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Stereotaktische & funktionelle Neurochirurgie

Stereotaktische Neurochirurgie stellt eine minimal-invasive Operationstechnik dar, die ermöglicht mithilfe eines dreidimensionalen Koordinatensystems, bildgesteuert und computerassistiert das Erreichen der tief liegenden, für die herkömmlichen Operationsmetoden nicht zugänglichen Hirnlesionen.

Für die präzise und risikoarme Durchführung des stereotaktischen Eingriffs ist die Verwendung von multimodalen Bilddaten wie Computertomographie (CT), Kernspintomographie (MRT) sowie einer Positronenemissionstomographie (FET-PET) erforderlich. Die Berechnung des Ziel- und Eintrittspunktes erfolgt unter der Anwendung eines Planungsrechners und eines dreidimensionalen Koordinatensystems. Dies in Verbindung mit dem auf dem Kopf des Patienten fixierten stereotaktischen Rahmen gewährleistet die notwendige Genauigkeit der Prozedur.  

Das stereotaktische Operationsverfahren findet bei folgenden Eingriffen die Anwendung:

  • Stereotaktische Biopsie (Probeenthname)
  • Punktion der zystsischen Raumforderungen 
  • Implantation den Kathetern zur Drainage der Tumorzysten und ggf. Verbindung mit dem inneren Liquorsystem sowie zur lokalen Chemotherapeutikagabe
  • Stereotaktisch geführte Ventrikulo-Zisternostomien bei tumorbedingtem Hydrozephalus occlusus
  • Implantation der Ventrikelkatheters bei Hydrocephalus (insb. bei sehr engen inneren Liquorräumen wie z.B. bei Pseudotumor cerebri)
  • Implantation der Strahlenkörper 
  • Stereotaktische Diagnostik und Behandlung von Gehirntumoren bei Kindern in Kooperation mit der Sektion Pädiatrische Neurochirurgie und  der Kinderklinik der UKB

Stereotaktische Biopsie gehört zu den häufigsten stereotaktischen Eingriffen unserer Klinik. Dies geschieht schonend über einen 4 cm kurzen Hautschnitt und ein 9 mm kleines Bohrloch im Schädelknochen. Eine Routinebiopsie erfordert insgesamt nur einen stationären Aufenthalt von 2 bis 3 Tagen und bei Entlassung ist die Biopsiestelle am Kopf aufgrund einer minimalen Haarrasur und Versorgung mit Nähten unter der Hautoberfläche nicht erkennbar. Die Vorgespräche, Voruntersuchungen und Nachkontrollen können ambulant durchgeführt werden.

Durch die enge interdisziplinäre Zusammenarbeit mehrere Fachdisziplinen der UKB ist es bei bestimmten Fragestellungen für unsere Patienten auf ambulanter Basis möglich, in einem einzigen Untersuchungsgang neben der üblichen morphologischen Bildgebung auch zusätzlich eine umfassende metabolische Evaluation ihres Befundes zu erhalten.

Die übliche Schnittbilddarstellung bei Hirnläsionen erfolgt mittels Kernspintomogramm (MRT), wobei der Arzt eine morphologische Information (Lage, Größe, Kontrastmittelaufnahmeverhalten, Beziehung zu Nachbarstrukturen) über den verdächtigen Befund erhält.

Zusätzliche Information über die Stoffwechselaktivität innerhalb der Läsion, z.B. über die Aufnahme von Zucker oder Aminosäuren sowie die Zusammensetzung des Gewebes aus verschiedenen Molekülen erhält man über die sogenannte metabolische Bildgebung. Für diese sehr speziellen Untersuchungen stehen die Positronen-Emmissions-Tomographie (PET) sowie die MR-Spektroskopie (MRS) und das MRS-Imaging (MRSI, auch Chemical Shift Imaging = CSI genannt) zur Verfügung. Diese metabolischen Daten ergeben ein Maß der „Aktivität“ einer Läsion bzw. eines Tumors und sie können Bereiche innerhalb eines morphologisch gleichmäßig aussehenden Tumors identifizieren, die einen besonders hohen Stoffwechsel aufweisen. Durch gezielte Entnahme von Gewebeproben aus diesen besonders aktiven Stellen wird die Präzision der Diagnose deutlich erhöht.

Fig. 1. Leksell G-Frame Stereotaxiesystem benutzt in der Stereotsaxie und Funktionellen Neurochirurgie UKB (Photo Elekta)

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 mit dem hochmodernen Bestrahlungssystem Novalis STx, die im Universitätsklinikum Düsseldorf angeboten wird, ist eine nicht-invasive und schonende Strahlenbehandlung die überwiegend bei Tumoren im Kopfbereich (intrakraniell) aber auch außerhalb des Kopfes (extrakraniell) zum Einsatz kommt. Das System basiert auf einem Hochleistungslinearbeschleuniger der letzten Generation (Varian TrueBeam STX, Palo Alto, USA) und einer automatischen submillimetergenauen Patientenpositionierung (BrainLab ExacTrac, München) basiert. Diese hochinnovative Technologie stellt eine der fortschrittlichsten und sichersten Bestrahlungsmethoden dar. 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.
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.
Folgende Indikationen sind für eine stereotaktische Radiochirurgie geeignet:

Hirnmetastasen

Patienten mit bis zu vier kleinen (max. Durchmesser 3 cm) intrakraniellen Metastasen eines histologisch gesicherten Primärtumors werden radiochirurgisch behandelt. Zudem können auch kleine Tumorreste, bzw. Rezidive im Bereich des Resektionsrandes der operativ versorgten Metastase adjuvant radiochirurgisch bestrahlt werden.

Hirnhauttumore (Meningeome)

Insbesondere Schädelbasis-Meningeome, die häufig operativ nicht zugänglich sind bzw. aufgrund der Nachbarschaft der vitalen Strukturen wie etwa den Gefäßen, Hirnnerven oder des Hirnstammes nur mit hohem Risiko einer postoperativen Funktionsstörung erreicht werden können, stellen eine gute Indikation zur stereotaktischen Radiochirurgie dar. Diese ist durch eine hohe Tumorkontrollrate, d.h. fehlende Größenzunahme, geringes Risikoprofil und kurzer stationärer Behandlungsdauer gekennzeichnet. Die Meningeome können sowohl primär als auch adjuvant, nach einer inkompletten operativen Resektion radiochirurgisch bestrahlt werden. Hierdurch sinken sowohl die Rezidivrate des unvollständig entfernten Tumors als auch die postoperative Morbidität. Zudem profitieren von der radiochirurgischen Einzeitbestrahlung Patienten im höheren Alter und mit internistischen Begleiterkrankungen, die ein besonderes Risiko für einen Eingriff in der Vollnarkose darstellen.

Akustikusneurinome

Diese Tumoren stellen eine der ältesten Indikationen der Radiochirurgie dar. Das Ziel der radiochirurgischen Behandlung ist eine lokale Tumorkontrolle, die in den Langzeitergebnissen über 90% liegt. In über 70% der Patienten kann auch das Gehör erhalten werden. Die Akustikusneurinome über 2,5 cm Durchmesser sollten, sofern eine Operation nicht möglich ist, stereotaktisch fraktioniert bestrahlt werden.

Gefäßmissbildungen (Arteriovenöse Malformationen, Kavernome)

Der modernen Versorgung der arteriovenösen Malformationen (AVM), mit dem Ziel der Ausschaltung des Gefäßnidus, steht eine multimodale Therapie mit Chirurgie, endovaskulärer Intervention und Radiochirurgie zur Verfügung. Mit der Radiochirurgie können Gefäßmalformationen in eloquenten, funktionswichtigen Hirnregionen versorgt werden. Zudem spielt die stereotaktische Einzeitbestrahlung eine wichtige Rolle in einem interdisziplinären Behandlungskonzept des Restnidus komplexer Angiome, der weder chirurgisch noch endovaskulär komplett verschlossen werden kann. Die Radiochirurgie der umschriebenen kavernösen Gefäßmalformationen, die aufgrund der eloquenten Lage chirurgisch nicht zugänglich sind, vermindert signifikant die symptomatische Blutungsrate.

Funktionelle Neurochirurgie – Gesichtsschmerzen

Diese Anwendung der stereotaktischen Radiochirurgie wird vor allem in der Behandlung der Gesichtsschmerzen auf dem Boden einer Trigeminusneuralgie aber auch im Rahmen einer Multiplen Sklerose oder bei Schädelbasis-Meningeomen mit Infiltration des Nervus trigeminus (Drillingsnerv) eingesetzt.

Weitere Indikationen für den Einsatz der hochpräzisen intrakraniellen stereotaktischen Bestrahlung sind Glioblastome, Hypophysenadenome, kindliche Hirntumore, Kraniopharyngeome und Spinaltumore. Ferner sind im extrakraniellen Bereich Leber-, Lungen- und Prostatatumore behandelbar.

Die Zuweisung der Patienten zur stereotaktischen Radiochirurgie erfolgt in der engen Kooperation mit der hiesigen Klinik für Strahlentherapie über die Sprechstunde Stereotaxie und Funktionelle Neurochirurgie unserer Klinik (Prof. Dr. J. Maciaczyk) unter der Telefonnummer 0228 287-16531 oder die interdisziplinäre Hirntumorkonferenz.

LINAC-basiertes Radiochirurgiesystem bestehend aus Varian TrueBeam STx Linearbeschleuniger mit
integrierter BrainLab ExacTrac Positionierung und Bildgebung betrieben in Kooperation
mit der hiesigen Klinik für Strahlentherapie

Der Schmerzschrittmacher blockiert die Weiterleitung von krankhaften Schmerzsignalen an das Gehirn. Dabei kommt ein medizinisches Implantat zum Einsatz, das elektrische Impulse an das Rückenmark oder an periphere Nerven abgibt. Für viele Patienten mit chronischen Beschwerden bedeutet der Einsatz dieser sogenannten „Schmerz¬schritt¬macher“ eine erhebliche Verbesserung ihrer Lebensqualität.

Wenn selbst starke Schmerzmittel nicht mehr wirken, kann eine Neuromodulation vielen Patienten mit chronischen Beschwerden wie Arm- und Beinschmerzen sowie Rücken- und Nackenschmerzen die langersehnte Linderung verschaffen. Auch bei komplexen Schmerzsyndromen wie zum Beispiel der Polyneuropathie, dem Morbus Sudeck (auch CRPS d. h. Complex Regional Pain Syndrome genannt) kann die Methode eingesetzt werden.

Das Verfahren der Neuromodulation beruht darauf, dass Schmerzempfindungen im Rückenmark oder über periphere Nerven weitergeleitet werden. Eine bewusste Unterbrechung dieser Nervenimpulse verhindert, dass Schmerzsignale im Gehirn ankommen und sorgt für eine nachlassende Wahrnehmung des Schmerzes. Der Patient bekommt dazu in einer minimalinvasiven Operation am Ursprungsort des Schmerzes kleine Stimulationselektroden eingesetzt. Eine exakte Lokalisierung ist hier für den Erfolg der Therapie von entscheidender Bedeutung. Ein angeschlossener Generator sendet anschließend elektrische Impulse aus und blockiert damit die Schmerzbahn. Bei gutem Testergebnis implantieren die Ärzte den „Schmerzschrittmacher“ im Fettgewebe des Patienten an einer Stelle, die für ihn individuell am angenehmsten ist.

Im Gegensatz zu früheren Verfahren, bei denen Nerven häufig durchtrennt wurden, ist die Neuromodulation ein schonender Eingriff, der kein Gewebe zerstört und jederzeit rückgängig gemacht werden kann. Das Risiko für schwere Komplikationen ist äußerst gering und es besteht keine Beeinflussung anderer Organsysteme wie Nieren oder Leber.

Verschiedene Studien zeigen, dass die Mehrheit der Patienten von der Neuromodulation profitiert und mit den Stimulationsergebnissen auch im Langzeitverlauf zufrieden ist. Der Großteil der Behandelten kann durch die Therapie auf Schmerzmittel verzichten oder die Einnahme deutlich reduzieren. Dadurch lassen sich gleichzeitig die Nebenwirkungen der Medikamenteneinnahme verringern und die Lebensqualität deutlich steigern.

Röntgenbild der epidural implantierten SCS Elektroden

Außer chronischer Schmerzen wird die Rückenmarksnahe Stimulation zur Behandlung von peripherer arterieller Verschlusskrankeit (PAVK), therapierefraktärer Angina pectoris sowie Darm- und Urininkontinenz angewandt.

Tiefe Hirnstimulation stellt eine reversible, minimalinvasive und komplikationsarme Behandlungsmethode bestimmter neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen wie z.B. Bewegungsstörungen (Parkinson-Krankheit, Tremor, Dystonie), Zwangserkrankungen oder Epilepsie dar. Die Elektroden werden mithilfe der stereotaktischen Operationstechnik millimetergenau in die krankheitsspezifischen Hirnregionen implantiert und nach einer erfolgsreichen intraoperativen Testung mit einem unter dem Schlüsselbein oder am Abdomen eingebrachten Neurostimulator verbunden.  
Zu den häufigsten Indikationen für die THS gehören:

  • Akinetisch-rigide Formen der Parkinson-Krankheit – vor allem mit medikamentösen Wirkungsfluktuatiuonen
  • Tremor
    • Essentieller Tremor
    • Parkinson-Tremor
    • zerebellärer Tremor
    • Posttraumatischer oder Mittelhirntremor (Holmes-Tremor)
  • Dystonien
    • Primäre (z.B. DYT1 positive), (generalisierte, multi-segmentale, aber auch fokale)
    • Sekundäre (nach Hypoxien, Schlaganfällen) 

Schematische Darstellung der THS Elektroden implantierten in N. subthalamicus beidseits zur Behandlung von Parkinson-Krankheit (Quelle: Medtronic)

Zunehmend werden andere Krankheitsbildern wie etwa Zwangskrankheit, Epilepsie aber auch therapierefraktäre Schmerzen oder Depression mit der THS behandelt. 

Die Indikationsstellung zu Implantation des Herzschrittmachers sowie weitere Nachbetreuung der Patienten erfolgt interdisziplinär in enger Kooperation mit der Sektion Bewegungsstörungen der hiesigen Klinik für Neurologie bzw. Klinik für Psychiatrie.
 

Spastik beschreibt die Symptome, die durch eine Schädigung des motorischen Systems im ZNS ausgelöst und als „gestörte sensomotorische Kontrolle, die aus einer Läsion der oberen Motoneuronen resultiert und sich als intermittierende oder anhaltende unwillkürliche Aktivierung von Muskeln manifestiert“ definiert wird. Dies wird von Kombination der medikamentösen, chirurgischen und physikalischen Therapien behandelt. Bei Patienten die unter schwerer, nicht-fokaler Spastik zerebralen- oder spinalen Ursprungs, die durch orale Medikation oder andere Therapieformen nicht kontrolliert werden kann findet eine intrathekale Baclofentherapie (ITB) Anwendung. Dabei kommt ein Infusionssystem zum Einsatz, das eine bestimmte Menge Baclofen direkt in den Liquorraum injiziert. Die Injektion erfolgt über eine Infusionspumpe und einen Katheter, die in einem chirurgischen Eingriff unter der Haut implantiert werden.

ITB Therapiesystem (SynchroMed® II; Quelle: Medtronic)

Vorteile der Therapie einer schweren Spastik:

  • Verbesserung des Gangbildes, der Hygiene, der Alltagsaktivitäten und einfachere Pflege
  • Seltener auftretende Schmerzen und Ermüdungszustände
  • Förderung der Tonussenkung, Bewegungsfreiheit und Gelenklagerung
  • Ergänzung anderer Therapien wie Physiotherapie, Ergotherapie und Sprachtherapie

Ähnliche Systeme werden auch für die intrathekale Verabreichung der Schmerzmedikamente (u.a. Morphin oder Ziconotide) bei Patienten mit chronischen, therapierefraktären Schmerzen implantiert.
 

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