Die Tiefe Hirnstimulation (THS) hat sich in den letzten Jahren als eine bedeutende Therapieoption für verschiedene neurologische und psychiatrische Erkrankungen etabliert. Insbesondere in der Parkinson-Forschung wurden große Fortschritte erzielt, wobei führende Forschende wie Prof. Andrea Kühn von der Charité in Berlin und Prof. Jens Volkmann vom Universitätsklinikum Würzburg an der Weiterentwicklung der THS arbeiten. Ziel ist es, die Stimulation mit Hilfe von Elektroden in der Parkinson-Therapie auch auf andere Bewegungsstörungen auszuweiten und die Lebensqualität der Patienten nachhaltig zu verbessern.
Was ist Tiefe Hirnstimulation?
Die Tiefe Hirnstimulation ist ein neurochirurgisches Verfahren, bei dem winzige Elektroden in bestimmte Bereiche des Gehirns implantiert werden. Diese Bereiche sind für die Symptome der jeweiligen Erkrankung verantwortlich. Die Elektroden sind über dünne Kabel mit einem Impulsgenerator verbunden, der unter der Haut, meist unterhalb des Schlüsselbeins, eingesetzt wird. Durch gezielte elektrische Stimulation der betroffenen Gehirnregionen können unkontrollierte Bewegungen, Zittern und andere motorische Symptome deutlich reduziert werden. Die Stimulation kann den jeweiligen Erfordernissen im Krankheitsverlauf angepasst werden.
Anwendungsbereiche der Tiefen Hirnstimulation
Die THS wird hauptsächlich zur Behandlung von Bewegungsstörungen eingesetzt, findet aber auch Anwendung in der Therapie von Schmerzen und psychischen Erkrankungen. Zu den häufigsten Indikationen gehören:
- Morbus Parkinson: Die THS ist eine etablierte Therapieoption für Parkinson-Patienten, bei denen medikamentöse Behandlungen nicht mehr ausreichend wirken oder zu starken Nebenwirkungen führen. Sie kann helfen, motorische Symptome wie Zittern, Muskelsteifheit und verlangsamte Bewegungen zu kontrollieren.
- Essentieller Tremor: Die THS kann bei Patienten mit stark ausgeprägtem essentiellem Tremor, der nicht ausreichend auf Medikamente anspricht, eine deutliche Verbesserung des Zitterns bewirken.
- Dystonie: Generalisierte Dystonien lassen sich oft nur unzureichend mit Medikamenten oder Botulinumtoxin-Injektionen behandeln. Die THS hat sich hier als wirksam erwiesen und sollte frühzeitig im Erkrankungsverlauf in Betracht gezogen werden. Auch bei fokalen Dystonien kann die THS eine Option sein.
- Psychiatrische Erkrankungen: Die THS wird in ausgewählten Fällen auch zur Behandlung von Zwangserkrankungen, therapierefraktärer Epilepsie, chronischer Depression und Anorexia nervosa eingesetzt. Studien zur Behandlung der Alzheimer-Demenz laufen derzeit.
Voraussetzungen und Eignung für die Tiefe Hirnstimulation
Nicht jeder Patient ist für die Tiefe Hirnstimulation geeignet. Die genaue Eignung wird von einem erfahrenen interdisziplinären Team aus Neurologen, Neurochirurgen und anderen Spezialisten bewertet. Dabei werden verschiedene Faktoren berücksichtigt:
- Art und Schwere der Symptome: Die THS kommt vor allem dann in Frage, wenn die Symptome die Lebensqualität erheblich beeinträchtigen und durch andere Behandlungen nicht ausreichend kontrolliert werden können.
- Ansprechen auf Medikamente: Bei Parkinson-Patienten ist ein gutes Ansprechen auf Levodopa in der Regel Voraussetzung für die Durchführung einer THS.
- Allgemeiner Gesundheitszustand: Der Patient sollte in einem ausreichend guten körperlichen Zustand sein, um die Operation und die anschließende Stimulationstherapie zu verkraften.
- Kognitive Fähigkeiten: Relevante kognitive Störungen stellen eine Kontraindikation für die THS dar.
- Psychiatrische Begleiterkrankungen: Schwere akute depressive Episoden oder andere ausgeprägte psychiatrische Begleiterkrankungen sollten vor einer THS behandelt werden.
Prof. Andrea Kühn betont, dass bestimmte Patienten besonders gut für die Tiefe Hirnstimulation geeignet sind. Es sind Patienten, bei denen im Tagesverlauf Schwankungen in der Beweglichkeit auftreten, die mit verfügbaren Medikamenten nicht mehr gut genug behandelt werden können.
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Stimulator-Screening zur Eignungsprüfung
Um sicherzustellen, dass die Tiefe Hirnstimulation die richtige Behandlungsoption ist und besondere Risiken ausgeschlossen werden können, wird vorab ein Stimulator-Screening durchgeführt. Dieses beinhaltet in der Regel einen kurzen stationären Aufenthalt, in dem folgende Untersuchungen durchgeführt werden:
- 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 zur Beurteilung des Ansprechens auf Medikamente
- Neuropsychologische Testung
- Psychiatrisches Konsil
- Mitbeurteilung durch Physiotherapeuten und Logopäden
- Kernspintomographie des Kopfes
Die Ergebnisse des Stimulator-Screenings werden in einer interdisziplinären Konferenz besprochen, bevor eine Entscheidung über die Durchführung der Operation getroffen wird.
Ablauf der Operation
Die Elektroden für die Tiefe Hirnstimulation werden in einem stereotaktischen Eingriff eingesetzt. Dabei wird der Kopf des Patienten in einem Stereotaxierahmen fixiert, um ein Verwackeln zu verhindern und die Elektroden computergestützt millimetergenau zu platzieren. Die Operation kann als Wach-OP oder in Vollnarkose durchgeführt werden.
Nach Rasur am Kopf werden zwei kleine Schnitte gesetzt und mit einem selbst-stoppenden Bohrer zwei Bohrlöcher gesetzt. Durch diese werden die Elektroden in die zuvor geplanten Zielgebiete im Gehirn eingeführt.
Im Regelfall erfolgt die Operation bei Parkinson und Dystonie komplett in Vollnarkose. Postoperative Schmerzen sind gering, und eine frühe Mobilisierung wird angestrebt.
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Etwa 2-3 Tage nach der Operation kann der Patient die Klinik verlassen. Der Stimulator wird meist noch nicht eingeschaltet, um dem Gehirngewebe ausreichend Zeit zum Abheilen zu geben.
Teststimulation und Feinjustierung
Ca. 2-4 Wochen nach der Operation wird der Stimulator aktiviert und die Stimulation individuell programmiert, um die Symptome bestmöglich zu kontrollieren. Die weitere Nachsorge findet über eine Ambulanz statt.
Während der Operation im Wachzustand ist die Mitarbeit des Patienten oft erforderlich, um den optimalen Zielpunkt für die Elektrodenplatzierung zu finden. Hierfür werden verschiedene Tests durchgeführt.
Risiken und Nebenwirkungen
Wie jeder operative Eingriff ist auch die Tiefe Hirnstimulation mit gewissen Risiken verbunden. Dazu gehören:
- Blutungen im Gehirn: Das Risiko einer Blutung ist jedoch sehr gering, da die Operation minimalinvasiv durchgeführt wird und die Elektroden so geplant werden, dass keine Gefäße berührt werden.
- Infektionen: Das Risiko einer Infektion liegt bei etwa 3,5 Prozent. In den meisten Fällen treten Infektionen im Bereich des Generators auf und können mit Antibiotika behandelt werden. In einigen Fällen muss das Gerät vorübergehend entfernt und später wieder implantiert werden.
- Nebenwirkungen durch die Stimulation: Die Nebenwirkungen hängen vom stimulierten Hirnareal ab. Bei der Parkinson-Erkrankung kann es zu Persönlichkeitsveränderungen kommen. Beim essentiellen Tremor sind Sprach- und Gangstörungen möglich. Bei Zwangserkrankungen kann es zu einer erhöhten Impulsivität kommen.
Unerwünschte Nebenwirkungen treten in der Regel innerhalb der ersten Monate auf und sind reversibel. Durch Anpassung der Stimulationsparameter können sie meist behoben oder reduziert werden.
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Leben mit einem THS-System
Nach der Implantation eines THS-Systems können Patienten in der Regel alles tun wie zuvor, mit Ausnahme von ein paar Dingen, die berücksichtigt werden müssen:
- Fahrverbot: In Deutschland gilt nach einer Hirnoperation ein Fahrverbot von drei Monaten.
- Sicherheitsschleusen: Im Flughafen sollte der Patient nicht durch die Sicherheitsschleuse gehen.
- MRT-Untersuchungen: MRT-Untersuchungen sind weiterhin möglich, allerdings müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt werden.
- Operationen: Bei späteren Operationen muss der Operateur auf einige elektrisch unterstützte Techniken verzichten.
Technische Neuerungen und Zukunftsperspektiven
In den letzten Jahren gab es signifikante technische Fortschritte im Bereich der Tiefen Hirnstimulation. Dazu gehören:
- Direktionale Elektroden: Diese ermöglichen eine gezieltere Stimulation in eine bestimmte Richtung, wodurch Nebenwirkungen reduziert werden können.
- Brain-Sensing-Technologie: Mit den neuesten Implantaten kann nicht nur Strom abgegeben, sondern auch die elektrische Aktivität tief im Gehirn abgeleitet werden. Anhand der gemessenen Hirnsignale kann die Stimulationseinstellung weiter optimiert werden.
- Adaptive Stimulation (Closed-Loop-Stimulation): Der „Hirnschrittmacher“ kann so programmiert werden, dass die Stromstärke automatisch an die Symptome angepasst wird.
- Wiederaufladbare „Schrittmacher“: Diese müssen nicht nach ein paar Jahren ausgetauscht werden und haben eine längere Lebensdauer.
Prof. Jens Volkmann betont die Bedeutung digitaler Technologien bei der Tiefen Hirnstimulation. Diese ermöglichen die Entwicklung von Computermodellen, die therapeutische Vorhersagen ermöglichen und möglicherweise eines Tages Tierversuche ersetzen könnten.
Computermodelle und das Human Brain Project
Es wird versucht, ein digitales Modell der Tiefen Hirnstimulation zu erstellen, das auf Zellmodellen von elektrisch erregbaren Membranen basiert und die individuelle Anatomie des Patienten berücksichtigt. Dieses Modell soll mit dem Human Brain Project verknüpft werden, um vielfältigste Informationen über Verbindungen und Strukturen des menschlichen Gehirns in eine große Datenbank einzubringen und eine Art Gehirnmodell zu entwickeln. Ziel ist es, therapeutische Vorhersagen zu machen und die Behandlung weiter zu optimieren.
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