Durch die Einführung moderner Techniken für die neurochirurgische Intervention bei nichtläsionellen (NL) MRT-negativen medikamentös therapierefraktären Epilepsien (temporal, aber v. a. auch extratemporal) zeigte sich im letzten Jahrzehnt sowohl bei Kindern und Adoleszenten als auch bei Erwachsenen eine deutliche Zunahme diese Eingriffe um etwa 10–15 % [1]. Für die prächirurgische Evaluation von NL-Epilepsien ist das invasive Monitoring zur Diagnostik einer fokalen Epilepsie bzw. zur Definition der potenziellen epileptogenen Zone für eine mögliche Resektion oder Ablation – insbesondere extratemporal – wünschenswert. Die Technik der invasiven Abklärung von NL-Epilepsien hat im letzten Jahrzehnt eine grundsätzliche Strategieänderung erfahren, weg von über eine Kraniotomie eingebrachten subduralen Elektroden, hin zum weniger invasiven Stereo-EEG (sEEG) mit Tiefenelektroden. Das minimal-invasive und weniger komplikationsbehaftete sEEG kann auch tief gelegene Anfallsgeneratoren und unter Einbeziehung von künstlicher Intelligenz (AI) auch sterische Ausdehnung der potenziellen epileptogenen Zone darstellen, was für eine mögliche Resektion bei nichtläsionellen Epilepsien Voraussetzung ist. In sprachrelevanten Kortexarealen bleiben allerdings das Monitoring und Mapping mit Subduralelektroden alternativlos. Gleichzeitig ermöglichen neue Techniken in der Neurochirurgie wie Neuronavigation, Neuromonitoring (IONM) und intraoperative MR-Bildgebung, Robotik und Laserablation (LITT) die Schonung von eloquenten Hirnarealen in der Nachbarschaft der epileptogenen Zone. Zusätzlich können neuerdings traditionelle Techniken (Elektrokortikographie (ECoG) und Neuromonitoring (IONM)) mit der Bildgebung direkt durch Dateneinspiegelung ins Operationsmikroskop in den operativen Situs zur Resektion miteinbezogen werden. Diese Entwicklungen haben dazu geführt, dass für immer mehr NL-fokale Epilepsien die Resektion möglich ist und dass sich das postoperative Epilepsie-Outcome von NL-Epilepsien deutlich verbessert hat.
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Invasive Abklärung temporaler und extratemporaler nichtläsioneller MRT-negativer Epilepsien
Nichtläsionelle MRT-negative, vor allem extratemporale Epilepsien stellen für die Epilepsiechirurgie eine große Herausforderung dar [2]. Neben der Abklärung, ob tatsächlich eine fokale Epilepsie vorliegt, ist vor allem die Definition der potenziellen epileptogenen Zone für eine Resektion das Ziel des invasiven Monitorings mit implantierten Elektroden.
Die Frage nach der läsionellen Epilepsie war meist im Vorfeld schon zusätzlich durch zur MRT komplementären Methoden (wie z. B. durch die MR-Morphometrie) oder Ultra-Hochfeld-MRT (7 T) oder durch den Einsatz von HD-EEG ausreichend geklärt worden.
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Für temporal gelegene NL-Epilepsien ist nach wie vor die Semiologie entscheidend. Rein temporale Anfallssemiologie ermöglicht nicht dominant eine Standardresektion (Temporallappenresektion-TLR) des Temporallappens inklusive mesialer Strukturen. Für die dominanten NL-temporalen Epilepsien sind die Intaktheit der Sprach- und Gedächtnisfunktion weiterhin eine wichtige Entscheidungshilfe, ob eine standardisierte Resektion möglich ist (eine neuropsychologisch diagnostizierte ausreichende Verlagerung nach kontralateral bzw. kontralaterale Kompensation sollte durch Sprach‑/Gedächtnis-fMRT oder WADA-Test abgesichert werden [3, 4]).
Für Patienten mit NL-Epilepsien mit temporaler Plus-Semiologie oder für fraglich bilaterale temporale Anfallssemiologie ist eine invasive Diagnostik unverzichtbar, um die potenzielle möglicherweise auf extratemporal ausgedehnte oder bilaterale epileptogene Zone zu definieren und zu klären, ob eine Resektion ohne Defizite möglich ist [5]. Auch hier ist eine klare Entwicklung weg von bilateralen temporalen Streifenelektroden hin zu bilateralen temporalen Tiefenelektroden insbesondere auch mit Einbeziehung von Inselelektroden (orthogonal oder oblique) eingetreten [6].
Insbesondere die NL-extratemporalen Epilepsien haben von den neuen technischen Entwicklungen der Epilepsiechirurgie profitiert. Neben Semiologie (die speziell extratemporal irreführend sein kann [7]), Skalp-EEG und MRT-Bildgebung zum Ausschluss einer läsionellen Epilepsie sowie Nuklearmedizin (PET/SPECT) halten wir eine hochauflösende EEG und die Magnetoenzephalographie (MEG) für die Abklärung von extratemporalen Epilepsien für zielführend, die Seite bzw. die Lappen für die notwendige Tiefenelektrodenimplantation zu definieren [8]. Zusätzlich können auch eine Bildnachbearbeitung (Morphometrie) sowie in Einzelfällen auch eine „source localization“ (ESI durch HD-EEG) wichtige Hinweise für eine Implantationshypothese liefern. Ist die epileptogene Zone hauptsächlich im Bereich der Sprachareale zu erwarten, verwenden wir nach wie vor Streifen- und/oder Plattenelektroden über Kraniotomien eingebracht für das invasive Monitoring, um ein extraoperatives Sprachmapping beim wachen Patienten an der Epilepsie-Monitoring-Unit (EMU) durchführen zu können (was mit Tiefenelektroden in dieser Form im Moment nicht zuverlässig möglich ist) [9].
Die so definierten sprachrelevanten Areale können dann im Rahmen der Resektion gezielt geschont werden. Eine Alternative dazu wäre eine Wachoperation (während derer allerdings das Sprachmapping nicht so ausführlich und verlässlich möglich ist als extraoperativ beim unbeeinträchtigten, wachen Patienten mit implantierten Elektroden an der EMU) [10].
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Neueste technische Entwicklungen beim invasiven Monitoring
Die Entscheidung, ob die invasive Diagnostik mit Subduralelektroden oder Tiefenelektroden (Stereo-EEG) durchgeführt werden soll, hängt sicherlich auch primär von der Fragestellung ab. Ist z. B. die angenommene epileptogene Zone in bzw. um die Sprachareale, ist eine Subduralelektrodenimplantation für die extraoperative Stimulation bzw. das präoperative Sprachmapping den Tiefenelektroden vorzuziehen.
Die Hauptargumente für Tiefenelektroden im Vergleich zu Subduralelektroden bestehen hauptsächlich in 1. den signifikant geringeren postoperativen Komplikationen, speziell weniger intrakranielle Blutungen oder Infektionen und den deutlich geringeren postoperativen klinischen Beschwerden der Patienten auf der EMU (speziell weniger Kopfschmerzen durch den geringen Liquorverlust im Vergleich zu den Kraniotomien mir Subduralelektroden), 2. der Möglichkeit, tiefe Kortexanteile im Bereich der Furchentäler bzw. der Insel erfassen zu können („Stereo EEG“), 3. größere Hirnbereiche auch bihemisphärisch gleichzeitig ableiten zu können, 4. temporal klar zwischen neokortikalen Anteilen und mesialen Strukturen unterscheiden zu können (früher nur mit Foramen-ovale-Elektroden möglich), 5. deutlich kürzeren Eingriffszeiten [11].
Allerdings verwenden wir weiterhin Subduralelektroden für Patienten mit potenziellen epileptogenen Zonen im Bereich der sprachrelevanten Kortexareale, um extraoperativ ein Sprachmapping für die Resektion zu erhalten, was mit Tiefenelektroden in dieser Form nicht möglich ist. Die früher in der invasiven Abklärung oft verwendeten epiduralen Elektroden sind zwar weniger invasiv, jedoch gegenüber subduralen und Tiefenelektroden nur von begrenzter Aussagekraft und werden daher nicht mehr verwendet. Foramen-ovale-Elektroden zur Abklärung mesialer Temporallappenepilepsien sind durch die Verwendung von Tiefenelektroden zur komplexen Abdeckung des Temporallappens ebenfalls nur mehr in Ausnahmefällen notwendig.
Für die Implantation der Tiefenelektroden spielt die Genauigkeit (Eintrittspunkt, Zielpunkt, Trajektorie durchs Gehirn) eine entscheidende Rolle, um Gefäßläsionen und damit Blutungen zu vermeiden [11]. War bis vor einigen Jahren die Implantation von Tiefenelektroden sehr zeitintensiv nur mit Rahmensystemen möglich (Abb. 1a), haben sich mittlerweile rahmenlose Systeme kombiniert mit Neuronavigation und Robotik (Abb. 1b) durchgesetzt [12].
Durch die Anwendung von intraoperativer MR-Tomographie (am Uniklinikum in Erlangen ein Einraumkonzept mit 1,5-T-Scanner, an der MedUniWien ein Zweiraumkonzept mit einem 3‑T-Scanner, Abb. 2a) ließ sich die Genauigkeit der Tiefenelektrodenimplantation weiter steigern und eine intraoperative Lagekontrolle der Elektroden im sterilen Setting und damit die Möglichkeit von Lagekorrekturen intraoperativ implementieren (Abb. 2b, Abb. 3 [11]).
Epilepsiechirurgie Eingriffe bei NL-Epilepsiepatienten nach invasivem Monitoring
Im Vergleich zu temporalen Resektionen, die standardisiert durchgeführt werden (anteromesiale temporale Resektion [AMTLR], anterotemporale Resektion [ATR], Standardtemporallappenresektion [TLR]) [13] handelt es sich bei Patienten mit NL-extratemporalen Epilepsien nach invasivem Monitoring immer um individualisierte Resektionen (im Sinne einer Precision Surgery).
Sowohl der Implantationsplan als auch die Auswertung des invasiven Monitorings erfolgen multidisziplinär. Der Resektionsplan wird entsprechend dem detektierten Anfallsursprung zusammengesetzt aus den positiven Kontakten der verschiedenen Elektroden erstellt. Neuerdings stellen AI-Algorithmen zur 3‑dimensionalen Auswertung des sEEG für die Resektion eine Hilfe dar [14]. Quantitative Methoden aus dem Bereich Machine Learning und AI sind sicherlich interessante Entwicklungen, sollten aber weiterhin mit Vorsicht klinisch angewendet werden. In einer kürzlich erschienenen prospektiven Studie zu quantitativer Analysen des Stereo-EEGs auf Hochfrequenzoszillationen (HFO) zeigte sich z. B. überraschend keine „non-inferiority“ zur herkömmlichen Spike-Analyse [15].
Image-Guided Surgery (IGS) und intraoperative MR-Tomographie
Insbesondere für extratemporale NL-Epilepsien spielt funktionelles Imaging (funktionelle MRT zur Lokalisationsdiagnostik und Ausdehnung von Spracharealen bzw. Motor- und sensorischem Kortex bzw. Bahnsystemen, wie z. B. Pyramidenbahn, Sprachbahn, Sehbahn) eine große Rolle, um keine postoperativen Defizite zu erzeugen [16, 17]. Speziell die aus Tiefenelektrodenmonitoring rekonstruierte potenzielle epileptogene Zone zur Resektion wird in unseren Händen oft so geplant, dass die Ausdehnung bis zu den angrenzenden eloquenten Arealen mit einem entsprechenden Sicherheitsabstand erfolgt, um eine maximale Chance der postoperativen Anfallsfreiheit und maximale Schonung der eloquenten Areale zu erreichen bzw. zu berücksichtigen. Das bildgeführte Operieren (Image Guided Surgery [IGS]) mit Neuronavigation (Abb. 4a, b) dient dann dazu, diese sicheren Grenzen zu den präoperativ mit funktioneller Bildgebung definierten eloquenten Kortex‑/Bahnsystemen zu respektieren [18].
Intraoperatives Neuromonitoring (IONM) und intraoperative Elektrokortikographie (ECoG) sowie Wachkraniotomie
Die Resektion NL-extratemporaler Epilepsien bewegt sich meist sehr nahe an eloquenten Arealen, z. B. des sprachrelevanten Kortex. Dies ist jedoch als Resektionsstrategie nach Erstellung des Elektrodenplans aus dem Tiefenelektrodenmonitoring bzw. dem Mapping mit den Subduralelektroden zur Maximierung der Resektion bzw. dadurch Steigerung der Chance der postoperativen Anfallsfreiheit gewünscht [19]. Das erfordert allerdings intraoperative Überwachung der Funktionen bzw. intraoperative Funktionsdiagnostik, im extremen Fall der sprachrelevanten Areale als sog. „Wachkraniotomie“. Wir verwenden hierzu die „Asleep-Awake-Asleep“-Technik, d. h. der Patient wird anfangs in Narkose versetzt, kraniotomiert und nach Freilegung des Gehirns aufgeweckt, unter neuropsychologischem Testen reseziert und zum Verschließen wieder in Narkose versetzt.
Mit dem IONM stehen folgende Überwachungsmöglichkeiten zur Verfügung: somatosensorisch evozierte Potenziale (SSEPs) zur Überwachung der Integrität des Gyrus postcentralis bzw. der dorsalen Pyramidenbahn, kontinuierliche motorisch-evozierte Potenziale (kontinuierliche MEPs) zur Überwachung der Integrität des Gyrus praecentralis bzw. der Pyramidenbahn, direkte kortikale Stimulation mit Ableitung der Extremitätenkennmuskulatur für die Zugangsplanung und kortikokortikal evozierte Potenziale zur Überwachung sprachrelevanter Kortexareale [20, 21].
Die Bedeutung der intraoperativen Elektrokortikographie (ECoG) ist nicht unumstritten, insbesondere für NL-Epilepsien bzw. NL-epileptogene Zonen [22]. ECoG ist speziell für die Resektion von fokal-kortikalen Dysplasien, die sich als kontinuierliches Spiking im ECoG präsentieren, von großer Bedeutung bzw. korreliert in diesen Fällen bei vollständigen Resektion „spikender“ Kortexareale sehr gut positiv mit dem Anfallsoutcome [23]. Wir verwenden ECoG prinzipiell bei der Resektion aller NL-Epilepsien und korrelieren die intraoperativen Befunde mit dem postoperativen Anfallsoutcome und der Ausdehnung der Resektion. Intraoperative 20- bis 30 %-Rest-Spike-Aktivität am Resektionsrand bzw. um die Resektion korrelieren in unseren Händen noch immer mit einem sehr guten Anfallsoutcome.
Laserablation (LITT) und Thermoablation als minimal-invasives Verfahren nach Tiefenelektroden in eloquenten Hirnregionen
Kommt nach der Definition der potenziellen epileptogenen Zone durch invasives Monitoring bei NL-Epilepsien aufgrund der hohen Eloquenz der betroffenen Hirnanteilen ein Zugang durch eloquentes Gehirn bzw. die Resektion aufgrund der Eloquenz nicht infrage, ist schon vor Entfernung der Tiefenelektroden eine Probethermoablation der betroffenen Kontakte mittels Hochfrequenzläsionsgenerator möglich. Aufgrund des geringen Läsionsvolumens der Thermoablation über die Elektrodenkontakte kann bei positivem Ergebnis bei Wiederauftreten der typischen Anfälle eine neuerliche ausgedehntere Thermoablation oder eine Laserablation (LITT) durchgeführt werden [24].
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Kasuistik
Ein 16-jähriger Junge erlitt mit 16 Jahren den ersten generalisierten Anfall. Im MRT fand sich keinerlei Auffälligkeit (NL-Epilepsie). Trotz medikamentöser Einstellung ereigneten sich häufig Anfälle mit frontaler Semiologie aus dem Schlaf heraus. Das Video-EEG-Monitoring zeigte die irritative Zone und auch einen Seizure-Onset im linken Frontallappen mit schneller Mitbeteiligung der linken Insel. Im FDG-PET zeigte sich ein Hypometabolismus im linken Frontallappen mesial. Es erfolgte ein invasives Monitoring mit 12 Tiefenelektroden (Abb. 5a), die den gesamten linken Frontallappen lateral, mesial und orbital abdeckten, zusätzlich Inselelektroden, parietale und temporale Elektroden sowie eine frontale Elektrode kontralateral. Dabei fand sich der Anfallsbeginn im Gyrus cinguli links unterhalb der motorischen Zentralregion. Es erfolgte eine linke frontale Mittellinienkraniotomie und Zugang über den Mittelspalt zum linken Gyrus cinguli, der um die spikenden Elektroden reseziert wurde (Abb. 5b), postoperativ MRT (Abb. 5c). Histologisch zeigte sich eine FCD Typ IIa. Der Patient ist seit der Operation (2,5 Jahre Follow-up) anfallsfrei, derzeit noch mit reduzierter Antianfalls-Medikation.
Die Neurochirurgie bietet für NL-MRT-negative medikamentös refraktäre Epilepsiepatienten sowohl mit der invasiven Diagnostik (invasives Monitoring mit Tiefenelektroden, Subduralelektroden bzw. eine Kombination aus beiden) als auch für die resektive und minimal-invasive Epilepsiechirurgie neue Verfahren an, die die Chance der postoperativen Anfallsfreiheit in den letzten Jahren speziell in der pädiatrischen Gruppe signifikant gesteigert haben bei gleichzeitigem Rückgang insbesondere der permanenten neurologischen Komplikationen. Tiefenelektroden, Thermo- und Laserablationen, Neuronavigation, intraoperative MR-Bildgebung, intraoperatives Neuromonitoring inklusive ECoG und Robotik haben dafür wertvolle Beiträge geleistet.
Einhaltung ethischer Richtlinien
Interessenkonflikt
K. Rössler und C. Dorfer geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Für diesen Beitrag wurden von den Autor/-innen keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien. Patient/-innenrechte: Alle Patient/-innen, deren Bildmaterial anonymisiert wiedergegeben ist, haben ihre schriftliche Zustimmung zu deren Anfertigung bzw. der anonymen Wiedergabe gegeben.
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