Die tiefe Hirnstimulation

Neurologie psychopraxis. neuropraxis https://doi.org/10.1007/s00739-020-00637-5 Marco Treven · Christof Brücke Universitätsklinik für Neurologie, Medizinische Universität Wien, Wien, Österreich © Der/die Autor(en) 2020 Die tiefe Hirnstimulation Eine Behandlungsoption für Patienten mit M. Parkinson Die tiefe Hirnstimulation Die tiefe Hirnstimulation (THS) wird seit Mitte des 20. Jahrhunderts als Therapie von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen untersucht. In der heutigen Form wurde die THS zur Behandlung des essenziellen Tremors und kurz später des M. Parkinson Ende der 1980er Jahre erstmalig angewandt. Seitdem hat sich das Verfahren durch viele, teilweise kontrollierte-randomisierte Studien als sinnvolle Therapieoption bei Patienten mit Bewegungsstörungen etabliert. Heute erfolgt die stereotaktische Implantation der Stimulationselektroden und des Stimulationsaggregats durch erfahrene Neurochirurgen auf Basis von hochauflösenden MRT-Bildern. Der erste Schritt der Operation ist die Fixierung eines stereotaktischen Rahmens am Kopf des Patienten und die Durchführung einer erneuten MRT-Bildgebung. Danach wird aus diesen und präoperativen MRT-Bildern das gewünschte Zielgebiet visualisiert und die Koordinaten des Zielpunkts berechnet. Mikroelektroden werden dann über den errechneten Trajekt durch ein Bohrloch zu dem Zielpunkt vorgeschoben und dabei die neuronale Aktivität gemessen. Diese Ableitung der Einzelzellaktivität und auch eine intraoperative Teststimulation dienen der Kontrolle und Bestätigung der korrekten Lage des Zielpunkts. Bei Patienten mit Klaustrophobie oder aus anderen Gründen (zum Beispiel schwere zervikale Dystonie) kann auf eine Wachphase während der Operation im Einzelfall verzichtet werden. Nach Implantation der Elektroden werden diese mit dem subkutanen Impulsgeber verbunden. In der Zeit nach der Implantation muss die richtige Stimulationseinstellung gefunden werden. Einerseits muss von den 4 oder 8 Stimulationskontakten je Elektrode derjenige mit der besten Wirkung und den geringsten Nebenwirkungen gefunden werden. Bei Patienten mit einem Parkinsonsyndrom erfolgt deshalb die Testung anfangs im medikamentösen OFF um die Wirksamkeit besser beurteilen zu können. Im weiteren Verlauf werden dann je nach Wirkung und Nebenwirkungen der Stimulation die weiteren Anpassungen vorgenommen. Es gibt dabei neben der Stromstärke oder Stromspannung auch die Parameter Impulsbreite und Stimulationsfrequenz. Neuere Stimulationselektroden mit gerichteten Elektroden erlauben die Formung des elektrischen Felds und damit eine weitere Option der Einstellung. Neben der Anpassung der Stimulation erfolgt eine Reduktion der Parkinson-Medikation. Im Durchschnitt benötigen Parkinson-Patienten postoperativ etwa die Hälfte der umgerechneten L-Dopa-Äquivalenzdosis. Durch die reduzierte Parkinson-Medikation kommt es zu einer Besserung von Medikamentennebenwirkungen. Das kann bei starken Nebenwirkungen (z. B. Impulskontrollstörungen bei Einnahme von Dopaminagonisten) auch eine Indikation zu einer THS im Zielpunkt Nucleus subthalamicus darstellen. Der Wirkmechanismus der tiefen Hirnstimulation Durch die Stimulation des Nucleus subthalamicus (STN) werden die motorischen Kardinalsymptome Tremor, Rigor, Bradykinesie und auch die Fluk- tuationen positiv beeinflusst. Andere Beschwerden können sich ebenfalls bessern, vor allem wenn diese durch L-Dopa sistieren (z. B. Freezing, Haltungsstörungen oder Dysarthrie). In Bezug auf die Kontrolle von Fluktuationen und die OffZeit-Reduktion ist die THS der rein medikamentösen Therapie überlegen. Die Besserung eines Symptoms durch Levodopa-Gabe hat den höchsten prädiktiven Wert für eine anhaltende postoperative Besserung unter effektiver THS im STN. Eine Ausnahme von dieser Regel bildet der Tremor, welcher auch bei unzureichender Besserung unter dopaminerger Medikation eine gute Suppression unter THS zeigen kann. Verlaufsuntersuchungen zeigen eine langfristig anhaltende Wirksamkeit der STN-Stimulation, auch wenn die Erkrankung selbst weiter progredient ist. Der genaue Wirkmechanismus der THS ist weiterhin nicht restlos geklärt. Initial wurde von einer läsionsähnlichen Wirkung im Bereich des elektrischen Feldes ausgegangen, die einem Depolarisationsblock der Neuronen entspricht, und insgesamt den hemmenden Effekt der Basalganglienschleife auf glutamaterge thalamokortikale Neurone reduziert. Durch Messung der lokalen Feldpotenziale (LFP) weiß man, dass bei Patienten mit M. Parkinson die oszillatorische, neuronale Aktivität im β-Frequenzbereich (ca. 15–30 Hz) eine pathologische Rolle zu spielen scheint. Diese β-Aktivität korreliert mit dem Ausmaß der Bradykinesie der Patienten, wird durch die L-Dopa-Therapie unterdrückt und scheint im Basalgangliennetzwerk eine „antikinetische“ Rolle zu haben. Bei gleichzeitiger Messung der lokalen Feldpotenziale aus dem Nucleus subthalamicus bei Anwendung der tiepsychopraxis. neuropraxis Neurologie fen Hirnstimulation zeigt sich ebenfalls eine Reduktion dieser pathologischen oszillatorischen Aktivität, während sie bei Pausierung der THS wieder auftritt. der THS könnte »durchDieeineWirkung Störung hypersynchroner Netzwerkaktivität zu erklären sein Es wird deshalb angenommen, dass die Wirkung der THS teilweise durch eine Störung pathologischer, synchroner Netzwerkaktivität zu erklären ist. Technische Weiterentwicklungen Während die THS in der momentanen Form bereits vor über 25 Jahren entwickelt wurde, hat es in der Zwischenzeit eine evolutionäre Weiterentwicklung der Geräte gegeben. Bei wiederaufladbaren Batterien der Impulsgeber, die transkutan aufgeladen werden können, sind regelmäßige Wechsel nicht mehr notwendig. Durch die Möglichkeit, benachbarte Kontakte der Stimulationselektrode mit unterschiedlicher Stimulationsamplitude anzusteuern, kann das elektrische Feld besser geformt und an die Bedürfnisse des Patienten angepasst werden. Eine weitere Möglichkeit das elektrische Feld zu formen bieten Elektroden, bei denen die Kontakte segmentiert sind und damit eine direktionale Stimulation erlauben. Dabei kann man bei Patienten, die Nebenwirkungen durch die Stimulation entwickeln durch eine Umstellung versuchen, diese zu vermeiden. Möglicherweise ist bei einer direktionalen Stimulation bereits bei niedrigeren Amplituden der gleiche positive Effekt zu erzielen und die Nutzung der Batterie geringer. Bisher übliche THS-Systeme geben über die Zeit starr immer die gleichen Stromimpulse ab. Dabei wird der momentane Zustand des Patienten nicht berücksichtigt. Die Bestrebungen gehen dahin, eine adaptive Stimulation zu entwickeln, die über Rückkopplungsschleifen („closed loops“) die Stimulation über die Zeit psychopraxis. neuropraxis flexibler machen (zum Beispiel bei schlechter Beweglichkeit automatisch höhere Stimulationsamplituden abgeben). Die Hoffnung ist, dass dadurch weniger Nebenwirkungen auftreten und weniger Energie verbraucht wird. Der erste Schritt sind Stimulatoren und Stimulationselektroden, die parallel zu (...truncated)