Die Neurochirurgie hat sich in den vergangenen Jahrzehnten rasant weiterentwickelt. Fortschritte in der Anästhesie, Asepsis, der funktionellen Lokalisation von Hirnarealen und der Entwicklung von Hightech-Geräten haben die Neurochirurgie revolutioniert und Gehirnoperationen sicherer denn je gemacht. In diesem Artikel werden die grundlegenden chirurgischen Eingriffe am Gehirn, moderne Techniken und ihre Anwendungen beleuchtet.
Historischer Überblick
Die Geschichte der Hirnchirurgie reicht über 10.000 Jahre zurück, wie paläoanthropologische Funde mit verheilten Schädeltrepanationen belegen. Diese frühen Eingriffe, die zunächst mit Steinwerkzeugen und später mit Metallklingen oder -sägen durchgeführt wurden, sind bis heute bei einigen Völkern in Afrika und Südamerika erhalten geblieben. Wissenschaftler vermuten, dass diese Eingriffe zur Behandlung von Kopfschmerzen, Schädelfrakturen oder im Rahmen von Ritualen durchgeführt wurden.
Die moderne Neurochirurgie entwickelte sich erst im 19. Jahrhundert mit Fortschritten in der Anästhesie, Asepsis und der Möglichkeit, Hirnareale funktionell zu lokalisieren. Pioniere aus Deutschland und England, wie Ernst von Bergmann, beschäftigten sich intensiv mit der Chirurgie des zentralen Nervensystems. Im 20. Jahrhundert kamen weitere Meilensteine aus Amerika, darunter die Gründung der "Society of Neurological Surgeons" im Jahr 1920 und die Einführung des Facharztes für Neurochirurgie in Deutschland im Jahr 1956. Harvey Cushing, ein US-amerikanischer Neurologe und Chirurg, gilt als Begründer der modernen Neurochirurgie und gründete die erste Schule für Neurochirurgie.
Moderne Neurochirurgische Techniken
Hybrid-OPs
Moderne Neurochirurgie findet in gut ausgestatteten Kliniken, wie dem Diakonie Klinikum Jung Stilling in Siegen, in sogenannten Hybrid-OPs Anwendung. Diese Operationssäle ermöglichen die Nutzung radiologischer Geräte direkt während der Operation, wodurch Diagnostik und Therapie zeitgleich stattfinden können. Der Hybrid-OP in Siegen ist etwa 80 Quadratmeter groß und ermöglicht hochkomplexe Operationen, die die Anwesenheit mehrerer Spezialisten verschiedener Fachrichtungen erfordern.
Die Hightech-Ausstattung umfasst Rechner, Monitore und Geräte für die Neuronavigation, die eine dreidimensionale Orientierung und das Operieren innerhalb des Körpers ohne direkte Sicht ermöglicht. Die Neuronavigation basiert auf bildgebenden Befunden der zu operierenden Region und ermöglicht die erneute Bildaufnahme während der Operation, um Veränderungen des Hirngewebes zu berücksichtigen. Der Hybrid-OP in Siegen verfügt außerdem über hochmoderne Angiographie-Geräte zur Gefäßdarstellung, die mit geringerer Strahlung arbeiten und weniger Kontrastmittel benötigen.
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Minimalinvasive OP-Verfahren und die Hightech-Ausstattung im Hybrid-OP sorgen dafür, dass Operationswunden möglichst klein bleiben, was zu einer rascheren Heilung und weniger Schmerzen für die Patienten führt. Im Bedarfsfall kann jederzeit auf eine offene große Operation umgeschwenkt werden. Die Sicherheit der Operationen kann durch vorherige Simulationen gesteigert werden, bei denen präoperative Bildbefunde des Patienten durch eine KI in eine realitätsnahe 3D-Rekonstruktion des Gehirns umgewandelt werden.
Neuroendoskopie
Die Neuroendoskopie ist eine minimalinvasive Technik, bei der ein schmales Neuroendoskop verwendet wird, um das erweiterte Hirnkammersystem zu inspizieren und verschiedene Eingriffe durchzuführen. Das Endoskop wird über ein kleines Bohrloch in der Schädeldecke in das Ventrikelsystem eingeführt. Durch verschiedene Winkeloptiken kann jeder Bereich der Hirnkammern vom Endoskop eingesehen werden.
Mit Hilfe von Instrumenten, die in den Arbeitskanal des Endoskops eingeführt werden, können Liquorfluss blockierende Membranen, Septen oder Zysten eröffnet und gefenstert werden. Tumoren, die im Bereich der Hirnkammern wachsen, können inspiziert und Tumorproben zur feingeweblichen und molekularen Artdiagnose entnommen werden. Im Falle eines Verschlusshydrozephalus kann eine Ventrikulostomie durchgeführt werden, um eine freie Liquorpassage zwischen den inneren und äußeren Räumen wiederherzustellen und eine Shuntimplantation zu umgehen.
Endosonographie und Neuronavigation
Zur Kombination von Neuroendoskopie und moderner Ultraschalltechnik wurden Ultraschallsonden entwickelt, die durch den Arbeitskanal des Endoskops in die Hirnkammern eingebracht werden können. Die Ultraschallsonden erlauben über die Betrachtung der Hirnkammerwände hinaus die Untersuchung des an die Hirnkammern angrenzenden Hirngewebes. Die Neuronavigation ermöglicht die Übertragung von strukturellen und funktionellen Bilddaten in das OP-Gebiet, welches eine exakte Orientierung und ein genaues Ansteuern von Zielstrukturen ermöglicht.
Endoskopisch assistierte Mikroneurochirurgie
Durch Anwendung minimal invasiver Zugänge kann die Belastung des Patienten durch den operativen Eingriff vermindert werden. Kleinere Zugänge verringern andererseits das Sichtfeld des Operateurs. Das eingeschränkte Gesichtsfeld kann durch die assistierte Verwendung der Neuroendoskopie in der offenen Neurochirurgie erweitert werden. Das Endoskop, welches mit verschiedenen Winkeloptiken ausgestattet werden kann, wird durch die Schädelöffnung in das OP-Gebiet eingebracht.
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Neurochirurgische Spatial Computing Navigation
Neurochirurgen am Universitätsklinikum Leipzig (UKL) und Forschende des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU haben eine App für die neurochirurgische Spatial Navigation entwickelt. Diese App visualisiert, was der Arzt von außen nicht sehen kann, und dient als 'Landkarte' für die Navigation. Präzise, hochaufgelöste Bilddaten des Patienten, wie sie die Magnetresonanztomographie (MRT) bietet, werden als Projektion in einer Datenbrille angezeigt.
Die App führt das vor der OP aufgenommene MRT-Bild mit der realen OP-Situation zusammen und erlaubt somit eine genaue topographische und strukturelle Zuordnung des OP-Befundes. Analog einem GPS-System führt sie den Operateur auf dem besten, also schonendsten Weg zum beabsichtigten Ziel. Die systemseitige Anbindung von chirurgischen Instrumenten erlaubt darüber hinaus deren Abbildung im Navigationssystem bzw. Nutzung als Zeigeinstrument.
Wachkraniotomie
Ein sogenannter wachchirurgischer Eingriff kann das Risiko einer Verletzung solch empfindlicher Hirnareale minimieren. Die Patientin oder der Patient erlebt die OP bei vollem Bewusstsein, sodass die Neurochirurgen während des Eingriffs testen können, ob etwa das Sprachzentrum oder das motorische Zentrum beeinträchtigt werden.
Häufige neurochirurgische Eingriffe
Hirntumorchirurgie
Die Hirntumorchirurgie umfasst die Versorgung von Patienten mit Gliomen und Schädelbasistumoren. Ein interdisziplinäres Team diskutiert im sogenannten Tumorboard jeden individuellen Fall, um die für den betroffenen Patienten bestmögliche Therapie zu gewährleisten. Operationen werden regelhaft durch Anwendung von elektropyhsiologischen Methoden überwacht. Bei Tumoren in Sprachregionen des Gehirns können auch Operationen in örtlicher Betäubung notwendig werden („Wachkraniotomie“) um u.a. Sprachregionen überwachen zu können.
Schädelbasischirurgie
Chirurgische Eingriffe in diesem Bereich gelten als besonders anspruchsvoll, da sich in diesem Bereich die Durchtrittsstellen für das verlängerte Rückenmark, der Hirnnerven und der hirnversorgenden Blutgefäße befinden. Je nach Lage und Art der Erkrankung kann der chirurgische Eingriff oft minimal-invasiv endoskopisch durchgeführt werden. In diesen Bereich fallen Tumore wie Akustikusneurinome (Schwannome), Meningeome, Chordome, und Kraniopharyngeome.
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Funktionelle Neurochirurgie
Verschiedene Funktionstörungen des Gehirns, z.B. solche, die mit Schmerzen einhergehen (Trigeminusneuralgie), oder durch eine Überreizung von Nerven entstehen (Hemispasmus facialis) sowie Erkrankungen wie der Morbus Parkinson lassen sich in vielen Fällen durch spezielle Operationen behandeln (Janetta-Operation, Hirnschrittmacher).
Wirbelsäulenchirurgie
Die Neurochirurgie beschäftigt sich auch mit Eingriffen an der Wirbelsäule, wie z.B. Bandscheibenoperationen. Dank der Schlüssellochchirurgie unter Verwendung eines optischen Geräts (Endoskops) ist der erforderliche Zugangsweg zu der geschädigten Bandscheibe immer kleiner geworden.
Chirurgie der peripheren Nerven
Die Neurochirurgie beschäftigt sich auch mit den kleineren Nerven in der Peripherie. Zum Beispiel ist der Neurochirurg immer dann gefragt, wenn bei Unfällen und Verletzungen Nerven durchtrennt wurden oder Nerven im Rahmen von sogenannten Engpass-Syndromen eingeklemmt und gequetscht werden.
Vaskuläre Neurochirurgie
Hirngefäßerkrankungen fordern aufgrund ihrer oft hohen Komplexität eine große Expertise auf diesem Gebiet und eine enge fachübergreifende Kommunikation mit der Neurologie, Neuroradiologie und Intensivmedizin.
Risiken und Komplikationen
Eine Hirnoperation ist immer mit besonderen Risiken verbunden: Hirnschwellung, Blutung, Infarkt können zu Funktionsstörungen des Hirns wie Wachheitsstörungen, Persönlichkeitsveränderungen, Lähmungen, Störungen von Sinneswahrnehmungen oder epileptischen Anfällen führen. Vermeidung und Beherrschung dieser Probleme sind zentrale Aufgabe des OP-Teams.
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