid 

orthoses (spinal cast, Jewett) provided more movement restriction. However they also 

scored worse in comfort.  

All  braces  except  the  bandage  are  evaluated  as  less  comfortable  compared  to  the 

unbraced condition. Especially the Jewett and the spinal cast are observed as the least 

comfortable orthoses, with  the  Jewett  scoring worst as  it  is pinching off, not easy  to 

wear under clothes, and interferes with breathing; however, the spinal cast is the least 

hygienic.  

  Immobilization effect of spinal orthosis 

99 

6 

However,  comfort  reported  by  able‐bodied  subjects may  be  different  compared  to 

patients with spinal disorders. Able‐bodied subjects only experience the negative issues 

of the spinal braces, while for patients with spinal disorders who experience pain and 

other complaints, braces do have a certain goal of achieving pain control by movement 

restriction. Furthermore, in this study there was only one size of each orthosis available 

for all subjects. Therefore, optimal fit was not always achieved, which may have caused 

additional discomfort.  

Moreover, the questionnaire is not validated and the clinical relevance of the questions 

can  be  discussed.  However,  we  used  the  questionnaire  to  get  information  of  the 

comfortability  of  the  braces,  and  as  far  as  we  known,  there  isn’t  a  validated 

questionnaire available to analyse this.  

A  recent  study  of  Morrisette  et  al.  comparing  inextensible  (e.g.,  spinal  cast)  with 

extensible (e.g., bandage) lumbar spine orthosis in patients with low back pain showed 

better subjective results for the  inextensible orthosis. Thus despite  increased stiffness 

and  motion  restriction  of  the  inextensible  orthoses,  patients  with  low  back  pain 

experienced  these  orthoses  as  more  effective  and  comfortable  compared  to  the 

extensible orthosis.13  

Important to mention  is the sensor positioning. Before the study started, the position 

of  the  sensor was extensively discussed  regarding how  to achieve  the best  results.  It 

could not be placed on the lumbar spine itself, because of the orthoses. A few options 

were discussed; e.g., above the orthosis, the sternum, and the sacrum. The sacrum was 

chosen because it can be easily identified in every patient, and moreover the sacrum is 

the connection between the spinal column and pelvis. Spinal and pelvic movements are 

very  much  related  to  each  other;  restriction  in  pelvic  movement  results  in 

compensatory  increase  of  motion  in  the  lumbar  spine  and  vice  versa.  Therefore, 

measuring sacral movement gives a good impression of the motion of the spine.  

As discussed  in  the  introduction, because of  the  lack of evidence,  the choice  for one 

specific brace  is often made  according  to  the preference of  the hospital or  surgeon. 

With the worldwide increase in health costs, the choice is probably also dependent on 

price.  The bandage  is  the  cheapest orthosis  (€ 62,00),  subsequently  followed by  the 

spinal cast (€ 236), the Jewett (€ 354,24), and the SecuTec Dorso (€ 605,84). However, 

with regards to hygienic aspects, a spinal cast cannot be cleaned, so in many cases after 

8‐12weeks a new cast has to be made, doubling the cost.  

Chapter 6 

100 

Conclusion 

In conclusion, all orthoses influence spinal movement during several daily tasks such as 

rising from a chair, climbing stairs, and bending forward and backward as was shown by 

IMA.  There  are  differences  in  the  braces  regarding  the  degree  of motion  reduction, 

comfort, and costs. Therefore  it  is  important to treat patients with spinal problems as 

individuals  and  for  some  indications more  or  less  rigidity  is  needed  to  achieve  the 

desired immobilization. 

Recommendations for clinical practice 

Although,  in  this  study  we  performed  analysis  on  healthy  individuals,  we  tried  to 

translate the data to recommendations for clinical practice. The spinal cast seems to be 

most  suitable  in  conservative  treatment  of  thoracolumbar  fractures  in  young  active 

patients because  it  is  the most rigid orthosis with  the highest movement restrictions, 

and thus seems to achieve the best prevention for posttraumatic kyphosis. The elderly 

patient with  an  (osteoporotic)  thoracolumbar  fracture,  could  best  be  treated with  a 

secutec dorso because it is easier to use and more comfortable. The bandage is useful 

in chronic aspecific low back pain, where movement restriction is not really necessary. 

Attention  should  be  paid  to  the  compensatory  pelvic  movement,  wherein  spinal 

orthoses are relatively contraindicated in patients with sacro‐iliacal or hip pathologies.  

Further  research  on  patients with  spinal  disorders  should  be  performed  to  confirm 

these statements. 

  Immobilization effect of spinal orthosis 

101 

6 

References 

1.  Agabegi SS, Asghar FA, Herkowitz HN. Spinal orthoses. J Am Acad Orthop Surg 2010;18(11): 657‐67. 

2.   Hashimoto  K, Miyamoto  K,  Yanagawa  T,  et  al.  Lumbar  corsets  can  decrease  lumbar motion  in  golf 

swing. J Sports Sci Med 2013;12(1):80‐7. 3.   Sato N,  Sekiguchi M, Kikuchi  S,  et  al.  Effects of  long‐term  corset wearing on  chronic  low back pain. 

Fukushima J Med Sci 2012;58(1):60‐5. 

4.   Schmidt K, Hübscher M, Vogt L, et al.  Influence of spinal orthosis on gait and physical  functioning  in women with postmenopausal osteoporosis Orthopade 2012;41(3):200‐5.  

5.   Alcalá‐Cerra G, Paternina‐Caicedo AJ, Díaz‐Becerra C, et al. Orthosis for thoracolumbar burst fractures 

without  neurologic  deficit:  A  systematic  review  of  prospective  randomized  controlled  trials.  J Craniovertebr Junction Spine 2014;5(1):25‐32.  

6.   Shamji MF, Roffey DM, Young DK, et al. A pilot evaluation of the role of bracing in stable thoracolumbar 

burst fractures without neurological deficit. J Spinal Disord Tech 2014;27(7):370‐5.  7.   Bailey  CS,  Urquhart  JC,  Dvorak  MF,  et  al.  Orthosis  versus  no  orthosis  for  the  treatment  of 

thoracolumbar  burst  fractures  without  neurologic  injury:  a  multicenter  prospective  randomized 

equivalence trial. Spine J 2014;14(11):2557‐64.  8.  Calmels P, Fayolle‐Minon I. An update on orthotic devices for the lumbar spine based on a review of the 

literature. Rev Rhum Engl Ed 1996;63(4):285‐91. 

9.   Kavanagh JJ, Menz HB. Accelerometry: a technique for quantifying movement patterns during walking. Gait Posture 2008;28(1):1‐15.  

10.   Mathie MJ, Coster AC, Lovell NH, Celler BG. Accelerometry: providing an  integrated, practical method 

for long‐term, ambulatory monitoring of human movement. Physiol Meas 2004;25(2):R1‐20. 11.  Bolink SAAN, van Laarhoven SN, Lipperts M, Heyligers IC, et al. Inertial sensor motion analysis of gait, 

sit‐stand  transfers and  step‐up  transfers: differentiating knee patients  from healthy  controls. Physiol 

Meas 2012;33(11):1947‐58. 12.  van Poppel, MN. et al., Mechanisms of action of lumbar supports: a systematic review. Spine (Phila Pa 

1976) 2000;25(16):2103‐13. 

13.  Morrisette,  DC,  Cholewicki  J,  Logan  S,  et  al.  A  randomized  clinical  trial  comparing  extensible  and inextensible  lumbosacral  orthoses  and  standard  care  alone  in  the management  of  lower  back  pain. 

Spine (Phila Pa 1976) 2014;39(21):1733‐42. 

   

 

Chapter 6 

102 

 

 

103 

Chapter 7  

 

  

Multisegmental Posterior only versus Circumferential 

stabilization in the Surgical Treatment of Traumatic 

Thoracolumbar Spinal Fractures:  

a Comparison by Surgeon Equipoise 

 

I. Curfs, M. Pishnamaz, M. Laubach, P. Kobbe, W. van Hemert, P. Willems 

Submitted  

 

 

 

 

Chapter 7 

104 

Abstract 

Study design and objective 

Retrospective  cohort,  surgeon  equipoise.  To  compare  the  clinical,  functional  and 

radiological outcome of multisegmental posterior versus circumferential stabilization in 

traumatic thoracolumbar fractures.   Summary of background data 

There is an ongoing debate about optimal treatment in traumatic thoracolumbar spinal 

fractures. If surgery  is chosen, the most appropriate surgical technique  is unknown. In 

literature  there  is  hardly  any  evidence  whether  thoracolumbar  fractures  are  best 

treated by posterior only or by circumferential stabilization.   Methods 

Multicentre  analysis of patients who were  surgically  treated between  2009‐2015  for 

traumatic  thoracolumbar  fractures either by circumferential stabilization  in University 

Hospital  Aachen  (Germany),  or  by  posterior  fixation  only  in  Maastricht  University 

Hospital and Zuyderland MC Heerlen (Netherlands). Patients were included by surgeon 

equipoise. Exclusion: multilevel fractures, age >65 years, ISS score >30 and neurological 

deficit.  Outcome  measurement:  regional  sagittal  angle  (RSA),  VAS  pain  score  and 

Oswestry Disability Index (ODI). Clinical data were extracted from patient files.   Results 

Fifty‐six  patients  were  included  for  analysis  (27  posterior  only,  29  circumferential). 

Length of stay was 16.9 days  for the circumferential cohort compared to 9.3 days  for 

the  posterior  group  (P<0.01).  Total  surgery  times  were  longer  for  circumferential 

surgery  (264  vs.  110minutes,  P<0.01).  In  the  posterior  only  group  a  mean  of 

3.6 segments were fixed compared to 3.0 in the circumferential group (P<0.01).  

Seventy  percent  completed  2‐year  follow  up.  Radiological  analysis  showed  no 

significant differences between groups. Mean reduction of the kyphosis was 10° in both 

groups,  and  mean  rebound  kyphosis  at  end  point  follow  up  was  9.2°  in  the 

circumferential  group  versus  8.3°  in  the  posterior  group.  Functional  outcome 

measurements  showed  no  significant  differences.  In  the  circumferential  group  three 

revisions were performed due to posterior hardware failure before anterior surgery. In 

the posterior group two patients had a reoperation because of deep infection.   Conclusions 

This study showed similar radiological and functional outcome between multisegmental 

posterior only and circumferential stabilization at endpoint  follow up. Circumferential 

stabilization was  accompanied by  longer  surgery  times  and  longer  length of hospital 

stay,  but  on  average  less  segments  were  fixed.  Further  studies  are  necessary  to 

investigate the long term outcome of those patients. 

  Posterior only vs. circumferential stabilization 

105 

7 

Introduction 

Optimal management of traumatic thoracolumbar spinal fractures is still under debate. 

If surgical  treatment  is chosen,  there  is no  true consensus about  the optimal surgical 

technique.1 Nevertheless, various new  surgical  techniques have been  introduced and 

studied  in  the  last  decades.  However,  the  level  of  evidence  for  these  techniques  is 

limited  and  there  seems  to be no  superior  technique. There  is  also  limited evidence 

comparing  circumferential  versus  posterior  stabilization  in  the  surgical  treatment  of 

traumatic thoracolumbar fractures. Available literature mainly consists of retrospective 

cohort studies. The  largest cohort was presented  in 2010 by the Spine Study Group of 

the German Association of Trauma Surgery. They presented epidemiological data, and 

outcome at  two year  follow up of 733 surgically  treated patients, and showed better 

functional  outcome  in  only  posteriorly  stabilized  patients,  but  radiological  deformity 

was better  corrected  in patients who had been  stabilized  circumferentially.2 There  is 

only  poor  evidence  about  the  comparison  of  posterior  versus  circumferential 

stabilization  in thoracolumbar fractures. Been et al.3 and Mayer et al.4 published both 

results of posterior only  versus posterior‐anterior  fusion  in  a  retrospective  cohort of 

surgically  treated  thoracolumbar  fractures,  and  found  no  significant  differences. 

However,  Eui  Gyu‐Sin  et  al.5  compared  25  patients  treated  by  combined  anterior‐

posterior  stabilization  with  86  patients  treated  by  posterior  only  stabilization  for 

thoracolumbar  fractures  and  found  significantly  better  outcome  regarding 

posttraumatic kyphosis and pain in the circumferentially treated patients.  

Worse outcome is mainly defined as a posttraumatic kyphosis, which is associated with 

worse  functional  outcome  and  pain.6  It  is  a  common  potential  complication  of 

inadequate  treatment  of  spinal  fractures,  and  is  a  challenging  condition  to  treat.7 

Combined  anterior‐posterior  surgery  seemed  to  bear  a  lower  risk  for  posttraumatic 

spinal deformity. On  the other hand, circumferential stabilization  is more  invasive  for 

patients. Additionally,  it  is often done  two‐staged and  subsequently costs are higher, 

length of hospital stay increases, and recovery times are longer.2 

Because of these conflicting findings it is important to perform a study to compare the 

clinical and radiological outcome of patients treated for traumatic thoracolumbar spinal 

fractures with posterior only stabilization compared  to a circumferential stabilization. 

For this kind of clinical questions, performing a randomized controlled trial to minimize 

the  risk of  selection bias  is not always  feasible because  inclusion and  follow up may 

take a  long  time, but mainly because of  the confidence  in one  superior  technique of 

preference  by many  spine  surgeons.  In  2008  Stadhouder  et  al  published  a  different 

study approach to minimize risk of selection bias: the surgical equipoise.8 We used this 

surgeon  equipoise  to  perform  a  two  nation  (Germany  and  the  Netherlands) 

Chapter 7 

106 

comparative  study  in  the  treatment of  thoracolumbar  fractures, as  in both  countries 

two different surgical techniques are used for thoracolumbar fractures.  

Aim 

To  compare  the  functional,  radiological and  clinical outcome of posterior only versus 

circumferential stabilization in traumatic thoracolumbar fractures. 

Methods 

Multicentre analysis of a consecutive cohort of patients who were surgically treated for 

a  traumatic  thoracolumbar  fracture  between  01.01.2009‐31.12.2015  in  University 

Hospital  Aachen  (Germany),  Maastricht  University  Hospital  (Netherlands)  and 

Zuyderland MC Heerlen (Netherlands). Patients with multilevel fractures, age >65 years, 

ISS score >30 and neurological deficit were excluded. In Germany patients were treated 

by  circumferential  stabilization,  while  in  Dutch  patients  the  fractures  were  only 

stabilized posteriorly.  

Patients for analysis were included by surgeon equipoise as described by Stadhouder et 

al.8. The proposed methodology was a cohort study with head‐to‐head comparison of 

posterior  only  versus  circumferential  spinal  stabilization/fusion.  The  cases  were 

discussed by a panel of spine surgeons representative of the medical centres from each 

country.  They had  access  to patient  characteristics,  trauma mechanism, neurological 

state, comorbidities and pre‐operative radiological diagnostics (radiographs, CT and/or 

MRI). Patients were  included if there was a disagreement on the suggested treatment 

method  (posterior  only  or  circumferential).  Thus,  remained  two  comparable  groups 

undergoing  either  posterior  only  or  circumferential  stabilization  for  thoracolumbar 

spinal fractures.  

Surgical approach 

German  patients  were  first  stabilized  posteriorly  (55%  treated  by  a  percutaneous 

approach  and  45%  by  an  open  approach).  The  fixation  was  accomplished  by 

bisegemental  instrumentation  in the  lumbar spine and bisegmental to multisegmental 

instrumentation  in the thoracic spine.  In second stage surgery a corpectomy and cage 

replacement was performed using an anterior approach by  thoracoscopic or minimal 

invasive  lateral  lumbar  approach.  In  patients  with  incomplete  burst  fractures  only 

mono‐segmental anterior  fusion was performed.  In  these cases  the posterior  fixation 

was  removed within one  year,  to  restore  spinal mobility  in  the non‐fused  segments. 

  Posterior only vs. circumferential stabilization 

107 

7 

From 2009‐2013 anterior stabilization was performed in a second stage procedure after 

the patient was  initially discharged  (about  three month after posterior  stabilization). 

From 2014 all circumferential treated patients received anterior stabilization within one 

single hospital stay. 

 

All  patients  in  the  Netherlands  (MUMC Maastricht  and  Zuyderland Medical  Centre) 

received one stage surgery. Fractures were stabilized  from posterior by pedicle screw 

placement.  In 56% of  the  cases a percutaneous  stabilization was used, as  in 44% an 

open  approach was performed.  The number of  levels  that were  fixed, depended on 

fracture type and decision of the surgeon.  

Radiological outcome measurements 

Radiological  analysis was  performed  using  pre‐operative  radiographs  and  computed 

tomography  (in  supine  positioning),  and  postoperative  radiographs  (standing 

positioning) direct post trauma and at end point  follow up with a minimum of 2 year 

follow up. 

Fractures were classified according to the AO spine classification.9 The Regional Sagittal 

angle  (RSA)  was  measured  on  lateral  radiographs  as  shown  in  Figure  7.1.  Other 

measurements, such as the Gardner angle and vertebral body compression angle could 

not  be  measured,  because  of  the  corpectomy  and  cage  interposition  in  the 

circumferential stabilized patients. All measurements were performed by the first and 

second author. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 Figure 7.1  Regional Sagittal Angle (RSA). 

 

Chapter 7 

108 

Clinical outcome measurements 

Age,  gender,  body mass  index,  comorbidities,  surgical  treatment,  neurological  state, 

and complications were extracted from patient files. Outcome measures  included VAS 

pain  score  and  Oswestry  Disability  Index.  Patients  were  invited  by  letter  (twice), 

contacted by phone (once) or invited for outpatient contact.  

Statistical analysis 

Statistical Package for the Social Sciences Statistics Software version 25.0 for Windows 

(SPSS, Inc., Chicago, Illinois). The Shapiro‐Wilk test showed that data were not normally 

distributed.  Therefore,  Wilcoxon  signed  ranks  tests  were  performed  on  significant 

interactions. The Pearson Chi‐square was used  to  test any difference of proportions. 

P‐value was considered to be statistically significant at P≤0.05 for all analyses. Results 

are presented as either with mean (SD) or proportions (%). 

The study was approved by the Medical Ethical Committee of the Maastricht University 

Medical Centre (METC 15‐4‐144). 

Results 

Fifty‐six patients were selected by surgeon equipoise. Twenty‐nine patients had been 

treated  by  two  stage  circumferential  stabilization,  and  twenty‐seven  patients  by 

posterior stabilization only as described in the methods section.  

Completed two year  follow up was accomplished by 21 patients  in  the posterior only 

group and 18 patients in the circumferential group. Mean follow up was 53 months in 

the  circumferential  group  and  43  months  in  the  posterior  group  (P=0.14),  with  a 

minimum follow up of 24 months and maximum of 98 months.  

Baseline characteristics are shown in Table 7.1. There was a significant difference in AO 

classification. Difference in fracture type was mainly in burst and B‐type fractures, as in 

the German  population most  fractures were  burst  fractures  (79%)  and  in  the Dutch 

population there were 48% burst and 48% B‐type fractures (P<0.01). As most issues of 

debate  concern  the burst  fractures, a  subgroup analysis was performed within  these 

fracture  types.  However,  this  subgroup  analysis  showed  equal  results  compared  to 

whole group analysis. 

  Posterior only vs. circumferential stabilization 

109 

7 

Table 7.1  Baseline characteristics. 

  Circumferential cohort, N=30 

Median (range) 

Posterior only cohort, N=27 

Median (range) 

P‐value 

Age (years)  37.7 (18‐63)  41.9 (16‐64)  0.28 

Gender  15 male, 14 female  18 male, 9 female  0.26 BMI  26.6 (19.8‐44.3)  24.9 (19.1‐33.0)  0.24 

Localization  T5‐T10 n=1 

T11‐L2 n=27 L3‐L5 n=6 

T5‐T10 n=2 

T11‐L2 n=21 L3‐L5 n=4 

0.19 

AO Spine classification  A1/A2 n=6 

A3/A4 n=23 B n=0 

C n=0 

A1/A2 n=0 

A3/A4 n=13 B n=13 

C n=1 

<0.01 

Vertebral body injury  A1 n=3 A2 n=3 

A3 n=13 

A4 n=10 Change n=0 

Fracture dislocation n=0 

A1 n=0 A2 n=1 

A3 n=13 

A4 n=13 Change n=0 

Fracture dislocation n=0 

0.20 

ISS  12.3 (9‐19)  12.5 (9‐25)  0.96 End point follow‐up (N)  N=18  N=21   

Follow‐up (months)  53 (24‐83)  43 (24‐98)  0.14 

Levels of significance P<0.05. ISS: Injury Severity Score.  

Functional outcome 

In the posterior only group 21 patients completed the questionnaires at two year follow 

up. In the circumferential group 16 patients completed the questionnaires at two year 

follow up. Results regarding the VAS and ODI are summarized in Table 7.2. There were 

no significant differences between VAS and ODI  in both groups, although there was a 

trend towards better outcome scores in the posterior only group.  

 Table 7.2  Overview of outcome of questionnaires. 

  Circumferential 

Mean (SD) 

N=16 

Posterior only 

Mean (SD) 

N=21 

P‐value 

(t‐test) 

VAS  38 (27)  23 (19)  0.06 

ODI  26 (22)  16 (17)  0.13 

VAS scale 0‐100; zero indicates no pain and 100 worst possible pain. ODI  scale  0‐100;  0‐20  = minimal disability,  21‐40  = moderate disability,  41‐60  =  severe disability,  61‐80  = 

crippling back pain, 81‐100 = bed bound or exaggeration of symptoms. 

 

 

In subgroup analysis concerning only burst fractures (AO type A3 and A4), 11 patients in 

the posterior and 12 patients in the circumferential group completed end point follow 

up.  There  were  no  significant  differences  between  patients  treated  posterior  or 

Chapter 7 

110 

circumferential (mean VAS  in the posterior group was 26.4 [SD 22], compared to 44.2 

[SD  28]  in  the  circumferential  group  (P=0.15). Mean  ODI  score was  respectively  22 

versus 29 points in the posterior and the circumferential group (P=0.65)). 

Radiological outcome 

Pre‐operative  radiographs  were  taken  in  supine  position  as  part  of  the  trauma 

screening,  while  all  postoperative  radiographs  were  taken  in  standing  position. 

Eighteen patients of the circumferential group and twenty‐one patients in the posterior 

group  completed  end point  follow up. Results  regarding  the RSA  are  summarized  in 

Table 7.3. There were no  significant differences  in both groups. Subgroup analysis of 

patients with burst fractures showed also no differences. 

 Table 7.3  Regional Sagittal angles in degrees in Dutch patients, who were only posterior stabilized, and in 

German patients who were circumferentially stabilized.  

  RSA Circumferential mean 

angle in degrees (SD) N=18 

RSA Posterior only mean 

angle in degrees (SD) N=21 

P‐value 

(t‐test) 

Pre‐operative  12.6 (8.2)    10.1  (12)  0.47 

Post‐operative    2.9 (6.8)    ‐0.4  (11)  0.30 

2 year  12.1 (9.4)          7.7  (12)  0.23 

Difference pre‐operative vs. postop   ‐9.7 (9.6)    ‐10.5  (7)  0.77 Difference postop. vs. 2 year    9.2 (8.4)          8.3  (5.9)  0.70 

Negative values indicate lordosis, positive values indicate kyphosis. P‐value was set at 0.05. 

  

Within the circumferential cohort the treatment strategy changed since 2014 by means 

of  timing  between  the  posterior  and  anterior  surgery.  We  encountered  loss  of 

reduction between posterior  fixation  and anterior  surgery  in  case of  longer  intervals 

between both surgeries. Since loss of reduction is difficult to address by the subsequent 

anterior approach, this resulted in more kyphosis. We performed a subgroup analysis of 

patients treated before 2014 versus patients treated since 2014. Baseline angles were 

equal. At one year  follow up,  the mean RSA of  the patients  treated before 2014 was 

9.4degrees  (n=15),  compared  to  0.4degrees  (n=9)  in  patients  treated  since  2014 

(P=0.04). Rebound kyphosis was respectively 6.3 vs. 2.3degrees (P=0.08).  

Clinical outcome  

Overall  length  of  stay  was  16.9  days  for  the  circumferential  cohort  compared  to 

9.3 days  for  the posterior group  (P<0.01).  Surgery  times were  significantly  longer  for 

circumferential surgery (264 vs. 110minutes, P<0.01). There were no differences in the 

duration of the posterior surgeries (respectively 107 vs. 110 minutes).  

  Posterior only vs. circumferential stabilization 

111 

7 

In the posterior only group a mean of 3.6 segments were fixed compared to 3.0 in the 

circumferential group (P<0.01). Results are summarized in Table 7.4. 

 Table 7.4  Overview of  general outcome measurements:  length of  in hospital  stay  (days),  total  surgery 

times (minutes) and length of segment fixation (number of levels).  

  Circumferential  Posterior only  P‐value 

  Posterior  Anterior  One admission  Total     

Lenght of hospital stay 

(days) 

9.01 

(6.11) 10.0 (5‐17) 

15.72 

(8‐28) 16.9

3 

(8‐28) 9.3 

(4‐31) 

1P=0.71 2P<0.01 3P<0.01 

Total surgery 

times (minutes) 

1071 

(38‐279) 

162 

(93‐329) 

  264 

(173‐462) 

110 

(70‐165) 

1P=0.889 2P<0.01 

Number of 

levels 

3.0 

(3) 

3.6 

(3‐5) 

P<0.01 

Levels of significance set at P<0.05.  

Complications & revision rate 

There were  no  significant  differences  in  complications  and  revision.  In  the  posterior 

only  group  there was  one  superficial  infection  treated with  oral  antibiotics  and  two 

early  deep  infections  treated with  surgical  debridement  and  intravenous  antibiotics. 

There was one patient who was postoperatively diagnosed with a cauda syndrome, that 

did  not  recover  over  time.  This  patient  had  suffered  a  L1  burst  fracture,  and  was 

treated  with  percutaneous  stabilization  T12‐L2.  Postoperative  MRI  showed  conus 

contusion, without signs of compression.  

In the circumferentially fused group three pulmonary problems were noticed after the 

thoracic approach. Two patients suffered  from re‐pneumothorax after removal of the 

thoracic drain. One patient did not need  re‐intervention,  in  the other patient  a new 

thoracic drain was necessary. There was one patient suffered from pleural effusion with 

spontaneous remission. Two patients had numbness after surgery in the corresponding 

thoracic dermatome and at the left thigh after bone grafting.  

In the circumferential cohort three patients had undergone re‐operation. A revision of 

the posterior stabilization was performed, because of loss of reduction before anterior 

surgery . All these patients were treated before 2014. 

Chapter 7 

112 

Discussion  

Within  this  surgical  equipoise  study  no  significant  differences  in  radiological  and 

functional outcome at minimum of two year  follow up of posterior only compared to 

circumferential stabilization of traumatic thoracolumbar fractures could be found.  

We found equal radiological outcome with regard to kyphosis correction and rebound 

kyphosis.  In  the posterior only group  the kyphosis was  initially overcorrected, as also 

reported  in other  literature3, but subsequently showed a mean rebound kyphosis of 8 

degrees  at  follow  up.  Under  consideration  of  the  fact  that  the  circumferential 

treatment was performed within two stage procedure  (63 ±72 days between anterior 

and  posterior  procedure) we  also  found  a mean  rebound  kyphosis  of  9  degrees  at 

follow up within this group. This  is  in  line with Pishnamaz et al. who showed that the 

highest amount of  reduction  loss  is occurs within early postoperative  stage.10 At  this 

point  the authors would  like  to note,  that  in  their experience anterior stabilization,  if 

thought necessary, should be either performed  in one surgery after posterior  fixation 

or as soon as possible  in the course to avoid rebound kyphosis. Further, the design of 

cage endplates has  improved  in the  last years  in terms of  larger surface contact areas 

and consequently less cage subsidence. Subgroup analysis of our study clearly showed 

this  benefit.  This  is  in  line with  other  literature,  as  Eui  Guy  et  al5  showed  superior 

radiological results of circumferential stabilization. They  found a better  intraoperative 

correction of the kyphotic angle in the circumferential group (17 degrees compared to 

12 degrees), and there was also significantly  less rebound kyphosis at two year follow 

up.  

Indications for anterior fusion would be the lower risk of non‐union and persistent pain 

due to intervertebral disk damage. Spiegl et al.11 recently described a possible key role 

for intervertebral disk pathology in the treatment of (in)complete burst fractures. This 

was based on studies of Öner12 and Sanders13 who both showed a correlation between 

creeping of the intervertebral disk in the endplate of the fractured vertebra and worse 

radiological  outcome.  Although  these  changes  were  seen  on MRI  after  18 months 

follow up, probably a follow up period of two years  is too short to show difference  in 

functional outcome caused by this intervertebral disk pathology.  

Another potential benefit of circumferential would be mono‐segmental immobilization 

compared  to  longer  segment mobility  loss  in  posterior  only  group.  In  the  cases  of 

mono‐segmental anterior fusion, posterior hardware was removed within the first year 

after  surgery.  In  the posterior only  group, hardware  removal was performed  in only 

20%  of  the  patients.  Current  literature  shows  clinical  benefit  of  hardware  removal 

within two years after spinal surgery, as  it decreases pain and disability, probably due 

to  restoration of  segment mobility.14 However,  in  this  study we  found no correlation 

  Posterior only vs. circumferential stabilization 

113 

7 

between  functional  outcome  parameters  and  length  of  segment  immobilization  or 

hardware removal.  

This  study  is  limited  by  its  retrospective  nature,  which  subsequently  explains 

differences  in  treatment  within  both  cohorts,  such  as  open  versus  percutaneous 

approaches and  some  cases of  spinal  fusion versus  stabilization  in  the posterior only 

group. Although RCT would provide the highest level of evidence, the surgical equipoise 

has its benefit over current available literature, as it minimizes the risk of selection bias. 

There was a significant difference in AO classification, as in the posterior only group less 

burst  fractures and more B‐type  fractures were  included. However, subgroup analysis 

of burst fractures only showed comparable results.  

 

Overall this study shows comparable outcome in surgically treated thoracolumbar spine 

fractures  either  by  posterior  only  and  circumferential  stabilization. As  posterior  only 

stabilization is less invasive, it seems justified to use this approach for the treatment of 

thoracolumbar  fractures. However,  circumferential  stabilization benefits  from  shorter 

segment  immobilisation, which may be  an  important  reason  to perform  this  kind of 

surgery. Longer follow up is recommended to investigate the role of intervertebral disk 

pathology  in  long  term outcome, as  this might be  the  indication  for a circumferential 

surgical approach. Further, multisegmental posterior stabilization may be  functionally 

better  tolerated  as  long  as  the  patients´  possess  compensating mechanisms.  As  our 

patient population is relatively young and the follow‐up relatively short, this functional 

impairment may become relevant with a longer follow‐up period. 

Conclusion 

This comparative study shows similar radiological and functional outcome  in surgically 

treated  thoracolumbar spinal  fractures by posterior only compared  to circumferential 

stabilization. Although  the  circumferential  stabilization had  the  advantage of  shorter 

segment immobilizations this was not reflected by a better clinical outcome. 

Further studies are necessary to investigate the long term outcome of those patients. 

Chapter 7 

114 

References 

1. Oner FC, Wood KB, Smith JS, Shaffrey CI. Therapeutic decision making  in thoracolumbar spine trauma. 

Spine (Phila Pa 1976) 2010;35(21 Suppl):S235‐44. 

2. Reinhold M,  Knop C, Beisse R,  et  al. Operative  treatment of  733 patients with  acute  thoracolumbar spinal injuries: comprehensive results from the second, prospective, Internet‐based multicenter study of 

the Spine Study Group of the German Association of Trauma Surgery. Eur Spine J 2010;19(10):1657‐76.  

3. BeenHD, Bouma GJ. Comparison of two types of surgery for thoraco‐lumbar burst fractures: combined anterior  and  posterior  stabilisation  vs.  posterior  instrumentation  only.  Acta  Neurochir  (Wien) 

1999;141:349‐57.  

4. Mayer M, Ortmaier  R,  Koller  H,  et  al.  Impact  of  Sagittal  Balance  on  Clinical Outcomes  in  Surgically Treated  T12  and  L1  Burst  Fractures:  Analysis  of  Long‐Term  Outcomes  after  Posterior‐Only  and 

Combined Posteroanterior Treatment.Biomed Res Int 2017;2017:1568258.  

5. Eui‐Gyu  Sin,  Hyun‐Woo  Kim,  Cheol‐Young  Lee,  et  al.  Results  of  combined  360‐degree  fusion  versus posterior fixation alone for thoracolumbar burst fractures. Korean J Neurotrauma 2013;9(2):52‐56.  

6. Schoenfeld  AJ,  Wood  KB,  Fisher  CF,  et  al.  Posttraumatic  kyphosis:  current  state  of  diagnosis  and 

treatment:  results  of  a multinational  survey  of  spine  trauma  surgeons.  J  Spinal  Disord  Tech  2010; 23(7):e1‐8.  

7. Buchowski JM, Kuhns CA, Bridwell KH, Lenke LG. Surgical management of posttraumatic thoracolumbar 

kyphosis. Spine J 2008;8(4):666‐77.  8. Stadhouder A, Oner FC, Wilson KW, et al. Surgeon equipoise as an inclusion criterion for the evaluation 

of nonoperative versus operative treatment of thoracolumbar spinal injuries. Spine J 2008;8(6):975‐81.  

9. Vaccaro AR, Oner C, Kepler CK et al. AOSpine thoracolumbar spine injury classification system: fracture description, neurological status, and key modifiers. Spine (Phila Pa 1976) 2013;38(23):2028‐37. 

10. Pishnamaz  M,  Oikonomidis  S,  Knobe  M,  Horst  K,  Pape  HC,  Kobbe  P.  Open  versus  percutaneous 

stabilization of thoracolumbar spine fractures: A short‐term functional and radiological follow‐up. Acta Chir Orthop Traumatol Cech 2015;82(4):274‐81. 

11. Spiegl UJ, Josten C, Devitt BM, et al. Incomplete burst fractures of the thoracolumbar spine: a review of 

literature. Eur Spine J 2017;26(12):3187‐98. 12. Oner FC, van der Rijt RH, Ramos LM et al. Changes in the disc space after fractures of the thoracolumbar 

spine. J Bone Joint Surg Br 1998;80:833‐9.  

13. Sander  AL,  Lehnert  T,  El  Saman  A,  et  al.  Outcome  of  traumatic  intervertebral  disk  lesions  after stabilization by internal fixator.AJR Am J Roentgenol 2014;203(1):140‐5. 

14. Jeon CH, Lee HD, Lee YS, Seo JH, Chung NS. Is it beneficial to remove the pedicle screw instrument after 

successful  posterior  fusion  of  thoracolumbar  burst  fractures?  Spine  (Phila  Pa  1976)  2015;40(11): E627‐33. 

 

   

 

 

115 

Chapter 8  

 

  

General discussion 

 

  

 

 

 

 

Chapter 8 

116 

 

  General discussion 

117 

8 

General introduction 

There  is no evidence‐based  treatment algorithm  for  thoracolumbar spine  fractures. A 

validated classification  remains key  to an appropriate  treatment algorithm. Currently, 

no  spinal  classification  system  has  achieved  universal  acceptance.  Therefore,  it  is 

important to search for a reliable classification to guide decision making within clinical 

practice.  This  thesis  focused  on  the  most  appropriate  current  classifications  and 

addressed contributing factors and concerns regarding decision making in treatment of 

thoracolumbar spinal fractures:  

1. The importance of an accurate and applicable classification system. 

2. The  identification  of  fractures  associated with worse  radiological  outcome  after 

conservative treatment. 

3. International differences in classification and treatment decision making. 

4. The efficacy of immobilization by different spinal orthoses.  

5. The  comparison  in  functional  and  radiological outcome of posterior  stabilization 

only and circumferential stabilization of traumatic thoracolumbar spinal fractures. 

 

A systematic review was conducted  (chapter 2) to  investigate which classification can 

be used best for treatment decision making in thoracolumbar fractures.1 The reliability 

and  clinical usefulness of AO‐, TLICS‐ and new AOspine‐classification were examined. 

With  the  available  literature,  it  is postulated  that  the  accuracy of all  three  reviewed 

classifications  is  sufficient  for  use  in  clinical  practice,  as  kappa  values were  deemed 

sufficient  for use  in  clinical practice.2‐17  In  the  second part of  this  review  the  clinical 

usefulness of  current  classifications was  evaluated. Regarding  the  clinical usefulness, 

TLICS was  the only  current  classification  system  that  contains a point allocation with 

treatment recommendation, but  its use  in clinical practice was  limited, as only  in 50% 

of the burst fractures the treatment recommendation by the classification was followed 

by the treating physician.18 As an extension of the new AOspine classification, Vaccaro 

et al introduced the Thoracolumbar AOspine Injury score.19 This score is compiled from 

the AOspine classifications and the TLICS, and contains a treatment algorithm, not only 

based on  the  classification of  the  fracture morphology, but  it also has a quantifiable 

point allocation  for neurological  status and patient‐specific‐modifiers  (e.g. PLC  status 

and  ankylosing  spondylitis).  In  2016,  Kepler  et  al.20  and Vaccaro  et  al.21 presented  a 

validation study of  this AOspine  Injury score.  In  these studies, a worldwide surgeons’ 

input  was  used  to  determine  the  initial  treatment  recommendation.  However,  no 

results about the applicability of this score in clinical practice have been published yet.  

So, until now, scientific evidence of clinical usefulness of current classifications remains 

poor. Very often, treatment decisions are not based on the classification alone. Current 

Chapter 8 

118 

literature  shows >90% agreement  for  the quite obvious  treatment decision  in  simple 

compression  fractures  (conservative)  and  evident  unstable  B  and  C  type  fractures 

(surgery).3,4,16,18,22 However,  regarding  stable burst  fractures  (AO A3/A4 and TLICS 2), 

the treatment recommendation by the TLICS classification  is followed by the surgeons 

in only 50% of the cases.18 

In chapter 3 results of a two nation  intra‐observer and  interobserver study comparing 

the Load Sharing Classification (LSC), TLICS and AOspine classification were presented.23 

Data from 91 patients was analyzed twice by seven board‐certified spine surgeons.  In 

contrast  to  the  LSC  and  the  TLICS,  the  AOSpine  classification  showed  substantial 

agreement  considering  the  fracture  type  (A;B;C)  (intraobserver/interobserver 

reliability:  κ=0.71/0.61).  It was  concluded  that  the  reliability of  the AOSpine  fracture 

classification  is superior to the TLICS and the LSC. Therefore, one could postulate this 

classification system could best be applied within clinical practice. 

Concluding, worldwide spine surgeons aim to  improve classifications  in the search for 

consensus in the treatment of traumatic thoracolumbar fractures. It seems that current 

classifications  have  acceptable  inter‐  and  intra‐observer  reliability,  but  their  clinical 

applicability remains poor. Most discussion concerns the stable burst fracture, in which 

in 50% of  the cases,  treatment decision  is not based on  the  recommendation by  the 

classification. What makes these fractures so special? 

It could be explained by the supposed worse outcome in some burst fractures and the 

tendency  by  surgeons  to  prefer  surgical  treatment  to  provide  a  definite  solution  in 

order  to avoid undertreatment. Also we  found burst  fractures  to be more at  risk  for 

worse outcome. In chapter 4 we presented the results of a retrospective study that was 

conducted  to  determine  risk  factors  associated  with  worse  outcome.24  Since 

posttraumatic kyphosis  is  related  to persistent pain25,26, we  retrospectively examined 

cases  of  conservatively  treated  traumatic  thoracolumbar  fractures,  and  searched  for 

prognostic  factors  that may  lead  to  progressive  kyphosis.  Recognition  of  these  risk 

factors  associated  with  worse  outcome,  may  influence  treatment  decision  making. 

However, current classifications  fail to  include these prognostic factors, such as  initial 

kyphosis. We  identified an  increased  risk of progression of kyphosis  in age >50 years 

and in fractures localized at Th12 or L1. A3 type fractures were significantly more at risk 

for  posttraumatic  kyphosis  than  A1  and  A2  type  fractures.  30‐50%  of  the  A3  type 

fractures have a regional (Gardner angle) and segmental (vertebral compression angle) 

kyphosis  of more  than  20  degrees.  This  finding  is  in  accordance with  several  other 

studies, that stated that burst fractures and fracture localization at the thoracolumbar 

junction are prone for progressive kyphotic deformity.27‐29 It is therefore recommended 

to integrate angular kyphosis in current classifications or at least take account for when 

interpreting a thoracolumbar fracture. 

  General discussion 

119 

8 

The  high  risk  of  posttraumatic  kyphosis  in  burst  fractures might  be  explained  by  a 

possible misinterpretation of the integrity of the PLC in these fractures. Schnake et al.30 

performed  a  study on  the  reliability of  fracture  classification, mainly  for B‐fractures. 

They found that initially almost 42% of the B‐type fractures were misdiagnosed as type 

A. Schnake listed a vertebral kyphotic angle of >15 degrees, a pronounced compression 

of vertebral cancellous bone despite minimal reduced anterior vertebral height, and a 

considerably reduced anterior vertebral height of over 50% to be considered as red flag 

symptoms for worse radiological outcome. So, reliable assessment of the PLC integrity 

is  crucial  in  these  cases. Unfortunately,  evidence  about  the  role  of  standard MRI  in 

addition to plain radiographs and CT is contradictory. Literature regarding the reliability 

of MRI  in  PLC  status  resulted  in  fair  to moderate  kappa  values  (kappa  ±  0.4)31,  and 

demonstrated  relatively  high  negative  predictive  values  and  relatively  low  positive 

predictive values for PLC injuries.32 

In addition to the PLC status, anterior comminution is a second important risk factor for 

worse  outcome  in  burst  fractures.  In  2002 Öner  et  al.33  published  a  study  in which 

conservative and operative treatment of thoracolumbar fractures were compared, and 

routinely an MRI was made to  identify predictors for worse outcome. They concluded 

that  an  unfavorable  outcome  was  related  to  the  progression  of  kyphosis.  In  the 

conservative group this could be predicted by the endplate comminution and vertebral 

body  involvement.  In  the  operatively  treated  group,  recurrence  of  the  kyphotic 

deformity  was  predicted  by  the  lesion  of  the  posterior  longitudinal  ligamentary 

complex together with endplate comminution and vertebral body involvement.  

Other  studies also  reported on  the  role of  the amount of vertebral body destruction 

and kyphotic deformity  in  the choice  for or against surgical  treatment.34‐36 Hitchon et 

al.35  recommended  surgical  treatment  in  case of:  >20 degrees  kyphosis,  >50%  spinal 

canal encroachment, or more than 50% loss of anterior body height.  

However,  in  2011  Gnanenthiran  performed  a meta‐analysis  comparing  conservative 

and  operative  treatment  in  burst  fractures.  The  data  of  four  trials  (2  RCT, 

1 pseudorandomized  trial  and  1  prospective  cohort  study) was  included  for  analysis. 

This meta‐analysis  showed  less  residual  kyphosis  in  surgical  treatment  (11°  surgical 

versus 16°  in conservative treatment), but no differences  in clinical outcome between 

conservative  treatment  and  surgical  treatment  of  traumatic  thoracolumbar  burst 

fractures37. Although radiological outcome was  in  favor of surgical  treatment, surgery 

was accompanied by higher complication rates and  increased costs of treatment. This 

finding  was  in  accordance  with  the  conclusion  of  a  review  performed  by 

Bakhsheshian.38 

Recently, Spiegl et al.39 discussed a key role  for the  intervertebral disc  in determining 

the long‐term clinical and radiological outcome of burst fractures. It is of interest 

Chapter 8 

120 

to investigate whether the amount of kyphosis or clinical outcome is influenced by disc 

destruction  and whether  incorporation  of  the  intervertebral  disc  pathology  into  the 

existing classifications could be of value. 

Therefore this thesis postulated that not only the PLC but also level of injury, degree of 

kyphosis,  comminution  and  disc  damage  should  be  integrated  as  depending 

determinants  of  injury  that were  previously  obviously  seen  as  independent.  Except 

these  factors,  previous  studies  also  stated  that  several  other  parameters  might 

influence outcome in thoracolumbar fractures. Shen et al.40 showed that high VAS pain 

scores and  large  interpedicular distance could be  significant  risk  factors  for  failure of 

nonoperative treatment of burst fractures. Furthermore,  lower bone quality and bone 

regeneration  (e.g.  osteoporosis),  higher  age  and  fracture  localization  at  the 

thoracolumbar junction seem to be responsible for worse radiological outcome.24,40. 

Concluding,  it  is  not  possible  to  solely  lean  on  classifications  in  treatment  decision 

making, as the prognostic value of classifications is still limited, mainly in the grey area 

of burst fractures. In the search to enroll a worldwide accepted treatment algorithm for 

traumatic thoracolumbar spinal fractures, it seems necessary to add more patient and 

fracture  related  information  to  the  current  classification  systems.  Including  these 

parameters  in  treatment  decision making may  enhance  prognostic  value. With  the 

addition  of  patient  specific  modifiers,  the  Thoracolumbar  AOspine  Injury  Score 

acknowledges that other patient and fracture related parameters are important in the 

search for a worldwide applicable and accepted classification and treatment algorithm 

for thoracolumbar spine fractures.19‐21 However, it is difficult to include all these factors 

in a point allocation system.  

So,  we might  have  to  look more  for  individual  phenotypes,  instead  of  focusing  on 

improving  the  clinical  usefulness  of  current  classifications.  Phenotyping  has  become 

more important over the past decades in several specialisms in medical care. It comes 

closer  to  personalized medicine,  often  defined  as  ‘the  right  treatment  for  the  right 

person at the right time’.  In the case of treating traumatic spinal fractures, we should 

not only  look for the radiological recognition of  ‘instability’, but also  look  for patients 

with  worse  outcome.  Probably  this  approach  will  allow  the  recognition  of  certain 

fractures phenotypes, which may lead to a worldwide accepted treatment algorithm of 

traumatic thoracolumbar fractures. 

 

A  lack  of  consensus  in  treatment  strategies may  cause  variation  in  practice  among 

individual  surgeons  or  between  clinics  or  countries,  which  is  not  desirable  for 

optimization of care and patient counseling.41 In this thesis the results of a multicenter, 

two‐nation  study  within  three  hospitals  (University  Hospital  Aachen,  Maastricht 

University  Medical  Centre,  Zuyderland  Medical  Centre  Heerlen‐Geleen),  were 

  General discussion 

121 

8 

presented  (chapter  5).42 Wide  differences  between  nations were  observed.  Fracture 

assessment between  the German and Dutch  surgeons was comparable  regarding  the 

AO  Classification. We  found  a  consistent  treatment  strategy  within  both  countries; 

however with partially opposing therapeutic strategies concerning AO Type A fractures. 

Operative  treatment of Type B  and C  fractures was  recommended  in both  countries 

without  exception.  In  the  Netherlands,  surgeons  usually  recommend  nonoperative 

treatment in Type A fractures whereas German surgeons usually tend to surgery in case 

of Type A.2 and particularly A.3  fractures.  In Germany  circumferential  fusion was an 

often selected procedure,  in Type A  fractures as well as  in Type B and C  fractures.  In 

contrast,  the Dutch  surgeons  never  selected  an  additional  anterior  fusion  in  Type A 

fractures  and  rarely  in  Type  B  and  C  fractures.  One  reason  for  the more  frequent 

indication for an anterior approach in Germany appears to be that adjacent disc injuries 

are  interpreted  as  a  causal  reason  for  the  absence  of  vertebral  bone  healing  and 

consequent posttraumatic kyphosis, and may cause  long‐term persistent pain as well. 

Another  reason might  be  that  full  restoration  of  sagittal  alignment  is  defined  as  a 

primary  goal  of  therapy  in  Germany.  However,  currently  it  is  still  unclear  whether 

improved  radiological  results  are  associated  with  an  improved  long  term  clinical 

outcome.27,28 It is therefore of interest to initiate a discussion among experts to discuss 

how to eliminate such vital differences. As classifications and findings  in  literature are 

internationally acknowledged, the interpretation of these findings in clinical practice, is 

obviously not.  

 

In  case  of  operative  treatment,  there  are  various  ways  to  stabilize  fractures,  and 

current evidence shows not one superior  technique. Despite  the  lack of consensus  in 

treatment decision making, a number of papers  focus on new  treatment  techniques. 

During  the  last decades  spinal  surgery  is evolving  rapidly. Also  in  spinal  trauma new 

insights have  led  to  the development of new  treatment modalities.  In  the past years, 

many new surgical techniques have been applied. Most  innovations are mainly based 

on  expert  opinions  or  even  industry  driven,  sometimes  supported  by  biomechanical 

studies. Since  the evolution progresses at high speed,  there seems  to be not enough 

time  to  collect  the  data  on  the  impact  of  these  techniques  on  long‐term  patient 

outcome. For example, data on the need for anterior support and endplate stabilization 

in order  to  theoretically prevent  long‐term  intervertebral disk pathology and  retain a 

better  balanced  spine  in  the  sagittal  plane.  However,  high  level  evidence  in  clinical 

studies  is not available. Care  should be  taken with  the massive  introduction of novel 

techniques without  firm evidence on  their  safety and efficacy. There  is an  increasing 

demand  for  faster  recovery by using  less  invasive  techniques, with  less complications 

and  better  restoration  of  alignment.  However,  attention  should  be  paid  to  the 

Chapter 8 

122 

advantages  and  disadvantages  of  current  and  novel  techniques.  Recently,  an  article 

considering the  issues of  implementation of new medical techniques was published  in 

Medisch Contact.43  Innovations are necessary  to  improve quality of medical care, but 

there must be a right relationship between the possibility of  innovation and safety.  In 

the past,  the careless  introduction of  innovative  techniques has  led  to unwanted and 

disappointing  results.  There  are  currently  no  obligations  associated  with  the  rules 

considering  medical  devices.  Therefore,  the  Federation  Medical  Specialists 

(Netherlands)  has  introduced  a  guideline,  how  to  implement  a  novel  technique  in  a 

careful and  safe way. Furthermore new  regulations of  the European Union will be  in 

place  in 2020 to ensure that healthcare professionals can rely on the quality of a new 

medical device.  

One of  the main  issues  regarding  the  surgical  treatment of  traumatic  thoracolumbar 

spine  fractures,  is  the  need  for  anterior  support  of  the  spinal  column.  Chapter  7 

presents  the  results  of  a  comparative  study  of  posterior  versus  circumferential 

stabilization  in  traumatic  thoracolumbar  fractures.44 We  found  that  circumferential 

stabilization was accompanied by longer operation times and longer length of hospital 

stay. On average, less segments were fixed by circumferential stabilization (3.6 vs. 3.0, 

respectively). End time follow up showed also no significant differences  in radiological 

and functional outcome between posterior only and circumferential stabilization. These 

findings call  for a well‐designed  randomised controlled  trial comparing posterior only 

vs.  circumferential  stabilisation, which  should  focus  on patient  related  outcome  and 

safety, but also on healthcare related costs. 

Most  literature describes retrospective cohort studies or prospective case series (level 

of  evidence 3‐4). Due  to  small  sample  sizes,  and  the  confidence of  surgeons by one 

approach,  it  seems  difficult  to  perform  randomized  controlled  trials  (RCT).  Current 

clinical  practice  is  therefore  mainly  based  on  expert  opinions  and  country  specific 

treatment decisions. However, we  can use additional  research  techniques  to achieve 

more  evidence.  Although  retrospectively,  surgical  equipoise  seems  to  be  a  good 

alternative  limiting  selection  bias  in  the  comparison  of  different  treatment 

techniques.45  This  research  design  also  has  the  advantage  that  it  allows  different 

centers  to collaborate and communicate with each other. With  the availability of  the 

internet,  distance  does  not  seem  to  be  an  issue  anymore  considering  collaboration 

between  nations  and  even  continents. As  there  are  large  nation  differences  in  daily 

practice, connecting and learning from each other results in the possibility to optimize 

treatment.  We  should  use  this  for  better  prospective  studies  and  registries. 

Collaboration will lead to better future research projects, which eventually should help 

to achieve consensus in the decision making for treatment of traumatic thoracolumbar 

fractures. 

  General discussion 

123 

8 

References 

1. I. Curfs, M. Schotanus, W. Van Hemert, M. Heymans, R. De Bie, L. Van Rhijn, P. Willems. Reliability and 

clinical usefulness of current classification methods in traumatic thoracolumbar fractures: a systematic 

review of the literature. Submitted Injury.  2. Wood KB, Khanna G, Vaccaro AR, et al. Assessment of two thoracolumbar fracture classification systems 

as used by multiple surgeons. J Bone Joint Surg Am 2005;87(7):1423‐9.  

3. Harrop  JS,  Vaccaro  AR,  Hurlbert  RJ,  et  al.  Intrarater  and  interrater  reliability  and  validity  in  the assessment of  the mechanism  of  injury  and  integrity  of  the posterior  ligamentous  complex:  a novel 

injury  severity  scoring  system  for  thoracolumbar  injuries.  Invited  submission  from  the  joint  section 

meeting on disorders of  the  spine and peripheral nerves, March 2005.  Spine Trauma  Study Group.  J Neurosurg Spine 2006;4(2):118‐22. 

4. Whang PG, Vaccaro AR, Poelstra KA, et al. The influence of fracture mechanism and morphology on the 

reliability and validity of  two novel  thoracolumbar  injury  classification  systems. Spine  (Phila Pa 1976) 2007;32(7):791‐5.  

5. Reinhold M, Audigé L, Schnake KJ, et al. AO spine injury classification system: a revision proposal for the 

thoracic and lumbar spine. Eur Spine J 2013:22(10):2184‐201.  6. Oner  FC,  Ramos  LM,  Simmermacher  RK,  et  al.  Classification  of  thoracic  and  lumbar  spine  fractures: 

problems of reproducibility. A study of 53 patients using CT and MRI. Eur Spine J 2002;11(3):235‐45.  

7. Pishnamaz  M,  Curfs  I,  Balosu  S,  et  al.  Two‐Nation  Comparison  of  Classification  and  Treatment  of Thoracolumbar Fractures: An Internet‐Based Multicenter Study Among Spine Surgeons. Spine (Phila Pa 

1976) 2015;40(22):1749‐56. 

8. Kaul R, Chhabra HS, Vaccaro AR,  et al. Reliability assessment of AOSpine  thoracolumbar  spine  injury classification  system  and  Thoracolumbar  Injury  Classification  and  Severity  Score  (TLICS)  for 

thoracolumbar spine injuries: results of a multicentre study. Eur Spine J 2017;26(5):1470‐6. 

9. Urrutia  J,  Zamora  T,  Yurac  R,  et  al.  An  independent  interobserver  reliability  and  intraobserver reproducibility evaluation of the new AOSpine Thoracolumbar Spine Injury Classification System. Spine 

(Phila Pa 1976) 2015;40(1): E54‐8. 

10. Lenarz CJ, Place HM, Lenke LG, et al. Comparative reliability of 3 thoracolumbar fracture classification systems. J Spinal Disord Tech 2009;22(6):422‐7. 

11. Cheng J, Liu P, Sun D, et al. Reliability and reproducibility analysis of the AOSpine thoracolumbar spine 

injury classification system by Chinese spinal surgeons. Eur Spine J 2017;26(5):1477‐82. 12. Patel AA, Whang  PG,  Brodke DS,  et  al.  Evaluation  of  two  novel  thoracolumbar  trauma  classification 

systems. Indian J Orthop. 2007;41(4):322‐6 

13. Park, Lee, Park NH, et al. Modified thoracolumbar injury classification and severity score (TLICS) and its clinical usefulness. Acta Radiol 2016;57(1):74‐81. 

14. Kriek  JJ,  Govender  S.  AO‐classification  of  thoracic  and  lumbar  fractures‐‐reproducibility  utilizing 

radiographs and clinical information. Eur Spine J 2006;15(8):1239‐46.  15. Kepler CK, Vaccaro AR, Koerner JD, et al. Reliability analysis of the AOSpine thoracolumbar spine injury 

classification system by a worldwide group of naïve spinal surgeons. Eur Spine J 2016;25(4):1082‐6.  

16. Vaccaro AR, Baron EM, Sanfilippo J, et al. Reliability of a novel classification system for thoracolumbar injuries:  the  Thoracolumbar  Injury  Severity  Score.  Spine  (Phila  Pa  1976)  2006;31(11  Suppl):S62‐9; 

discussion S104. 

17. Azimi P, Mohammadi HR, Azhari S, et al. The AOSpine thoracolumbar spine injury classification system: A reliability and agreement study. Asian J Neurosurg 2015;10(4):282‐5. 

18. Joaquim  AF,  Daubs  MD,  Lawrence  BD,  et  al.  Retrospective  evaluation  of  the  validity  of  the 

Thoracolumbar  Injury  Classification  System  in  458  consecutively  treated  patients.  Spine  J 2013;13(12):1760‐5. 

19. Vaccaro AR, Oner C, Kepler CK, et al. AOSpine thoracolumbar spine injury classification system: fracture 

description, neurological status, and key modifiers. Spine (Phila Pa 1976) 2013;38(23):2028‐37. 20. Kepler CK, Vaccaro AR, Schroeder GD, et al. The Thoracolumbar AOSpine  Injury Score. Global Spine  J 

2016;6:329‐34.  

Chapter 8 

124 

21. Vaccaro AR, Schroeder GD, Kepler CK, et al. The surgical algorithm for the AOSpine thoracolumbar spine injury classification system. Eur Spine J 2016;25(4):1087‐94. 

22. Joaquim AF, Fernandes YB, Cavalcante RA, et al. Evaluation of the Thoracolumbar  Injury Classification 

System in Thoracic and Lumbar Spinal Trauma. Spine 2011;36:33–6. 23. Pishnamaz M, Balosu S, Curfs I, Uhing D, Laubach M, Willems P, Herren C, Weber C, Hildebrand F, Kobbe 

P. Reliability and agreement of different spine fracture classification systems: an independent intra‐ and 

interobserver study. World Neurosurg. 2018;115:e695‐702.  24. Curfs I, Grimm B, van der Linde M, Willems P, van Hemert W. Radiological prediction of posttraumatic 

kyphosis after thoracolumbar fracture. Open Orthopaedic Journal 2016;10:135‐42. 

25. Buchowski JM, Kuhns CA, Bridwell KH, Lenke LG. Surgical management of posttraumatic thoracolumbar kyphosis. Spine J 2008;8(4):666‐77.  

26. Doo TH, Shin DA, Kim HI et al. Clinical Relevance of Pain Patterns in Osteoporotic Vertebral Compression 

Fractures. J Korean Med Sci 2008;23(6): 1005‐10. 27. Reinhold M, Knop C, Beisse R,  et  al. Operative  treatment of  traumatic  fractures of  the  thoracic  and 

lumbar spinal column: Part III: Follow up data. Unfallchirurg 2009;112:294‐316. 

28. Siebenga  J,  Leferink  VJ,  Segers MJ,  et  al.  Treatment  of  traumatic  thoracolumbar  spine  fractures:  a multicenter  prospective  randomized  study  of  operative  versus  nonsurgical  treatment.  Spine 

2006;31:2881‐90. 

29. Wood  K,  Buttermann  G, Mehbod  A,  et  al.  Operative  compared  with  nonoperative  treatment  of  a thoracolumbar  burst  fracture without  neurological  deficit.  A  prospective,  randomized  study.  J  Bone 

Joint Surg Am 2003;85‐A:773‐81. 

30. Schnake KJ, von Scotti F, Haas NP, Kandziora F. Unfallchirurg.Type B injuries of the thoracolumbar spine : misinterpretations  of  the  integrity  of  the  posterior  ligament  complex  using  radiologic  diagnostics. 

Unfallchirurg 2008;111(12):977‐84. 

31. Lee GY,  Lee  JW,  Choi  SW,  et  al. MRI  Inter‐Reader  and  Intra‐Reader  Reliabilities  for  Assessing  Injury Morphology and Posterior Ligamentous Complex Integrity of the Spine According to the Thoracolumbar 

Injury Classification System and Severity Score. Korean J Radiol. 2015;16(4):889‐98 

32. van Middendorp  J, Patel A, Schuetz M,  Joaquim AF. The precision, accuracy and validity of detecting posterior  ligamentous  complex  injuries  of  the  thoracic  and  lumbar  spine:  a  critical  appraisal  of  the 

literature. Eur Spine J 2013; 22(3):461‐74.  

33. Oner  FC,  Ramos  LM,  Simmermacher  RK,  et  al.  Classification  of  thoracic  and  lumbar  spine  fractures: problems of reproducibility. A study of 53 patients using CT and MRI. Eur Spine J 2002;11(3):235‐45.  

34. Wood KB, Li W, Lebl DS, et al. Management of thoracolumbar spine fractures. Spine J 2014;14:145‐64. 

35. Hitchon PW, Torner JC, Haddad SF, et al. Management options  in thoracolumbar burst fractures. Surg Neurol 1998;49:619‐26. 

36. Dai LY,  Jiang SD, Wang XY, et al. A  review of the management of thoracolumbar burst  fractures. Surg 

Neurol 2007;67:221‐31. 37. Gnanenthiran SR, Adie S, Harris  IA. Nonoperative versus operative treatment  for thoracolumbar burst 

fractures without neurologic deficit: a meta‐analysis. Clin Orthop Relat Res 2012;470(2):567‐77. 

38. Bakhsheshian  J,  Dahdaleh  NS,  Fakurnejad  S,  Scheer  JK,  Smith  ZA.  Evidence‐based  management  of traumatic thoracolumbar burst fractures: a systematic review of nonoperative management. Neurosurg 

Focus 2014;37(1):E1 

39. Spiegl UJ, Josten C, Devitt BM et al. Incomplete burst fractures of the thoracolumbar spine: a review of literature. Eur Spine J 2017;26(12):3187‐98. 

40. Shen J, Xu L, Zhang B, et al. Risk factors for the failure of spinal burst fractures treated conservatively 

according to the Thoracolumbar Injury Classification and Severity Score (TLICS): A Retrospective Cohort Trial. PLoS One 2015;10(8):e0135735. 

41. Schnake  KJ,  Stavridis  SI,  Kandziora  F.  Five‐year  clinical  and  radiological  results  of  combined 

anteroposterior stabilization of thoracolumbar fractures. J Neurosurg Spine 2014;20:497‐504. 42. Pishnamaz M, Curfs I, Balosu S, Willems P, van Hemert W, Pape H, Kobbe P. Country‐specific treatment 

differences  of  thoracolumbar  spine  fractures:  results  of  an  internet‐based  multicenter  comparison 

between Germany and the Netherlands. Spine 2015;40(22):1746‐56. 

  General discussion 

125 

8 

43. Holewijn  R,  Stadhouder  A,  de  Kleuver  M.  Nieuwe  techniek  introduceren?  Weeg  eerst  de  risico’s. Medisch Contact (36), 6 sep 2018.  

44. Curfs,  I; Pishnamaz, M;  Laubach, M; Kobbe, P; Van Hemert, W; Willems, P. Multisegmental posterior 

only  versus  circumferential  stabilization  in  the  surgical  treatment  of  traumatic  thoracolumbar  spinal fractures: a comparison by surgeon equipoise. Submitted Spine, august 25th 2018.  

45. Stadhouder A, Oner FC, Wilson KW, Vaccaro AR, Williamson OD, Verbout AJ, Verhaar JA, de Klerk LW, 

Buskens  E.  Surgeon  equipoise  as  an  inclusion  criterion  for  the  evaluation  of  nonoperative  versus operative treatment of thoracolumbar spinal injuries. Spine J 2008;8(6):975‐81.  

 

  

   

Chapter 8 

126 

 

 

127 

Chapter 9   

Valorisatie 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chapter 9 

128 

  Valorisatie 

129 

9 

Valorisatie 

Traumatische  thoracolumbale  wervelfracturen  komen  steeds  vaker  voor  in  onze 

maatschappij  en  worden  voornamelijk  gezien  bij  mannen  tussen  de  20‐40  jaar  als 

gevolg  van  verkeersongevallen.  Traumatische  wervelfracturen  hebben  potentieel 

ernstige  consequenties,  zoals  overlijden  in  ongeveer  5%  van  de  patiënten,  en 

ruggenmergletsel waarvan de incidentie wordt geschat op 22‐51%.  

Er  is  wereldwijd  grote  variatie  in  de  behandeling  van  traumatische  thoracolumbale 

wervelfracturen.  Er  is  weinig  high‐level  evidence  beschikbaar  over  wat  de  beste 

behandeling per  type  fractuur  is, en derhalve wordt de behandeling veelal gebaseerd 

op ‘expert opinion’ of traditioneel gebruikelijke manier van werken per kliniek.  

Mede  gezien  de  stijgende  incidentie,  oplopende  zorgkosten  en  de  ontwikkeling  van 

nieuwe  behandelmogelijkheden,  wordt  het  steeds  belangrijker  om  consensus  te 

bereiken  in  de  behandeling  van  traumatische  thoracolumbale  wervelfracturen.  Dit 

proefschrift  richt  zich  op  de  optimalisatie  van  behandeling  van  thoracolumbale 

wervelfracturen.  Het  onderzoek  is  vooral  van  belang  voor  patiënten,  medisch 

specialisten, en beleidsbepalers in de gezondheidszorg. 

 

Er  is  vooral  onenigheid  over  de  optimale  behandeling  van  burst  fracturen.  Dit  zijn 

breuken van de wervelkolom waarbij het wervellichaam is gebroken, maar de achterste 

pijler nog intact is, en dus in principe een stabiele fractuur betreft. Het merendeel van 

de  burst  fracturen  lijkt  conservatief  goed behandeld  te  kunnen worden.  Echter,  een 

deel  hiervan  kent  een  slecht  klinisch  resultaat,  gekenmerkt  door  een  lokale 

posttraumatische kyfose, waarvan bekend  is dat deze gepaard gaat met beperkingen 

en een grotere kans op chronische pijn.  

Vier onderzoeken in dit proefschrift zijn internationale, multicenter studies, uitgevoerd 

in een academisch ziekenhuis in Duitsland, een academisch ziekenhuis in Nederland en 

een top klinisch perifeer ziekenhuis in Nederland. De beschreven studies geven inzicht 

in  de  internationale  verschillen  die  er  bestaan  qua  behandeling  van  thoracolumbale 

wervelfracturen.  Vooral  in  het  geval  van  de  bovengenoemde  burst  fracturen  lopen 

behandelingen zeer uiteen. In Duitsland wordt hierbij vrijwel altijd voor een operatieve 

behandeling gekozen, in tegenstelling tot in Nederland. De resultaten van dit onderzoek 

laten zien op welke manier verschillen in behandeling tot stand komen. Dit geeft inzicht 

in besluitvorming en kwaliteit van behandeling, maar vooral ook aanleiding tot meer en 

beter wetenschappelijk onderzoek met meer internationale samenwerking.  

 

Voor een uniforme behandeling is een geschikte classificatie om de fractuur te typeren 

onontbeerlijk.  Er  zijn de  laatste  jaren  vele  verschillende  classificaties ontwikkeld, die 

Chapter 9 

130 

allen voor‐ en nadelen hebben. In dit proefschrift hebben we gepoogd de classificaties 

te  beoordelen  op  betrouwbaarheid  (validiteit)  en  toepasbaarheid  in  de  praktijk. Het 

blijkt dat met name de klinische toepasbaarheid nog erg beperkt is, aangezien in meer 

dan de helft van de burst  fracturen het advies van de  classificatie  in de praktijk niet 

wordt  gevolgd.  Om  tot  een  beter  toepasbaar  classificatie  systeem  te  komen, 

presenteren we een aantal prognostische  factoren die van  invloed kunnen zijn op de 

uitkomst  van  de  fractuurbehandeling,  zoals  leeftijd,  lokalisatie  van  de  fractuur  en 

fractuurtype. Ook in de literatuur is er steeds meer aandacht voor patiënt‐ en fractuur‐ 

gerelateerde  factoren  die  invloed  hebben  op  de  uitkomst,  zoals  osteoporse, 

hoogteverlies  van  de  wervel,  comorbiditeit,  lokale  kyfose  en  beschadiging  van  de 

tussenwervelschijf. Bij het opstellen van een beter classificatie systeem voor klinische 

toepasbaarheid  is het belangrijk om deze zogenaamde  ‘modifiers’ te  incorporeren. De 

modifiers  zorgen  voor  een  meer  op  de  individuele  patiënt  gericht  beleid  voor 

behandeling,  oftewel  personalised  medicine,  met  een  uiteindelijk  beter  klinisch 

resultaat.  

 

Als we  in  staat  zijn  een  betere  behandelkeuze  te maken,  kunnen we  zinnigere  zorg 

leveren; dus niet opereren als het niet nodig is.  

Als eenmaal de  indicatie voor operatieve behandeling gesteld  is, kan gekozen worden 

voor verschillende operatietechnieken, waarvan niet bekend  is welke de beste  is voor 

een patiënt. Nieuwe chirurgische  technieken hebben gezorgd voor een evolutie  in de 

operatieve behandeling van thoracolumbale wervelfracturen. Echter, er bestaat tot op 

heden  vooral  een  theoretische  onderbouwing  in  de  keuze  voor  een  bepaalde 

operatieve behandeling, want  vergelijkende  klinische  studies  zijn amper beschikbaar. 

Overbehandeling  leidt  tot  onnodige  blootstelling  aan  risico’s  en  complicaties, maar 

zeker ook aan hogere  zorgkosten. Daarentegen kan onderbehandeling  leiden  tot een 

slechtere  uitkomst,  met  mogelijk  chronische  klachten,  beperkingen  en  arbeids‐

ongeschiktheid in een jonge, actieve populatie tot gevolg. 

In  dit  proefschrift  hebben  we  een  vergelijkende  studie  tussen  twee  operatieve 

behandelmogelijkheden  verricht.  Beide  behandeltechnieken worden  veelvuldig  in  de 

praktijk toegepast, waarbij de keuze van een behandeling vooral gebaseerd is op lokale 

cultuur.  In  Duitsland wordt  er  vaker  gekozen  voor  een meer  invasieve  behandeling 

waarbij  er  twee  operaties  plaatsvinden  om  de  fractuur  zowel  van  anterieur  als  van 

posterieur  te  stabiliseren.  In  Nederland wordt  vrijwel  uitsluitend  gekozen  voor  één 

ingreep  waarbij  de  fractuur  alleen  van  posterieur  benaderd  wordt.  Beide 

behandelingen hebben voor‐ en nadelen, maar de resultaten van het onderzoek  laten 

geen  duidelijke  verschillen  in  functionele  of  radiologische  uitkomsten  tussen  beide 

behandelingen  zien.  Op  klinisch  gebied  zijn  er  wel  verschillen,  waarbij  de  minder 

  Valorisatie 

131 

9 

invasieve methode gepaard gaat met een kortere operatie tijd en kortere opname duur 

met  dus  ook  minder  kosten,  terwijl  bij  de  meer  invasieve  behandeling  er  minder 

segmenten  geïmmobiliseerd  worden.  Deze  uitkomsten  kunnen  op  verschillende 

manieren vertaald worden naar de klinische praktijk. Echter, aangezien er  tot dusver 

geen klinische voordelen van de meer invasieve methode zijn aangetoond, zou met het 

oog op kortere opnameduur en economische belangen momenteel de voorkeur gaan 

naar de minder  invasieve behandeling. Voor mogelijke  voordelen  van de  invasievere 

methode op langere termijn, is aanvullend wetenschappelijk onderzoek nodig.  

 

De uitkomsten van de onderzoeken  in dit proefschrift geven een aanzet tot een meer 

patiëntgerichte  benadering  in  de  behandeling  van  traumatische  thoracolumbale 

wervelfracturen. Het inzicht in de grote internationale verschillen in de behandeling van 

thoracolumbale  wervelfracturen,  zou  moeten  worden  gebruikt  voor  betere 

prospectieve studies. Als we onze kennis er ervaring  internationaal met elkaar delen, 

kunnen we  gezamenlijk  betere  behandelstrategieën  ontwikkelen. Hierdoor wordt  de 

kwaliteit  van  behandeling  en  klinische  uitkomsten  verbeterd,  en  kunnen  we  ook 

kosteneffectiever werken;  twee  termen die zeer essentieel zijn  in de huidige transitie 

van de zorg naar value based healthcare.  

Chapter 9 

132 

 

133 

Chapter 10   

Summary 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chapter 10 

134 

  Summary 

135 

10 

Summary  

With  the  increasing  incidence  of  traumatic  thoracolumbar  spine  fractures,  their 

substantial  impact on quality of  life, with emerging treatment options and techniques 

while  growing  healthcare  costs,  there  is  a  rationale  to  achieve  consensus  for 

optimization of treatment of these fractures.  

An accurate classification system  is key to a worldwide accepted treatment algorithm. 

Once  the  decision  for  operative  or  nonoperative  treatment  is  made,  the  type  or 

technique of  either  the non‐operative or operative  treatment  remains  an  issue.  The 

goal of treatment is to gain fracture healing, while maintaining alignment and function 

of  the  spinal  column.  As  traumatic  thoracolumbar  spinal  fractures  occur  most 

frequently in the young and active population, fast recovery and return to normal daily 

activities including work, is regarding major outcome measure to consider, especially in 

the light of cost‐effectiveness of treatment. 

In  case of non‐operative  treatment, pain  control,  support and  rapid mobilization are 

sought. In this perspective, the role of bracing is under discussion. Concerning operative 

treatment, many  techniques  of  surgery  are  available.  In  addition  to  functional  and 

radiological  outcome,  clinical  in‐hospital  parameters  such  as  length  of  hospital  stay, 

surgery times, blood  loss and  implant costs become more  important. New techniques 

aim  to  restore  stability  and alignment  in order  to  regain  function  as  fast  as possible 

while  reducing  complications  and negative  side effects. However,  as  spine  surgery  is 

constantly evolving and new opportunities arrive rapidly, there is limited time to gather 

evidence  for  the  efficacy,  safety  and  cost‐effectiveness  of  these  different  types  of 

surgical techniques. 

In  this  thesis  we  enroll  our  search  for  a  better  understanding  of  what  aspects  to 

consider when  choosing  the optimal  treatment of  thoracolumbar  fractures. Different 

aspects  associated  with  fracture management  are  addressed,  such  as  classification, 

radiographic modifiers, clinical usefulness, conservative  treatment, surgical  treatment 

and prognosis.  

Classification 

Despite  the  fact  that  there  are many  classifications  available,  until  now,  consensus 

about  treatment  of  thoracolumbar  fractures  has  not  been  reached.  In  chapter  2  a 

review of the literature was performed to assess the accuracy and clinical usefulness of 

the  AO,  TLICS  and  new  AOspine  classification.  In  terms  of  accuracy,  the  presented 

kappa values  indicate moderate  to  substantial agreement  for all  three classifications. 

Regarding the clinical usefulness, over 90% agreement between actual treatment and 

Chapter 10 

136 

classification  recommendation was  reported  for most  fractures. However,  it  appears 

that over 50% of the patients with a stable burst fracture (TLICS 2, AO‐A3/A4)  in daily 

practice are operated, so  in  these cases  treatment decision  is not primarily based on 

classification.  

An  intra‐ and  interobserver  study was performed  to evaluate  the validity of  the new 

AOspine classification,  the TLICS and  the Load sharing classification  (LSC)  (chapter 3). 

Plain  radiographs  and  computed  tomographic  scans  of  traumatic  thoracolumbar 

fractures were evaluated. By use of a questionnaire, fractures were classified according 

to  the  LSC,  the  TLICS,  and  the  AOSpine  classification.  Data  from  91  patients  were 

classified  twice  by  7  board‐certified  spine  surgeons.  The  intra‐observer  and 

interobserver reliability considering the LSC total score was noted as fair (k=0.26/0.22). 

Considering the resulting TLICS total score, a moderate  intra‐observer agreement (k = 

0.41)  was  noted,  whereas  the  interobserver  results  (k=0.23)  presented  only  fair 

reliability.  The  AOSpine  classification  showed  substantial  agreement 

(intra/interobserver reliability: k=0.71/0.61) considering the fracture type (A;B;C). So, it 

seems that the reliability of the AOSpine fracture classification is superior to the TLICS 

and the LSC.  

In addition  to  the AO  spine classification,  recently  the Thoracolumbar AOspine  Injury 

score was validated. This score seems promising for use in clinical practice, because of 

inclusion of patient specific modifiers. These modifiers are important, as there are more 

parameters besides fracture type, that have been proven to influence outcome. 

In  chapter  4 we present  the  results of  a  retrospective  analysis  in which we  tried  to 

identify  risk  factors  associated  with  posttraumatic  kyphosis  after  a  thoracolumbar 

fracture. There  is a trend of  increased risk of progression of kyphosis  in age >50 years 

and  fractures  localized  at  Th12 or  L1,  although  results were  not  significant. A3  type 

fractures are significantly more at risk for posttraumatic kyphosis compared to A1 and 

A2 type fractures.  

Treatment 

Treatment differences  are not  solely  fracture or patient  related, but  also depend on 

surgeon  and  national  or  cultural  preferences.  In  chapter  5  CT‐scans  of  traumatic 

thoracolumbar  fractures were evaluated  in a  two‐nation study by German and Dutch 

spine  surgeons.  Fractures  were  classified  according  to  the  AO‐Magerl  classification, 

followed by six questions concerning the treatment algorithm. No significant difference 

concerning  the  AO  Classification  between  German  and  Dutch  spine  surgeons  was 

found. However, for some fracture types German spine surgeons had a lower threshold 

concerning the  indication for surgical treatment (Ger 87% vs. NL 30%; p< 0.05). There 

  Summary 

137 

10 

was  consensus about operative  stabilization of AO Type B and C  injuries and  injuries 

with neurologic deficit, whereas a discrepancy in the therapeutic algorithm for AO Type 

A  fractures  was  observed.  This  difference  was  most  pronounced  regarding  the 

indication for posterior (Ger 96.6%; NL 41.2%; p< 0.05) and circumferential stabilization 

(Ger 53.4%; NL 0%; p< 0.05) for type A3 and A4 burst fractures.  

 

If  conservative  treatment  is  chosen,  a  patient  can  be  treated with  a  spinal  orthosis. 

Despite  the  widespread  use  of  spinal  orthoses,  evidence  of  their  efficacy  is 

contradictory and  there  is  little  literature  comparing different  types of orthoses with 

regard  to objective measurements of  the  immobilization effect on the thoracolumbar 

spine.  In chapter 6  four different spinal orthoses were evaluated on  their movement 

reduction and comfort compared to normal spinal motion. Ten healthy volunteers were 

asked  to perform several  function  tasks subsequently without and with  four different 

types of orthosis. Inertia based motion analysis (IMA) was used for objective movement 

measurements. All orthoses  influenced spinal movement during several daily  tasks as 

was shown by  IMA. The most rigid orthoses provided the most movement restriction, 

but simultaneously scored worse  in comfort. The choice for a certain brace should be 

based  on  individual  patient  characteristics,  diagnosis,  and  aim  of  the  treatment, 

because of the experienced differences in immobilization and comfort. 

 

If  surgical  treatment  is  chosen, many  different  techniques  can  be  used.  There  is  no 

consensus on how to surgically treat thoracolumbar fractures best. Chapter 7 presents 

the  results  of  a multicentre  analysis  of  patients  who  were  surgically  treated  for  a 

traumatic  thoracolumbar  fracture  in  the  University  Hospital  Aachen  (Germany), 

Maastricht  University  Medical  Centre  or  Zuyderland  Medical  Center  Heerlen 

(Netherlands). The functional, radiological and clinical outcome of posterior only versus 

circumferential stabilization was compared. Fifty‐six patients were included for analysis 

(27  posterior  only,  29  circumferential).  This  study  showed  similar  radiological  and 

functional  outcome  between  posterior  only  and  circumferential  stabilization  at 

endpoint  follow up. Circumferential  stabilization was  accompanied by  longer  surgery 

times (264 vs 110minutes, p<0.01) and longer length of hospital stay (16.9 days vs 9.3 

days,  p<0.01) On  average,  slightly  less  segments were  fixed  (3.0  vs  3.6,  p<0.01)  by 

circumferential stabilization. Further studies are necessary to investigate the long term 

outcome of patients treated by these techniques. 

Chapter 10 

138 

Conclusion 

Worldwide, spine surgeons aim  to  improve classifications  in  the search  for consensus 

and  optimization  of  treatment  for  traumatic  thoracolumbar  fractures.  It  seems  that 

current  classifications  have  acceptable  inter‐  and  intra‐observer  reliability,  but  their 

clinical applicability remains poor.  It  is not possible to solely  lean on a classification  in 

treatment  decision making,  as  the  prognostic  value  of  classifications  is  still  limited, 

especially  in  the  grey  area  of  burst  fractures. With  the  addition  of  patient  specific 

modifiers,  the  Thoracolumbar AOspine  Injury  Score  acknowledges  that other patient 

and fracture related parameters are important in the search for a worldwide applicable 

and accepted classification and treatment algorithm for thoracolumbar spine fractures. 

However,  it  is difficult to  include all these factors  in a point allocation system. So, we 

may have to  look more for  individual phenotypes of the patient and the fracture. This 

comes  closer  to personalized medicine, often defined as  ‘the  right  treatment  for  the 

right person at the right time’.  

In  case  of  operative  treatment,  there  are  various  ways  to  stabilize  fractures,  and 

current  evidence  shows  not  one  superior  technique.  Care  should  be  taken with  the 

massive  introduction  of  novel  techniques without  firm  evidence  on  their  safety  and 

efficacy. As there are large nation differences in daily practice, connecting and learning 

from each other results in the possibility to optimize treatment. We should use this for 

better  prospective  studies  and  registries.  Collaboration  will  lead  to  better  future 

research projects, which eventually  should help  to achieve  consensus  in  the decision 

making for treatment of traumatic thoracolumbar fractures. 

139 

Chapter 11   

Nederlandse samenvatting 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chapter 11 

140 

  Nederlandse samenvatting 

141 

11 

Nederlandse samenvatting 

Traumatische wervelfracturen komen  steeds vaker voor en kunnen een grote  impact 

hebben  op  kwaliteit  van  leven. Mede  gezien  de  stijgende  zorgkosten  en  de  snelle 

ontwikkelingen van nieuwe behandelmogelijkheden, wordt het steeds belangrijker om 

consensus te bereiken en de behandeling te optimaliseren. Classificatie van de fractuur 

heeft een belangrijke  rol  in de behandelkeuze. Een betrouwbaar classificatie systeem 

lijkt  dan  ook  de  sleutel  naar  een  wereldwijd  geaccepteerd  behandelalgoritme  voor 

traumatische wervelfracturen. 

Nadat  er  een  keuze  is  gemaakt  voor  conservatieve  danwel  operatieve  behandeling, 

blijft de keuze van techniek en type behandeling zowel conservatief als operatieve een 

issue.  Het  doel  van  de  behandeling  is  fractuurgenezing, met  behoudt  van  vorm  en 

functie  van  de wervelkolom.  Aangezien  fracturen  vooral  voorkomen  in  de  jonge  en 

actieve  bevolking,  is  snel  herstel  en  terugkeer  naar  normale  dagelijkse  activiteiten, 

inclusief  werk,  ook  belangrijk  met  het  oog  op  kosten‐effectiviteit.  In  termen  van 

conservatieve behandeling wordt er gezocht naar pijnbeheersing en snelle mobilisatie. 

In dit perspectief komt de rol van brace behandeling ter sprake.  

Ten aanzien van de operatieve behandeling zijn er veel opties beschikbaar. Naast het 

functioneel  en  radiologisch  resultaat,  worden  klinische  uitkomstparameters  zoals 

opnameduur in het ziekenhuis, operatietijden, bloedverlies en implantaatkosten steeds 

belangrijker.  Met  de  ontwikkeling  van  nieuwe  technieken  probeert  men  de 

complicaties  en  negatieve  bijwerkingen  te  verminderen  en  de  resultaten  te 

optimaliseren.  De  evolutie  van  nieuwe  technieken  gaat  echter  zo  snel,  dat 

wetenschappelijk  onderzoek  naar  de  effectiviteit  en  vergelijking  van  verschillende 

soorten chirurgische technieken beperkt is.  

 

In dit proefschrift hebben we wetenschappelijk onderzoek uitgezet, met als doel om tot 

een  optimale  behandelkeuze  van  thoracolumbale  wervelfracturen  te  komen. 

Verschillende  aspecten  komen  aan  bod,  zoals  betrouwbaarheid  en  klinische 

toepasbaarheid  van  classificatie  systemen,  conservatieve  behandeling,  operatieve 

behandeling en prognose.  

Classificatie 

Ondanks het feit dat er veel classificatie systemen beschikbaar zijn,  is er tot op heden 

nog  altijd  geen  consensus  bereikt  over  de  behandeling  van  thoracolumbale 

wervelfracturen.  In hoofdstuk 2  is een overzicht van de  literatuur beschreven om de 

nauwkeurigheid en klinische toepasbaarheid van de AO, TLICS en de nieuwe AOspine‐

Chapter 11 

142 

classificatie te beoordelen. Met betrekking tot de nauwkeurigheid, kan gesteld worden 

dat voor alle drie de classificaties de kappa‐waarden redelijk tot  ‘voldoende tot goed’ 

(kappa  0.4‐0.8)  zijn.  Ten  aanzien  van  de  klinische  toepasbaarheid,  blijkt  dat  voor  de 

meeste  fracturen een overeenkomst van >90% tussen de  feitelijke behandeling en de 

classificatie wordt bereikt. Echter, in het geval van de stabiele burst fractuur (TLICS 2 en 

AO‐A3/4), wordt slechts in 50% van de patiënten het advies van de classificatie gevolgd. 

In  deze  gevallen  is  de  keuze  voor  een  behandeling  dus  niet  alleen  gebaseerd  op 

classificatie, maar spelen ook andere factoren een rol.  

We hebben zelf ook een inter‐ en intraobserver studie verricht om de betrouwbaarheid 

van  de  AOspine  classificatie,  de  TLICS  en  de  Load  Sharing  Classification  (LSC)  te 

evalueren  (hoofdstuk  3).  Hiervoor  zijn  röntgenfoto's  en  CT  scans  van  traumatische 

thoracolumbale  fracturen  van  91  patiënten  tweemaal  geclassificeerd  door 

7 gecertificeerde  wervelkolom  chirurgen.  Intra‐  en  interobserver  betrouwbaarheid 

werd bepaald door de Cohen κ (kappawaarde). De betrouwbaarheid van de LSC werd 

als  redelijk beoordeeld  (intra‐ en  interobserver betrouwbaarheid: kappa = 0.26/0.22). 

Voor  de  TLICS  score,  werd  een  voldoende‐tot‐goed  intra‐observer  (kappa  =  0.41) 

overeenkomst genoteerd, terwijl de resultaten van de interobserver (kappa = 0.23) een 

redelijke  betrouwbaarheid  opleverden.  De  AOspine‐classificatie  toonde  een 

aanzienlijke  mate  van  overeenstemming  (intra‐  en  interobserver  betrouwbaarheid: 

kappa  =  0.71/0.61).  Op  basis  van  deze  resultaten  lijkt  de  betrouwbaarheid  van  de 

AOspine fractuur classificatie superieur aan de TLICS en de LSC, er derhalve wordt het 

gebruik van deze classificatie in de klinische praktijk geadviseerd.  

In navolging op de AOspine classificatie, is recent ook de Thoracolumbar AOspine Injury 

score  gevalideerd. Deze  score  lijkt  veelbelovend  voor  gebruik  in de  klinische praktijk 

vanwege  de  opname  van  patiënt‐specifieke  parameters,  die  naast  de  fractuur‐

classificatie ook van invloed (kunnen) zijn op de behandelkeuze. Die invloed van andere 

parameters hebben we aangetoond in een retrospectief onderzoek naar de invloed van 

risicofactoren  de  uitkomst  van  fracturen,  waarbij  er  met  name  gekeken  is  naar 

posttraumatische  kyfose  (hoofdstuk  4).  Het  is  bekend  dat  posttraumatische  kyfose 

geassocieerd is met chronische pijn. Er lijkt een verhoogd risico te zijn op progressie van 

kyfose  in de  leeftijd >50  jaar en  fracturen  gelokaliseerd op Th12 of  L1, hoewel deze 

verschillen  niet  significant  waren.  Burst  fracturen  lopen  significant  meer  risico  op 

posttraumatische kyfose vergeleken met A1 en A2 compressiefracturen.  

Behandeling 

Behandelverschillen  zijn  niet  alleen  fractuur‐  of  patiënt  gerelateerd,  maar  zijn  ook 

afhankelijk van de voorkeuren van chirurg en lokale gebruiken. We hebben een aantal 

  Nederlandse samenvatting 

143 

11 

studies  verricht  samen met onze  collegae uit Duitsland. Hoofdstuk 5 presenteert de 

resultaten van een  internationale web‐based‐multicenter  studie waarbij CT‐scans van 

traumatische  thoracolumbale  fracturen  werden  geëvalueerd  door  Duitse  en 

Nederlandse wervelkolomchirurgen. Middels vragenlijsten werden behandelstrategieën 

van  thoracolumbale  fracturen  beoordeeld  en  vergeleken.  Fracturen  werden 

geclassificeerd  volgens  de  AO‐Magerl‐classificatie,  gevolgd  door  zes  vragen  met 

betrekking tot het behandelalgoritme. Twaalf chirurgen (zes per  land) evalueerden elk 

91  casussen.  Er  werd  geen  significant  verschil  tussen  Duitse  en  Nederlandse 

wervelkolomchirurgen gevonden met betrekking tot de AO‐classificatie.  

Over  het  algemeen  hadden  Duitse  wervelkolomchirurgen  een  lagere  drempel  voor 

chirurgische behandeling (D 87% vs. NL 30%; p<0,05). Er was consensus over operatieve 

stabilisatie van AO Type B en C  letsels en fracturen met neurologisch uitval, terwijl er 

een  discrepantie  in  het  therapeutisch  algoritme  voor  AO  Type  A  fracturen  werd 

waargenomen. Dit verschil was het meest uitgesproken wat betreft de  indicatie voor 

posterior (D 96,6%; NL 41,2%; p<0,05) en circumferentiële stabilisatie (D 53,4%; NL 0%; 

p<0,05) voor burst‐fracturen.  

 

Indien  er  gekozen  wordt  voor  een  conservatieve  behandeling,  kan  de  patiënt 

behandeld worden met een brace. Ondanks dat spinale braces veel gebruikt worden, is 

er  tegengesteld  bewijs  over  de  effectiviteit  en  is  er  beperkte  literatuur  waarin 

objectieve metingen van het immobilisatie‐effect op de wervelkolom worden gemeten. 

In hoofdstuk 6 presenteren we de resultaten van een studie waarin vier verschillende 

braces  werden  beoordeeld  op  bewegingsbeperking  en  comfort  in  vergelijking  met 

normale  beweeglijkheid  van  de  wervelkolom.  Tien  gezonde  vrijwilligers  voerden 

verschillende  alledaagse  taken  uit  zonder  én  met  vier  verschillende  braces.  Inertia 

based motion  analysis  (IMA) werd  gebruikt  voor objectieve bewegingsmetingen. Het 

bleek dat alle braces  invloed hebben op de beweging van de wervelkolom. De meest 

stijve  orthesen  leverden  de  meeste  bewegingsbeperking  op,  maar  scoorden 

tegelijkertijd  slechter  in  comfort.  De  keuze  voor  een  bepaalde  brace  zou  derhalve 

gebaseerd moeten worden op de individuele kenmerken en diagnose van de patiënt. 

 

In  het  geval  van  een  chirurgische  behandeling  zijn  er  veel  verschillende  typen  en 

technieken beschikbaar. Er is geen consensus over welke operatieve techniek het beste 

is.  In  hoofdstuk  7  presenteren  we  de  resultaten  van  een  multicenter  analyse  van 

patiënten  die  chirurgisch werden  behandeld  voor  een  traumatische  thoracolumbale 

fractuur  in  het  Universitair  Ziekenhuis  Aken  (Duitsland),  het  Universitair  Medisch 

Centrum  Maastricht  of  Zuyderland  Heerlen  (Nederland).  De  functionele  (Oswestry 

Disability  Index en VAS‐pijn), radiologische en klinische uitkomsten tussen posterieure 

Chapter 11 

144 

en  circumferentiële  stabilisatie  zijn  vergeleken.  Zesenvijftig  patiënten  werden 

opgenomen voor analyse (27 posterieur, 29 circumferent). Radiologische en functionele 

uitkomsten vertoonden geen significante verschillen. Circumferentiële stabilisatie ging 

gepaard met  langere  operatietijden  (264  vs.  110 minuten,  p<0.01)  en  een  langere 

opnameduur (16.9 vs. 9.3 dagen, p<0.01), maar gemiddeld werden minder segmenten 

gefixeerd (3.0 vs. 3.6, p<0.01). Verdere studies zijn nodig om de langetermijn resultaten 

te onderzoeken.  

Conclusie & discussie 

Naar  aanleiding  van  dit  proefschrift  kunnen  we  stellen  dat  er  wereldwijd  door 

wervelkolomchirurgen wordt gestreefd naar het verbeteren van de classificaties  in de 

zoektocht  naar  consensus  in  de  behandeling  van  traumatische  thoracolumbale 

fracturen. Het  lijkt erop dat huidige  classificaties een aanvaardbare betrouwbaarheid 

hebben,  maar  hun  klinische  toepasbaarheid  blijft  matig.  Het  is  niet  mogelijk  om 

uitsluitend  te  leunen  op  classificaties  bij  de  besluitvorming  over  de  behandeling, 

aangezien  de  prognostische  waarde  van  classificaties  nog  steeds  beperkt  is, 

voornamelijk  in het grijze gebied van burst fracturen. Met de toevoeging van patiënt‐

specifieke‐modifiers  erkent  de  Thoracolumbar  AOspine  Injury  Score  dat  andere 

parameters  gerelateerd  aan  de  patiënt  en  de  fractuur  belangrijk  zijn.  Het  is  echter 

moeilijk  om  al  deze  factoren  in  een  punttoewijzingssysteem  op  te  nemen. Wellicht 

moeten we meer op zoek naar  individuele fenotypes, waarbij we steeds dichter  in de 

buurt  komen  van  gepersonaliseerde  geneeskunde,  vaak  gedefinieerd  als  'de  juiste 

behandeling voor de juiste persoon op het juiste moment'.  

In het geval van een operatieve behandeling zijn er verschillende manieren om breuken 

te stabiliseren, en het huidige bewijs toont niet één superieure techniek. Gedurende de 

laatste  decennia  evolueert  de  wervelkolomchirurgie  snel.  Ook  bij  spinale  trauma's 

hebben  nieuwe  inzichten  geleid  tot  de  ontwikkeling  van  nieuwe  behandelings‐

mogelijkheden. Men  moet  voorzichtig  zijn  met  de  massale  introductie  van  nieuwe 

technieken  zonder  stevig  bewijs  van  hun  veiligheid  en  werkzaamheid.  We  kunnen 

echter  aanvullende  onderzoekstechnieken  gebruiken  om meer  bewijs  te  verkrijgen. 

Omdat  er  in  de  dagelijkse  praktijk  grote  nationale  verschillen  zijn,  zouden we meer 

gebruik moeten maken van de mogelijkheid om  te verbinden en  te  leren van elkaar. 

Samenwerking zal  leiden tot betere toekomstige onderzoeksprojecten, die uiteindelijk 

moeten  leiden  tot  consensus  in  de  behandeling  van  traumatische  thoracolumbale 

fracturen.  

145 

Chapter 12   

Dankwoord 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chapter 12 

146 

  Dankwoord 

147 

12 

Dankwoord 

Nu het einde van dit proefschrift in zicht komt, wordt het tijd om in dit dankwoord mijn 

waardering uit  te  spreken  voor  collega’s,  vrienden,  familie  en  anderen die  geholpen 

hebben bij de totstandkoming van mijn boekje.  

 

Allereerst wil  ik mijn  promotieteam  bedanken.  Lodewijk  van  Rhijn,  een  aantal  jaren 

geleden kwam ik met ideeën over een PhD‐traject bij jou terecht. Lange tijd hebben we 

beiden  waarschijnlijk  twijfel  gehad  of  dit  proefschrift  echt  afgerond  zou  worden, 

aangezien het aanvankelijk maar moeizaam op gang kwam. Ik wil je bedanken voor het 

vertrouwen en alle steun op wetenschappelijk, maar zeker ook op menselijk vlak.  

Paul Willems,  co‐promotor  en begeleider  tijdens mijn  fellowship wervelkolom  in het 

MUMC:  jij hebt de connectie gelegd met onze collegae uit Aken. Dank voor  je  input, 

vertrouwen en alle feedback. Ik heb veel van je geleerd en hoop dat we in de toekomst 

nog veel zullen samenwerken.  

Wouter van Hemert, toen  ik tien  jaar geleden als keuze‐co‐assistent bij de orthopedie 

in het Atrium MC in Heerlen kwam, was jij orthopedisch chirurg in opleiding. Ik heb in 

die periode een zeer gedreven en enthousiaste dokter aan het werk gezien. Iets dat mij 

enorm getriggerd heeft om ook deze richting uit te gaan. Via jou heb ik kennis gemaakt 

met  de  wervelkolomchirurgie  en  samen  hebben  we  de  basis  gelegd  voor  wat 

uiteindelijk  mijn  proefschrift  is  geworden.  Ik  wil  je  enorm  bedanken  voor  je 

onvoorwaardelijk vertrouwen  in mij als mens en dokter en ben erg blij dat we directe 

collega’s zullen blijven.  

 

Naast mijn promotieteam  zijn  er nog  veel  andere mensen betrokken  geweest bij de 

wetenschappelijke output van dit proefschrift. Miguel Pishnamaz en Philip Kobbe, het 

was zeer prettig om met  jullie samen  te werken. Martijn Schotanus, Matthijs van der 

Linde,  Bernd  Grimm,  Willemijn  van  Rooij,  Rachel  Senden,  Stephan  Balosu,  Markus 

Laubach,  Hans  Pape, Marion  Heymans  en  Rob  de  Bie:  dank  voor  jullie  hulp  bij  de 

totstandkoming van de publicaties in dit proefschrift.  

 

Leescommissie, bedankt voor jullie inzet bij de beoordeling van dit proefschrift.  

 

Ook op persoonlijk vlak heb ik steun gevonden bij een heel aantal mensen. Te beginnen 

bij Lieke Amkreutz, Paulien Cornelissen en Rélana Nowacki. We zijn samen gestart aan 

de studie Geneeskunde en hebben zes  jaar  later samen de eed afgelegd. Ondanks dat 

we  daarna  alle  vier  een  heel  andere  richting  hebben  gekozen,  zien  we  elkaar  nog 

regelmatig. Wat ben ik blij dat ik jullie heb leren kennen!  

Chapter 12 

148 

Sandra Prinsen, Tim Boymans,  Loek Verlaan en Mark Hulsbosch,  tijdens de opleiding 

orthopedie heb ik met jullie het meest intensief samengewerkt. Een tijd die ik als heel 

prettig heb ervaren en een periode waar de basis voor dit proefschrift werd gelegd.  

 

De orthopedisch chirurgen uit het MUMC wil  ik bedanken voor de begeleiding tijdens 

mijn opleidingsperiode. Een persoonlijke noot  voor Mark  van den Boogaart,  voor de 

leuke én  leerzame  tijd  tijdens mijn  fellowship, en Adhiambo Witlox, voor de gezellige 

sporturen buiten ons werk.  

 

De wervelkolomchirurgie  is een zeer multidisciplinair onderdeel van de geneeskunde, 

waarin  ik  veel  samenwerk  met  de  neurologen  en  neurochirurgen.  Een  persoonlijk 

dankwoord aan Henk van Santbrink, Kim Rijkers, Mariel Ter Laak en Toon Boselie, voor 

de intensieve en prettige samenwerking in de afgelopen jaren.  

 

Beste  collega’s orthopedie Zuyderland,  ik ben blij dat  ik  sinds 1  januari officieel deel 

uitmaak  van  de  vakgroep.  Ik  hoop  dat  we  komende  jaren  de  orthopedie  in  het 

Zuyderland MC verder op de kaart gaan zetten. Ide Heyligers, huidige collega, opleider 

tijdens mijn  opleiding  en  voorzitter  van  de  leescommissie,  dank  voor  al  je  inzet  en 

begeleiding de afgelopen jaren. 

 

Dan mijn paranimfen, die me tijdens de openbare verdediging bij zullen staan.  

Steffie Klemann, we hebben een groot deel van onze opleiding tot orthopedisch chirurg 

samen gedeeld en altijd was er een hele fijne samenwerking. Daarnaast zijn we al een 

tijdje collega’s in het Zuyderland, inmiddels beiden met een vaste aanstelling. Wat ben 

ik  daar  blij  om.  Ik  hoop  dat  we  de  komende  jaren  op  dezelfde  manier  mogen 

samenwerken.  

Anne, dank  voor  je  input bij de  totstandkoming  van dit proefschrift.  Je hebt me  erg 

bijgestaan  in  het wetenschappelijk  Engels  en  vele  hoofdstukken  van  dit  proefschrift 

gelezen. Maar  ik doe  je  te kort als  ik alleen  je hulp bij dit proefschrift noem, want  je 

bent een fantastisch mens! Ik vind het dan ook heel leuk dat je op deze dag naast me 

zult staan als paranimf. 

 

Vrienden en familie mogen absoluut niet ontbreken in dit dankwoord. Ondanks dat het 

voor hen af en  toe on(be)grijpbaar  is wat  ‘dokter  zijn’ en  ‘een proefschrift  schrijven’ 

inhoudt, staan ze altijd naast me als ik ze nodig heb.  

  Dankwoord 

149 

12 

Beste  pap  en mam, wat  ben  ik  jullie  dankbaar.  Jullie  hebben mij  (en  Lars  en  Ties) 

geleerd om te  investeren  in en te werken voor  iets dat  je graag wilt bereiken. Zonder 

die  input  had  ik  hier  waarschijnlijk  vandaag  niet  gestaan.  Ik  ben  er  trots  op  jullie 

dochter te zijn.  

Lars  en  Ties,  lieve  broers,  dank  voor  alles.  Ieder  doet waar  hij  goed  in  is,  haalt  het 

maximale  eruit,  en  het  feit  dat  jullie  dat  doen,  geeft mij  ook  de  steun  die  nodig  is 

geweest om dit te bereiken.  Ik ben trots op  ieder van ons. Ties, bedankt voor  je  fijne 

broer‐zus gesprekken, je kritische blik op mijn stellingen en andere hoofdstukken.  

 

Lieve Daan,  ik besef me maar al te goed dat het niet altijd gemakkelijk  is geweest om 

ons gezin, sport, werk, vrije tijd en promotie onderzoek goed te combineren. We zijn op 

sommige vlakken erg verschillend, maar graag spreek  ik hier op papier nogmaals mijn 

waardering  voor  jou  uit.  Zonder  jouw  steun  was  dit  veel  moeilijker  geweest.  We 

hebben samen twee prachtige kinderen, Evi en Sten: de belangrijkste mensen  in mijn 

leven. Ik heb veel ambities op werkgebied, maar mijn grootste doel is met mensen die 

ik lief heb gelukkig te zijn. Ik hou van jullie! 

 

 

Chapter 12 

150 

 

151 

Chapter 13  

 

  

Curriculum vitae 

List of publications and presentations 

 

  

 

 

 

 

Chapter 13 

152 

 

  Curriculum vitae 

153 

13 

Curriculum vitae 

Inez Curfs werd geboren op 8 juni 1985 te Heerlen. Ze groeide op als middelste kind in 

een sportief gezin met twee broers. Na de basisschool ging ze naar het gymnasium op 

het Grotius College  te Heerlen. Daar haalde  ze  in 2003 haar diploma.  Sport had een 

belangrijke plaats in haar leven; tot aan haar studie was ze 6 dagen per week bezig met 

sport  (atletiek  en  voetbal).  Ze  heeft  korte  tijd  zelfs  gevoetbald  in  nationale 

jeugdselecties,  tot blessureleed een einde maakte aan haar ambities op  sportgebied. 

Hierdoor  kwam  ze wel  in  aanraking met  een  nieuwe  interesse:  orthopedie.  In  2003 

startte ze met de opleiding Geneeskunde aan de Universiteit Maastricht. Keuze coschap 

en  semi‐arts  stage  werden  doorlopen  bij  de  orthopedie  in  het  toenmalig  Atrium 

Medisch Centrum, waar de  interesse voor dit vakgebied alleen maar toenam.  In 2009 

studeerde  ze  af  en  begon  als  ANIOS  orthopedie  in  het  Atrium Medisch  Centrum  te 

Heerlen,  waarna  ze  op  1  januari  2010  mocht  beginnen  aan  de  opleiding  tot 

orthopedisch chirurg.  

De opleiding orthopedie heeft ze gevolgd  in ROGO Zuid:  in het Maastricht Universitair 

Medisch centrum (MUMC), Atrium Medisch Centrum Heerlen en Orbis Sittard‐Geleen. 

Tijdens de opleiding  tot orthopedisch chirurg werd haar aandacht getriggerd door de 

wervelkolompathologie. Wetenschappelijk  onderzoek werd  gestart, de  basis  voor  dit 

proefschrift.  In mei 2016 voltooide ze de opleiding  tot orthopedisch chirurg. Ze heeft 

zich nadien op medisch  inhoudelijk gebied verder ontwikkeld middels een  fellowship 

wervelkolomchirurgie  in het Maastricht Universitair Medisch Centrum en  als  chef de 

clinique  in  het  Zuyderland MC.  Gedurende  deze  periode werd  ook  de  laatste  hand 

gelegd  aan  de  inhoud  van  dit  proefschrift.  Daarnaast  volgt  ze  momenteel  een 

managementopleiding  om  zich  ook  op  organisatorisch  gebied  te  ontwikkelen.  Per  1 

januari  2019  is  ze  toegetreden  tot  de  vakgroep  orthopedie  Zuyderland  Medisch 

Centrum.  Hier  zal  ze  haar  carrière  als  orthopedisch  chirurg met  aandachtsgebieden 

wervelkolom, sport en traumatologie voortzetten.  

In 2007 leerde ze Daniëlle kennen, waar ze in 2011 mee is getrouwd. Samen hebben ze 

twee kinderen: Evi (6 jaar) en Sten (5 jaar). 

 

Chapter 13 

154 

List of publications and presentations 

155 

List of publications and presentations 

Publications 

Two  Nation  Comparison  of  Classification  and  Treatment  of  Subaxial  Cervical  Spine 

Fractures: An  Internet‐Based Multicentre study Among Spine Surgeons. M Pishnamaz, 

I. Curfs,  D.  Uhing,  C.  Herren,  H.  Van  Santbrink,  C. Mueller, M.  Scholz,  P.  Lichte,  K. 

Rijkers,  T.  Boselie,  F. Hildebrand,  P. Willems,  P.  Kobbe. World Neurosurg.  2019;123: 

e125‐e132. 

 

Reliability  and  Agreement  of  Different  Spine  Fracture  Classification  Systems:  An 

Independent  Intraobserver and  Interobserver Study. M. Pishnamaz, S. Balosu, I. Curfs, 

D. Uhing, M. Laubach, C. Herren, C. Weber, F. Hildebrand, P. Willems, P. Kobbe. World 

Neurosurg. 2018;115:e695‐e702.  

 

Radiological  prediction  of  posttraumatic  kyphosis  after  thoracolumbar  fractures. 

I. Curfs, M. vd Linde, B. Grimm, P. Willems, W. van Hemert. Open Orthopaedic Journal, 

2016;10:135‐42. 

 

Evaluating  the  immobilization  effect  of  spinal  orthoses  using  sensor  based  motion 

analysis.  I.  Curfs, W.  Van  Rooij,  R.  Senden,  B.  Grimm, W.  Van  Hemert.  Journal  of 

Prosthetics&Orthotics. 2016;28(1):23‐29. 

 

Two nation comparison of classification and treatment of thoracolumbar fractures: An 

internet‐based  multicenter  study  among  spine  surgeons.  M.  Pishnamaz,  I.  Curfs, 

S. Balosu, P. Willems, W van Hemert, C. Pape, P. Kobbe. Spine 2015;40(22):1749‐1756. 

 

Complications  in 223 cases of the Oxford Phase 3 Unicondylar Arthroplasty (UCA)  in a 

country hospital.  J. Bloemsaat‐Minekus,  I. Curfs, A.  Lisowski,  L.  Lisowski. Arthroscopy 

The Journal of Arthroscopic and Related Surgery. 2012;28 (9): e364. 

Chapter 13 

156 

Presentations 

EFORT Congress, may 2010 (poster) 

“Thoracolumbar fractures: radiological prediction of deterioration.  

I.Curfs, MD; M. van der Linde, MD; I.C. Heyligers, MD; B. Grimm, PhD ; W. van Hemert, 

MD; AHORSE Foundation, Atrium MC Heerlen”.  

 

EFORT Congress, may 2010 (poster) “Dynamic sway during gait and stair climbing as an outcome measure in orthopaedics; 

I.  Curfs,  S.  Prinsen,  K.  van  Tilburg,  R.  Senden,  I.C.  Heyligers,  B.  Grimm;  Atrium MC, 

department of orthopedics & AHORSE.  

NOF Congress, Aarhus, Denmark, may 2010 (oral) “Dynamic sway during chair raising test as an outcome measure in knee arthroplasty”; 

I.  Curfs,  S.  Prinsen,  K.  van  Tilburg,  R.  Senden,  I.C.  Heyligers,  B.  Grimm;  Atrium MC, 

department of orthopedics & AHORSE.  

Nederlands orthopedische vereniging, januari 2011 (oral) “Posttraumatisch kyfose na thoracolumbale fracturen: voorspellende factoren?” 

I.Curfs, MD; M. van der Linde, MD; I.C. Heyligers, MD; B. Grimm, PhD ; W. van Hemert, 

MD; AHORSE Foundation, Atrium MC Heerlen”.  

 

Eurospine, Berlin, October 5‐7th 2016 (oral) “Posterior only versus circumferential stabilization in thoracolumbar fractures.  

I. Curfs, M. Pishnamaz, P. Kobbe, W. Van Hemert, P. Willems.”  

Maastricht  University  Spine  Course,  June  2018  (faculty,  oral  presentation) 

“Trauma and tumor of thoracolumbar spine”.  

I. Curfs  

NASS Congress, Los Angeles, September 26th 2018 (oral) “Two  Nation  Comparison  of  Surgical  Treatment  of  Traumatic  Thoracolumbar  Spinal 

Fractures: Posterior only versus Circumferential Stabilization.  

I. Curfs, W. van Hemert, P. Kobbe, P. Willems.”  

 

COVER en boekenlegger proefschri� Inez Curfs.indd 1 17-4-2019 09:54:06COVER en boekenlegger proefschri� Inez Curfs.indd 2 17-4-2019 09:54:08

Inez curfs cover + boekenlegger 428x240 v0.indd Alle pagina's 29-4-2019 10:45:36