Tiefe Hirnstimulation (THS) bei Parkinson: Durchführung und Anwendung

Die Tiefe Hirnstimulation (THS), auch bekannt als Deep Brain Stimulation (DBS) oder umgangssprachlich als "Hirnschrittmacher", ist ein etabliertes Verfahren zur Behandlung verschiedener neurologischer Erkrankungen, insbesondere der Parkinson-Krankheit. Seit ihrer ersten Anwendung in den späten 1980er Jahren hat sich die THS weltweit bei etwa 85.000 Patienten bewährt.

Grundlagen der Tiefen Hirnstimulation

Bei der THS werden winzige Elektroden in spezifische Bereiche des Gehirns implantiert, die für die Symptome der jeweiligen neurologischen Störung verantwortlich sind. Diese Elektroden sind über dünne Kabel mit einem Impulsgenerator verbunden, der unter der Haut, meist unterhalb des Schlüsselbeins, platziert wird. Durch gezielte elektrische Stimulation dieser Hirnregionen können unkontrollierte Bewegungen, Zittern und andere motorische Symptome deutlich reduziert werden. Die Stimulation kann im Laufe der Zeit an die individuellen Bedürfnisse des Patienten angepasst werden.

Wirkungsweise der THS

Die genaue Wirkungsweise der THS ist noch nicht vollständig geklärt. Es wird angenommen, dass die hochfrequente elektrische Stimulation eine Hemmung der stimulierten Kerngebiete bewirkt, was sich wiederum auf das gesamte Netzwerk der Basalganglien auswirkt. Diese Hemmung reduziert die Symptome der Erkrankung, hat aber keinen Einfluss auf das Voranschreiten der zugrunde liegenden Erkrankung selbst. Daher ist der Effekt der THS reversibel: Wird der Stimulator ausgeschaltet, kehren die Symptome zurück.

Indikationen für die Tiefe Hirnstimulation

Die THS ist zur Behandlung verschiedener neurologischer Erkrankungen zugelassen. Zu den häufigsten Indikationen gehören:

• Morbus Parkinson: Hierbei wird meist der Nucleus subthalamicus (STN) als Zielpunkt verwendet, ein Kerngebiet in den Basalganglien, das bei Parkinson-Patienten überaktiv ist. Alternativ kann der Globus pallidus internus (GPi) stimuliert werden, insbesondere zur Behandlung von Überbeweglichkeiten (Dyskinesien) in der Spätphase der Erkrankung.
• Essentieller Tremor: Zur Behandlung von Tremor hat sich der Nucleus ventralis intermedius (VIM) des Thalamus als Zielpunkt bewährt.
• Dystonie: Generalisierte und segmentale Dystonien werden durch THS im GPi behandelt.
• Fokale Epilepsie: Hierbei wird der anteriore Thalamus stimuliert, um die Anfallshäufigkeit zu reduzieren.
• Zwangserkrankungen: Die THS ist auch zur Behandlung von Zwangserkrankungen zugelassen.

Darüber hinaus werden vielversprechende Ergebnisse in kleineren Studien bei Patienten mit chronischer Depression erzielt.

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Wann kommt eine Tiefe Hirnstimulation bei Parkinson in Frage?

Eine Tiefe Hirnstimulation kann bei Parkinson-Patienten in folgenden Situationen in Betracht gezogen werden:

• Wenn die Erkrankung mit einem Zittern einhergeht, das nicht gut auf Medikamente anspricht.
• Wenn die Patienten prinzipiell noch gut auf Parkinsonmedikamente ansprechen, aber unter Wirkungsfluktuationen leiden, die sich durch Phasen der Unterbeweglichkeit und störende Überbewegungen äußern.

Ablauf der Tiefen Hirnstimulation

Der Ablauf der THS umfasst mehrere Schritte, die im Folgenden detailliert beschrieben werden:

Schritt 1: Voruntersuchungen und Diagnosestellung

Vor der THS erfolgt eine umfassende Untersuchung des Patienten durch ein interdisziplinäres Team aus Neurologen, Neurochirurgen, Neuropsychologen und anderen Fachleuten. Dies beinhaltet:

• Eine detaillierte Anamnese, bei der die Symptome, der Krankheitsverlauf und frühere Behandlungen besprochen werden.
• Neurologische Tests zur Bewertung der Schwere der Symptome.
• Bildgebende Verfahren wie MRT und CT, um strukturelle Veränderungen im Gehirn zu identifizieren und die geeigneten Zielpunkte für die Elektrodenplatzierung zu bestimmen.

Schritt 2: Planung und Bildgebung

Basierend auf den Ergebnissen der Voruntersuchungen wird ein individueller Behandlungsplan erstellt. Dieser beinhaltet:

• Die genaue Lokalisation der Zielbereiche im Gehirn.
• Die Platzierung der Elektroden.
• Die Programmierung der Stimulationsparameter.

Fortgeschrittene bildgebende Verfahren wie stereotaktische MRT oder CT werden verwendet, um die präzise Positionierung der Elektroden zu gewährleisten und mögliche Risiken zu minimieren.

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Schritt 3: Neurochirurgische Implantation der Elektroden

Die eigentliche Implantation der Elektroden erfolgt in einem neurochirurgischen Eingriff, der in der Regel unter Vollnarkose durchgeführt wird. Der Neurochirurg führt feine Elektroden durch kleine Öffnungen im Schädel in die zuvor bestimmten Zielbereiche des Gehirns ein. Die Platzierung der Elektroden wird durch bildgestützte Navigationstechniken wie stereotaktische Instrumente überwacht, um sicherzustellen, dass sie genau dort platziert werden, wo sie die optimale Stimulation erreichen können. Am Operationstag wird zunächst ein stereotaktischer Ring am Schädelknochen nach vorangegangener örtlicher Betäubung befestigt. Dieser Ring dient der Planung und Navigation des Neurochirurgen. Anschliessend wird eine Computertomographie des Schädels veranlasst. Diese Bilddaten werden mit Daten aus einem vor dem Operationstag angefertigten Kernspintomogramm in Übereinstimmung gebracht. So erhält man die gute Auflösung des Kernspintomogramms mit Darstellung der Gefäße in Kombination mit dem stereotaktischen Ring. Hierdurch kann eine Planung des Zugangswegs zu dem jeweiligen Kerngebiet des Gehirnes unter Berücksichtigung der Gefäßverläufe erfolgen. Diese Prozedur ist wichtig, um die Komplikationsrate des Eingriffs minimal zu halten. Nach Planung wird ein zusätzlicher Bügel am stereotaktischen Ring befestigt, der die Navigation ermöglicht. Nach örtlicher Betäubung erfolgt zunächst ein Hautschnitt, danach wird ein Loch mit ca. 8 mm Durchmesser in die Schädeldecke gebohrt. Anschliessend werden 2 bis 5 Mikroelektroden in das Gehirn eingeführt (das Gehirn selbst kann keinen Schmerz empfinden), die elektrische Ableitungen aus dem Kerngebiet ermöglichen und so eine Orientierungshilfe für den Neurochirurgen bieten. Über diese Mikroelektroden erfolgt auch eine Teststimulation, um den Effekt der THS auf die jeweiligen Symptome zu untersuchen. Gemeinsam mit dem Patienten wird so der optimale Stimulationsort detektiert und die endgültige Stimulationselektrode dort platziert. Ebenso wird mit der anderen Gehirnseite verfahren, da in der Regel eine beidseitige Operation durchgeführt wird. Anschliessend erfolgt in Vollnarkose die Implantation der Kabel und des Stimulators (Impulsgebers) unter der Haut. Der Impulsgeber ist durch die Haut programmierbar und wird einige Tage nach der Operation erstmals eingeschaltet. Die Anpassung der Stimulationsparameter erfolgt langsam und über viele Tage, hier ist gerade in den ersten Tagen und Wochen viel Geduld von Seiten des Patienten notwendig.

Schritt 4: Testphase und Feineinstellung

Nach der Implantation der Elektroden folgt eine Testphase, in der die Elektroden aktiviert werden, um die Auswirkungen auf die Symptome des Patienten zu überprüfen. Während dieser Phase arbeiten Neurologen, Neurochirurgen und das medizinische Team eng zusammen, um die optimalen Einstellungen der Elektroden zu finden. Dies beinhaltet die Anpassung der Stimulationsparameter, um die bestmögliche Symptomkontrolle zu erreichen und gleichzeitig unerwünschte Nebenwirkungen zu minimieren.

Schritt 5: Langzeitpflege und Nachsorge

Nach der erfolgreichen Einstellung der THS-Elektroden erfolgt eine langfristige Betreuung und Nachsorge. Der Patient wird regelmäßig von seinem behandelnden Team überwacht, um die Wirksamkeit der THS zu bewerten, mögliche Nebenwirkungen zu identifizieren und die Einstellungen der Elektroden bei Bedarf anzupassen. Eine enge Zusammenarbeit zwischen Patient, Familie und medizinischem Team ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die THS die bestmöglichen Ergebnisse liefert und die Lebensqualität des Patienten verbessert. Die Weiterbehandlung nach dem stationären Aufenthalt erfolgt in der Regel in einer Rehabilitationseinrichtung. Anschliessend sind die Patienten regelmässig in ambulanter Kontrolle.

Risiken und Komplikationen

Wie bei jedem chirurgischen Eingriff birgt auch die THS gewisse Risiken. Diese können in chirurgische, elektrodenbezogene und therapiebezogene Risiken unterteilt werden:

Chirurgische Risiken

• Infektionen: Die Inzidenz von Infektionen nach THS wird auf etwa 1-5% geschätzt.
• Blutungen: Schwere Blutungen sind selten und treten in weniger als 1% der Fälle auf.
• Schäden an umliegenden Strukturen: Das Risiko von Schäden an umliegenden Gehirnstrukturen ist relativ gering und wird auf weniger als 1% geschätzt.

Elektrodenbezogene Risiken

• Verschiebung oder Fehlpositionierung der Elektroden: Das Risiko einer Verschiebung oder Fehlpositionierung der Elektroden liegt in der Regel bei weniger als 5%.

Therapiebezogene Risiken

• Die elektrische Stimulation des Gehirns kann Nebenwirkungen verursachen, die jedoch meist vorübergehend sind und durch Anpassung der Stimulation behoben werden können. Zu diesen Nebenwirkungen gehören Kopfschmerzen, Übelkeit und Schwindel.

Anästhesierisiken

• Die Risiken im Zusammenhang mit der Anästhesie sind relativ selten und treten bei etwa 1-2% der Patienten auf.

Komplikationen durch den chirurgischen Eingriff

Trotz sorgfältiger Planung des Zugangsweges und akkurater Durchführung der chirurgischen Handgriffe lassen sich Komplikationen durch den stereotaktischen Eingriff nicht ganz verhindern. Bei etwa 2% der operierten Patienten kommt es durch Verletzung eines Gefäßes zu einer Gehirnblutung, die in der Regel sehr klein und umschrieben ausfällt. Aufgrund des Zugangswegs und der Lage dieser Blutungen verursachen etwa die Hälfte dieser Blutungen (d.h. bei etwa 1% aller Patienten) auch neurologische Symptome wie Halbseitenlähmungen, Gefühlsstörungen, Sprach- oder Sprechstörungen. In der Regel bilden sich diese Symptome vollständig oder zumindest teilweise wieder zurück. Sehr, sehr selten kommt es zu einer Dislokation (Fehlplatzierung) der Elektrode mit Wirkverlust oder Auftreten von Nebenwirkungen. Häufig tritt eine solche Dislokation im Verlauf auf. Zunächst wird die entsprechende Elektrode nicht mehr stimuliert. Ein weiteres Risiko, das über den chirurgischen Eingriff hinaus auch noch im langfristigen Verlauf zu Problemen führen kann, stellt das Infektionsrisiko dar. Bakterien haften sich sehr gerne an Implantaten an und sind einer Antibiotikatherapie nur schwer zugänglich. Dies bedeutet, dass eine Infektion nur selten durch Antibiose effektiv zu behandeln ist, häufig wird daher eine Explantation der Implantate notwendig. Meist ist es ausreichend, nur den Impulsgeber und einen Teil des Kabels zu entfernen; selten jedoch kann die Explantation des gesamten Systems notwendig werden, um die Entwicklung einer Hirn- und Hirnhautentzündung zu vermeiden.

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Technische Komplikationen

Selbstverständlich sind die verwendeten technischen Bauteile sorgfältig geprüft und für den Gebrauch am Menschen zugelassen. Dennoch kann es im Verlauf - wie bei anderen elektrischen Apparaturen auch - zu einem Ausfall des Impulsgebers kommen, die zu einem Funktionsverlust der THS führen können. In diesem Fall kann ein Austausch des entsprechenden Kabels oder Stimulators durchgeführt werden. Notwendig wird der Austausch des Impulsgebers bei Erschöpfung der Batterie, die in Abhängigkeit von den Stimulationsparametern etwa 2 bis 7 Jahre lang hält. Dieser Eingriff wird durchgeführt und dauert ca. Je nach Stimulationsort und Elektrodenlage bzw. der verwendeten Spannung können durch die hochfrequente Stimulation neben den erwünschten Wirkungen auch Nebenwirkungen auftreten. Diese können vorübergehender Natur sein oder dauerhaft vorliegen. Zu nennen sind Sprechstörungen, Gefühlsstörungen, Verkrampfungen oder Doppelbilder. Im Falle des Nucleus subthalamicus bei M. Parkinson können auch mal psychiatrische Nebenwirkungen wie Apathie, depressive Verstimmung oder submanische Zustände provoziert werden, auf die natürlich besondere Aufmerksamkeit bei der Einstellung der Stimulationsparameter gerichtet wird.

Es ist wichtig zu betonen, dass diese Zahlen nur grobe Schätzungen sind und nicht für jeden einzelnen Patienten gelten. Jeder Fall ist einzigartig, und die Risiken müssen individuell bewertet werden.

Stimulator-Screening

Um sicherzustellen, dass die Tiefe Hirnstimulation die richtige Behandlungsoption ist, erfolgt vorab ein Stimulator-Screening. Dabei wird geprüft, ob der Patient für diese Behandlung geeignet ist und ob besondere Risiken bestehen, die bei der Planung der Operation berücksichtigt werden müssen oder die eine Operation sogar unmöglich machen. Das Stimulator-Screening wird in der Regel im Rahmen eines kurzen stationären Aufenthaltes (ca. 4-6 Tage) durchgeführt.

Untersuchungen im Rahmen des Stimulator-Screenings

Im Rahmen des Stimulator-Screenings werden in der Regel folgende Untersuchungen durchgeführt:

• Neurologische Untersuchung durch einen auf Bewegungsstörungen spezialisierten Neurologen.
• Neurochirurgische Untersuchung und Informationsgespräch über den Ablauf der Operation und geeignete Stimulatormodelle.
• L-Dopa Challenge (bei Parkinson-Patienten): Hierbei werden die Parkinsonmedikamente pausiert und der Patient wird nach einem standardisierten Verfahren untersucht (OFF). Anschließend erhält er schnell-lösliches L-Dopa und die Untersuchung wird wiederholt (ON). Die Untersuchung wird videodokumentiert. In der Regel ist ein gutes Ansprechen auf die L-Dopa Challenge Voraussetzung für die Durchführung einer Tiefen Hirnstimulation.
• Neuropsychologische Testung.
• Psychiatrisches Konsil.
• Mitbeurteilung durch Physiotherapeuten und Logopäden.
• Kernspintomographie des Kopfes.

Die Ergebnisse des Stimulator-Screenings werden im Nachgang des stationären Aufenthaltes in einer interdisziplinären Stimulatorkonferenz besprochen. Anschließend erhält der Patient Bescheid, ob eine Operation angeboten werden kann.

Postoperative Phase

Wenn die Operation gut überstanden wurde, kann der Patient die Klinik in der Regel 2-3 Tage nach der Operation wieder verlassen. Der Stimulator wird meist noch nicht eingeschaltet, um dem Gehirngewebe ausreichend Zeit zum Abheilen zu geben. Nach der Operation kann ein "Setzeffekt" auftreten: der Patient spürt bereits eine positive Wirkung durch die Elektroden-Implantation, obwohl der Impulsgeber noch nicht eingeschaltet wurde.

Ca. 2-4 Wochen nach der Operation erfolgt eine erneute Aufnahme in der Klinik. Nun wird der Stimulator aktiviert und die Stimulation individuell programmiert, so dass die Symptome des Patienten bestmöglich kontrolliert sind. Die weitere Nachsorge findet ambulant statt.

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