Verbesserte Hirnstimulation durch segmentierte Elektroden bei Parkinson

Mit segmentierten Elektroden können Neurologen Hirngewebe noch gezielter stimulieren – bei deutlich weniger Nebenwirkungen. Davon profitieren nach den Resultaten von zwei großen kontrollierten Studien auch die Patienten. Mit den konventionellen Ringelektroden lässt sich das Zielgewebe von Parkinsonkranken, meist der Nucleus subthalamicus (STN), während einer stereotaktischen Op. zwar recht präzise ansteuern, aber eben nicht ganz exakt – dazu ist die Hirnanatomie zu komplex und individuell zu unterschiedlich. Mitunter müssen daher relativ hohe Stromstärken verwendet werden, um die Zielregion zu erreichen, diese führen dann aber auch zu Nebenwirkungen. Die Folge ist ein recht kleines therapeutisches Fenster bezogen auf die Stromstärke: Zu wenig Strom zeigt keinen positiven, etwas mehr aber gleich negative Effekte. Um dieses Problem zu umgehen, wurden mittlerweile segmentierte Elektroden entwickelt, die eine gerichtete Stimulation entlang der Elektrodenachse erlauben. So können Ärzte gezielt jene Segmente aktivieren, die der Zielregion am nächsten liegen – zudem lässt sich das elektrische Feld durch unterbrochene Segmente weiter feinsteuern und asymmetrisch ausrichten. Dadurch sollte sich das therapeutische Fenster weiter öffnen und die benötigte Stromstärke für eine gute Wirksamkeit sinken. Als Folge müsste sich auch die Verträglichkeit der tiefen Hirnstimulation verbessern. Dies konnte nun in der Cross-over-Studie PROGRESS mit 234 Parkinsonpatienten gezeigt werden. Die Ergebnisse hat Professor Alfons Schnitzler von der Universität Düsseldorf auf der virtuellen Tagung der European Academy of Neurology (EAN) vorgestellt. Breiteres therapeutisches Fenster bei 90% Sämtliche Patienten bekamen Elektroden mit einem 1-3-3-1 Design bilateral in den STN implantiert (Abbot InfinityTM DBS System). Die Spitze der Elektroden bestand aus einem oberen und unteren Ring sowie aus zwei dreifach unterteilten mittleren Ringen. Die Studienärzte konnten nun wie bei konventionellen Elektroden mit allen Kontakten omnidirektional stimulieren, oder nur diejenigen Kontakte für eine gezielte (direktionale) Stimulation aktivieren, bei denen die Parkinsonsymptome am stärksten zurückgingen. Stimuliert wurde dabei in den meisten Fällen mit einem einzelnen Segment. Die Patienten waren zum Studienbeginn im Schnitt 62 Jahre alt und seit zwölf Jahren erkrankt. Alle erhielten für drei Monate eine omnidirektionale sowie für drei Monate eine zielgerichtete Stimulation. Schließlich konnten sie zusammen mit ihren Ärzten entscheiden, mit welchem Modus sie die Behandlung fortführen wollten. Allerdings wussten zunächst weder die Patienten noch die untersuchenden Ärzte, wer wann welche Stimulationsform bekam. Die Neurologen um Schnitzler definierten als Erfolg eine Ausweitung des therapeutischen Fensters bei mindestens 60% der Patienten unter der zielgerichteten Stimulation. Empfehlung der Redaktion Morbus Parkinson – Themenseite Wie Sie Frühzeichen der Parkinson-Erkrankung erkennen und welche Therapieoptionen es gibt, lesen Sie auf dieser Themenseite. Hier finden Sie Übersichten, News, Interviews und kommentierte Studienreferate. Ein breiteres therapeutisches Fenster unter der gerichteten Stimulation ließ sich letztlich bei 91% der 204 Patienten nachweisen, die evaluiert werden konnten. Damit wurde der primäre Endpunkt mit hoher statistischer Signifikanz erreicht. Im Mittel umfasste das therapeutische Fenster 2,1 Milliampere (mA) bei omnidirektionaler und 3,0 mA bei direktionaler Stimulation – ein Unterschied von etwa 40%. Zur Stimulation benötigten die Ärzte bei der omnidirektionalen Methode im Schnitt 1,8 mA bei der zielgerichteten 1,1 mA. Dies entspricht ebenfalls einer Differenz von rund 40%. Effekt bleibt über ein Jahr hinweg erhalten Ein Jahr nach Beginn der Studie vermaßen die Ärzte das therapeutische Fenster erneut und stellten fest, dass es mit gerichteter Stimulation noch genau so weit offen stand wie nach den ersten drei Monaten – der Effekt scheint also über eine längere Zeit erhalten zu bleiben. Die Patienten favorisierten zu 53% die zielgerichtete und zu 26% die omnidirektionale Stimulation, die übrigen empfanden keinen Unterschied. Noch klarer war die Meinung der betreuenden Ärzte, die nicht wussten, in welcher Phase wie stimuliert wurde. Sie stellten zu 59% in der Zeit mit direktionaler Stimulation eine bessere Wirksamkeit bei geringeren Nebenwirkungen fest, zu 21% in der Phase mit konventioneller Stimulation. Die Motorik, definiert über den UPDRS-III-Wert, verbesserte sich jedoch mit beiden Verfahren ähnlich gut. Insgesamt traten 13 schwere unerwünschte Wirkungen auf. Drei Patienten erlitten Op.-bedingte, vier Geräte-bedingte Komplikationen, sechs stimulationsverursachte Probleme wie Verwirrung, Dystonie oder Aphasie. Gute Ergebnisse liefert auch eine weitere aktuelle Untersuchung mit segmentierten Elektroden: In der Studie INTREPID prüfen Forscher um Professor Jerrold Vitek von der Universität in Minneapolis, USA, ein System von Boston Scientific mit acht einzeln steuerbaren Ringkontakten (multiple independent contact current-controlled, MICC). Verglichen wurde hier allerdings nicht zielgerichtete und omnidirektionale Stimulation, sondern aktive THS und Scheinstimulation. Die Zulassungsstudie für das neue System bestätigte damit nebenbei mit einer Art placebokontrolliertem Design den Nutzen der THS – bislang wurde die THS meist gegen die übliche medikamentöse Versorgung verglichen. An der Studie nehmen 313 Patienten teil, veröffentlicht wurden Zwischenergebnisse zu 160 Patienten, von denen über drei Monate hinweg drei Viertel die aktive THS und ein Viertel die Scheinstimulation bekamen – das System lieferte bei Letzteren nur subtherapeutische Ströme. Wie sich zeigte, war die On-Zeit ohne Dyskinesien mit aktiver THS im Schnitt um drei Stunden länger als mit der Scheinstimulation. Nach den drei Monaten erhielten alle die aktive THS, nun prüfen die Forscher die Langzeiteffekte. Quellen: European Academy of Neurology (EAN) Virtual Congress. Session: Movement disorders 2. Schnitzler, Alfons. Directional Deep Brain Stimulation in Subthalamic Nucleus for Parkinson’s Disease: Results of a multicenter, prospective, blinded, crossover study. 25.5.20 Vitek JL et al. Subthalamic nucleus deep brain stimulation with a multiple independent constant current-controlled device in Parkinson’s disease (INTREPID): a multicentre, double-blind, randomised, sham-controlled study. Lancet Neurol 2020; 19: 491–501.

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