Die tiefe Hirnstimulation (THS) hat sich in den letzten Jahrzehnten zu einem bedeutenden therapeutischen Fortschritt bei der Behandlung neurologischer und zunehmend auch psychiatrischer Erkrankungen entwickelt. Dieses Verfahren, bei dem Gehirnareale mit elektrischen Impulsen aktiviert oder deaktiviert werden, um bestimmte Symptome zu behandeln, wird heute routinemäßig angewendet, um beispielsweise medikamentös nicht mehr behandelbare Bewegungsstörungen wie den Morbus Parkinson oder andere Bewegungsstörungen zu behandeln.
Einführung in die Tiefe Hirnstimulation
Die tiefe Hirnstimulation (THS) ist ein Verfahren der funktionellen Neurochirurgie, bei dem Funktionen des Gehirns beeinflusst werden, dieser Einfluss aber auch wieder rückgängig gemacht werden kann, also reversibel ist. Bei der THS werden feine Elektroden in das Gehirn eingesetzt, die dauerhaft elektrischen Strom übertragen und damit die krankmachende Hirnregion ausschalten. Die Elektrode wird durch eine kleine Öffnung im Schädel in das Gehirn implantiert.
Anwendungsgebiete der Tiefen Hirnstimulation
Die tiefe Hirnstimulation findet Anwendung in verschiedenen Bereichen:
Bewegungsstörungen: In der operativen Therapie von Bewegungsstörungen hat sich die tiefe Hirnstimulation (THS) zu einem effektiven und anerkannten Verfahren entwickelt. Sie wird eingesetzt bei:
- Morbus Parkinson (Schüttellähmung): Hierbei werden gezielt in tief im Hirn gelegenen Schaltstationen der Bewegungssteuerungen Elektroden stereotaktisch eingelegt, welche über einen Schrittmacher angesteuert werden. Damit werden die Hirnregionen mit unterschiedlichen Reizströmen so beeinflusst, dass schwerwiegende Symptome, wie z. B. das Zittern deutlich verbessert werden. Die Subthalamicus THS (STN DBS) wird bei der Parkinsonschen Erkrankung eingesetzt, wenn sogenannte Wirkfluktuationen aufgetreten sind. Hierbei reagiert der Körper kurz nach der Einnahme des Medikamentes Dopamin (z.B. Madopar®) mit einer überschießenden Beweglichkeit (Dyskinesie), gefolgt von langen Phasen mit geringer Beweglichkeit (Bradykinese) und erhöhter Muskelspannung (Rigidität).
- Essentiellem Tremor (Zittern der Extremitäten/Kopfes): Hier kommt die Thalamische THS (ViM DBS) zum Einsatz.
- Dystonie: Hier kommt die Globus pallidus THS (GPi DBS) zum Einsatz.
Psychiatrische Erkrankungen: Zunehmend werden solche Verfahren in anderen Zielregionen des Gehirnes auch bei psychiatrischen Erkrankungen wie der Depression oder Zwangserkrankungen therapeutisch eingesetzt. Bei zwangskranken Patienten kann durch die Stimulation das Zwangsverhalten unterdrückt werden.
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Weitere Indikationen: Weitere Anwendungsgebiete sind:
- Epilepsie: Hier kommt die Thalamische THS (ANT DBS) zum Einsatz.
- Schmerzsyndrome: Hier kommt die Thalamische THS (VPL - CmPf - ACC DBS) zum Einsatz.
- Multiple Sklerose
- Hirnschädigung durch Unfall oder Schlaganfall
Wirkungsweise der Tiefen Hirnstimulation
Die Stimulationseffekte sieht man an der gegenüberliegenden Körperhälfte. Somit hilft eine Elektrode in der rechten Gehirnhälfte, die Bewegungsfähigkeit der linken Körperhälfte zu verbessern. Das Besondere daran ist, dass die Funktion der Hirnareale erhalten bleibt und der Effekt der Stimulation jederzeit rückgängig gemacht werden kann. Trotz der klinischen Effektivität ist der genaue Wirkungsmechanismus der Tiefenhirnstimulation bei der Behandlung von Bewegungsstörungen noch unbekannt. Die schwachen elektrischen Impulse des Schrittmachers stimulieren das erkrankte Areal des Gehirns. So wird die bei Morbus Parkinson typische, gehemmte Verarbeitung von Nervensignalen überwunden.
Vorteile der Tiefen Hirnstimulation
Der Hauptvorteil gegenüber Verfahren, in denen Hirngewebe zerstört oder entfernt wird/wurde (Pallido- oder Thalamotomie) liegt in der Möglichkeit, die Stimulation abhängig von der erzielten Wirkung anzupassen. Dabei ist die THS eine Behandlungsmethode, die wieder rückgängig gemacht werden kann, ohne das Gewebe in großem Umfang zerstört oder entfernt werden muss. Auch die zum Teil gravierenden Nebenwirkungen der Medikamente bei Parkinson, dem essentiellen Tremor (ET) oder Dystonie sind in dieser Form nicht gegeben. Im Gegensatz zu vielen neurologischen Krankheitsbildern, bei denen das rasch fortschreitende Krankheitsgeschehen den Neurochirurgen zu einem operativ-therapeutischen Schritt zwingt, handelt es sich bei der tiefen Hirnstimulation um einen im Voraus gut planbaren Eingriff.
Ablauf der Tiefen Hirnstimulation
- Voraussetzungen: Im Vorfeld der THS wird im Rahmen eines 4-tägigen stationären Aufenthalts geklärt, ob aktuell die THS eine geeignete Therapiemethode ist. Während dieses Aufenthalts werden verschiedene Untersuchungen (u.a. MRT, Neuropsychologie, motorische Testung, L-Dopa Test, etc.) durchgeführt. Der Patient wird weiterhin ausführlich über die Intervention durch Ärzte aufgeklärt. Am Ende des Aufenthalts erfolgt eine Einschätzung und Empfehlung bezüglich der weiteren therapeutischen Vorgehensweise und ob die THS durchgeführt werden kann. Nach Entlassung erfolgt eine erneute Absprache.
- Operation: Ein Tag vor der Operation wird der Patient stationär aufgenommen. Am nächsten Morgen wird nach einer lokalen Betäubung der stereotaktische Rahmen am Kopf befestigt. Danach erfolgt in Zusammenarbeit mit der Neuroradiologie die genaue Planung für die stereotaktische Platzierung der Elektroden. Dafür werden CT oder MRT Aufnahmen angefertigt. Anschließend erfolgt der Transfer in den OP-Saal. Während der Operation ist immer ein Narkosearzt anwesend, der eine Medikation zur Beruhigung und gegen Schmerzen verabreicht. Um den optimalen Zielpunkt für die Elektrodenplazierung rauszufinden, ist die Mitarbeit des Patienten erforderlich. Dafür ist die Mannschaft der Sektion für Bewegungsstörungen und Neurostimulation während der OP die ganze Zeit dabei und wird verschiedene Tests mit dem Patienten durchführen. Nach dieser Testphase wird die endgültige Elektrode platziert.
- Nachsorge: Nach der Operation erfolgen die Anpassung der Stimulationsparameter und die Anpassung der Medikation. Die Dauer des stationären Aufenthaltes in der Klinik beträgt meist 14 Tage. Nach der Operation wird der Schrittmacher individuell eingestellt.
Stereotaktische Radiochirurgie als alternative oder ergänzende Behandlungsmethode
Die stereotaktische Radiochirurgie stellt ein therapeutisches Verfahren dar, das eine hochpräzise, fokussierte und hochdosierte Bestrahlung eines Tumors oder einer Gefäßmissbildung insbesondere im Gehirn in einer Sitzung ermöglicht (Einzeitbestrahlung). Somit können diese Raumforderungen ohne offene Operation effektiv behandelt werden. Das Zielvolumen der Bestrahlung wird durch dreidimensionale Computersimulationen dargestellt und stereotaktisch errechnet. Bei der fraktionierten stereotaktischen Bestrahlung erfolgt die Behandlung in mehreren Sitzungen.
Die stereotaktische Strahlentherapie basiert auf einem Hochleistungslinearbeschleuniger und einer automatischen submillimetergenauen Patientenpositionierung. Die hohe Präzision wird durch das adaptierte Planungssystem, spezielle Fixierungshilfen (z.B. Kopfmasken) und feine Lamellenkollimatoren für die exakte Feldformung erreicht. Eine dedizierte Röntgenbildgebung ermöglicht Körperaufnahmen zur Lagerungskontrolle nahezu unabhängig von der Position des Linearbeschleunigers.
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Der Therapiestrahl wird der Tumorform, Lage und Größe exakt angepasst. Aufgrund der hohen Präzision der Applikation ist es möglich das umliegende, gesunde Hirngewebe zu schonen, was eine sehr gute Verträglichkeit dieser Behandlungsmethode gewährleistet. Voraussetzung dafür ist eine klare Abgrenzbarkeit der zu behandelten Raumforderung in den vor der Therapie angefertigten diagnostischen Bildern (MRT, CT und ggf. PET). Die Behandlung kann häufig ambulant erfolgen, ist schmerzfrei und dauert nur wenige Minuten. Sie wird interdisziplinär von Neurochirurgen und Strahlentherapeuten durchgeführt.
Indikationen für die stereotaktische Radiochirurgie
Folgende Indikationen sind für eine stereotaktische Radiochirurgie geeignet:
- Hirnmetastasen
- Hirnhauttumore (Meningeome)
- Akustikusneurinome
- Gefäßmissbildungen (Arteriovenöse Malformationen, Kavernome)
- Funktionelle Neurochirurgie - Gesichtsschmerzen (Trigeminusneuralgie)
- Weitere Indikationen: Glioblastome, Hypophysenadenome, kindliche Hirntumore, Kraniopharyngeome und Spinaltumore, Leber-, Lungen- und Prostatatumore
Ethische Aspekte der Tiefen Hirnstimulation
Angesichts der immer häufiger eingesetzten Methode der tiefen Hirnstimulation tauchen vermehrt ethische Fragestellungen auf, die diskutiert werden müssen. Besteht hier eine Gefahr der Willensbeeinflussung des jeweiligen Patienten? Wenn durch die Hirnstimulation solche Zwangshandlungen unterbunden werden, ohne das der Patient dabei leidet, werden komplexe Verhaltensmuster durch einen Eingriff von außen beeinflusst. Hier stellt sich nun die Frage, ob dem Patienten sein freier Wille nicht vielmehr zurück gegeben wird, indem er nun in die Lage versetzt wird, unsinniges Verhalten zu unterlassen? Oder ist es umgekehrt so, dass der Eingriff und die Beeinflussung von außen den Patienten entmündigen, seine Persönlichkeit verändern und steuerbar machen?
Tubuläre Kontinuumsroboter für minimal-invasive Eingriffe im Gehirn
Operationen in schwer zugänglichen Regionen wie dem Gehirn stoßen mit konventionellen chirurgischen Instrumenten mitunter an Grenzen. Mit Hilfe kleinster sogenannter tubulären Kontinuumsroboter soll der Zugang künftig leichter möglich sein und auch weitere Regionen im Zentrum des Gehirns erschließen. Per Fernsteuerung und mit Kamerasicht navigiert der Chirurg dazu zwei kleine Roboterarme aus ineinander angeordneten elastischen Röhrchen, die nicht größer als eine medizinische Nadel sind. Wie diese Roboter genau beschaffen sein müssen, um die erforderliche Gelenkigkeit zu haben, wird derzeit erforscht.
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