Rückenmarkstimulation: Funktion, Anwendung und Perspektiven

Viele Menschen in Europa leiden unter chronischen Schmerzen, die ihr Leben erheblich beeinträchtigen. In Deutschland sind etwa 15 Millionen Menschen von dauerhaften Rückenschmerzen, Migräne oder Nervenschmerzen betroffen, was zu Einschränkungen der Lebensqualität und sogar zur Berufsunfähigkeit führen kann. Die Rückenmarkstimulation (SCS), auch Neuromodulation genannt, bietet eine Möglichkeit zur Behandlung chronischer Schmerzen, insbesondere wenn andere Therapien versagt haben.

Was sind chronische Schmerzen?

Von chronischen Schmerzen spricht man, wenn Schmerzen länger als sechs Monate andauern, selbst wenn die ursprüngliche Ursache, wie beispielsweise ein Bandscheibenvorfall, bereits verheilt ist. Oft ist es schwierig, die genaue Ursache chronischer Schmerzen zu identifizieren. Sie können entstehen, wenn Schmerzrezeptoren dauerhaft gereizt sind, überempfindlich reagieren und ständig Schmerzmeldungen an das Gehirn senden. Nervenschmerzen entstehen durch Schädigungen oder Erkrankungen des peripheren oder zentralen Nervensystems.

Wie funktioniert die Rückenmarkstimulation?

Die Schmerzsignale werden vom Körper über das Rückenmark in Form von elektronischen Impulsen an das Gehirn weitergeleitet. Bei der Rückenmarkstimulation werden eine oder zwei Stimulationselektroden in den Rückenmarkskanal der Wirbelsäule eingesetzt. Diese Elektroden sind mit einem Stimulator, dem sogenannten Schmerzschrittmacher, verbunden, der schwache elektrische Impulse an das Rückenmark sendet. Diese Stimulation blockiert die Schmerzimpulse und verhindert, dass sie an das Gehirn weitergeleitet werden. Obwohl der Patient weiterhin Schmerzen hat, wird dieser Schmerz vom Gehirn nicht wahrgenommen.

Jan Vesper erklärt: „Bei der Rückenmarksstimulation setzen wir eine oder zwei Stimulationselektroden in den Rückenmarkskanal der Wirbelsäule. Die Elektroden werden an einen Stimulator - dem Schmerzschrittmacher - angeschlossen, der schwache elektrische Impulse an das Rückenmark sendet. Durch diese Stimulation werden die Schmerzimpulse blockiert und nicht mehr an das Gehirn weitergeleitet. Der Patient hat zwar weiterhin Schmerzen, das Gehirn bekommt diesen Schmerz aber nicht gemeldet und der Patient spürt ihn nicht. Wir tricksen mit der Technik das Gehirn quasi aus“.

Personalisierte Schmerzschrittmacher

Moderne Schmerzschrittmacher gehen noch einen Schritt weiter. Sie messen die Reaktion des Rückenmarks auf Bewegungen und Handlungen. Im vergangenen Jahr konnte erstmals ein Schrittmacher implantiert werden, bei dem der Patient Reaktionen des Rückenmarks auf bestimmte Situationen einspeichern kann. Das Gerät erkennt diese Situationen dann automatisch anhand der Rückenmarksreaktion und sendet selbstständig den richtigen Stromimpuls, beispielsweise für die gespeicherte Situation "arbeiten".

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Apostolos Chatzikalfas erklärt: „Der Schmerzschrittmacher der neuesten Generation, den wir implantiert haben, geht nun noch einen Schritt weiter: Das Gerät macht alles automatisch und stimuliert genau passend auf die speziellen Bedürfnisse der Betroffenen. Der Patient hat seine Fernbedienung nur noch für ganz persönliche Anpassungen. Situationen, in denen zu geringe oder zu starke Stromimpulse gegeben werden und die Schmerzen somit nicht richtig geblockt werden, können so deutlich verringert werden“.

Anwendungsbereiche der Rückenmarkstimulation

Aktuell wird die Therapie in Europa ausschließlich bei der Behandlung von chronischen nervenbedingten Schmerzen eingesetzt. Langfristig sollen aber noch weitere Erkrankte profitieren: „Das Verfahren kann auch bei der Tiefen Hirnstimulation eingesetzt werden. Also zum Beispiel bei der Behandlung von Parkinson oder Muskelzittern (fachlich: Tremor). Hier könnte es auch ganz schwierigen Fällen deutlich bessergehen. Bisher gibt es aber bei bestimmten schweren Erkrankungen noch kein Feintuning, wie es bei den chronischen Schmerzen möglich ist“.

Die epidurale Rückenmarkstimulation (SCS) ist eine spezialisierte neuromodulatorische Therapie, die häufig bei der Behandlung von chronischen Schmerzen, insbesondere von neuropathischen Schmerzen, eingesetzt wird. Sie ist eine Form der elektrischen Stimulation, die darauf abzielt, das Rückenmark durch gezielte Impulse zu beeinflussen, um Schmerzsignale zu modulieren und die Wahrnehmung von Schmerzen zu reduzieren.

Die Epidurale Rückenmarkstimulation wird vor allem bei chronischen, therapieresistenten Schmerzen angewendet, darunter:

• Neuropathische Schmerzen (z. B. nach einer Nervenverletzung, diabetische Neuropathie, postherpetische Neuralgie)
• Chronische Rückenschmerzen (insbesondere bei Patienten, bei denen keine anatomische Ursache für die Schmerzen gefunden wird oder die nach Operationen chronische Schmerzen entwickeln)
• Kreuzschmerzen oder Beckenschmerzen
• Ischialgie oder Radikulopathien
• Verletzungsbedingte Schmerzen (z. B.

Ablauf der Behandlung mit Neurostimulation

Die Behandlung mit Neurostimulation wird individuell auf die Bedürfnisse des Patienten abgestimmt. Die Implantation eines Neurostimulators erfolgt in der Regel in zwei Schritten:

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1. Testphase: Zunächst wird eine Testphase durchgeführt, um die Wirksamkeit der Methode zu prüfen. Dabei werden Elektroden im Bereich des Rückenmarks oder der betroffenen Nerven platziert. Der Eingriff erfolgt unter lokaler Betäubung. Die Elektroden werden mit einem externen Stimulator verbunden, den der Patient außerhalb des Körpers trägt. Die Testphase dauert einige Tage bis Wochen.
2. Vollimplantation: Bei erfolgreicher Testphase folgt die endgültige Implantation des Neurostimulators. Der kleine Impulsgeber wird unter der Haut eingesetzt, häufig im Bereich des unteren Bauchs oder des Gesäßes. Der Eingriff ist minimalinvasiv und erfordert in der Regel nur einen kurzen stationären Aufenthalt.

Nach dem Eingriff müssen einige Dinge beachtet werden, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Direkt nach dem Eingriff sollten körperliche Anstrengungen vermieden werden, damit die Elektroden an Ort und Stelle bleiben. Zudem wird dem Patient gezeigt, wie die Steuerungseinheit des Neurostimulators bedient wird. Damit kann die Intensität angepasst und bei einigen Schrittmachern verschiedene Stimulations-Programme eingestellt werden.

Wartung und Nachsorge

Ein moderner Neurostimulator erfordert nur wenig Wartung. Die meisten Systeme können über eine drahtlose Ladestation wieder aufgeladen werden. In der Regel dauert das wenige Stunden. Die Lebensdauer der Batterie beträgt je nach Nutzung und Modell mehrere Jahre. Eine regelmäßige Nachsorge gewährleistet die Funktionalität des Systems. Bei Kontrollterminen werden die Einstellungen geprüft und gegebenenfalls angepasst.

Es ist wichtig zu beachten, dass durch den Schmerzschrittmacher bestimmte Einschränkungen im Alltag auftreten können. Beispielsweise können starke Magnetfelder, wie sie bei der Magnetresonanztomografie (MRT, Bildgebungsverfahren) auftreten, die Funktion des Neurostimulators beeinträchtigen. Falls die Neurostimulation nicht mehr benötigt wird oder die gewünschte Wirkung ausbleibt, kann der Neurostimulator bei einem ambulanten Eingriff problemlos entfernt werden.

Wie werden Schmerzschrittmacher implantiert?

Die Implantation eines Schmerzschrittmachers gehört zu den anspruchsvollsten Verfahren in der interventionellen Schmerzmedizin, für das höchste Hygienestandards gelten. Das Einsetzen des Rückenmarkstimulators erfolgt in Bauchlage und in der Regel in zwei Schritten:

1. Testimplantation: Zunächst wird mit dem Einsetzen von ein bis zwei Testelektroden der Effekt der Rückenmarkstimulation im Einzelfall überprüft. Für diesen Eingriff erhalten die Patientinnen und Patienten eine Spinalanästhesie, damit sie bei Bewusstsein sind. Denn es ist erforderlich, dass die Patientin oder der Patient während des Eingriffs bei der genauen Platzierung der Elektroden mitwirkt und das dadurch entstehende „Kribbeln“ mitteilt. Dazu werden die Testelektroden meist perkutan in den thorakolumbalen Epiduralraum implantiert und über Verlängerungskabel an einen externen Stimulator angeschlossen. Dieser Eingriff dauert bis zu zwei Stunden und kann ambulant oder mit einem kurzen stationären Aufenthalt durchgeführt werden. Die Testphase dauert sechs bis zwölf Tage und wird sorgfältig dokumentiert. Nach der S3-Leitlinie gilt der Testlauf als erfolgreich, wenn diese Kriterien erfüllt sind:
   • Mindestens 50 % Schmerzreduktion (unabdingbare Voraussetzung)
   • Schilderungen der Patientinnen und Patienten hinsichtlich der Verbesserung seiner Stimmungslage bzw. Lebensqualität
   • Das von den Patientinnen und Patienten selbst geäußerte Bedürfnis der Medikamentenreduktion
   • Der Wunsch der Patientin oder des Patienten, den Impulsgeber implantiert zu bekommen
2. Vollimplantation: Nach erfolgreicher Testphase wird der Schmerzschrittmacher einschließlich des Impulsgebers unter Vollnarkose endgültig eingesetzt (Dauer: meist eine Stunde, ambulant oder kurzstationär). Zunächst wird eine Epiduralnadel unter Röntgenkontrolle in den Epiduralraum eingeführt. Die konkrete Platzierung hängt dabei von der Schmerzlokalisation ab. Anschließend wird die Elektrode durch die Epiduralnadel in den Epiduralraum eingeführt und bis zur geeigneten Stelle vorgeschoben, die die Schmerzregion des Betroffenen abdeckt. Es können auch mehrere Elektroden erforderlich sein. Dann werden die Elektroden verankert. Neben der Elektroden-Implantation wird der Impulsgenerator mit einem zweiten Schritt, meistens in der Bauchwand, eingesetzt. Schließlich werden die Elektroden mit Kabel über einen subkutan angelegten „Tunnel“ mit dem Impulsgenerator verbunden.

Wichtig zu wissen: Der Eingriff ist reversibel. Es werden keine Nerven verletzt. Nach der Implantation des Schmerzschrittmachers wird die Einstellung der Stimulation und der Therapie-Effekt regelmäßig überprüft.

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Vorteile der Rückenmarkstimulation

• Schmerzlinderung: Viele Patienten berichten von einer signifikanten Reduktion der Schmerzen und einer Verbesserung ihrer Lebensqualität.
• Weniger Medikamenteneinsatz: Da die Stimulation viele Schmerzarten effektiv lindern kann, wird oft die Notwendigkeit, starke Schmerzmittel oder Opioide einzunehmen, verringert.
• Individualisierte Behandlung: Der Stimulator kann an die individuellen Bedürfnisse des Patienten angepasst werden, indem die Parameter der Stimulation (Intensität, Frequenz, Pulsbreite) verändert werden.
• Minimale Eingriffe: Da es sich um eine minimalinvasive Technik handelt, ist die Implantation relativ sicher, mit einer niedrigen Rate an schweren Komplikationen.
• Reversibilität: Da kein Nervengewebe zerstört wird, ist das Verfahren reversibel.
• Anpassung an den Alltag: Die Stimulation kann an den Alltag angepasst werden. Bei Tätigkeiten, die die Rückenschmerzen verstärken, kann der Patient die elektrischen Impulse erhöhen und danach wieder verringern.

Nachteile und Risiken der Rückenmarkstimulation

Trotz der vielen Vorteile gibt es auch einige Nachteile und Risiken, die mit der Rückenmarkstimulation verbunden sind:

• Gerätekomplikationen: Nach der Implantation kann es zu Komplikationen mit dem Gerät kommen. So kann der Impulsgenerator ausfallen, ein Kabel brechen oder sich die Elektrode verlagern.
• Missempfindungen: Bei manchen Patienten kommt es durch die Stimulation zu unangenehmen Empfindungen wie Kribbeln oder Ameisenlaufen.
• Nachlassende Wirkung: In einigen Fällen lässt eine zunächst gute Wirkung relativ schnell wieder nach. Dann versuchen die Ärzte meist, den Stimulator anzupassen oder auszutauschen.
• Nachsorge: Die Geräte müssen regelmäßig kontrolliert werden. Bei nicht wiederaufladbaren Systemen ist nach einigen Jahren ein Austausch der Batterie erforderlich, was einen weiteren Eingriff bedeutet.
• Infektionen und Wundheilungsstörungen: Wie bei allen operativen Eingriffen kann es auch bei der Implantation von Elektroden und Impulsgenerator zu Infektionen oder Störungen der Wundheilung kommen.
• Schädigung von Nerven und Rückenmark: Eine Schädigung von Nerven und Rückenmark ist möglich, aber selten.
• Nicht für jeden geeignet: In manchen Fällen (etwa 10-15 %) sprechen die Patienten nicht auf diese Behandlung an. Die Methode ist vor allem für die Patienten geeignet, deren Rückenschmerzen oder Ischiasschmerzen durch eine Operation nicht gelindert werden konnten (Failed-Back-Surgery-Syndrom). Außerdem wird die Methode zur Behandlung von Patienten mit schweren Durchblutungsstörungen eingesetzt, bei denen Medikamente oder Gefäßoperationen nicht geholfen haben. Nicht geeignet ist das System für Patienten, die bereits ein anderes aktives medizinisches Implantat tragen, z.B. einen Herzschrittmacher oder einen Defibrillator.

Der Aufbau und die Funktion des Rückenmarks

Das Rückenmark ist ein wichtiger Teil des zentralen Nervensystems und verbindet das Gehirn mit dem peripheren Nervensystem. Es ist eine etwa bleistiftdicke Struktur, die im Wirbelkanal der Wirbelsäule verläuft.

Aufbau des Rückenmarks:

• Graue Substanz: Im Zentrum des Rückenmarks befindet sich die graue Substanz, die aus Nervenzellkörpern besteht. Sie ist in Vorder-, Hinter- und Seitenhörner unterteilt.
  • Das Vorderhorn enthält Nervenzellen, die für die Steuerung der Muskeln zuständig sind.
  • Das Hinterhorn empfängt sensorische Informationen aus dem Körper.
  • Das Seitenhorn enthält Nervenzellen des autonomen Nervensystems.
• Weiße Substanz: Die weiße Substanz umgibt die graue Substanz und besteht aus Nervenfaserbahnen, die Informationen zwischen Gehirn und Körper übertragen. Die größte vom Gehirn durch das Rückenmark absteigende Bahn ist die Pyramidenbahn.
• Spinalnerven: Beim Menschen zählt man in der Regel 31 Spinalnervenpaare, die jeweils seitlich aus dem Wirbelsäulenkanal austreten. Der Spinalnerv enthält alle Fasern, aufsteigende (afferente) wie absteigende (efferente), und geht in Nerven des peripheren Nervensystems über.

Funktion des Rückenmarks:

• Informationsübertragung: Das Rückenmark leitet Informationen zwischen Gehirn und Körper. Sensorische Informationen aus dem Körper werden über aufsteigende Bahnen zum Gehirn geleitet, während motorische Befehle vom Gehirn über absteigende Bahnen zu den Muskeln gelangen.
• Reflexe: Manche Erregungen (Reize) werden von den aufsteigenden Bahnen im Rückenmark gar nicht erst zum Gehirn weitergeleitet, sondern unmittelbar auf derselben oder einer höher gelegenen Rückenmarksebene umgeschaltet. Diesen Weg der Erregungsübertragung nennt man Reflexbogen, und eine so ausgelöste Muskelreaktion nennt man Reflex. Reflexe werden bei jeder körperlichen Untersuchung geprüft.
  • Bei einem Eigenreflex wird ein Muskel durch einen sachten Schlag auf eine Sehne kurz gedehnt. Durch diese Reizung wird der oben beschriebene Reflexbogen ausgelöst, der die betroffene Rückenmarksebene nicht verlässt.
  • Bei einem Fremdreflex gehören Reizempfänger und Reizbeantworter verschiedenen Organsystemen an. Es werden Sinneszellen in der Haut gereizt und dadurch ein Reflexbogen ausgelöst, der sich über verschiedene Höhen des Rückenmarks (des Hirnstamms) ausbreitet.

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