Die Neurochirurgie des Uniklinikums Erlangen bietet Hilfe bei einer Vielzahl von Erkrankungen, von Hirntumoren und Aneurysmen bis hin zu Epilepsie und Wirbelsäulenerkrankungen. Dieser Artikel beleuchtet die Fortschritte in der Behandlung von Epilepsie, den Einsatz von Robotern in der Hirnchirurgie und ethische Fragen im Zusammenhang mit Neuroprothesen.
Neurochirurgie: Eine Schnittstelle zum Gehirn
Die Neurochirurgie ist ein Gebiet, das sich ständig weiterentwickelt. Am Uniklinikum Erlangen werden innovative Techniken für die OP-Planung und -Umsetzung eingesetzt. Prof. Dr. Oliver Schnell, Direktor der Neurochirurgischen Klinik, betont, dass die Eingriffe gezielter und teilweise auch roboterunterstützt werden. Dies führt zu kürzeren Krankenhausaufenthalten und einer schnelleren Genesung der Patienten.
Wachoperationen und Interdisziplinarität
Ein wichtiger Aspekt der Neurochirurgie in Erlangen ist die Interdisziplinarität. Neurochirurgie, Neuroradiologie, Neurologie, Neuropathologie, Strahlentherapie, Onkologie und Kinderheilkunde arbeiten eng zusammen, um eine umfassende Versorgung der Patienten zu gewährleisten. Insbesondere bei Krebspatienten wird darauf geachtet, dass alle Behandlungen am selben Ort stattfinden.
Um zentrale Hirnfunktionen wie Sprache, Motorik und Gedächtnis zu schützen, werden in Erlangen Wachoperationen durchgeführt. Dabei bleibt der Patient während des Eingriffs bei Bewusstsein und kann verschiedene Tests ausführen. Auch Veränderungen der Schädelbasis werden immer häufiger endoskopisch statt offen operiert, was eine präzise Visualisierung des OP-Feldes ermöglicht.
Translationale Neurochirurgie
Prof. Schnell hat eine Professur für Translationale Neurochirurgie eingerichtet, um neue Forschungsergebnisse rasch in die Klinik zu bringen. Ziel ist es, Fragen wie die Beeinflussung des hirneigenen Immunsystems durch Tumoren, die Ursachen für das schlechte Ansprechen mancher Krebsarten auf Standardtherapien und die optimale Vorbereitung der Patienten auf chirurgische und medikamentöse Behandlungen zu beantworten.
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Die Erlanger Neurochirurgie steht auch für Notfälle rund um die Uhr bereit, sei es eine unfallbedingte Hirnblutung, ein Schlaganfall oder ein gefährlicher Aneurysmariss. Im Bereich der hirnversorgenden Gefäße arbeitet das Team eng mit dem Neuroradiologischen Institut zusammen.
Neuroonkologie: Hirntumoren verstehen und behandeln
Die Neuroonkologie befasst sich mit der Diagnostik und Behandlung von Hirn- und Rückenmarkstumoren. Prof. Schnell betont, dass es wichtig ist, Tumoren genau zu klassifizieren, um eine erfolgreiche Therapie zu gewährleisten. Am Uniklinikum Erlangen werden Tumoren im Gehirn, an der Hirnanhangdrüse und am Schädelknochen operiert, aber auch Hirnmetastasen, die von einem anderen Organ ausgehen.
Roboter in der Hirnchirurgie: Präzision und neue Möglichkeiten
Operationsroboter wie der Da Vinci wurden mit großen Erwartungen eingeführt, gerieten aber wegen Operationsfehlern und hoher Kosten in Verruf. In der Hirnchirurgie kann die Technologie ihre Stärken jedoch am besten ausspielen. Der Neuromate ermöglicht präzisere Eingriffe und wird am Kinderspital Zürich für die Diagnose von Tumoren und Epilepsie eingesetzt.
Präzision und Effizienz
Niklaus Krayenbühl vom Universitäts-Kinderspital Zürich schätzt den Roboter für seine Präzision, da die Toleranzgrenze in der Hirnchirurgie oft unter einem Millimeter liegt. Der Roboter arbeitet präziser als die besten Chirurgenhände und vereinfacht das aufwändige Verfahren der Stereotaxie. Mit dem Roboter können Hirnareale in einem 3D-Modell angesteuert und alle Arbeiten vom Bohren bis zum Setzen von Nadeln oder Elektroden ausgeführt werden.
Einsatzgebiete und Kosteneffizienz
Der OP-Roboter bietet Unterstützung im Kampf gegen unterschiedlichste Hirnkrankheiten wie Parkinson oder Tourette. Das Kinderspital Zürich setzt ihn primär für die Diagnose von Tumoren und Epilepsie ein. Das System eignet sich zudem für die Implantation von Elektroden, um eine therapieresistente Epilepsie abzuklären.
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Obwohl der Da Vinci mit fast zwei Millionen Schweizer Franken teuer ist, ist der Neuromate mit rund 400'000 Franken deutlich günstiger. Das Kinderspital Zürich ist zuversichtlich, dass die Zeitersparnis bei den Operationen die Mehrkosten im Unterhalt wettmacht.
Weitere Entwicklungen in der Chirurgie
Neben der Robotik sind auch andere neue Technologien entscheidend für die weitere Entwicklung der Chirurgie. Molekulare Diagnostik und personifizierte Medizin werden in den nächsten Jahren Fortschritte bringen. Auch in der künstlichen Intelligenz sieht Krayenbühl Potenzial, insbesondere in der Bildanalyse.
Epilepsie: Hilfe im Kampf gegen den Krampf
Epilepsie ist eine neurologische Erkrankung, die durch wiederkehrende Anfälle gekennzeichnet ist. Die Ursachen für Epilepsie können vielfältig sein, von genetischen Faktoren bis hin zu Hirnverletzungen. Am Uniklinikum Erlangen und anderen spezialisierten Zentren werden verschiedene Behandlungsmöglichkeiten angeboten, von Medikamenten bis hin zu chirurgischen Eingriffen.
Anja überlebte einen Mordversuch und bekam Epilepsie
Ein Beispiel für die Entstehung von Epilepsie nach einer Hirnverletzung ist die Geschichte von Anja T., die einen Mordversuch überlebte. Durch zwei Schüsse in den Kopf erlitt sie eine traumatische Hirnverletzung, die Jahre später zu Epilepsie führte. Nach einer Operation im Epilepsie-Zentrum Essen ist Anja T. nun krampffrei und kann wieder ein normales Leben führen.
Ursachen und Diagnose von Epilepsie
Dr. Carlos Quesada, Leiter des Epilepsie-Zentrums Essen, erklärt, dass Patienten nach einem Kopfschuss häufig eine Epilepsie entwickeln. Diese kann auch erst Jahre später auftreten. Das Tückische an der Krankheit ist, dass die Patienten nie wissen, wann der Anfall kommt. Ein veränderter Schlafrhythmus, Ortswechsel oder auch Wetterumschwünge können zu einer Verschlechterung führen.
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Um die Ursache der Epilepsie zu finden, ist Detektivarbeit gefragt. In einem Video-EEG wird der Ursprung der Anfälle analysiert. Bei Anja T. zeigte sich, dass ihre Anfälle den Ursprung am Hinterkopf im Hippocampus haben.
Chirurgische Behandlung von Epilepsie
In einigen Fällen kann Epilepsie operiert werden. Dafür müssen die Ärzte den Ursprung der Epilepsie finden und feststellen, ob eine Operation infrage kommt. Bei Anja T. wurde ein Teil des vernarbten Gewebes entfernt, das für die Anfälle verantwortlich war.
Neuroprothesen: Ethische Fragen und Zukunftsperspektiven
Neuroprothesen sind Prothesen, die über einen direkten Draht zum Gehirn gesteuert werden. Diese Technologie ist für medizinische Zwecke extrem hilfreich, wirft aber auch ethische Fragen auf. Neurowissenschaftler fordern daher, ethische Richtlinien für den Einsatz von Neuroprothesen zu entwickeln.
Gehirn-Computer-Schnittstellen im Alltag
Dr. Surjo Soekadar erklärt, dass Gehirn-Computer-Schnittstellen mittlerweile im Alltag eingesetzt werden können, zum Beispiel von gelähmten Menschen, die über eine solche Schnittstelle einen Roboter steuern, der ihnen hilft zu essen oder zu trinken. Diese Technologie ist ein Segen für querschnittsgelähmte Patienten, die nicht mehr in der Lage sind, selbstständig zu essen oder zu trinken.
Haftungsfragen und Betriebssicherheit
Ein Problem ist, dass die Systeme, die im Moment entwickelt werden, nicht immer zu 100 Prozent zuverlässig sind. Wenn ein Gelähmter mit einer hirngesteuerten Handprothese versehentlich jemand anderen verletzen würde, stellt sich die Frage, wer dafür haftet. Um solche Situationen zu vermeiden, fordern die Wissenschaftler eine sogenannte Vetofunktion, die es dem Nutzer ermöglicht, die Prothese im Notfall zu stoppen.
Datenschutz und Neurojacking
Ein weiteres Problem ist der Datenschutz. Wenn Hirnaktivität aufgezeichnet wird, können möglicherweise auch emotionale Zustände oder Gedanken ausgelesen werden. Auch das sogenannte "Neurojacking" ist eine Gefahr. Dabei könnten Hacker die Kontrolle über eine Neuroprothese übernehmen und den Nutzer manipulieren.
Automatisierung von gentechnischen Analyseverfahren
Bei der Suche nach neuen therapeutischen Ansätzen setzen Forscher auf die Automatisierung von gentechnischen Analyseverfahren. Mit einem Genchip wollen sie nach veränderten Genmustern fahnden, die bei neurodegenerativen oder neuroonkologischen Erkrankungen auftreten.
Der Genchip
Der Genchip ist ein Mikrochip, auf dem eine große Anzahl verschiedener DNA-Sequenzen fixiert ist. Mit einer präzisen Robotertechnik können die Genproben auf kleinstem Raum schnell und effektiv gehandhabt werden. Die Nukleinsäuren auf dem Chip dienen als Sonden für zu untersuchende Gensequenzen.
Hoffnung auf schnellere Therapie
Die Automatisierung und Beschleunigung der Analyseverfahren in der molekularen Medizin wird in den nächsten Jahren die klinische Diagnostik und auch die Therapieverfahren auf den Kopf stellen. Abweichungen im Erbmaterial können für die frühzeitige Diagnose einer Erkrankung herangezogen werden und liefern die Angriffspunkte für eine neue Generation von Medikamenten.
Gedankenlesen mit Computern: Hilfe für Sprachgelähmte
Hirnforscher an der Columbia University in New York haben einen Computer entwickelt, der menschliche Gedanken lesen kann. Der Apparat ist in der Lage, sehr klar formulierte Gedanken in einigermaßen verständliche Worte zu fassen. Die Technik soll Menschen mit einer Sprachlähmung helfen, wieder mit ihren Mitmenschen zu kommunizieren.
Der Vocoder
Das Forscherteam um Nima Mesgarani und Ashesh Dinesh Mehta setzte einen sogenannten Vocoder ein. Das ist ein Computer-Algorithmus, der unter Nutzung Künstlicher Intelligenz Sprache synthetisch herstellen kann. Dazu muss er längere Zeit mit Hilfe menschlichen Stimmaufnahmen trainiert werden.
Fortschritte und Zukunftsperspektiven
Mit Hilfe des Vocoders konnten die Forscher Hirnsignale in verständliche Tonsignale umwandeln. Als nächstes möchten sie die Technik mit komplizierteren Wörtern und ganzen Sätzen weiterentwickeln.
Autonome Funktionsstörungen: Ein Überblick
Erkrankungen des autonomen Nervensystems können sich durch eine Vielzahl von Symptomen äußern, die das sympathische, parasympathische oder enterische Nervensystem betreffen. Eine sorgfältige Anamnese der neurovegetativen Funktionen ist für die Diagnose entscheidend.
Symptome und Diagnose
Gezielt sollte nach Störungen des Kreislaufs, der Verdauung, des Stoffwechsels, sekretomotorischen Störungen, Störungen der Blasenfunktion, Darmentleerung und der Sexualfunktionen gefragt werden. Bereits die Anamnese und klinische Untersuchung können helfen, zwischen verschiedenen Ursachen autonomer Funktionsstörungen zu unterscheiden.
Therapie
Sofern autoimmune, metabolische, infektiöse oder auch degenerative Ursachen nachweisbar sind, besteht die Möglichkeit, durch Behandlung der Grunderkrankung eine Verbesserung der autonomen Nervenfunktionen zu erzielen. Neben der Behandlung der Symptome erfolgen immunmodulatorische Therapien, das Management von Diabetes oder die Behandlung der Amyloidose.
Orthostatische Hypotonie
Die orthostatische Hypotonie (OH) ist definiert als anhaltender systolischer Blutdruckabfall von mindestens 20 mm Hg systolisch und/oder 10 mm Hg diastolisch innerhalb von 3 min nach dem Aufrichten. Typische Beschwerden sind Schwindel, Verschwommensehen, in die Schultern ausstrahlende Nackenschmerzen.
Posturales Tachykardiesyndrom
Das Posturale Tachykardiesyndrom (POTS) ist definiert durch einen Herzfrequenzanstieg innerhalb von 10 min nach dem Aufrichten um 30/min gegenüber dem Liegen bzw. durch einen Herzfrequenzanstieg auf 120/min. Betroffene klagen über vielfältige Beschwerden wie ein Leeregefühl im Kopf, Herzrasen, Erschöpfung und Schwäche.
Vasovagale Synkope
Bei der vasovagalen Kreislaufdysregulation kommt es zu einem plötzlichen Versagen des Baroreflexes. Im Ergebnis kann es zu einer vasodepressorischen und/oder kardioinhibitorischen Reaktion kommen. Es handelt sich um die häufigste Ursache für Synkopen.