Migräne ist eine neurologische Erkrankung, die von wiederkehrenden, starken Kopfschmerzen begleitet wird und die Lebensqualität der Betroffenen erheblich beeinträchtigen kann. In den letzten Jahren wurden verschiedene innovative Therapieansätze entwickelt, darunter auch implantierbare Geräte, die eine gezielte Stimulation von Nerven oder Hirnarealen ermöglichen. Dieser Artikel beleuchtet die Funktionsweise dieser Implantate und gibt einen Überblick über die verschiedenen Verfahren, die zur Behandlung von Migräne eingesetzt werden.
Neurostimulation als Therapieansatz
Die Neurostimulation umfasst verschiedene Verfahren, bei denen kontrollierte elektrische, elektromagnetische oder mechanische Impulse eingesetzt werden, um die neuronale Aktivität gezielt zu beeinflussen. Diese Verfahren werden vor allem zur Therapie neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen eingesetzt. Man unterscheidet zwischen invasiven und nicht-invasiven Formen der Neurostimulation.
Invasive und nicht-invasive Neurostimulation
Nicht-invasive Neurostimulation bezeichnet Verfahren, die das Nervensystem stimulieren, ohne dass chirurgische Eingriffe oder das Eindringen kleiner Geräte in den Körper notwendig sind. Diese Techniken ermöglichen es, die neuronale Aktivität von außen zu beeinflussen, ohne die Haut oder anderes Gewebe zu durchdringen. Beispiele hierfür sind die transkranielle Magnetstimulation (TMS), die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) und die transkranielle fokussierte Stoßwellenstimulation (TPS).
Invasive Verfahren hingegen erfordern die Implantation von Geräten unter Vollnarkose. Bei einigen nicht-invasiven Verfahren, wie der Elektrokrampftherapie (EKT), erfolgt die Stimulation ebenfalls unter Vollnarkose und Muskelrelaxation, um Schmerzen oder Verletzungen zu vermeiden.
Neurostimulation vs. Hirnstimulation
Neurostimulation ist ein breiteres Konzept, das die Stimulation verschiedener Teile des Nervensystems umfasst, einschließlich des zentralen Nervensystems (Gehirn und Rückenmark) und des peripheren Nervensystems. Sie kann auch die Stimulation autonomer Nerven einschließen, wie z. B. bei der Vagusnervstimulation.
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Hirnstimulation ist eine spezifischere Kategorie der Neurostimulation, die sich ausschließlich auf das Gehirn konzentriert. Dazu gehören Techniken wie die tiefe Hirnstimulation (DBS), die transkranielle Magnetstimulation (TMS), die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) und die transkranielle fokussierte Stoßwellenstimulation (TPS).
Plastizität, Modulation und Stimulation
Neuroplastizität bezeichnet die Fähigkeit von Neuronen und neuronalen Netzwerken, ihre Anatomie und Funktion entsprechend ihrer Nutzung anzupassen. Diese Anpassungsfähigkeit manifestiert sich auf verschiedenen Ebenen, einschließlich der synaptischen Plastizität und der kortikalen Plastizität.
Neuromodulation wird in der medizinischen Praxis eingesetzt, um durch gezielte Reize oder Medikamente die Nervenaktivität zu modifizieren, wodurch die Plastizität der Neuronen therapeutisch genutzt wird, um bestimmte neurologische, psychiatrische und neuropsychiatrische Zustände zu behandeln.
Neurostimulation zielt darauf ab, neuronale Aktivität gezielt anzuregen oder zu hemmen, um die Behandlung dieser Erkrankungen zu unterstützen.
Verfahren der therapeutischen Neurostimulation
Es gibt verschiedene etablierte und neue Verfahren der Neurostimulation, die sich in ihrer Anwendungsweise und Invasivität unterscheiden:
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- Elektrokonvulsionstherapie (EKT): Nicht-invasiv, Therapie unter Vollnarkose.
- Tiefe Hirnstimulation (DBS): Invasiv, Implantation unter Vollnarkose.
- Transkranielle Elektrostimulation (tDCS, tACS, tRNS): Nicht-invasiv.
- Repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS): Nicht-invasiv.
- Rückenmarkstimulation (SCS): Minimal-invasiv, Implantation unter Vollnarkose.
- Vagusnervstimulation (VNS): Invasiv, Implantation unter Vollnarkose, oder nNVS nicht-invasiv.
- Transkranielle fokussierte Stoßwellenstimulation (TPS): Nicht-invasiv.
- Epikranielle fokussierte Stimulation (EFS): Minimal-invasiv, Implantation unter Vollnarkose.
- Fokussierte Ultraschallstimulation (FUS): Nicht-invasiv.
Spezifische Implantate und Verfahren gegen Migräne
Non-invasive Vagusnervstimulation (nNVS)
Die nicht-invasive Vagusnervstimulation (nNVS) ist ein anästhesiefreies Verfahren, das durch gezielte Stimulation des Vagusnervs wirkt. Dabei wird ein Gerät am Hals angelegt, wo der Vagusnerv an der Hautoberfläche zugänglich ist, und elektrische Impulse durch die Haut abgegeben.
Seit ihrer Einführung in den frühen 2000er Jahren hat sich die nNVS als wirksam bei der Behandlung verschiedener Kopfschmerzerkrankungen erwiesen, darunter Migräne, Cluster-Kopfschmerzen, Hemicrania continua und paroxysmale Hemikranie. Der verwendete Stimulator ist das einzige von der FDA zugelassene Gerät, das ohne Medikamente wirkt.
Ein wesentlicher Vorteil der nNVS ist ihre Nicht-Invasivität und die damit verbundenen geringen Nebenwirkungen, was sie zu einer attraktiven Option für Patienten macht, die invasive Verfahren vermeiden möchten oder bei denen andere Therapien nicht wirken. Darüber hinaus ist das Gerät tragbar und ermöglicht den Patienten eine flexible Anwendung im Alltag.
Die Stimulation wird über ein tragbares Gerät in der Größe eines Mobiltelefons verabreicht, das ein einziges elektrisches Signal erzeugt. Auf die Stimulationsoberfläche des Geräts wird ein elektrisch leitfähiges Gel aufgetragen, bevor das Gerät am Hals platziert wird.
Der schmerzblockierende Effekt beruht darauf, daß bei Reizung dieses sechsten Hirnnervs afferente A- und B-Fasern des Vagusnervs erregt werden und hierunter in den höhergelegenen Hirnzentren inhibitorische Neurotransmitter freigesetzt werden. Das führt zur Hemmung der Glutamatsynthese im trigeminalen Nucleus caudalis (TNC).
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Okzipitale Nervenstimulation (ONS)
Die Okzipitale Nervenstimulation (ONS) ist eine neuromodulatorische Therapie, die vor allem zur Behandlung von chronischen Kopfschmerzen, insbesondere von Clusterkopfschmerzen und Migräne, eingesetzt wird. Sie basiert auf der Stimulation der Nerven im Bereich des Nackens, insbesondere des okzipitalen Nervs, um die Schmerzwahrnehmung zu modulieren und die Schmerzintensität zu reduzieren. Die ONS hat sich als vielversprechend bei Patienten erwiesen, die auf andere Behandlungsansätze wie Medikamente oder Verhaltensmaßnahmen nicht ausreichend ansprechen.
Funktionsweise:
Die okzipitalen Nerven sind die Nerven, die an der Hinterseite des Kopfes (im Bereich des Nackens) verlaufen und Informationen über Schmerzempfindungen aus dem Kopf- und Nackenbereich an das Gehirn weiterleiten. Eine okzipitale Nervenstimulation erfolgt durch die Implantation von Elektroden in der Nähe dieser Nerven. Die Elektroden sind mit einem Implantat (Stimulator) verbunden, der elektrische Impulse abgibt, um die Aktivität der Nerven zu modulieren.
Ziel der Stimulation ist es, die Schmerzsignale, die von den okzipitalen Nerven in das Gehirn gesendet werden, zu blockieren oder zu verändern. Dies kann zu einer Schmerzlinderung oder einer Reduktion der Schmerzintensität führen. Es wird vermutet, dass die Stimulation neurochemische Veränderungen im Gehirn und im Schmerzverarbeitungssystem hervorruft, was die Schmerzwahrnehmung hemmt.
Durchführung:
Wie bei vielen neuromodulatorischen Verfahren wird auch bei der okzipitalen Nervenstimulation zunächst eine Testphase durchgeführt. Dabei werden temporäre Elektroden auf die Haut im Bereich des Nackens aufgebracht, um die Reaktion des Patienten auf die Stimulation zu testen.
Während dieser Phase kann der Patient den Stimulator für einige Tage tragen und die Stimulationseinstellungen (Intensität, Frequenz, Dauer) anpassen. Wenn die Testphase erfolgreich ist und eine signifikante Schmerzlinderung erzielt wird, wird das permanente Stimulationssystem implantiert.
Dies erfolgt in einem minimalinvasiven chirurgischen Eingriff. Dabei werden Elektroden in der Nähe der okzipitalen Nerven im Nackenbereich platziert. Nach der Implantation des Stimulators müssen regelmäßige Kontrollen und Anpassungen der Stimulationsparameter vorgenommen werden, um die optimale Schmerzlinderung zu erreichen.
Der Patient kann den Stimulator selbst steuern, indem er ein externes Programmiergerät verwendet, mit dem er die Intensität der Stimulation nach Bedarf anpassen kann.
Vorteile:
- Langfristige Schmerzlinderung
- Minimale Invasivität
- Reduzierung des Medikamentenverbrauchs
- Anpassungsfähigkeit
Periphere Nervenfeldstimulation (PNS)
Die periphere Nervenfeldstimulation (PNS) ist eine neuromodulatorische Behandlungsmethode, bei der elektrische Impulse verwendet werden, um Schmerzen zu lindern, indem spezifische periphere Nerven oder Nervenfelder stimuliert werden. Diese Technik wird vor allem bei chronischen Schmerzen eingesetzt, die durch periphere Nerven verursacht werden, und ist eine Alternative oder Ergänzung zu anderen Schmerzbehandlungen, wie z. B. medikamentösen Therapien oder chirurgischen Eingriffen.
Funktionsweise:
Die PNS verwendet elektrische Impulse, die direkt an periphere Nerven abgegeben werden, um die Schmerzwahrnehmung zu beeinflussen. Diese Impulse blockieren die Schmerzweiterleitung oder verändern die Art und Weise, wie das Gehirn Schmerzsignale verarbeitet. Die Impulse werden über elektrodenbasierte Geräte abgegeben, die in der Nähe des betroffenen Nerven oder Nervenfeldes implantiert oder auf die Haut aufgeklebt werden.
Die periphere Nervenfeldstimulation nutzt die Mechanismen der Gate-Control-Theorie und der Endorphinausschüttung, um Schmerzen zu lindern. Durch die elektrische Stimulation wird die Schmerzleitung im betroffenen Nerv blockiert, gleichzeitig wird die Ausschüttung von körpereigenen schmerzlindernden Substanzen (wie Endorphinen) gefördert.
Durchführung:
Zu Beginn wird oft eine diagnostische Blockade durchgeführt, bei der Lokalanästhetika oder andere Medikamente an den betroffenen Nerven injiziert werden, um zu überprüfen, ob eine Schmerzlinderung zu erwarten ist. Die Testphase kann auch beinhalten, dass temporäre Elektroden an den betroffenen Nerven oder Nervenfeldern platziert werden. Diese Elektroden sind mit einem tragbaren Stimulator verbunden, und der Patient kann testen, ob die PNS die Schmerzlinderung erzielt, die er erwartet.
Wenn die Testphase erfolgreich war und eine ausreichende Schmerzlinderung erzielt wurde, wird ein dauerhaftes Stimulationsgerät implantiert. Dabei wird ein kleines, tragbares Gerät mit einer Batterie, das die elektrischen Impulse erzeugt, unter die Haut implantiert (häufig im Bereich der Hüfte, des Oberschenkels oder der Schulter). Ein dünner Draht mit den Elektroden wird dann an den betroffenen Nerv oder Nervenbereich angebracht, meist unter der Haut oder an einer Stelle, an der der Nerv gut zugänglich ist. Der Stimulator kann vom Patienten über eine Fernbedienung oder ein tragbares Gerät gesteuert werden, um die Intensität und Dauer der Stimulation je nach Bedarf anzupassen.
Vorteile:
- Minimale Invasivität
- Geringere Nebenwirkungen
- Verbesserung der Lebensqualität
- Anpassungsfähigkeit
- Reduzierung des Medikamentengebrauchs
Rückenmarkstimulation (SCS)
Die Rückenmarkstimulation (SCS), auch bekannt als "Schmerzschrittmacher", ist ein operativ eingesetzter Neurostimulator. Das kleine Gerät sendet über einen dünnen Draht, die Elektrode, elektrische Signale (Strom) an die Nerven am Rückenmark. So hindert er bestimmte Nerven daran, die Schmerzinformation an das Gehirn weiterzuleiten. D.h. der Schmerzschrittmacher setzt direkt am Schmerzsignal an. Er schwächt es ab bzw. unterbricht es.
Es gibt verschiedene Schmerzschrittmacher-Modelle mit unterschiedlichen Stimulationsformen. Welches zum Einsatz kommt, hängt vom individuellen Krankheitsbild ab. Einige Geräte erzeugen bei bestimmten Bewegungen ein Kribbeln im Schmerzbereich. Diese eigenen sich besonders bei Beinschmerzen. Neuere Rückenmarkstimulatoren gibt es auch „kribbelfrei“. Diese wirken bei chronischen Rückenschmerzen. Diese Modelle sind in der Regel wiederaufladbar und Ganzkörper-MRT geeignet.
Transkranielle Magnetstimulation (TMS)
Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist ein nicht-invasives, narkosefreies und schmerzarmes Verfahren, das seit 1995 erfolgreich therapeutisch eingesetzt wird. Es basiert auf dem physikalischen Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Eine Magnetspule erzeugt ein pulsierendes Magnetfeld, das transkraniell elektrische Ströme im darunter liegenden Hirngewebe in einer Tiefe von bis zu drei Zentimetern induziert.
Zahlreiche qualitativ hochwertige klinische Studien belegen den Erfolg von TMS bei der Behandlung einer Vielzahl neuropsychiatrischer und psychiatrischer Erkrankungen, bei denen eine deutliche Verbesserung der Symptome erreicht werden kann.
Transkranielle Pulsstimulation (TPS)
Die transkranielle Pulsstimulation (TPS) ist ein neues, nicht-invasives, narkose- und schmerzfreies Verfahren zur Hirnstimulation mit fokussierten Stoßwellen mit relativ niedriger Energie. Diese werden als Pulse durch die Schädeldecke in das Gehirn appliziert und können auch Hirnregionen in einer Tiefe von bis acht Zentimetern erreichen.
Erste klinische Studien deuten darauf hin, dass TPS bei der Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen die kognitiven Funktionen erhalten und in einigen Fällen sogar verbessern kann. Diesen Studien zufolge kann TPS die Ausführung von Aktivitäten des täglichen Lebens und andere exekutive Funktionen verbessern und neuropsychiatrische Symptome signifikant reduzieren.
Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS)
Die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ist ein nicht-invasives, narkose- und schmerzfreies Verfahren. Über Elektroden, die auf der Kopfhaut angebracht werden, werden schwache kontinuierliche elektrische Ströme transkraniell in das Gehirn geleitet. Diese erreichen eine Tiefe von bis zu einem halben Zentimeter.
Dieses Verfahren wird seit Anfang der 2000er Jahre therapeutisch eingesetzt und in klinischen Studien untersucht und hat sich bei der Behandlung verschiedener neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen als wirksam erwiesen. Dazu gehören Depression, Fibromyalgie und chronische Schmerzen. Auch bei der Verbesserung kognitiver Funktionen und bei der motorischen Rehabilitation nach Schlaganfall ist die tDCS vielversprechend.
Weitere Therapieansätze
Neben den genannten Implantaten und Verfahren gibt es weitere Therapieansätze, die bei Migräne eingesetzt werden können:
- Akupunktur-Implantate: Diese Implantate geben eine permanente bzw. kontinuierliche Stimulation auf das periphere und zentrale Nervensystem (ZNS) und wahrscheinlich über kleinste Mikro-Impulse einen Reiz für die Ausschüttung der Nervenbotenstoffen ß-Endorphin und Dopamin.
- Magnetfeldtherapie: Hierbei werden Magnetstrahlen eingesetzt, um die Durchblutung und Sauerstoffversorgung zu verbessern und das Zellwachstum anzuregen. Allerdings ist die Wirksamkeit der magnetischen Strahlung wissenschaftlich nicht nachgewiesen.
Kostenübernahme durch die Krankenkasse
Die Kostenübernahme für die verschiedenen Neurostimulationsverfahren ist unterschiedlich geregelt. Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) oder die transkranielle Pulsstimulation (TPS) sind bisher nicht im Leistungskatalog der gesetzlichen Krankenkassen enthalten. Bei stationärer Behandlung übernehmen die gesetzlichen Krankenkassen die Kosten für eine TMS-Therapie nur bei Depression und Schizophrenie. Eine Kostenübernahme durch private Krankenversicherungen ist bisher die Regel.
Die noninvasive Vagusnerv-Stimulation ist eine Selbstzahlerleistung. Manchmal erhalten Privatversicherte, Heilfürsorge-Berechtigte und Patienten der KVB eine Erstattung.