01.1 Funktionelle Neurochirurgie bei chronischen Schmerzen
- Editorial
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Funktionelle Neurochirurgie bei chronischen Schmerzen:
Jean Siegfried und Thomas Mindermann
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Rückenmarkstimulation:
Jiali Rhiati und Arnaldo Benini
- Literatur
- Autoren dieser Ausgabe
- Impressum
Funktionelle Neurochirurgie bei chronischen Schmerzen
Jean Siegfried und Thomas MindermannDie funktionelle Neurochirurgie war bis vor einigen Jahren ein operativ-destruktiver Eingriff. Trotz Verbesserungen der Techniken mit exakten, gezielten Ausschaltungen gewählter Strukturen und immer sorgfältigerer Aussparung bestimmter neurologischer Gewebe setzt der Eingriff am Nervensystem eine permanente Läsion von nervösen Elementen. Es stehen nun nicht oder wenig destruktive Massnahmen zur Verfügung, die auf der Beeinflussung der gestörten Funktionsverarbeitung durch elektrische Reizung von Nervenstrukturen oder durch direkte Applikation von Pharmaka in der Nähe des Nervensystems beruhen.
Der chronische Schmerz lässt sich klinisch in neuropathischen und somatischen Schmerz unterteilen. Neurochirurgische Massnahmen sind in beiden Fällen möglich, jedoch häufiger bei neuropathischen Schmerzen in Betracht zu ziehen.
Neuropathische Schmerzen beruhen auf Läsionen des Nervensystems und werden häufig als brennend, glühend, stechend, blitzartig zerreissend, elektrisierend usw. beschrieben. Auch Sensibilitätsstörungen wie Allodynie oder Deafferentierungsschmerz gehören hierzu. Klassifizierung, Ursachen, Symptome und Behandlung neuropathischer Schmerzen wurden bereits in einer früheren Ausgabe (dolor 98.1) ausführlich dargestellt. Eine Besonderheit des neuropathischen Schmerzes besteht darin, dass er schlecht oder gar nicht auf Opiate anspricht. Somatische Schmerzen werden meist als dumpf, krampfartig, schneidend, klopfend usw. beschrieben. Sichere Sensibilitätsausfälle sind nicht vorhanden. Eine Besonderheit des somatogenen Schmerzes besteht darin, dass er durch Opiate generell beeinflussbar ist.
Neurochirurgische Unterbrechung der Schmerzbahn
Die neurochirurgische Unterbrechung einer Schmerzbahn hat sich in erster Linie bei der Behandlung der klassischen, idiopathischen Trigeminusneuralgie bewährt. Charakteristisch ist ein stichartig, blitzartig einschiessender, sekundenlang dauernder Schmerz ohne Begleitsymptome (Tic douloureux), der bei verschiedenen Schmerzanfällen meistens gleichförmig abläuft. Charakteristisch sind ferner Triggerzonen, d.h. Zonen der Haut oder Schleimhaut, deren leichte Berührung und passive Mitbewegungen beim Kauen und Sprechen in bestimmten Phasen einen Anfall auslösen können. Die neurologische Untersuchung ist unauffällig; Sensibilitätsausfälle lassen sich nicht erkennen. Die Pathogenese der Trigeminusneuralgie ist nicht endültig geklärt. Pathologische Veränderungen können sich in der Peripherie finden, etwa wenn der Nerv im Kleinhirnbrückenwinkel bereich durch Veränderungen an einem naheliegenden Gefäss komprimiert wird.
Wenn die zuerst notwendige medikamentöse Behandlung Nebenwirkungen verursacht oder mit der Zeit weniger wirksam ist, wird die operative Behandlung empfohlen.
Die operative Mikrodekompression ist eine sehr elegante Methode, da postoperativ in der Mehrzahl der Fälle die Sensibilität praktisch intakt bleibt. Diese Operation bedingt jedoch einen Eingriff in der hinteren Schädelgrube, sodass das Risiko, insbesondere bei älteren Patienten, die am häufigsten von der Trigeminusneuralgie betroffen sind, nicht unterschätzt werden darf.
Eine Alternative ist die perkutane Elektrokoagulation des Ganglion Gasseri mittels einer durch das Foramen ovale eingeführten Elektrode unter Kontrolle der Temperatur. Diese Technik erlaubt es, mehr oder weniger selektiv die dünnen, nicht oder nur wenig myelinisierten Schmerzfasern (A-delta und C), unter Schonung einer gewissen Berührungsempfindung auszuschalten. Die Operation wird in kurzer intravenöser Narkose ohne Intubation perkutan durchgeführt. Der Spitalaufenthalt dauert zwei bis drei Tage, und das Alter des Patienten spielt keine wesentliche Rolle.
Anstelle der Elektrokoagulation kann eine chemische Ausschaltung mit Injektion von Glyzerol durch eine Nadel ins Foramen ovale oder eine mechanische Kompression mit einem Ballon erreicht werden: Dabei werden die Sensibilitätsausfälle seltener, aber die Erfolgsquote ist viel kleiner.
Rhizotomien (operative Durchtrennung oder Teilentfernung einer Nervenwurzel) wie die spinale finden heute keine Indikationen mehr. Die Durchtrennung einer hinteren spinalen Wurzel nützt mittelfristig nichts und führt anschliessend zu oft zu einer Anaesthesia dolorosa (neuropathischer Schmerz).
Die Chordotomie (operative Unterbrechung der spinothalamischen Schmerzbahn), die perkutan zwischen C1 und C2 durch Hochfrequenzkoagulation oder via hochthorakaler Laminektomie mit Durchtrennung des Seitenvorderstranges unter Mikroskop, kontralateral zur Schmerzlokalisation durchgeführt wird, findet in einseitigem, somatischem Schmerz (z.B. bei Karzinom in Spätstadium) eine seltene Indikation.
Die Entdeckung der Neurostimulation zur Behandlung chronischer Schmerzzustände eröffnete der funktionellen Neurochirurgie völlig neue Perspektiven und ermöglichte neurochirurgische Massnahmen, die nicht destruktiv sind. Die Therapie beruht auf der «Gate Control Theory», wonach schmerzhafte Reize durch Stimulation der schnell leitenden Fasern inhibiert werden können.
Die Methodik der Rückenmarkstimulation, die vom Erstautor 1972 in der Schweiz eingeführt wurde, wird weiter unten (Implantation des SCS-Systems) detailliert geschildert.
Für chronische Schmerzen, die im Gesicht lokalisiert sind, oder für Schmerzen, bei denen die Hinterstrangstimulation nicht wirksam ist, gilt die intrazerebrale Stimulation als Methode der Wahl. Auf stereotaktischem Wege wird besonders bei Deafferentationsschmerzen eine Elektrode in den sensiblen Thalamuskern somatotopisch eingesetzt und nach erfolgreicher Teststimulation von einigen Tagen ebenfalls mit einem in der infraclaviculären Region eingepflanzten Neuroschrittmacher verbunden. Bei somatogenen Schmerzen wird eine Elektrode periventrikulär oder periaquäduktal, also im Höhlengrau, das reich an Morphinrezeptoren ist, eingepflanzt. Dadurch sollten Endorphine freigesetzt werden.
Rückenmarksnahe
und intraventrikuläre
Opiatapplikation
Die direkte spinale oder intraventrikuläre Applikation von Opiaten erlaubt es, die parenterale Dosierung massiv zu reduzieren. Die Wirkung erfolgt wahrscheinlich über die Morphinrezeptoren; ausserdem wird die Ausschaltung des nozizeptiven Inputs diskutiert. Es handelt sich um relativ einfache, wenig belastende und gut wirksame Opiatapplikationen mittels einer implantierten Pumpe oder eines anderen Zufuhrsystems, die eine hygienisch vertretbare Langzeitanwendung dieser Methode bei ambulanten Patienten mit hauptsächlich Tumorschmerzen erlauben. Die Dosierung von Opiaten beträgt üblicherweise 0.5 - 6 mg pro 24 Std.
Rückenmarkstimulation
Jiali Rhiati und Arnaldo BeniniIm Vergleich zu pharmakologischen Behandlungen und anderen invasiven Therapien hat die Rückenmarkstimulation den Vorteil, dass sie vollständig reversibel und praktisch nebenwirkungsfrei ist. Eine auf den Rückenmarkhintersträngen platzierte Elektrode gibt schwache elektrische Impulse ab und blockiert dadurch die Weiterleitung der Schmerzsignale an das Gehirn. Diese Behandlung ist jedoch teuer, so dass die Patienten mit grösster Sorgfalt ausgewählt werden müssen.
Obwohl die Rückenmarkstimulation seit mehr als 30 Jahren zur Verfügung steht, wird sie erst in den letzten fünf Jahren vermehrt angewandt. Heute erfolgt die Rückenmarkstimulation jährlich bei weltweit schätzungsweise 15'000 Patienten, zirka 5'000 davon in Europa.
Der Wirkmechanismus der Rückenmarkstimulation ist bis heute noch nicht geklärt. Möglicherweise findet durch die Reizung von dicken myelinisierten Fasern via Interneurone eine Hemmung der Schmerzfasern in der Substantia gelatinosa statt (gemäss «Gate Control Theory»). Diese Theorie erklärt aber nicht, warum bei gewissen Patienten eine Schmerzlinderung auch noch nach Beendigung der Stimulation beobachtet werden kann. Ebenfalls bleibt unklar, warum die Rückenmarkstimulation bei nozizeptiven Schmerzen nur ungenügend hilft, obwohl die «Gate Control Theory» gerade speziell anhand des Verhaltens nozizeptiver Afferenzen aufgestellt wurde.
| Die 1965 von Melzack und Wall formulierte Theorie ist die Grundlage der Neurostimulation. Demnach werden schmerzhafte Reize (die über langsam leitende Neurone laufen) durch mechanische oder elektrische Stimulation der schnell leitenden Fasern inhibiert. |
| Drei Systeme modulieren die Wahrnehmung nozizeptiver Reize: die Substantia gelatinosa, die T-Zellen (Interneurone) in der Substantia grisea sowie zentrale Kontrollmechanismen. |
| Die Substantia gelatinosa besteht aus kleinen, dicht gepackten Zellen in der Substantia grisea (s. Abb. unten). Diese Zellen verarbeiten nozizeptive Reize und stimulieren oder inhibieren T-Zellen, zentrale Übertragungszellen in einer anderen Region der Substantia grisea. Diese stehen wiederum in Kontakt mit Motoneuronen und dem Gehirn (auf- und absteigende Bahnen wie z.B. Tractus spinothalamici und spinoreticularis). Damit definiert die Gate Control Theory auch die physiologische Basis für die grosse Rolle psychologischer Faktoren bei der Schmerzempfindung. |
Aktuell geht man davon aus, dass die Rückenmarkstimulation (Spinal Cord Stimulation: SCS) ausschliesslich bzw. überwiegend bei neuropathischen Schmerzformen wirksam ist. Neuropathischer Schmerz tritt als Folge der Läsion eines peripheren Nervs oder einer Nervenwurzel im Lenden-, Brust- oder Halsbereich auf. Dennoch wird SCS auch für gemischte Schmerzzustände angewandt, z.B. Schmerzen mit einer nozizeptiven und einer neurogenen Komponente.
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| Schematische Darstellung der Reizmodulationsregionen im Rückenmark Die Reize aus schnell und langsam leitenden Nervenfasern laufen über die Substantia gelatinosa, welche als erste regulatorische Einheit fungiert. Sie wirkt stimulatorisch oder inhibitorisch auf die T-Zellen, welche mit Motoneuronen und Bahnen von und zu Gehirnregionen verschaltet sind (s. auch Textkasten zur «Gate Control Theory»). Die Regulationsmechanismen im Rückenmark sind Grundlage für die Wirksamkeit der Neurostimulation durch elektrische Impulse. Schmerzhafte Reize können durch Stimulation der schnell leitenden Fasern inhibiert werden. |
Mit Abstand die häufigste Indikation für die Rückenmarkstimulation ist tatsächlich ein gemischter Schmerzzustand, das «Failed Back-Syndrom». Dieser Zustand kann spontan ohne identifizierbare kausale Pathologie auftreten oder nach spinaler Chirurgie (Failed Back Surgery-Syndrom: FBSS). In diesen Fällen wirkt die Rückenmarkstimulation eher auf Schmerzen in den Beinen, aber nur selten auf Kreuzschmerzen. Das gleiche gilt für die Zervikobrachialgien mit einer entsprechenden unterschiedlichen Reaktion auf Rückenmarkstimulation.
Folgende Zustände sind geeignete Indikationen für die Rückenmarkstimulation: Schmerzen, die durch Läsionen peripherer Nerven hervorgerufen werden nach Trauma, Kompression, Inzisionen für übliche chirurgische Eingriffe wie Leistenbruch-Operationen und gynäkologische Eingriffe (Nervus ilioinguinalis), Kniechirurgie (Nervus infrapatellaris), Krampfaderoperationen (Nervus saphenus), Mastektomie (Nervus costobrachialis), oder Karpaltunnel-Operationen (Nervus medianus).
Weitere Indikationen sind: Postzoster-Neuralgie (Gürtelrose) bei noch partiell intakten kutanen sensorischen Funktionen, Schmerzen nach Strahlentherapie (Plexus brachialis) und Polyneuropathien (diabetische, alkoholische und nach Chemotherapie).
Schmerzen, die durch partielle Läsionen des Rückenmarks unter Erhalt eines Teils der sensorischen Funktion hervorgerufen werden, können ebenfalls auf SCS ansprechen. Das gleiche gilt für segmentalen, auf die Höhe der Rückenmarksverletzung begrenzten Schmerz.
Patienten, deren chronische Schmerzen auf chronischen zervikalen und lumbosakralen Radikulopathien als Folge von Läsionen beruhen, die durch Kompression, Ischämie, chirurgische Eingriffe oder Trauma und Arachnoiditis hervorgerufen werden, haben ebenfalls eine gute Chance, von einer Rückenmarkstimulation zu profitieren.
Des weiteren gehören arterielle Verschlusskrankheiten wie die therapierefraktäre Angina pectoris und die periphere arterielle Verschlusskrankheit zu den Indikationen für eine Rückenmarksstimulation.
Im allgemeinen sind die Ergebnisse bei Stumpfschmerz besser als bei Phantomschmerz.
| Das SCS-System (Spinal Cord Stimulation System) besteht aus einer Elektrode, einem Impulsgeber und einer Energiequelle. Die auf den Rückenmarkhintersträngen platzierte Elektrode gibt schwache elektrische Impulse ab und blockiert dadurch die Weiterleitung der Schmerzsignale an das Gehirn. Derzeit gibt es zwei Arten von SCS-Systemen: Entweder wird der Impulsgeber samt Energiequelle (Batterie) im Körper implantiert oder ein implantierter Radiofrequenzempfänger empfängt Impulse von einer am Körper getragenen Energiequelle. Der Impulsgeber kann jederzeit umprogrammiert werden. Je nach individueller Impulsfrequenz und -stärke sollte die Batterie zwischen 3 und 7 Jahren funktionstüchtig bleiben. |
| Im ersten Schritt wird perkutan oder via Laminotomie (Eröffnung der Lamina ohne Knochenentfernung) eine Elektrode unter Bildwandlerkontrolle in den Epiduralraum des Wirbelkanals hinaufgeschoben. Für die Schmerzen in den oberen Extremitäten wird die Elektrode auf den Rückenmarkshinterstränge im Halsbereich, für die in den unteren Extremitäten im Brustbereich eingelegt. Bei unilateralem Schmerz wird die Elektrode auf der gleichen Seite der Schmerzen platziert, bei bilateralen Schmerzen in der Mittellinie. Bei Aktivierung der Elektrode verspürt der Patient ein feines Kribbeln in bestimmten Körperarealen. |
| Die Elektrode wird so lange verschoben, bis das Kribbeln im Gebiet der chronischen Schmerzen spürbar wird. Dann werden die optimalen Impulsstärken, elektrischen Felder und Impulsfrequenzen eingestellt. Bei ängstlichen, schmerzgeplagten Patienten kann ein erfahrener Neurochirurg die Elektrode auch in Vollnarkose platzieren, da man aus Erfahrung recht genau weiss, welches Rückenmarkssegment jeweils stimuliert werden muss, um das feine Kribbeln in bestimmten Arealen auszulösen. |
| Eine Testphase ist obligatorisch, doch sollte der Patient nach Hause entlassen werden, damit die Schmerzkontrolle durch das SCS-System unter normalen Lebensdingungen getestet werden kann. Nach einer Probezeit von ein bis zwei Wochen entscheidet der Patient, ob er das SCS-System definitiv implantieren lassen will. |
| Die Elektrode wird nach 4 bis 6 Wochen durch Bindegewebe an ihrem Platz gehalten. In der Zwischenzeit sollte der Patient anstrengende Tätigkeiten vermeiden, sich nicht drehen und nichts heben. Es kann jedoch trotzdem dazu kommen, dass die Elektrode wandert und neu programmiert bzw. platziert werden muss. Der Patient sollte mindestens zweimal pro Jahr untersucht werden, um ein einwandfreies Funktionieren der Geräte sicherzustellen. |
Schmerzen durch zervikalen oder lumbosakralen Wurzelausriss und Syringomyelie werden durch die Rückenmarkstimulation nicht gelindert.
