Hirntumor: nTMS-Kartierung verbessert Prognose

27. Mai 2015
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Die navigierte transkranielle Magnetstimulation (nTMS) kartiert Hirntumoren vor der OP, um zu testen, ob Hirnbereiche für Bewegung oder Sprache betroffen sind. Die Prognose von Patienten mit hochmalignen Gliomen wird durch die nTMS-Analyse von Bewegungsarealen verbessert.

Mit der nTMS lassen sich auf vier Millimeter genau untersuchen, welche Hirnbereiche Bewegung oder Sprache steuern. „Das ist vor allem deshalb wichtig, damit bei Patienten Tumore möglichst ohne Beeinträchtigung von funktionellen Bereichen operiert, aber gleichzeitig großflächig entfernt werden können.“, erklärt Dr. Sandro Krieg, Arbeitsgruppenleiter an der Neurochirurgischen Klinik am TUM Universitätsklinikum und Leiter der Studie. Die Kartierung für jeden Patienten ist auch deshalb notwendig, weil durch den Tumor wichtige Hirnareale von ihrem ursprünglichen Ort verdrängt werden können.

Um mit der nTMS-Methode Bewegungsareale zu ermitteln, tastet der Arzt mit einer Magnetspule feste Positionspunkte am Kopf ab. Die Spule erzeugt dabei schmerzlos kurze Stromimpulse, die an diesen Positionen Nervenzellen im Gehirn stimulieren. Aktiviert der Stromstoß an einem bestimmten Punkt Nervenzellen, die Muskelbewegungen auslösen, können die Wissenschaftler die Muskelaktivitäten mit Hilfe von Elektroden an Armen und Beinen des Patienten messen. Diese Position gilt dann als essentieller Punkt für Bewegungsabläufe.

 Daten aus dem Magnetresonanztomographen werden durch das nTMS-Kartierungsgerät (Nexstim eXimia) dreidimensional rekonstruiert, sodass die Hirnoberfläche mit ihren Hirnwindungen sichtbar wird. Die weißen Punkte zeigen Hirnareale, die Bewegungsfunktionen enthalten; die grauen Punkte Hirnareale, die untersucht wurden aber keinerlei Bewegungsfunktion enthalten. © Sandro Krieg / TUM


Daten aus dem Magnetresonanztomographen werden durch das nTMS-Kartierungsgerät (Nexstim eXimia) dreidimensional rekonstruiert, sodass die Hirnoberfläche mit ihren Hirnwindungen sichtbar wird. Die weißen Punkte zeigen Hirnareale, die Bewegungsfunktionen enthalten; die grauen Punkte Hirnareale, die untersucht wurden aber keinerlei Bewegungsfunktion enthalten. © Sandro Krieg / TUM

Bis zu 150 einzelne Positionspunkte pro Patient werden dabei analysiert und kartiert. „So können wir rund um den Tumor eine Karte von wichtigen Bewegungsarealen und Nervenbahnen erstellen. Bei der OP liefern uns diese Daten eine sehr gute Orientierungshilfe, wo wir schneiden dürfen und wo nicht“, erklärt Krieg.

nTMS-Untersuchung verbessert Prognose von Patienten

In ihrer aktuellen Studie untersuchten und kartierten die Wissenschaftler Bewegungsareale bei Patienten mit hochmalignen Gliomen (HGG), die meist eine schlechte Prognose haben. Sie verglichen dabei zwei Personengruppen: 70 Probanden, die vor der Operation eine nTMS-Analyse bekommen hatten und 70 Patienten, die noch zu einer Zeit eine Tumoroperation erhielten, als nTMS in der Klinik nicht standardmäßig eingesetzt wurde.

Die Studienergebnisse zeigten, welche Vorteile die nTMS-Kartierung für die Patienten im Vergleich zur Kontrollgruppe bot: bei den Patienten mit nTMS-Analyse mussten weniger große Schädeleröffnungen durchgeführt werden und es blieben nach dem Eingriff seltener Tumorreste zurück. Zudem war ihr Klinikaufenthalt im Durchschnitt zwei Tage kürzer. Da auch der allgemeine Gesundheitszustand bei den nTMS-behandelten Patienten besser war, konnten anschließend mehr von ihnen eine Radiotherapie erhalten. Vor allem aber lebten die Patienten um einige Monate länger als die Kontrollgruppe.

nTMS-Kartierung eines Tumors (orange): In pink sind die Nervenbahnen und essentiellen Positionspunkte für Sprachregionen dargestellt, wichtige Punkte des Bewegungsareals sind in grün, Nervenbahnen in gelb abgebildet. © Sandro Krieg / TUM

nTMS-Kartierung eines Tumors (orange): In pink sind die Nervenbahnen und essentiellen Positionspunkte für Sprachregionen dargestellt, wichtige Punkte des Bewegungsareals sind in grün, Nervenbahnen in gelb abgebildet. © Sandro Krieg / TUM

„Wir müssen die Ergebnisse sicherlich mit größeren Patientengruppen bestätigen, aber ein wichtiger Punkt zeigt sich deutlich: Eine Kartierung des Tumors vor der Operation beeinflusst viele Aspekte des Eingriffs positiv“, kommentiert Krieg die Ergebnisse und ergänzt: „Manche Tumore, die sonst als inoperabel gelten, können durch diese Methodik doch entfernt werden.“

Protokolle für nTMS weiterentwickeln

Für die Zukunft ist das Ziel der Wissenschaftler, die Standardprotokolle für nTMS zu verbessern und zum Beispiel die Kartierung von Sprachregionen weiterzuentwickeln. In einer aktuellen Studie zeigten die Forscher bereits, dass ein Test mit Benennung von Objekten für die Analyse von Sprachzentren im Gehirn die zuverlässigste Methode ist. „Auch Sprachregionen lassen sich mit nTMS bereits kartieren, sind aber es sehr viel komplexer als die Bewegungsareale. Hier wollen wir höhere Standards schaffen, um Patienten mit Tumoren in diesen Regionen bestmöglich zu helfen“, so der Wissenschaftler.

Originalpublikationen:

Changing the clinical course of glioma patients by preoperative motor mapping with navigated transcranial magnetic brain stimulation
Sandro Krieg et al.; BMC Cancer, doi: 10.2337/dc14-0683; 2015

Task Type Affects Location of Language-Positive Cortical Regions by Repetitive Navigated Transcranial Magnetic Stimulation Mapping
Theresa Hauck et al.; PLOSone, doi: 10.1186/s12885-015-1258-1; 2015

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Chirurgie, Medizin, Neurologie

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