Der Nervenarzt

, Volume 81, Issue 6, pp 702–710

Neurochirurgische und technische Aspekte der tiefen Hirnstimulation

Leitthema

DOI: 10.1007/s00115-010-2937-4

Cite this article as:
Voges, J. & Krauss, J. Nervenarzt (2010) 81: 702. doi:10.1007/s00115-010-2937-4

Zusammenfassung

Die tiefe Hirnstimulation (THS) als wesentlicher Bestandteil der Therapie von Bewegungsstörungen hat die Hochfrequenzkoagulation in der stereotaktischen Neurochirurgie nahezu vollständig verdrängt. Hinter den teilweise auf höchstem Evidenzniveau belegten funktionalen Effekten der THS steht allerdings ein vergleichsweise schlechtes Verständnis der Mechanismen, die zu dem positiven Behandlungseffekt führen. Nach aktuellem Kenntnisstand induziert die hochfrequente THS im Bereich der Stimulationselektrode, d. h. lokal, eine Hemmung neuronaler Strukturen. Gleichzeitig kommt es über eine Aktivierung von Axonen, die das stimulierte Areal erreichen oder verlassen zu einer weiterreichenden Modulation neuronaler Netzwerke. Beide Mechanismen verändern die Spontanaktivität in anderen Kernarealen des Netzwerks, sodass pathologische neuronale Entladungsmuster (unregelmäßige Burst-Aktivität, Oszillationen, Synchronisation) modifiziert werden, die sich bei bestimmten Bewegungsstörungen wie M. Parkinson und Dystonie finden. Die Einführung technischer Standards wie die Integration moderner Schnittbildverfahren in die computerassistierte Behandlungsplanung in Verbindung mit geeigneter Behandlungsplanungssoftware haben während der letzten Jahre erheblich dazu beigetragen die Häufigkeit schwerer Operationskomplikationen (z. B. intrakranielle Blutung) signifikant zu reduzieren (Risiko: 1–3%). Zukünftige Entwicklungen werden sich neben der Modifikation von Hardware-Komponenten des THS-Systems auf die Evaluierung neuer Zielareale, die gleichzeitige Stimulation in mehreren Schlüsselstrukturen des Zentralnervensystems oder die Effekte neuer Stimulationsparadigma (hochfrequente vs. niederfrequente Stimulation) konzentrieren.

Schlüsselwörter

Tiefe Hirnstimulation Neurochirurgische Aspekte Technische Aspekte Neuronale Entladungsmuster Schlüsselstrukturen 

Neurological and technical aspects of deep brain stimulation

Summary

Deep brain stimulation (DBS) is an important component of the therapy of movement disorders and has almost completely replaced high-frequency coagulation of brain tissue in stereotactic neurosurgery. Despite the functional efficacy of DBS, which in parts is documented on the highest evidence level, the underlying mechanisms are still not completely understood. According to the current state of knowledge electrophysiological and functional data give evidence that high-frequency DBS has an inhibitory effect around the stimulation electrode whilst at the same time axons entering or leaving the stimulated brain area are excited leading to modulation of neuronal networks. The latter effect modifies pathological discharges of neurons in key structures of the basal ganglia network (e.g. irregular bursting activity, oscillations or synchronization) which are found in particular movement disorders such as Parkinson’ s disease or dystonia. The introduction of technical standards, such as the integration of high resolution MRI into computer-assisted treatment planning, in combination with special treatment planning software have contributed significantly to the reduction of severe surgical complications (frequency of intracranial hemorrhaging 1-3%) in recent years. Future developments will address the modification of hardware components of the stimulation system, the evaluation of new brain target areas, the simultaneous stimulation of different brain areas and the assessment of different stimulation paradigms (high-frequency vs low-frequency DBS).

Keywords

Deep brain stimulation Neurosurgical aspects Technical aspects Neuronal discharge pattern Key structures 

Copyright information

© Springer-Verlag 2010

Authors and Affiliations

  1. 1.Klinik für Neurologie und Klinik für Stereotaktische Neurochirurgie, Leibniz Institut für Neurobiologie MagdeburgKlinikum der Otto-von-Guericke-Universität MagdeburgMagdeburgDeutschland
  2. 2.Neurochirurgische KlinikMedizinische Hochschule HannoverHannoverDeutschland

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