Can intraoperative clinical testing predict the effects of the permanent DBS electrode in the subthalamic nucleus?

Autor: Blume, Josefine Andrea
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
Popis: Background and Objectives: Intraoperative test stimulation is established to optimize target localization in STN DBS, but requires a time-consuming awake surgery in off-medication state. The aim of this study was to evaluate whether stimulation-induced effects of the permanent electrode are predictable by intraoperative test stimulation. Methods: 59 PD-patients receiving bilateral STN-DBS were clinically examined with stepwise increasing monopolar stimulation during surgery and DBS programming at matched stimulation depths. Thresholds of therapeutic effects on rigidity, tremor, akinesia as well as threshold and categories of side effects as dysarthria, paraesthesia, oculomotor dysfunction, autonomic and capsular effects were obtained from standardized examination protocols retrospectively. Results: The central trajectory was chosen in 48.3% for implantation of the final electrode. Postoperative stimulation via the permanent electrode caused any category of side effect at a significantly lower threshold than predicted during intraoperative test stimulation (p
Hintergrund und Fragestellung Das idiopathische Parkinson-Syndrom ist die häufigste neurodegenerative Bewegungsstörung. Die THS im Nucleus subthalamicus (STN) ist seit 2001 in zur Behandlung des fortgeschrittenen idiopathischen Parkinson-Syndroms zugelassen und etabliert. Die Implantation der THS erfolgt meist während eines stereotaktischen Wach-Eingriffs. Der Patient ist wach und ohne dopaminerge Medikation, um Wirkung und Nebenwirkungen einer intraoperativen Teststimulation anhand der klinischen Beurteilung sofort feststellen zu können. Erst nach dieser Teststimulation mittels Testelektroden, die über die bis zu fünf stereotaktischen Trajekte eingebracht werden, erfolgt die Entscheidung für eines dieser Trajekte sowie die Festlegung der Implantationstiefe der permanenten THS-Elektrode. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob der Schwellenwert der Wirkung sowie der Nebenwirkungen der permanenten Elektrode und somit das therapeutische Fenster durch die intraoperative Teststimulation vorhersagbar sind. Methoden Die Untersuchungsprotokolle von 59 Patienten mit idiopathischem Parkinson-Syndrom wurden analysiert, die zwischen 2004 und 2015 eine bilaterale THS im STN erhalten haben. Sowohl während der Implantation und auch postoperativ zur Programmierung der permanenten Stimulation erfolgte zur Austestung des therapeutischen Fensters eine schrittweise Steigerung der Stimulationsspannung bis zum Auftreten von Nebenwirkungen. Der Schwellenwert für eine zufriedenstellende Wirkung, entsprechend einer Reduktion von Tremor, Rigor oder Akinesie um mindestens 50% des Ausgangswertes, sowie der Schwellenwert bis zum Auftreten von Stimulation-bedingten Nebenwirkungen, wie Kapseleffekten, Parästhesien, Okulomotorikstörungen, Dysarthrie oder autonomen Symptomen, wurden für die intra- und postoperative Testung standardisiert erfasst. Da die endgültige Lage der permanenten Elektrode in Relation zum stereotaktischen Zielpunkt bekannt war, konnte den vier Polen der permanenten Elektrode jeweils eine intraoperative Stimulationstiefe eindeutig zugeordnet werden. Somit war es möglich, die Schwellenwerte für intra- und postoperative Stimulation direkt zu vergleichen. Außerdem wurde für jeden Patienten individuell die Kategorie der Nebenwirkung beider Stimulationen verglichen. Ergebnisse Die postoperative Stimulation mit der permanenten Elektrode verursachte Nebenwirkungen bereits bei einem signifikant niedrigeren Schwellenwert als die intraoperative Teststimulation. Andererseits wurde ein zufriedenstellender therapeutischer Effekt mit der permanenten Elektrode erst bei einem signifikant höheren Schwellenwert erreicht. Die Nebenwirkungskategorie des individuellen Patienten zeigte sehr häufig Abweichungen zwischen beiden Stimulationen, insgesamt waren nur 33.5% der intraoperativen Nebenwirkungen in der gleichen Kategorie durch die permanente Stimulation reproduzierbar. Diskussion und Schlussfolgerungen Bei der Implantation der THS hängt die Entscheidung für ein Trajekt und die Implantationstiefe unter anderem von der intraoperativen Teststimulation ab. Der optimale Zielpunkt hat hierbei einen möglichst geringen Schwellenwert für eine ausreichende Wirkung bei möglichst hohem Schwellenwert für Nebenwirkungen, was die Optionen bei der späteren Programmierung der Tiefen Hirnstimulation erhöhen soll. Allerdings scheinen die therapeutischen Effekte und Nebenwirkungen nicht sicher durch eine intraoperative Teststimulation vorhersagbar zu sein. Dies betrifft sowohl ihren Schwellenwert, als auch die Art der Nebenwirkung. Die intraoperative Teststimulation führt eher dazu, dass das therapeutische Fenster der permanenten Stimulation überschätzt wird. Dies sollte bei der Beurteilung während der Implantation bedacht werden. Ursächlich ist am ehesten eine unterschiedliche Ausbreitung des elektrischen Feldes beider Elektroden im STN und in die umliegenden Strukturen. Hierfür wiederum kommen verschiedene Faktoren in Betracht. Zunächst sind minimale Abweichungen vom Zielpunkt beim Tausch der Testelektrode mit der permanenten Elektrode nicht auszuschließen. Die beiden Elektroden unterscheiden sich außerdem deutlich, nicht nur in ihrem Durchmesser, sondern auch in ihrem Aufbau und ihrer Geometrie. Das von ihnen erzeugte elektrische Feld zeigt deshalb deutliche Differenzen, was bereits durch verschiedene Studien belegt ist. Bisher existieren keine prospektiven Analysen, ob die intraoperative Teststimulation das Outcome der Tiefen Hirnstimulation verbessert. Die intraoperative Teststimulation erfordert eine Wach-Kraniotomie mit Zeit-intensiver klinischer Untersuchung, während der der Patient außerdem ohne dopaminerge Medikation und damit oft in einem schlechten klinischen Zustand ist. Da wir in dieser Untersuchung zeigen konnten, dass das therapeutische Fenster durch die intraoperative Teststimulation nicht sicher vorhergesagt werden kann, stellt unser Ergebnis den bisher angenommenen Nutzen der Wach-Kraniotomie in Frage. Aktuell zeigen verschiedene Studien, dass durch die erheblichen Verbesserungen der neuroradiologischen Methoden die Platzierung der Elektrode mittels intraoperativem MRT unter Allgemeinanästhesie gute Ergebnisse erzielen kann. Zusammengefasst stellen unsere Ergebnisse daher den Nutzen der intraoperativen Teststimulation für das Outcome der Tiefen Hirnstimulation in Frage.
Databáze: OpenAIRE
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