Wenn der Neurochirurg im Vorfeld einer Hirnoperation präzise weiss, wo funktionelle Hirnareale liegen, kann er den Eingriff sicher planen und das Risiko möglicher Folgeschäden minimieren. Eine solche Hirnkartierung ist möglich mit Hilfe der navigierten transkraniellen Magnetstimulation (nTMS). Es handelt sich dabei um eine nicht-invasive, neurophysiologische Technik, mit der wichtige Funktionen im Gehirn wie auf einer Landkarte millimetergenau lokalisiert werden. Sie zeigt beispielsweise, wo genau das für Motorik zuständige Hirnareal liegt und wie gross der Sicherheitsabstand zu einem Tumor ist.
Wie funktioniert eine transkranielle Magnetstimulation?
Es handelt sich bei der TMS um ein nicht-invasives Verfahren, bei dem Nervenzellen im Gehirn von aussen angeregt werden. Bei der TMS wird eine Magnetspule auf die Kopfhaut des Patienten platziert. Die Spule erzeugt schnell wechselnde Magnetfelder. Dadurch wird ein kurzer elektrischer Impuls im Gehirn ausgelöst. Dieser Impuls aktiviert die Verbindung zwischen dem Teil des Gehirns, der Bewegungen steuert, dem sogenannten Motorcortex, und den Muskeln. Ein Reiz wird in Form eines sogenannten Aktionspotenzials über die Zellen des Muskels weitergeleitet, was zur Kontraktion des Muskels führt.
Durch Registrierung des Kopfs des Patienten im 3-dimensionalen Raum und Integration der Daten in die Neuronavigation, lässt sich der Ort der Spule auf der Kopfoberfläche auf dem MRI des Patienten abbilden. So kann man räumlich präzise darstellen, wo das Gehirn stimuliert wird. Wird zum Beispiel das Handareal des motorischen Kortex angeregt, bewegen sich die Finger.
Die zum Zeitpunkt der Stimulation erzeugten motorisch evozierten Potenziale (MEP) können gemessen, visualisiert und analysiert werden. Durch wiederholte Stimulation an verschiedenen Stellen der Kopfhaut und die Aufzeichnung der Muskelreaktionen können Neurologen oder Neurochirurgen präzise darstellen, welche Bereiche des Gehirns für bestimmte Bewegungen oder Funktionen zuständig sind.
Wie läuft eine navigierte transkranielle Magnetstimulation ab?
Zu Beginn der TMS nehmen Sie auf einem speziellen Stuhl Platz. Ihr aktuelles Bild aus einer Magnetresonanztomografie (MRT oder MRI von engl. magnetic resonance imaging) wird in das TMS-Gerät eingelesen. Drei Punkte werden als Koordinaten bestimmt. Diese Punkte werden mit Hilfe einer Infrarotkamera und Referenzpunkten an Ihrem Kopf gesucht. Dies ermöglicht dann eine millimetergenaue Stimulation.
Je nachdem welches Kraftzentrum in Ihrem Fall betroffen ist, werden Klebeelektroden an den entsprechenden Muskeln angebracht. Durch eine Elektromyelografie (EMG) kann die elektrische Muskelaktivität gemessen und grafisch dargestellt werden. Ihre wichtigste Aufgabe bei der Untersuchung ist es, sich zu entspannen. Mit der Magnetspule wird nun das Kraftzentrum der zu untersuchenden Muskeln gesucht und eine entsprechende Karte angefertigt, die dem Neurochirurgen bei der Planung der Tumorentfernung hilft *.
Bessere Voraussagen nach der Operation
In seltenen Fällen kann es nach einer Operation, die in unmittelbarer Nähe des Bewegungszentrums stattgefunden hat, zu einer Krafteinschränkung kommen. In solchen Fällen können wir mit der gleichen Untersuchungsmethode vorhersagen, wie schnell eine Erholung stattfinden wird. Kann man gute Reaktionen an den Armen und Beinen ableiten, wird der Patient sich rasch erholen *.
Wir am Inselspital arbeiten aktiv an der Weiterentwicklung dieser innovativen Methoden im Rahmen internationaler Forschungsprojekte und Studien mit.
Referenzen
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Krieg SM, Lioumis P, Makela JP, et al. Protocol for motor and language mapping by navigated TMS in patients and healthy volunteers; workshop report. Acta neurochirurgica. 2017;159:1187-1195.
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Seidel K, Häni L, Lutz K, Zbinden C, Redmann A, Consuegra A, Raabe A, Schucht P. Postoperative navigated transcranial magnetic stimulation to predict motor recovery after surgery of tumors in motor eloquent areas. Clin Neurophysiol. 2019 Jun;130(6):952-959.