Epilepsien gehören zu den häufigsten chronischen neurologischen Erkrankungen und beeinträchtigen durch epileptische Anfälle und deren Folgen die Lebensqualität der Patienten erheblich. Wenn Medikamente nicht zur Anfallsfreiheit führen und auch ein epilepsiechirurgischer Eingriff nicht möglich oder gewünscht ist, rücken alternative Therapiemöglichkeiten in den Fokus. Hierzu zählt die Neurostimulation, ein Verfahren, das Strukturen im Gehirn oder zuführende Nerven, wie den Vagusnerv, mit schwachen elektrischen Strömen stimuliert. Ziel ist es, die Übererregbarkeit im Gehirn zu reduzieren, die epileptischen Anfällen zugrunde liegt. Die Neurostimulation zielt primär nicht auf vollständige Anfallsfreiheit ab, sondern auf eine deutliche Reduktion der Anfallshäufigkeit und/oder -schwere.
Grundlagen der Neurostimulation
Unter dem Begriff Neurostimulation werden verschiedene Verfahren zusammengefasst, bei denen Strukturen im Gehirn oder solche, die dorthin führen (wie der Vagus-Nerv), mit niedriger Stromstärke stimuliert werden (Vagus-Nerv Stimulation, Tiefe Hirnstimulation). So soll die Übererregbarkeit im Gehirn, die die Basis von epileptischen Anfällen und Epilepsien darstellt, herabgesetzt werden.
Formen der Neurostimulation
Zur neuromodulatorischen Epilepsiebehandlung werden elektrische Hochfrequenzstimulationen (> 50 Hz) und niederfrequente Stimulationen (< 1 Hz oder auch Gleichstromstimulationen) eingesetzt.
Vagusnerv-Stimulation (VNS)
Die Vagusnervstimulation (VNS) ist eine seit mehr als 20 Jahren etablierte Methode, bei der der zehnte Hirnnerv (Vagusnerv) am Hals elektrisch gereizt wird. Der Vagusnerv ist ein paarig angelegter Nerv, der dem Gehirn entspringt und in der Tiefe auf beiden Halsseiten bis zum Bauch verläuft. Er vermittelt zwischen einer Vielzahl von Körperfunktionen wie Herzfrequenz, Verdauung und Atmung. Studien zeigen außerdem, dass die Stimulation des Vagusnervs (VNS) bei einer Vielzahl von psychiatrischen und neurologischen Erkrankungen hilfreich sein kann.
Wirkmechanismus
Die VNS führt zur ausgedehnten Ausschüttung von Noradrenalin und Serotonin im Gehirn, was die Erregbarkeit von Gehirnzellen reduzieren kann. Es gibt Hinweise darauf, dass die Stimulation des Vagusnervs die Erregbarkeit von Gehirnzellen reduzieren kann. „Die genaue Wirkungsweise der VNS bei Epilepsie ist noch nicht vollständig verstanden“, sagt Professorin Susanne Knake, Fachärztin für Neurologie und Expertin für Epilepsien am Universitätsklinikum Marburg.
Lesen Sie auch: Anwendungen der Vagusnerv-Stimulation
Durchführung
Der Vagus-Nerv-Stimulator wird unter die Haut im oberen Brustbereich links eingesetzt und durch eine Elektrode mit dem Vagusnerv am Hals verbunden. Die Implantation erfolgt in Vollnarkose und dauert ca. 1 bis 1,5 Stunden. Im Anschluss an die Operation ist ein längerer Krankenhausaufenthalt für gewöhnlich nicht notwendig. Als puls-gebendes und batteriebetriebenes Gerät hat der VNS gewisse Ähnlichkeiten mit einem Herzschrittmacher. Nach etwa 5-7 Jahren sollten die Batterien ausgetauscht werden.
In regelmäßigen Abständen von 5 Minuten gibt der VNS elektrische Reize ab, die an das Gehirn weitergeleitet werden. Je nach Verträglichkeit und Wirkung auf die Häufigkeit der epileptischen Anfälle kann die Stärke der Stimulation in Monatsabständen individuell angepasst werden. Sie können den Stimulator außerdem auch selbst beeinflussen. Dafür erhalten Sie einen Magneten, mit dem Sie eine zusätzliche und intensivere Stimulation auslösen können. So können Sie beispielsweise, wenn Sie eine Aura wahrnehmen, die Ausbreitung epileptischer Aktivität vermindern. Oder Angehörige lösen eine Stimulation aus, wenn Sie frühe Anzeichen eines Anfalls bei Ihnen bemerken.
Wirksamkeit und Anwendungsbereich
Patienten erzielen eine mittlere Reduktion der Anfallsfrequenz von etwa 20-30 %. Im Langzeitverlauf scheint die Wirksamkeit weiter zu steigen. Allerdings profitieren nicht alle Patienten von dieser Behandlung. Bei bis zu 50% der Patienten kann durch den VNS ein Erfolg erzielt werden. Die VNS kann bei Patientinnen und Patienten mit schwer kontrollierbarer Epilepsie die Häufigkeit und Schwere von Anfällen in Kombination mit Medikamenten reduzieren. Wenn sich Ihre Epilepsie durch medikamentöse Behandlung nicht kontrollieren lässt und ein epilepsiechirurgischer Eingriff nicht in Betracht kommt, stellt die Vagus-Nerv-Stimulation eine mögliche Behandlungsalternative für Sie dar. Im Einzelnen muss dies mit Ihrem behandelnden Arzt besprochen werden.
Vorteile
Weitere positive Aspekte der Vagus-Nerv-Stimulation:
- Die Wachheit wird günstig beeinflusst
- Die Stimmungslage wird häufig verbessert
- Viele Patienten geben bereits frühzeitig eine verbesserte Lebensqualität an
Nebenwirkungen
Häufige Nebenwirkungen sind Heiserkeit und ein Hustenreiz während der Stimulation. In der Regel wird diese jedoch nicht als störend empfunden. Sofern erforderlich kann der Stimulator vorübergehend inaktiviert werden. Weitere Nebenwirkungen können Schmerzen im Kehlkopfbereich und Schluckstörungen sein. Insgesamt ist die Verträglichkeit gut. Kaum ein Patient wünscht die Beendigung der Behandlung aufgrund von Nebenwirkungen. In Kombination mit Medikamenten kommt es nicht zu einer Zunahme von Nebenwirkungen.
Lesen Sie auch: Neuromuskulärer Stimulator Rehalito
Transkutane Vagusnervstimulation (t-VNS)
Die transkutane Vagusnervstimulation (t-VNS) ist ein neueres neurologisches Therapieverfahren für Patientinnen und Patienten mit Epilepsie, die auf eine Arzneimitteltherapie allein nicht optimal ansprechen, für die ein chirurgischer Eingriff jedoch nicht infrage kommt. Bei dem Verfahren wird über eine am Ohr platzierte Elektrode durch die Haut (transkutan) ein Teil des Vagusnervs stimuliert. Die Stromimpulse hemmen die Hirnaktivität und sollen so die epileptischen Anfälle reduzieren. Hierfür tragen Patientinnen und Patienten ein Gerät im Ohr, das einem Kopfhörer ähnelt. Über die Haut wird ein Ast des Vagusnervs, der oberhalb des Gehörgangs sitzt, stimuliert. Die Wirksamkeit bei der Anregung übers Ohr ist vergleichbar mit der invasiven Stimulation. Daher kann es sinnvoll sein, erst einmal diese Methode für sich zu testen, bevor man sich ein Gerät zur VNS implantieren lässt.
Tiefe Hirnstimulation (THS)
Bei der tiefen Hirnstimulation (THS) werden Elektroden direkt in bestimmte Hirnbereiche implantiert, um die Aktivität neuronaler Netzwerke zu modulieren. Die tiefe Hirnstimulation von Medtronic bei Epilepsie zielt auf den Nucleus anterior thalami (ANT) ab, der Teil eines Netzwerks im Gehirn ist, das an der Verursachung und Übertragung von Anfällen beteiligt ist.
Indikation
Die bilaterale Stimulation des Nucleus anterior thalami mit dem Medtronic THS-System ist als adjunktive Therapie indiziert, um die Anfallshäufigkeit bei Patienten über 18 Jahren zu reduzieren, bei denen eine Epilepsie mit fokalen Anfällen mit oder ohne sekundäre Generalisierung diagnostiziert wurde und die auf mindestens drei Antiepileptika nicht ansprechen. Für das Medtronic THS-System bei Epilepsie wurden die Sicherheit und Wirksamkeit bei Patienten nachgewiesen, die in den letzten drei Monaten vor der Implantation des THS-Systems durchschnittlich 6 oder mehr Krampfanfälle pro Monat (mit maximal 30 Tagen zwischen den Anfällen) hatten. Das System wurde nicht bei Patienten mit geringerer Anfallshäufigkeit untersucht.
Durchführung
Die Implantation des THS-Systems erfolgt mittels stereotaktischer Ausrichtung. Der Eingriff besteht aus zwei Teilen. Elektroden werden bilateral über zwei kleine Eintrittspunkte im Nucleus anterior thalami platziert, und die Verlängerungen werden hinter das Ohr geführt. Die Dauer des Eingriffs sowie die entsprechenden Schritte können variieren. In Fällen, in denen die tiefe Hirnstimulation von Medtronic bei Epilepsie nicht toleriert wird, kann das System ausgeschaltet oder vollständig explantiert werden.
Vorteile
Die THS-Therapie bei Epilepsie führte nachweislich zu einer Reduktion der medianen Anfallshäufigkeit, wobei sich die Ergebnisse im Laufe der Zeit noch verbesserten. Der Nutzen unserer Therapie war konsistent und hatte eine nachhaltige Wirkung. Die Medtronic THS-Therapie bei Epilepsie kann individuell auf Ihren Patienten zugeschnitten werden. Mit einem Arzt-Programmiergerät können Sie die Stimulationsparameter an die individuellen Bedürfnisse des Patienten anpassen. Sie können bestimmte Stimulationsoptionen vorkonfigurieren, die der Patient zwischen den Terminen ausprobieren kann. Damit können sie ihn in seine Behandlung einbinden und möglicherweise die Notwendigkeit von wiederholten Praxisterminen für die Feinabstimmung der Programmierung reduzieren. Bei geeigneten Patienten mit Medtronic THS-Therapie kann unter bestimmten Voraussetzungen jede Körperregion einem MRT-Scan unterzogen werden. Anders als bei einem resektiven Eingriff muss für die THS-Therapie kein Hirngewebe entfernt werden, und die Therapie ist reversibel. Die Therapie kann ausgeschaltet werden.
Lesen Sie auch: Vorgehensweise bei der Vagusnervstimulator Entfernung
Risiken und Nebenwirkungen
Die Implantation des THS-Systems erfordert einen operativen Eingriff am Gehirn, bei dem es zu schweren und sogar tödlichen Komplikationen wie Koma, Gehirnblutungen, Schlaganfall, Krampfanfällen und Infektionen kommen kann. Sobald das System implantiert wurde, kann es zu Infektionen kommen, Teile des Systems können sich durch die Haut scheuern und die Elektrode bzw. der Anschluss zwischen Elektrode und Kabel kann sich verschieben. Die Medtronic THS-Therapie könnte auch plötzlich aufgrund mechanischer oder elektrischer Probleme unterbrochen werden. Diese Therapie ist nicht für jeden Patienten gleichermaßen geeignet. Diese Therapie sollte nicht bei Patienten angewendet werden, die mit Diathermie (Hochfrequenzthermotherapie) oder transkranieller Magnetstimulation behandelt werden. Eine Magnetresonanztomographie (MRT) darf nur gemäß der Beschreibung in der Produktkennzeichnung durchgeführt werden. Neben den Risiken und Nebenwirkungen im Zusammenhang mit der THS-Therapie können bei der THS-Therapie bei Epilepsie die folgenden Nebenwirkungen auftreten: Status epilepticus und Veränderungen der Anfälle (neue Art von Anfällen oder Verschlechterung der Anfälle, z. B.
Stimulation des epileptischen Fokus
Ein anderes Stimulationskonzept zielt auf das Ursprungsareal epileptischer Aktivität. In den USA ist hierzu ein implantierbares Gerät zugelassen, das kontinuierlich die Hirnaktivität monitoriert und bei Detektion epileptischer Aktivität kurze hochfrequente Stimulationsbursts auslöst, um Anfälle zu unterbrechen. Wenngleich es Kritik an der Spezifität der Algorithmen zur Anfallserkennung und an der unklaren Erfolgsrate von Anfallsunterbrechungen gibt (6), hat diese „responsive Fokusstimulation“ die Wirksamkeit einer elektrischen Stimulation des epileptischen Fokus bewiesen. Bei Langzeitbehandlung konnte im Mittel eine Halbierung der Anfallsfrequenz erzielt werden (7) - bei ausgezeichneter kognitiver Verträglichkeit (8).
Epikranielle Stimulation zur Langzeitbehandlung
Für eine längerzeitige Anwendung zur Behandlung von Patienten mit Epilepsien ist ein implantierbares Gerät erforderlich. Aktuell befindet sich ein solches Stimulationsgerät mit Namen „EASEE“ in der Erprobung (Abbildung 1). Dieses ist charakterisiert durch Verwendung einer speziellen Elektrodenkonfiguration und durch die Kombinierbarkeit verschiedener Reizformen.
Das EASEE-System verwendet eine Elektrode, die aus der Laplace-Anordnung konzentrischer Kreise zur Lokalisation von Quellen abgeleitet ist. Mit einer zentralen und 4 darum herum rotationssymmetrisch angeordneten Elektroden wird eine höhere Eindringtiefe elektrischer Felder erreicht, die trotz des zwischen Stimulationsort und Gehirn liegenden Schädelknochens und des externen Liquorraums in Modellrechnungen hinreichende Ströme induziert, um die Hirnaktivität zu modulieren (Abbildung 2).
Das Gerät kann in einem Frequenzraum von bis zu 400 Hz hochfrequente Reizungen des Fokus durchführen. In der aktuellen Studie wird zunächst eine Stimulationsfrequenz von 130 Hz eingesetzt, wie bei anderen Devices zur Hirnstimulation häufig verwendet. Diese Stimulation erfolgt in einer vom Patienten nicht wahrgenommenen Intensität in Form kurzer Bursts von jeweils einer halben Sekunde Dauer. Dies entspricht mit einer täglichen Gesamtexposition von nur 6 min etwa der Dauer der Stimulation mit dem RNS-System gemäß publizierten Studiendaten. Eine Variante einer Gleichstromstimulation (ULFA, „ultra-low frequency asymmetric stimulation“) wird zur Vermeidung einer Elektrodenkorrosion in Form einer sehr asymmetrischen Stimulation appliziert. Diese DC-ähnliche Reizung wird für eine Dauer von 20 min pro Tag appliziert, analog zu den oben zitierten Studien zur transkraniellen DC-Stimulation bei Epilepsien, ebenfalls in einer Intensität, die unter der Wahrnehmungsschwelle liegt.
Die Individualisierung der Behandlung erfolgt in Form einer Platzierung über dem Areal des epileptischen Fokus, der mittels EEG-Untersuchungen oder basierend auf einer vorliegenden MR-Tomografie ermittelt wird.
Transkranielle Stimulation
Stimulationen können auch durch den Schädel hindurch erfolgen, beim Menschen in der Regel als transkranielle Magnetstimulation (TMS) oder als Gleichstrom-(DC-)Stimulation. Nur 2 von 7 kontrollierten Studien fanden bei wiederholter niederfrequenter transkranieller Magnetstimulation signifikante Effekte auf die Anfallsfrequenz (9), sodass diese Behandlung zwar als sicher angesehen wird, jedoch nur in besonderen Einzelfällen in Betracht gezogen wird. Im Gegensatz zur transkutanen hochfrequenten Elektrostimulation ist eine transkranielle Gleichstromreizung gut verträglich, allenfalls Beginn und Ende der Stimulation werden vom Patienten empfunden.
Kathodale DC-Stimulationen wurden in Form von kleineren ambulanten Behandlungsserien bei Patienten mit pharmakoresistenter Epilepsie mit täglicher Applikation von meist 20 min Dauer und 1-2 mA Stromstärke bei verschiedenen Epilepsieformen eingesetzt. In ersten Patientenserien wurde eine Anfallsreduktion beobachtet bei epileptischen Spasmen (10), Lennox-Gastaut-Syndrom (11), Rasmussen-Enzephalitis (12) und bei einem Patienten mit einer Fehlanlage (13), während Behandlungsversuche beim CSWS/ESES (14) und bei Frontallappenepilepsien (15) keinen Erfolg zeigten.
Die einzige kontrollierte Studie (16) wurde bei Patienten mit Malformationen der kortikalen Entwicklung durchführt. Bereits bei einmaliger 20-minütiger DC-Stimulation über dem Fokusareal fand sich hier eine über Wochen anhaltende signifikante Reduktion der Spikefrequenz im EEG, bei unifokalen Patienten auch eine Reduktion der Anfallsfrequenz im Vergleich zur Kontrollgruppe.
Die Applikation von Gleichstromreizen erfolgt aufgrund der gewählten Intensitäten in einem sicheren Bereich (17, 18) und wird von gesunden Probanden auch kognitiv gut vertragen (19).
Semiologie und EEG in der Epilepsiediagnostik
Semiologie bezeichnet die klinische Form und den Verlauf eines epileptischen Anfalls. Epileptische Anfälle können sehr vielgestaltig sein, von den subjektiven Wahrnehmungsänderungen der Auren über kurze Bewusstseinsstörungen (Absencen oder dialeptische Anfälle), motorischen Anfällen (automotorische oder tonische Anfälle) bis hin zum generalisierten tonisch-klonischen Anfall. Die Form und der Ablauf von Anfällen (wenn ein Anfallstyp in den nächsten übergeht) sind sehr wichtige Hinweise darauf, welche Form der Epilepsie vorliegt und bei fokalen Epilepsien auch, wo im Gehirn die Anfallsursprungszone liegt. Wissenschaftlich analysieren wir die Anfälle in unserem EEG-Video-Monitoring und wenden dabei moderne Videoanalysemethoden an. Unsere neueste Forschung nutzt 3D-Verfahren (Kinect) und Radar (BMBF-Förderung) und in der Analyse KI-Methoden.
Neurostimulation im Kontext der Epilepsiebehandlung
Die Neurostimulation hat sich als fester Bestandteil des Therapiespektrums für die Behandlung der pharmakoresistenten Epilepsie etabliert. Ihr Einsatz kann erwogen werden, wenn unter medikamentöser Therapie keine Anfallsfreiheit erzielt werden kann und zudem eine resektive Operation nicht möglich ist, nicht erfolgreich verlief, oder vom Betroffenen abgelehnt wird. Typische Konstellationen sind beispielsweise eine multifokale Epilepsie, eine nicht genau lokalisierbare Epilepsie, oder die Lokalisation der Anfallsursprungszone im Bereich von eloquentem Kortex.
Ziel der Neurostimulationsbehandlung ist es, die Anfallsschwere und die -frequenz zu reduzieren. Studiendaten zeigen, dass im langfristigen Verlauf bei über 60-70% der Patienten eine mindestens 50%ige Anfallsfrequenzreduktion erzielt werden kann. Auch wenn Anfallsfreiheit kein primäres Ziel der Stimulationsbehandlung darstellt beziehungsweise nur in Einzelfällen erzielt werden kann, muss hervorgehoben werden, dass die Reduktion der Symptomlast - wie zum Beispiel Ausbleiben der Sturzanfälle - für diese Gruppe der meist schwer betroffenen Epilepsie-Patienten und deren Familien eine deutliche Verbesserung der Lebensqualität darstellen kann. Begleitend kommt es in der Regel zu einer Reduktion der anfallsassoziierten Komplikationen einschließlich SUDEP (Sudden Unexpected Death in Epilepsy).
Forschung und Entwicklung
Laufende Forschungsaktivitäten und Bestrebungen der Industrie zielen auf die Entwicklung von closed-loop Systemen, die basierend auf einer Anfallserkennung eine automatisierte Stimulationspulsabgabe ermöglichen, und somit die Effektivität weiter verbessern sollen. Die medizinischen Fachkreise müssen sich vor der Verwendung unbedingt eingehend mit dem technischen Produkthandbuch vertraut machen.
tags: #stimulator #fur #epilepsie #kranke #menschen