Indexed in EMBASE/Excerpta Medica/BIOBASE/SCOPUS P.b.b. 02Z031117M, Verlagsort: 3003 Gablitz, Linzerstraße 177A/21 Preis: EUR 10,– Krause & Pachernegg GmbH • Verlag für Medizin und Wirtschaft • A-3003 Gablitz Neurologie, Neurochirurgie und Psychiatrie Zeitschrift für Erkrankungen des Nervensystems Journal für www.kup.at/ JNeurolNeurochirPsychiatr Homepage: www.kup.at/ JNeurolNeurochirPsychiatr Online-Datenbank mit Autoren- und Stichwortsuche Elektrophysiologisches Neuromonitoring in der Neurochirurgie Eisner W Journal für Neurologie Neurochirurgie und Psychiatrie 2001; 2 (3), 38-55
Das intraoperative elektrophysio-logische Neuromonitoring erfuhr inden letzten Jahren eine deutlicheZunahme in der Neurochirurgie. DieMethoden halfen, postoperative Aus-fälle zu verringern oder gar zu ver-meiden. Im Bereich des Kortex kön-nen sensorimotorische Funktionenidentifiziert und überwacht werden.Gleiches gilt für höhere integrativeFunktionen wie Sprache und Ge-dächtnis. Motorische Hirnnerven-kerne und deren Faserverläufe kön-nen im Hirnstamm und am Bodendes vierten Ventrikels geortet undwährend der Chirurgie kontinuierlichüberwacht werden. Die Schädel-basischirurgie gilt als eines der Haupt-einsatzgebiete des intraoperativenNeuromonitorings. Die BereicheWirbelsäule, Rückenmark und Caudaequina stellen ein weiteres Einsatz-spektrum elektrophysiologischerTechniken dar. Die Ziele des intra-
operativen Neuromonitorings sind:1. Minimierung operationsbedingterneurologischer und neuropsycho-logischer Schäden; 2. Erweiterungdes chirurgischen Spektrums auffrüher als inoperabel angeseheneProzesse; 3. intraoperative Bestäti-gung und Dokumentation des er-reichten chirurgischen Zieles; 4.intraoperative Grundlagenforschung.
EINLEITUNG
Die Einführung mikrochirurgischerTechniken in die Neurochirurgie unddie Verwendung des Operations-mikroskopes verlangen vom Neuro-chirurgen eine genaue Kenntnis dermikroskopischen neurochirurgischenAnatomie. Alle Neuerungen auf demGebiet der Neuroradiologie (DSA,CT, NMR, PET, SPECT etc.) erbrach-ten eine exaktere Lokalisation, Iden-tifikation und Klassifikation neuro-naler Strukturen und pathologischer
Prozesse. Alle vorbeschriebenenMethoden führten zu einer Verringe-rung von Morbidität und Mortalitätbedingt durch neurochirurgischesAgieren. Ein weiterer und überausgewichtiger Schritt zur Optimierungneurochirurgischen Vorgehens liegtin der Möglichkeit der Identifikationindividueller neuronaler Funktionenmittels elektrophysiologischer Me-thoden. Hierdurch können bei jedemPatienten dessen individuelle Funk-tionsverteilungen im Bereich desKortex (Motorik, Sensorik, Sprache,Kurzzeitgedächtnis, visueller Kortex,auditiver Kortex) und von darunter-liegenden Bahnsystemen identifiziertwerden. Motorische Hirnnervenkerneoder deren Faserverläufe können imBoden des vierten Ventrikels und inihrem Verlauf durch die Schädelbasisoder in oder um pathologische Pro-zesse erkannt werden. Gleiches giltfür periphere Nerven. Sensorische,motorische, aber auch Bahnsystemedes Hörens können durch eine konti-nuierliche Überwachung direkt undindirekt operative Strategien beein-flussen und so das Risiko einer ope-rativen Komplikation im Sinne einerFunktionsverschlechterung oder gareines Funktionsverlustes verringern.An der Universitätsklinik für Neuro-chirurgie/AÖ LandeskrankenhausInnsbruck, unter der Leitung vonHerrn Prim. o. Prof. Dr. K. Twerdy,führten wir 1999 ein multimodalesNeuromonitoring (gleichzeitig sindmehr als vier Kanäle untersuchbarsowie gleichzeitige freie Kombinati-on aller elektrophysiologischen Me-thoden) in den klinischen Betriebein.
Nachfolgend werden die in unsererKlinik verwendeten Neuromonito-ringverfahren vorgestellt und be-schrieben. Alle nachfolgend be-schriebenen Techniken sind auf denherkömmlichen Neuromonitoring-einheiten gegenwärtigen technischenStandards problemlos durchzufüh-ren.
Vorweg noch einige allgemeine Be-trachtungen zum intraoperativen
W. Eisner
ELEKTROPHYSIOLOGISCHES NEURO-MONITORING IN DER NEUROCHIRURGIE
Summary
Intraoperative electrophysiologicalmonitoring has become increas-ingly common in neurosurgery.The methods are supporting sur-gery in preventing postoperativedeficits. Sensorimotor functions areintraoperatively controlled besidelanguage or memory functionsduring surgery of the cerebralhemispheres. Cranial motor nervenuclei or fiber tracts are identifiedin the brainstem or on the floor ofthe fourth ventricle. During surgi-cal preparation continuous moni-toring of the functional integrity isperformed. Skullbase surgery usesintraoperative electrophysiologicalmethods most. Surgery of the spineand surgery of the myelon andcauda equina are increasingly utiliz-ing electrophysiological methods.
Electrophysiological monitoring in neurosurgery
The goals of intraoperative electro-physiological monitoring are: (1)minimizing the risk of sufferingneurological and neuropsychologi-cal injury as a result of surgery, (2)extending the surgical spectrum tolesions that have previously beenconsidered inoperable or hazard-ous to operate on; (3) intraopera-tive electrophysiological documen-tation that the goal of surgery hasbeen achieved, (4) intraoperativebasic research.
Key words: motor cortex, sensori-motor cortex, language cortex,brainstem, acoustic neuroma,glioma, trigeminal neuralgia,hemifacial spasm, epilepsy,neuromonitoring, neurography,electromyography, evokedpotentials
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Monitoring (IOM). Welche Bedin-gungen sind vom IOM gefordert,um intraoperativ das chirurgischeGeschehen beeinflussen zu kön-nen? Neurologische Ausfälle kön-nen nur vermieden oder reduziertwerden, wenn [1]:
1. die elektrischen Potentiale denaktuellen Zustand der Operationdarstellen (Zeitgleichheit), d. h.,Veränderungen müssen mit chir-urgischen Schritten oder Manö-vern in Beziehung gesetzt wer-den können, und drohendes De-fizit muß durch eine Verände-rung im Bereich der Potentialeerkennbar sein;
2. die Veränderungen im Bereichder Potentiale reversibel sind,falls die Ursache dafür beseitigtwerden kann.
Diese geforderte Akkuratesse auftechnisch-elektronischer Seite isterst durch Einführung modernerComputertechnologie möglich.Seither sind Untersuchungen imOP sinnvoll möglich und durch-führbar, die ein Averaging (Mitte-lungen) benötigen (evozierte Poten-tiale). Z. B. eine „lange Untersu-chung“ AEPs mit 1000 Durchgän-gen inkl. Averaging und Vergleichmit der Voruntersuchung ist in ma-ximal 90 Sekunden abgeschlossen.Die früheren Geräte auf Analog-basis benötigten dafür das 3- bis5fache an Untersuchungszeit, wo-durch die Zeitgleichheit mit demchirurgischen Geschehen nur nochbedingt gegeben war. Ein weitererFaktor ist die Multimodalität derMonitoringmaschinen, welche erstseit 1991 gegeben ist. Früher warendie Geräte imstande, zwei (Kanäle)bis maximal vier Ereignisse (evo-zierte Potentiale oder freilaufendesEMG) zu untersuchen, wodurchein aufwendiges Monitoring (z. B.Hirnstammonitoring) unmöglichwar. Derzeitig können acht Unter-suchungen gleichzeitig durchge-führt werden [2]. Unsere Bemühun-gen gehen dahin, Geräte mit 16bis 32 Kanälen zu konfigurieren.
Anästhesiologische Aspekte
Die in unserer Klinik verwendetePrämedikation mit Rohypnol (1–2 mg)oder Dormicum (7,5 mg) und Atropin(0,5–1 mg) hat keinen Einfluß auf dasIOM [3].
Zur Narkoseeinleitung erhalten diePatienten Thiopental (Sedierung) undPancuronium oder Esmeron, kurzwirksame Muskelrelaxantien, welchezu OP-Beginn (ca. 45 Minuten nachEinleitung) nicht mehr wirksam sind.Dazu erhalten die Patienten 100–250 µg Fentanyl mit ebenfalls keinemnegativen Einfluß auf das IOM.
In der Narkoseerhaltung werdenFentanyl (0,045 bis 0,3 µg/kg/Min.)oder Remifentanil, ohne negativenEffekt auf das IOM, und Isofluran(0,5 Vol.%) verabreicht. Letzteres sollnicht höher dosiert werden, da eineAbflachung von SEP erwartet werdenmuß. Propofol (Disoprivan) wird zurNarkoseerhaltung auch verabreicht,ebenfalls in üblicher Dosierung ohnenegativen Einfluß auf das IOM. Mus-kelrelaxantien sollen oder müssenwährend neurochirurgischer Opera-tionen nicht verabreicht werden.Blutdrucksenkende Medikamente,wie Nitropräparate oder Nitroprussid-Na, haben keinen Effekt auf das IOM.Andere Einflußgrößen auf das IOM:Der PCO2 soll im Normbereich liegen,denn ein zu niedriger PCO2 führt zueiner Permeabilitätssteigerung derBlut-Hirn-Schranke, wodurch eineerhöhte Wirksamkeit von Anästhetikaauf den Hirnkortex, häufig die Quelleder Monitoring-Antwort, resultiert(Depression evozierter Potentiale).
Körpertemperatur
Die Körpertemperatur eines Patien-ten oder einer in das Monitoring ein-geschlossenen Extremität hat aucheinen Einfluß auf das IOM. Die Ner-venleitgeschwindigkeit kann um die4 %/1 °C abnehmen. Eine Hyper-thermie (> 41 °C) führt zu einem SEP-Potentialverlust.
Blutdruck
Der Blutdruck hat ebenfalls einenEinfluß auf das Monitoring vonevozierten Potentialen bei spinalenProzessen mit Rückenmarkkompres-sion. Bereits eine milde Hypotensionkann hier zu einem Potentialverlustvon SEP führen. Eine milde Hyper-tension würde dem entgegenwirken.
Direkte kortikale Stimulation
Tumoren im Bereich des Nervensy-stems können die im Normalzustandschon variable Anatomie derart ver-ändern, daß es dem Chirurgen un-möglich ist, intaktes Nervengewebevon Tumor oder funktionell wichti-gen Kortexarealen zu unterscheiden[4–6]. Hier die erforderliche anato-mische Klarheit zu schaffen, ist dieDomäne der direkten kortikalen Sti-mulation, auch „kortikales Mapping“genannt [7–11]. Dieses erlaubt nachExponierung des Hirnkortex intra-operativ eine individuelle Landkartemotorischer, sensibler und höhererintegrativer Funktionen, wie Spracheund Gedächtnis, zu erstellen [12–14]. Während der Tumorentfernungkann die Integrität des untersuchtenSystems durch erneute Stimulationüberprüft werden. Die von unsfavorisierte Stimulationstechnikwurde von Penfield (1959) [15]und Ojemann (1979) [13] in derEpilepsiechirurgie [16] verwendet.
Technik
Wir verwenden eine bipolare Stimu-lation [17, 18]; dazu fungiert eineisolierte Koagulationspinzette alsInstrument, dessen nicht isolierteSpitzen beider Branchen als Kathodebzw. als Anode fungieren. Dadurchresultiert ein definiertes Stimula-tionsareal zwischen den beiden Spit-zen der Stimulationselektrode. Dasstimulierte Areal kann man sich drei-dimensional vereinfacht als einehalbierte Zwiebel, die zwischen denSpitzen der Pinzette gehalten wird,vorstellen. 50 Stimuli pro Sekunde,in Form eines Rechteckimpulses mit
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0,2 Millisekunden Dauer, werden für3 bis 6 Sekunden appliziert und da-bei die in den kontralateralen (aberauch ipsilateralen) Extremitäten undGesicht ausgelösten motorischenPhänomene beobachtet und doku-mentiert (motorisches Monitoring)[4, 19]. Die verwendeten Intensitätenbetragen 5 bis 35 Milliampere (Vor-sicht bei hohen Stromstärken; eingeringer Abstand zwischen den Pin-zettenspitzen kann eine zu hoheStromfelddichte bewirken mit resul-tierender Koagulation im stimuliertenAreal!). Die Verwendung von 50Stimuli pro Sekunde führt zu einertonischen Kontraktion einzelnerMuskeln oder Muskelgruppen [20].Anstelle von sakkadierenden Bewe-gungen erhalten wir einen langsa-men und am Ende der Bewegunganhaltenden Bewegungsablauf. DieKenntnis der Areale ohne evozier-bare Antwort ist für die Opera-
tionsplanung genauso wichtig wiedie stimulationspositiven Areale [4](Abb. 1 und 2).
Ablauf
Die Stimulationspunkte werden mitsterilen Zahlen und Buchstabenmarkiert. Ein einmal positiverStimulationspunkt (motorische Ant-wort) benötigt keine weitere Be-stätigung. Alle anderen Punkte sol-
len mindestens zweimal stimuliertwerden. Die Abfolge der Stimulationist konsekutiv. Die Punkte werdeneiner nach dem anderen mit gleicherIntensität stimuliert, danach erfolgtein neuerlicher Durchgang mit glei-cher oder höherer Intensität. Es istnicht ratsam, einen Punkt mehrmalshintereinander zu reizen und dannerst den nächsten etc. [19] (Abb. 3und 4).
Abbildung 2: Isolierte Koagulations-pinzette in der Verwendung als Sti-mulationselektrode, Kettenelektrode(Array-Elektrode), sterile Zahlen undBuchstaben
Um etwaige stimulationsbedingtesubklinische epileptogene Nach-entladungen identifizieren zu kön-nen, verwenden wir eine kortikaleEEG-Ableitung (Kortikographie) mit-tels einer 6-Kanal-Kettenelektrode
Alle positiven wie negativen Stimu-lationsergebnisse werden detailliert,mit Angabe der Intensitäten und ex-akter Beschreibung der evozierten
Phänomenologie, in ein vorbereitetesProtokoll eingetragen. Anschließenderfolgt die genaue Dokumentationder anatomischen Situation mitZeichnung (sterile Vorlagen), Foto-graphie, Videoprint, inklusive dernumerierten Stimulationspunkte.Am Ende der Operation soll die Re-sektionslinie eingezeichnet werden,und Punkte, die reseziert, unterminiertund diskonnektiert wurden, sollenspeziell gekennzeichnet werden. DerPatient befindet sich in Intubations-narkose ohne Relaxierung [5]. EineRückenlagerung mit einer standardi-sierten Lagerung der Extremitäten istzu empfehlen. Bei einer seitlichenLagerung befinden sich die zu beob-achtende Extremität und das Gesichtauf der dem Untersucher abgewand-ten Seite, zudem erschwert das Kör-pergewicht des Patienten, im wahr-sten Sinne des Wortes, die motori-sche Antwort. Die sterile Abdeckungsoll so angelegt sein, daß der Chirurgund das Monitoringteam ihre Arbeitzur Zufriedenheit aller ausführenkönnen. Stimuliert wird mit obigerTechnik, beobachtet wird die kontra-laterale motorische Antwort in Ge-sicht, Extremitäten und Rumpf [4, 5,21].
Indikation
Raumfordende Prozesse in und umdie sensomotorische Zentralregionund die sublementär-motorischeRegion (Abb. 10 bis 12).
Sensomotorisches Monitoring
Der Patient wird in Lokalanästhesie(siehe Sprachmonitoring) ohne Intu-bation operiert. Stimuliert wird nachobiger Technik, wobei im Vergleichzum motorischen Monitoring gerin-gere Stromstärken notwendig sind. Inder Regel reichen 7 bis 20 mA aus.Der Patient selbst gibt zum einen dasGebiet der sensiblen Stimulation an,zum anderen können die motorischevozierten Phänomene beobachtetwerden. Somit können Ausfälle imBereich der Sensibilität, z. B. desMundes, des Rachens, der Handflä-
Abbildung 8: Epileptische Nachentla-dung nach direkter elektrischer kor-tikaler Stimulation
che und der Fußsohle etc., und derMotorik reduziert oder gar vermie-den werden [4].
Indikation
Raumforderungen in und dorsal dersensomotorischen Zentralregion.
Sprachmonitoring
Eine direkte kortikale elektrischeReizung sensorischer oder motori-scher Kortexareale kann an derkontralateralen Körperhälfte Kribbel-parästhesien oder Kontraktionenbestimmter Muskelgruppen auslösen[17, 18]. Eine Stimulation außerhalbdieser Areale bleibt ohne sicht- oderspürbaren Effekt. Penfield und Ro-berts (1959) [15] ließen Patientenbestimmte kognitive Aufgaben aus-führen und stimulierten gleichzeitigdas exponierte Hirnareal [11]. BeiStimulation eines Kortexareals, dasgerade durch eine spezifische Aufga-be aktiviert ist, kommt es zu einercharakteristischen Störung oder garzum Ausfall dieser kognitiven Funkti-on [12, 13, 22–29]. Kommt es durchdie elektrische Stimulation zu keinerepileptischen Nachentladung, soist die evozierte Funktionsstörungsofort nach Beendigung der Reizungerloschen [19]. Diese Stimulations-technik, Mapping der Sprach-/Sprech-funktion, wurde zur Schonung dieserFunktionen bei epilepsiechirurgi-schen Eingriffen von Penfield [10,15] und Ojemann [12] verwendet.
Professor Reulen [30] führte dieseMethode in die neurochirurgischeTumorchirurgie der sprachdominan-ten Hemisphäre [31, 32] im deutsch-sprachigen Raum ein, um postopera-tive Störungen zu vermeiden. Unsere[12, 19, 26, 33, 34] sowie die Er-gebnisse der Gruppe um Ojemannzeigen, daß die kortikalen Sprach-und Sprechareale nur kleine Gebietevon ungefähr 1 bis 2 cm2 umfassenund zudem eine sehr große inter-individuelle Variabilität aufweisen.Die herkömmliche Lokalisationsprachlicher Funktionen kann nichtmehr so eng begrenzt wie bishergesehen werden, sondern erfährteine Erweiterung auf den gesamtenTemporallappen und dessen dorsalund parietal angrenzende Strukturen[35–38]. Im Bereich des Frontal-hirnes finden sich sprachliche Funk-tion in allen drei Windungen bis andie Zentralregion reichend [19, 33,39–41]. Die von Broca und Wer-nicke beschriebenen Areale findensich hierin wieder, sind aber von derAusdehnung her weit variabler alsangenommen und zudem nicht dieeinzigen Zentren sprachlicher Funk-tionen [12, 19]. Eine hohe Dichte vonSprachpunkten findet sich ebenfallsim Gyrus frontalis superior und des-sen angrenzenden Strukturen. Für dieintraoperative Sprachstimulation hatsich eine Wortfindungsaufgabe (Be-nennen von Objektabbildungen) alsgünstig erwiesen [12]. Nach Benson[42] gehen alle Aphasiesyndrome –wenn auch in unterschiedlichem
quantitativem und qualitativem Aus-maß – mit Wortfindungsstörungeneinher. Bei einer solchen Aufgabeist also zu vermuten, daß es wäh-rend der Sprachstimulation in allensprachrelevanten Arealen, d. h. so-wohl im Wernicke- (1874) [36] wieim Broca-Sprachgebiet (1861) [35],Sprachstörungen auftreten [43]. Beianderen Aufgaben, z. B. beim Rei-hensprechen (Zahlen, Wochentage),wäre dies nicht zu erwarten, da essowohl bei Wernicke- und Broca-Aphasikern intakt sein kann [39, 40,42, 44–47]. Insgesamt wurden 50konkrete Objektabbildungen zusam-mengestellt, die mit ein- und zweisil-bigen Wörtern eindeutig benanntwerden konnten. Jedes Objekt wirdmit dem Satz: „Dies ist ein(e) ... “angeboten. Der Patient hat jeweilsden ganzen Satz zu sprechen und dasObjekt zu benennen [48] (Abb. 13).
Präoperativ wird mit dem Patientendas Benennen der Objektabbildun-gen so lange geübt, bis in mehrerenDurchgängen keine Benennungs-fehler, d. h. Wortfindungsschwierig-keiten, mehr auftreten. Für die intra-operative Sprach-/Sprechstimulationwird nur solches Bildmaterial ver-wendet, welches präoperativ zu100 % benannt werden kann. Da-durch kann ausgeschlossen werden,daß mögliche präoperativ bestehen-de Wortfindungsstörungen währendder intraoperativen Sprachprüfung zufalschen Schlußfolgerungen führenkönnten. Die Patienten werden dar-
Abbildung 10 bis 12: Lagerung und sterile Abdeckung bei einer Wachoperation
über hinaus sorgfältig über den Ab-lauf der Operation in Lokalanästhe-sie aufgeklärt und auf die intraopera-tive Sprachprüfung vorbereitet.
Lagerung
Die Patienten werden in bequemerRückenlage mit nach rechts gedreh-tem, nicht fixiertem Kopf in einemgepolsterten Halbkörper gelagert.
Lokalanästhesie und Kraniotomie
Nach Kopfteilrasur wird der Haut-schnitt angezeichnet, desinfiziertund eine Lokalanästhesie mit0,25%igem Carbostesin mit POR 8gesetzt. Anschließend erfolgen diesterile Abdeckung, die Anlage desHautschnittes, Kraniotomie undDura-Eröffnung in typischer Weise.Während dieser Phase werden diePatienten mit Rapiphen und Propo-fol analgosediert. Vor Eröffnungder Dura wird auf diese eine mitCarbostesin getränkte Hirnwatteaufgelegt.
Stimulationstechnik
Der zeitliche Ablauf der intraopera-tiven Sprach-/Sprechstimulation ist inAbb. 13 dargestellt. Vor Beginn derStimulation wird zum Ausschlußunspezifischer Wortfindungsstörun-gen, z. B. bedingt durch Lagerungund Sedierung, die korrekte Benen-nung von Objektabbildungen über-prüft. Dann erfolgt die kortikale Sti-mulation über vier Sekunden Dauer,und gleichzeitig wird die Objektab-bildung mit dem Trägersatz: „Diesist ein ...“ dargeboten. Der Patienthat innerhalb dieser vier Sekundenden Trägersatz mit dem richtigenObjektnamen auszusprechen. Epi-leptische Nachentladungen oderandere subklinische Störungen wer-den nach jeder Stimulation elektro-physiologisch mittels 6-Kanal-korti-kaler-EEG-Ableitung (after discharge)und klinisch durch einen sogenann-ten Leerdurchgang, einer erneutenBenennensaufgabe ohne Stimulation,überprüft. Die Stimulation erfolgtbipolar, 50 Stimuli pro Sekunde,
Rechteckimpuls, 0,2 msek. Dauer,Intensitäten zwischen 5 und 20 mA.Die Stimulationspunkte werden mitsterilen Zahlen gekennzeichnet. Einepositive Antwort wird mindestenszweimal überprüft.
Dokumentation: siehe Motorkortex
Typische sprachliche Störungen
Die intraoperativ möglichen Sprach-/Sprechstörungen sind nachfolgendzusammengestellt. Als Aphasic Arrestwird ein fehlerfreies Sprechen desTrägersatzes mit fehlendem Benen-nen der Objektabbildung bezeichnet[12, 13]. Eine Aphasic Disturbanceoder synonym Aphasic Misnamingbedeutet bei fehlerfreiem Trägersatzeine fehlerhafte Objektbenennung.Sowohl semantische als auch phone-matische Paraphasien sind zu beob-achten. Ein Beispiel für eine semanti-sche Paraphasie (Verwendung einesbedeutungsverwandten Wortes) wäreSäge statt Schere. Ein Beispiel füreine phonematische Paraphasie(Lautentstellung) wäre Schelle stattSchere. Aphasic Arrest und AphasicDisturbance bezeichnen also Störun-gen des Benennens und damit dieStörung einer sprachlichen Funktion.Der Vorgang des Benennens bestehtsicher aus mehreren Komponenten:Objektwahrnehmung, Objekterken-nung, Abruf des Namens aus einemSpeicher und lautsprachliche Namens-produktion. Welcher der einzelnenStufen in diesem Prozeß durch dieStimulation gestört wird, ist bisherunklar. Eine unverständliche oderdysarthrische Störung der Äußerungdes gesamten Trägersatzes mit Objekt-namen wird als Speech Disturbancebezeichnet. Kommt es zu überhauptkeiner Äußerung, so wird dies alsSpeech Arrest klassifiziert. SpeechArrest und Speech Disturbance kön-nen auf einer Blockierung der Arti-kulationsorgane (Mund, Zunge, Lip-pen etc.) oder durch eine Störung derräumlichen/zeitlichen Koordinationdieser Organe beruhen. Ersteres läßtsich prüfen, indem man den Patien-ten auffordert, während der Stimula-
Abbildung 13: Schematische Darstellung „Zeitlicher Ablauf der intraoperativenSprachstimulation“, von Mag. Dr. J. Ilmberger, Leitender Neuropsychologeam Klinikum Großhadern, Klinik für Physikalische Medizin, LMU-München
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tion an gleicher Stelle den Mund unddie Zunge zu bewegen. Es kanndann zu einer Blockierung dieserwillkürlichen Bewegung kommen.Punkte, an denen Aphasic Arrest odereine Aphasic Disturbance gefundenwerden, werden als Sprachpunktebezeichnet, Punkte mit Speech Arrestoder Speech Disturbance als Sprech-punkte.
Indikation
Niedermaligne Tumoren in dersprachdomianten Hemisphäre, tem-poral, frontal, temporo-parietal,temporo-okzipital, präzentral.
Evozierte Potentiale
Alle einem modalitätsspezifischenReiz bzw. einer elektrischen Stimula-tion sensibler Afferenzen folgendenReizantworten, werden evoziertePotentiale (EP) genannt [49]. Dabeiist in allen klinisch untersuchtenSinnessystemen – dem akustischen,dem visuellen, dem somatosensiblenund dem olfaktorischen System – diewichtigste Meßgröße die Latenz derReizantwort [49]. Es wird also inerster Linie die Geschwindigkeituntersucht, mit der die Impulse imjeweiligen Sinnessystem geleitet wer-den. Weitere Meßparameter sind dieAmplitude und die Form der Reiz-antwort, die u. a. abhängen von derAnzahl der funktionsfähigen Neuro-ne und dem Grad an Synchronizität,mit dem die Impulse in den verschie-denen Nervenfasern einer sensori-schen Bahn übertragen werden. Mes-sungen der EPs stellen somit eineFunktionsprüfung der jeweiligensensorischen Leitungsbahnen darund erlauben Rückschlüsse auf derenFunktionstüchtigkeit [49]. Bei Akti-vierung eines Gehirnareals kommt eszu einem Ionenfluß durch die Zell-membranen in der Weise, daß einTeil des Kortex positiv geladen istund ein anderer negativ. Allgemeinwird eine solche Erscheinungsformin der Elektrophysiologie als Dipolbezeichnet. Ein Dipol ist ein kortika-les Areal, an dem ein Teil positiv, ein
anderer negativ geladen ist. Einegenaue Kenntnis der Lage der Dipoleist unabdingbar, denn eine Positionder ableitenden Elektroden über denPlus- und den Minus-Anteil desDipoles ermöglicht die Ableitungeines maximal möglichen Potentia-les, eine Ableitung im Arrangement180° zu + und – ergibt ein sehr fla-ches Potential bis hin zur 0-Linie(ausgeglichenes Spannungsverhältniszwischen + und –). Eine genaue Ana-lyse dieser Reizantworten wurde erstnach Einführung elektronischer Mit-telungsverfahren möglich, wo evo-zierte Potentiale aufsummiert, reiz-unabhängige Potentialschwankun-gen, wie das Grund-EEG und Störun-gen aus anderen Quellen (z. B. Mus-kulatur), eliminiert wurden. Die so-genannten „Evozierte-Potential-Ma-schinen“ der neuen Generation erfül-len bestimmte Funktionen. Zum ei-nen verstärken sie die sehr niedrigenPotentiale eines Nerven. Es handeltsich um sogenannte Differentialver-stärker, denn sie verstärken den Po-tentialunterschied zweier Elektroden.Der Noise (Lärm, das Rauschen) wirdherausgefiltert. Das elektrische Po-tential wird in eine computerver-ständliche Form übersetzt – Analog-auf Digitalumwandlung. Mathemati-sche Funktionen werden über diePotentiale gelegt – Mittelungsverfah-ren. Die Untersuchungsschritte unddie Untersuchungsergebnisse werdenfür uns verständlich auf einem Bild-schirm oder Druckbild dargeboten.Das sogenannte Mittelungsverfahrenist das Ereignis, welches die kortikaleAktivität (EEG) zu evozierten Poten-tialen macht. Das Averaging (Mit-teln) verbessert das Verhältnis zwi-schen Signal und Rauschen (Noise)[1].
Akustisch evozierte Potentiale
Unter diesem Begriff versteht maneine Vielzahl unterschiedlicher Phä-nomene, die mit Elektroden vomäußeren Gehörgang und von derKopfhaut bei Beschallung eines oderbeider Ohren abgeleitet werden kön-nen. Wir untersuchen Strukturen
vom Innenohr bis zum unteren Mit-telhirn. Diese sogenannten frühenakustisch evozierten Potentiale (imamerikanischen Sprachgebrauch alsBAEP bezeichneten Potentiale) ha-ben eine niedrige Amplitude (< 1 µV)und eine kurze Latenz. Wegen derkleinen Amplitude soll so hoch wiemöglich verstärkt werden. Die Laut-stärke, mit der der Reiz appliziertwird, beeinflußt die Amplitude unddie Latenz. In der routinemäßigenUntersuchung im elektrophysiolo-gischen Labor werden aus diesemGrund Klicks bis zu 110 dB verab-reicht. Während neurochirurgischerOperationen, die mehrere Stundenandauern, würde diese Applikations-form zu einem Lärmtrauma führen.Aus diesem Grund verwenden wirstandardisiert 95 dB, welche einemmittelmäßigen Lärmaufkommenentsprechen und deutlich unter derBelastung eines Rockkonzertes lie-gen. Als Faktor muß die zeitlicheApplikation des Reizes gesehen wer-den. Verwendet wird eine Reiz-anbietung über Gummiröhren, wel-che am Ende (im Ohr) über ein sichdilatierendes Schwämmchen im Ohrfixiert werden. Gegenüber einer nor-malen Kopfhörerapplikation tritt beider Schlauchreizdarbietung eineakustische Verzögerung auf, welchein dem von uns verwendeten Systemeine Millisekunde beträgt. Die Reiz-darbietung erfolgt in Form einesBreitband-Klicks. Die Stimulations-frequenz ist so hoch gewählt, daßder Einzelimpuls noch realisiertund die Untersuchung in einerdem Operationstempo angemesse-nen Zeit durchgeführt werden kann(21,5 Klicks/Sekunde). Eine Störungder Untersuchungen kann durchübermäßiges Ohrenschmalz, Wasseroder Flüssigkeit im äußeren Gehör-gang (Z. n. Duschen vor der OP),Kollaps des äußeren Gehörgangs etc.bedingt sein. Der Ursprung der Po-tentiale findet sich in der Kochlea,wo die Axone des 8. Hirnnervenentspringen und sich vom Spiral-ganglion in Richtung des Hirn-stammes erstrecken. Die erstenSynapsen befinden sich im Nucleus
cochlearis, von dem aus die Neuro-ne zweiter Ordnung kreuzen und aufder Gegenseite über den Lemniscuslateralis zum inferioren Colliculusder Vierhügelplatte ziehen. Obwohlin der Regel keine Potentiale von
höheren Strukturen aufgezeichnetwerden können, erstreckt sich dieHörbahn über das Corpus genicula-tum mediale des Thalamus auf diesogenannten kortikalen Repräsenta-tionsareale [1] (Tab. 1).
Veränderungen im Bereich der Po-tentiale können somit anatomischenStrukturen und chirurgischen Schrittenzugeordnet werden. Der intraopera-tive Einsatz dieser Methode hat eineGehörerhaltung bei Patienten zumdirekten Ziel. Indirekt kann mit denfrühen akustischen Potentialen eineschonende Chirurgie unterstützt wer-den. Ein zu intensiver Retraktorein-satz für einen Kleinhirnbrücken-winkelzugang würde eine Latenz-zunahme der Wellen III und V bewir-ken, welche durch Lockerung desSpatels reversibel ist. Dies läßt einen„unerklärlichen Hörverlust“ oderandere postoperative Störungen un-serer Patienten vermeiden. Wir ver-wenden eine beidseitige Anwendungder AEPs, da eine Veränderung derPotentiale auf beiden Seiten auf einnicht unbedingt chirurgisches Ge-schehen hinweist. Am ehesten han-delt es sich um systemische odervaskuläre Probleme des Hirnstam-mes. Chirurgisch verursacht müßteein Kleinhirnretraktor unter so gro-ßem Druck stehen, daß daraus eineVerdrehung des Hirnstammes resul-tieren würde, mit dementsprechen-den Schäden am Patienten [50, 51](Abb. 14).
Somatosensible evozierte Potentiale
SEP-Messungen stellen eine objekti-ve und mit gewissen Einschränkun-gen quantitative Funktionsprüfungdes somatosensiblen Systems dar.Der Weg, den die bewußte Proprio-zeption nimmt, befindet sich in den1A-Axonen. Diese erreichen dasRückenmark über die Hinterwurzelund aszendieren ipsilateral über diedorsale Kolumne (Hinterstrang) zudessen Kernen in der Medulla oblon-gata, wo die erste Umschaltung statt-findet. Ein Teil der Axone aus derunteren Extremität wird in derClarke’schen Säule im Rückenmarkumgeschaltet, weitere Umschaltun-gen finden in anderen Hirnstamm-kernen statt. Das zweite Neuronverläßt die Hirnstammkerne, kreuztzur Gegenseite und aszendiert imHirnstamm zum Thalamus, in dem
Tabelle 1: Potential und UrsprungWelle I 8. Hirnnerv und Kochlea, ipsilateralWelle II 8. Hirnnerv, in Hirnstammnähe, ipsilateralWelle III Nucleus cochlearis, ipsilateralWelle IV Lemniscus lateralis/Colliculus inferior, kontralateralWelle V Lemniscus lateralis/Colliculus inferior, kontralateral(Welle VI und VII entstehen im Thalamus bzw. in der Radiatio acustica)
Abbildung 14: Monitoringsituation bei einer Kleinhirnbrückenwinkeltumor-operation: Zeile 1–3 Artefakt; Zeile 7 und 8 AEP links und rechts mit im Hinter-grund dargestellter Ausgangsuntersuchung (Baseline); rechte Bildhälfte:Darstellung im zeitlichen Verlauf der Latenzen der Welle I (oberste Zeile),Welle III (zweite Zeile von oben), Welle V (vorletzte Zeile) und AmplitudeWelle V–V‘, einer gehörerhaltenden Operation; die durchgezogene Liniestellt die operierte Seite dar: bei stabiler Welle I tritt eine retraktionsbedingteZunahme der Latenz der Wellen III und V auf, welche sich nach Tumor-entfernung wieder komplett zurückbildete; Säulendarstellung: gesunde Seite.
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GISCHES NEURO-MONITORING IN
DER NEURO-CHIRURGIE
die Umschaltung auf das dritteNeuron erfolgt, welches durch dieCapsula interna zum somatosenso-rischen Kortex zieht. Potential undUrsprung: Im Bereich der oberenExtremitäten können nach Stimula-tion des N. medianus drei Antwortenunterschieden werden (Normal-Per-sonen). Das Potential N10 kann vomperipheren Neuron in der Kreuzungdes Plexus brachialis bei einer Elek-trodenplazierung über dem Erb’schenPunkt registriert werden. Die ersteSynapse im Hirnstamm kann alsPotential P/N13 registriert werden.Von einigen Autoren wird der nega-tive Anteil des Potentials N20 imThalamus lokalisiert, andere sehen esals Projektion im sensomotorischenKortex an. In Unkenntnis des wahrenUrsprunges des N20/P25-Komplexesverzichten wir auf eine Differenzie-rung zwischen Thalamus und Kortexund nehmen eine Lokalisation imsensomotorischen Kortex an. DieStimulation der unteren Extremitäterfolgt über den N. tibialis hinterdem Malleolus medialis. Potentialekönnen in der Fossa poplitea, überder lumbalen Wirbelsäule, dem Nak-ken und vom Kortex abgeleitet wer-den.
Stimulations- und Aufnahmepara-meter
SEPs werden in der Regel durch eineelektrische Stimulation eines ge-mischten peripheren Nerven ausge-löst. Die bipolare Stimulationselek-trode wird fest über dem Nervenplaziert und fixiert. Im Falle einergeringen Qualität der Potentiale istes ratsam, die Stimulationsfrequenzzu verringern und die Dauer desEinzelimpulses zu verlängern. DieFiltereinstellung beträgt im unterenBereich 2–10 Hz und im oberenBereich 1500 Hz. 500 bis 1000 Mit-telungen pro Durchgang ergebengute Potentiale (günstiges Signal-Rausch-Verhältnis). Intraoperativlassen sich über dem kontralateralenSkalp somatosensible Potentiale mittypischer Konfiguration und Latenzableiten. Hierdurch ist es möglich,
sensible Bahnen in ihrem Verlauf zubestimmen und während Operatio-nen ihre Intaktheit zu überwachen[52–54].
Phasenumkehr (Identifikation desSulcus centralis)
Eine weitere Hilfestellung zur Identi-fizierung der sensomotorischenZentralregion stellt die Phasenum-kehr dar. Der Sulcus centralis kanndurch eine kortikale Ableitung vonMedianus- oder Tibialis-SEPs identifi-ziert werden. Hierzu wird eine 6-Kanal-Kettenelektrode direkt auf dievermeintliche Zentralregion aufge-legt, und über diese Elektrode wirddie kortikale Antwort nach Stimulati-on des N. medianus oder N. tibialisabgeleitet. Bei Ableitung der Poten-tiale hinter dem Sulcus centralis tritteine negative Auslenkung der korti-kalen Primärantwort auf, in typischerLatenz zum Stimulationsort. Bei Ab-leitung vor dem Sulcus centraliskommt es zu einer positiven Aus-lenkung der kortikalen Primärant-wort. Im kortikalen Bereich zwischenden negativen und positiven Poten-tialen (Phasenumkehr) befindet sichder Sulcus centralis. Wichtig ist die
zu den Sulci querverlaufende Anord-nung der Ableiteelektrode, denn nurso kann ein hohes Potential erreichtwerden (Abb. 15).
Monitoring motorischer Hirnnerven
Die Methodik des Monitorings moto-rischer Hirnnerven wurde speziell fürdie Chirurgie des Kleinhirnbrücken-winkels entwickelt [55, 56]. Dieoperative Entfernung von Akustikus-neurinomen war mit einer hohenInzidenz von kompletten und inkom-pletten Fazialisparesen verbunden.Die Identifizierung des N. facialis imOperationsbereich wurde durch eineStimulation der freigelegten Struktu-ren und eine gleichzeitige Beobach-tung des Gesichtes des Patientenerreicht. Bei Stimulation des N.facialis kam es zu rhythmischen Kon-traktionen der zur Operation gleich-seitigen Gesichtshälfte. Diese Metho-de war sehr ungenau, weil häufig zuhohe Intensitäten benutzt wurden,resultierend in einem zu großenStimulationsareal, wodurch häufigeine exakte Lokalisation des N. facia-lis nicht möglich war. Delgado et al.[57] berichteten 1979 als ersteGruppe über die Verwendung vonelektromyographischen Potentialenaus der fazialisinnervierten Musku-latur des Gesichtes durch Stimulationdes intrakraniellen Anteiles desN. facialis zum Nachweis der funk-tionellen Intaktheit des Nerven beiAkustikusneurinomoperationen. An-fänglich konnten die Potentiale nurauf dem Oszillographen dargestelltwerden, was eine exakte Kommuni-kation zwischen Monitoringassisten-ten und Chirurgen erforderte. Diezusätzliche akustische Transformati-on des Signales [58] erwies sich alssehr hilfreich, da durch die Ände-rung des Stimulationsgeräusches beiNervenkontakt (Einheit: Ableite-muskulatur – stimulierter Nerv) derNeurochirurg sofort über das Stimu-lationsergebnis informiert war. DieseEntwicklung fand vor ca. 15 Jahrenstatt. Seit Møller & Jannetta 1983[55] und Prass & Lüders 1986 [58]wird die neurale Struktur monopolar
Abbildung 15: Kortikale PhasenumkehrPhasenumkehr des kortikalen sensiblenPrimärkomplexes (sensibles Fußareal„P40/N50“ zu „N40/P50“Reizung: Linker N. Tibialis retromalleolär
(25 mA, 4,7/s)Ableitung: Rechte Zentralregion mit 6er-
oder bipolar stimuliert und mittelsNadelelektroden aus der zugehöri-gen Muskulatur abgeleitet [59–64].Diese Technik wurde durch die Ein-führung des multimodalen Moni-torings auf alle motorische Hirn-nerven (III–XII) erweitert [2, 65, 66]und in die klinische Routine einge-führt.
Neurographie zur Identifizierung dermotorischen Hirnnerven bzw. Hirn-nervenkerne
Durch die direkte Stimulation expo-nierter neuronaler Strukturen, z. B.Boden des vierten Ventrikels odervon Hirnnerven selbst, können dieunmittelbaren Strukturen [67, 68],Hirnnervenkerne, Faserverläufe oderdie Hirnnerven (motorische) selbstidentifiziert und unterschieden werden[2, 69–78]. Wir verwenden eine bi-polare Stimulationstechnik, welcheuns ein umschriebenes Stimulations-areal gewährleistet. Stimulationsin-strumente sind zum einem bipolareKoagulationspinzetten der Fa.Codmann oder Fa. Fischer, zum an-deren sehr feine, koaxiale Stimula-tionssonden der Fa. Inomed, wel-chen im Bereich des Kleinhirnbrük-kenwinkels und des Hirnstammes –wegen ihrer Handlichkeit – der Vor-zug gilt. Als Parameter verwendenwir für die Stimulation einen Recht-eckimpuls von 0,2 MillisekundenDauer und eine Stimulationsfrequenzvon 4,6 pro Sekunde; die Intensitätreicht von 0,1 bis 5 Milliampere,wobei in der Regel 3 mA nicht über-schritten werden. Eigene Untersu-chungen zeigen, daß jeder motori-scher Hirnnerv direkt mit einer Inten-sität von 0,2 mA stimuliert werdenkann. Eine Stimulationsintensität von0,1 bis 0,3 mA zeigt einen direkten,unmittelbaren Kontakt mit der zuuntersuchenden neuralen Strukturan. Ebenso wichtig wie die Wahl dergeeigneten Stimulationsparameter istdie Wahl der Analyseparameter. Beifalscher Wahl des Analysespektrumskann es gerade zu einer Eliminationder Potentialanteile kommen, dieman untersuchen will! Die zu bevor-
zugende Filtereinstellung reicht von2 Hz bis 1,5 kHz (wird als offeneEinstellung bezeichnet). Häufig fin-det ein 50 Hz-Notch-Filter Anwen-dung, wodurch der unserem Strom-netz (50 Hz-Puls) eigene 50 Hz-Arte-fakt eliminiert werden kann (USA:60 Hz). Dieser Notch-Filter birgtjedoch die Gefahr eines ihm eigenenArtefakts, welches von einem geüb-ten Monitoringassistenten relativleicht erkannt werden kann. Die zuverwendende Verstärkung soll zwi-schen 200 und 500 µVolt liegen.Dies hängt von der Höhe der evo-zierten Potentiale ab, d. h., die Kur-ven sollen nicht über den Bildschirmhinausreichen oder gar zu klein sein.Das Zeitfenster, in dem eine Hirn-nervenneurographie analysiert wer-den soll, beträgt 20 Millisekunden.In der Regel ist der Analysebereichaller motorischen Hirnnerven unter10 Millisekunden (Tab. 2).
Als Ableitesystem verwenden wir einbipolares System mit einer negativen(–) Elektrode und einer positiven (+)Elektrode. Hierdurch wird das ge-samte Areal zwischen beiden Elek-troden registriert. Die Anordnung derElektroden erfolgt nach einem ge-nauen Schema. Werden die Minus-und Plus-Elektrode untereinanderangeordnet, so ist die obere Elektro-de die Minus-Elektrode und die unte-re Elektrode die Plus-Elektrode. Beieiner Anordnung auf gleicher Höhe,Rechts-links-Anordnung, befindet
sich die Minus-Elektrode auf derrechten Seite und die Plus-Elektrodeauf der linken Seite. Somit kann auf-grund der primären Potentialaus-lenkung eine Seitenzuordnung erfol-gen (z. B. Ableitung aus der Zungebei Stimulation der Rautengrube!).Am Ende einer Operation kann eineFunktionskontrolle der „monitierten“Nerven erfolgen, indem der gleicheNerv an unterschiedlichen Stellenstimuliert wird und eine zeitlicheDifferenz der Potentiale nachgewie-sen werden kann. Nehmen wir alsBeispiel eine Abschlußstimulationdes N. facialis nach Entfernung einesAkustikusneurinoms. Stimuliert manbei einem in der Kontinuität erhal-tenen N. facialis diesen am Hirn-stamm und am Porus acusticusinternus mit der niedrigstmöglichenIntensität (0,2 mA), so sollen unter-schiedliche Zeiten bis zum Auftreteneines Potentiales resultieren. Diekürzere Latenz des Potentiales ist amPorus acusticus internus zu erwarten.Treten bei beiden Stimulationen glei-che Latenzen auf, so liegt eine Stö-rung im Bereich der Stimulation vor,z. B. elektrischer Kurzschluß überein Schwimmen des Nerven im Li-quor cerebrospinalis. Die Untersu-chung ist somit nicht gültig. Kommtes in einem anderen Fall nur zu ei-ner Stimulierbarkeit des Nerven anseinem distalen Anteil (Porusacusticus internus) und nicht amproximalem Anteil, so handelt essich am ehesten um eine elektro-
Tabelle 2: Ableiteschema der motorischen Hirnnerven III bis XIIUntersuchter Nerv/Kern Ableitemuskel
N. oculomotorius M. obliquus inferiorN. trochlearis M. obliquus superiorN. trigeminus M. masseterN. abducens M. rectus lateralisN. facialis M. orbicularis oculi
M. orbicularis orisN. glossopharyngeus M. stylopharyngeusN. vagus (N. recurrens vagi) M. vocalisN. accessorius M. trapeziusN. hypoglossus M. lingualis
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DER NEURO-CHIRURGIE
physiologische Kontinuitätsunter-brechung (bei erhaltenem Nerven).Ein postoperativer Ausfall der Funk-tion kann erwartet werden (Abb. 16bis 18).
Zur intraoperativen elektrophysio-logischen Verlaufskontrolle hat sicheine freilaufende Registrierung spon-taner EMG-Antwort aus der Ableite-muskulatur als äußerst hilfreich er-wiesen [2, 56, 69]. Chirurgische Ma-nipulationen an motorischen Nervenoder gar Verletzungen von motori-schen Nerven können bei korrekterAbleitung aus der zum Nerv gehöri-gen Muskulatur registriert, auf demBildschirm sichtbar gemacht undüber einen Lautsprecher für alle imOperationssaal Anwesenden hörbargemacht werden. Dieses Verfahrenist absolut zeitgleich zum operativenGeschehen und kann somit unmittel-bar die Chirurgie unterstützen. Hier-zu muß das Setup der Neurographie
nur ein paar Veränderungen erfah-ren. Die Registrierung der elektri-schen Aktivität erfolgt kontinuierlichund freilaufend ohne Stimulationund Triggerung. Da die Potentiale imVergleich zur Stimulation wesentlichkleiner sind, wird eine höhere Ver-stärkung der ankommenden Signalenotwendig, d. h., sinnvoll ist eineVerstärkung von 50 bis 200 µVolt.Die Analysezeit muß ebenfalls ver-ändert werden, da jetzt nicht dieLatenz und Potentialform der ankom-menden Signale von Interesse sind,sondern die Höhe und Dichte, dasInterferenzmuster und der zeitlicheVerlauf von Aktivitäten Ziel der Be-trachtung sind. Optimal ist eineGesamtanalysezeit von 100 Milli-sekunden pro Bildschirmdurchlauf.Mit dieser Einstellung und zusätzli-cher akustischer Transformation derAktivität (Lautsprecher) ist ein konti-nuierliches Monitoring aller motori-schen Nerven, egal ob Hirnnervenoder periphere Nerven, möglich.Aufgrund der beobachteten elektro-physiologischen Phänomene, welche
mit der Nomenklatur eines EMG-Labors extraoperativ, nicht ausrei-chend beschrieben werden konnten,entwickelte sich im täglichenMonitoring-Einsatz ein eigenes IOM-Vokabular. Nicht einem Bestrebennach Abgrenzung zur Neurologiefolgend, sondern eine exakte undlange Beschreibungen vermeidende(Ablenkung und Störung des Chirur-gen!) Information des Chirurgen-teams war unser Ziel. Generell unter-scheiden wir zwei Hauptformen vonEMG-Potentialen, auf deren Unter-formen wir uns hier zu verzichtenerlauben. Als Kontaktaktivität (KA)bezeichnen wir eine elektrische Akti-vität, die zeitgleich mit einer chirur-gischen Aktivität (Manipulation) auf-tritt und nach Beendigung diesersofort sistiert. Eine pathologischeAktivität (PA) oder pathologischeSpontanaktivität (PSA) ist eine elek-trische Aktivität, die zeitlich übereine chirurgische Manipulation hin-ausreicht (teilweise bis zum Ende derOperation) und im Gegensatz zurKontaktaktivität eine Schädigung
Abbildung 16: Suche des N. facialiswährend der Operation eines Aku-stikusneurinoms. Elektrische Rei-zung im Kleinhirnbrückenwinkel,Ableitung vom M. orbicularis oris
Abbildung 17: Differenzierung ver-schiedener Fazialisfaszikel wäh-rend der Operation eines Akusti-kusneurinoms. Elektrische Reizungdes N. facialis im Kleinhirnbrük-kenwinkel, Ableitung von den Mm.orbicularis oculi oris
Abbildung 18: Perkutane periphereelektrische Stimulation des N.facialis mit pathologischer Antwortvor (a) und nach suffizienter (b) De-kompression des N. facialis beihemifazialem Spasmus. „LateralSpread“-Antwort als pathologischeÜberleitung. Elektrische Reizungdes N. facialis am Mandibularand,Ableitung von den Mm. orbicularisoculi und orbicularis oris
neuraler Strukturen anzeigt. Ein Zu-sammenhang zwischen der zeitli-chen Dauer der PSA und dem Graddes postoperativen Ausfalles/derSchädigung ist sicherlich gegeben,aber bis jetzt nicht quantifizierbar.Eine weitergehende Spezifizierung inhochfrequent/niederfrequent undhochamplitudig/niederamplitudig istmöglich. Über den Aussagewert die-ser Deskriptionen kann sicherlichäußerst divergent diskutiert werden,denn im Sinne der Dipol-Quellen-analyse handelt es sich um ein soge-nanntes Oberflächen-EMG, welchesaus einer Summe von Dipolen be-steht. Diese könnten theoretisch der-gestalt gegeneinander gerichtet sein,daß die Summe aller Ereignisse (Di-pole) eine Nullinie ergäbe, mit demErgebnis eines postoperativen Funk-tionsverlustes ohne intraoperativesKorrelat! Also Vorsicht mit voreiligenInterpretationen! Beschreibungenwie „Singen“, „Brummen“ oder gar„Grunzen eines Nerven X/Y“ (Über-steuerung des Lautsprechers) habenebensowenig im Operationssaal ver-loren wie z. B. „gleißender Laser-strahl“ oder „schmatzende Sauger“(Abb. 19 und 20).
Indikatoren für postoperatives Defizit
Lang anhaltende (OP-Ende?), hoch-frequente und hochamplitudige Akti-vitäten im kontinuierlichen Monito-ring sprechen dafür, daß Nervenfasernzugrundegehen. Zerstörte Nerven-fasern sind silent, zeigen keine Akti-vität mehr. Der distale Anteil einesNerven kann intraoperativ noch sti-muliert werden. Dies kann eine In-taktheit des Systems Nerv–Synapse–Muskel vortäuschen. Aus diesemGrund soll intraoperativ immer pro-ximal und distal einer Läsion stimu-liert werden. Hierbei muß die proxi-male Reizung eine höhere Latenzaufweisen als die distale Stimulation.Falls beide Stimulationsorte nahezuidente Latenzen aufweisen, handeltes sich um eine Fortleitung des Stro-mes über den Liquor cerebrospinalis,welcher einen wesentlich geringerenWiderstand als neurales Gewebeaufweist. Die pathologische Aktivitätzugrundegehender Nerven, ist aufeinen oder einzelne Kanäle begrenztund steht mit chirurgischen Manipu-lationen im Zusammenhang. Einelangsam zunehmende, in mehrerenKanälen auftretende Aktivität sprichtfür ein Aufwachen des Patienten.Kurze synchrone Aktivitäten in meh-
reren Kanälen oder gar in allen Ab-leitungen deuten auf das Vorliegenvon Artefakten hin. Diese sind sehrhäufig durch Metall-auf-Metall-Kon-takt, z. B. Sauger an Spatel oder Dis-sektor an Sauger, bedingt. Moller [1]konnte einen linearen Zusammen-hang zwischen der Höhe eines Po-tentials und eines funktionellenFaserverlusts aufzeigen. Hierzu sollzu Beginn einer Operation, nachExponierung eines Nerven, diesersupramaximal stimuliert und daserhaltene Potential gespeichertoder ausgedruckt werden. Einesupramaximale Stimulation bedeutet,daß keine weitere Erhöhung derStimulationsintensität eine Vergröße-rung des erhaltenen Potentials be-wirkt. Während der Operation kannman den exponierten Nerv mit glei-cher Intensität an gleicher Stelle sti-mulieren. Der Grad an Verringerungder Amplitude des erhaltenen Poten-tials entspricht in Prozent dem funk-tionellen Faserverlust (Abb. 21).
Abbildung 21: ElektrophysiologischeDokumentation der Entstehung einerZungenlähmung durch eine Hirn-stammtumoroperationEMG-Ableitungen aus M. lingualis rechtsund links
Abbildung 19: Unterschiedliche EMG-Aktivitäten nach chirurgischer Ma-nipulation an einem motorischenHirnnervenOben: spikes; Mitte und unten: bursts
Abbildung 20: Freilaufende EMG-Akti-vität bei hemifazialem Spasmus a)vor – b) während – c) nach suffizien-ter Dekonpression des N. facialis
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Spinales Monitoring
Erst spät in den 80er Jahren rücktedas spinale Monitoring in das erneu-te Interesse der klinischen Neuro-physiologen, nachdem sich heraus-gestellt hatte, daß ein spinales SEP-Monitoring ein dürftiges Instrumentzur intraoperativen Überwachungder funktionellen Integrität des Rük-kenmarks und der Cauda equinadarstellt. Diese Methode kann keineAuskunft über die funktionelle Intakt-heit des motorischen Systems geben[53, 54]. Lesser et al. [79] beschrie-ben 1986 Störungen und Ausfällemotorischer Funktionen bei unauffäl-ligem SEP-Monitoring nach neuro-chirurgischen spinalen Eingriffen.Aus diesem Grund wurden essentiel-le Schritte in der spinalen Chirurgiebeim wachen Patienten durchge-führt. Hierzu wurde die Narkosetemporär soweit reduziert, daß derPatient wach ist und bestimmte Auf-gaben, wie „Bewegen Sie Ihr rechtesBein …, Beugen Sie das rechteKnie …, Wo ist die Berührungssen-sibilität reduziert? …“ ausführen undbeantworten kann. Anschließendwird der Patient wieder in Narkoseversetzt und die Operation wird wei-tergeführt. Aufwendig und zeitinten-siv werden Operationen dann, fallsder „Aufwachtest“ mehrmals wieder-holt werden muß. Die von Merton etal. 1982 [89] beschriebene perku-tane elektrische Stimulation des mo-torischen Systems spinal und zere-bral wurde nur gering beachtet. Die-se Methode sowie die perkutanerepetitive Magnetstimulation rückenderzeit in das klinische Interesse derintraoperativ tätigen Neurophysiolo-gen.
Monitoring der Cauda equina
Neurochirurgische Eingriffe imlumbosakralen Spinalkanal zurTumorentfernung oder zum Löseneines tethered cord, haben substanti-ell das Risiko eines neuen oder post-operativ verstärkten neurologischenDefizits. Die anatomische Situationist häufig schwer zu überblicken,
denn nur zu häufig sind die Caudaequina, das Filum terminale und dasRückenmark durch Tumorgewebeund narbige Veränderungen verla-gert. Das Operationsmikroskop stelltgewiß eine große Hilfe bei der Prä-paration dar, kann jedoch auch beigenauester Kenntnis der Anatomiekeine Detailinformation über dieFunktionalität erbringen. Aus diesemGrunde entwickelten wir, in Anleh-nung an das IOM des Kleinhirn-brückenwinkels, im Jahre 1991 einSetup, das die sensiblen Afferenzender Hinterstränge sowie die motori-schen Wurzeln L2 bis S4 umfaßteund 1994 veröffentlicht wurde [81–89]. Im Detail werden vier (optionalfünf) Kanäle Neurographie (Identifi-kation) und freilaufendes EMG (kon-tinuierliches Monitoring) in Kombi-nation mit Tibialis-SEP verwendet.Die Stimulation erfolgt mittels einerbipolaren Koagulationspinzette odereiner konzentrischen bipolarenStimulationselektrode (Fa. Inomed).Die Ableitung motorischer Kauda-wurzeln erfolgt in der Muskulatur derunteren Extremität (siehe unten), undsensible Kaudawurzeln können überdie kortikalen Ableiteelektroden regi-striert werden. Bei der direkten elek-trischen Stimulation ist darauf zuachten, daß relativ trockene Verhält-nisse geschaffen werden, da anson-sten der Strom über den Liquor zuanderen Kaudawurzeln abfließt. ImBereich der Neurographie/EMG-Ableitungen werden die Muskeln desrechten Beines (negative Elektrode)gegen die Muskeln des linken Beines(positive Elektrode) abgeleitet. Hier-durch kann über die primäre Aus-lenkung des/der Potentiale(s) eineSeitenzuordnung getroffen werden(primär negativ spricht für einen Ur-sprung in der rechten Seite und pri-mär positiv für einen Ursprung in derlinken Seite). Die Plazierung derElektroden für die Tibialis-SEP erfolgtin typischer Lokalisation hinter demMalleolus medialis beider Sprungge-lenke. Die spinale Antwort wird aufHöhe des ZwischenwirbelraumesTh12/L1 abgeleitet, die kortikaleAntwort von Cz’/Fz (gemäß interna-
tionalem 10-20-System (Abb. 22)[91]. Präoperativ muß ein extra-operativer Nachweis erbracht wer-den, daß Tibialis-SEPs ableitbar sindsowie eine Beurteilung über Latenz,Amplitude, Stimulationsintensität,Reproduzierbarkeit vorliegt. EinProbieren im Operationssaal istobsolet (Tab. 3 und 4).
Monitoring im Bereich des Rücken-marks
Prinzipiell unterscheidet sich dasMonitoring des Rückenmarks nichtvom Monitoring des Großhirns,Kleinhirnbrückenwinkels und derCauda equina. In Abhängigkeit zurLokalisation der Pathologie und derchirurgischen Höhenlokalisationwird das Setup des Kauda-Moni-torings modifiziert [92]. Im Bereichder HWS werden die Kennmuskelnzu den Wurzeln eine Etage über derPathologie, auf Höhe der Pathologieund eine Etage unter der Pathologieabgeleitet. Das Monitoring der lan-gen Bahnen des pyramidal- undextrapyramidal-motorischen Systemsumfaßt Ableitungen aus den Mm.quadriceps femoris bds., aus den M.sphincter ani externus (re + li) undfalls möglich (noch freie Kanäle), aus
C = zentralF = frontalFp = frontopolarO = okzipital
den Mm. tib. ant. oder Mm. gastro-cnemius bds. Die Hinterstränge wer-den wie im Setup Kauda-Monitoringmit den Tibialis-SEPs überwacht. Imzervikalen Bereich kommen zur Er-weiterung der Funktionskontrollenoch die Medianus-SEPs hinzu.
Zu Einstellungen und Ableitetechniksiehe Kauda-Monitoring.
Monitoring der Blasenfunktion
Als einfaches Instrument zumMonitoring des M. detrusor vesicaehat sich folgender Aufbau bewährt.Der zu operierende Patient befindetsich im Setup des Kauda-Monitoringoder des Rückenmark-Monitoring.Nach intraoperativer Funktions-kontrolle der motorischen und sensi-blen Fasern sind noch unbekannteFasern vorhanden. Diejenigen Fasern,deren Funktionsverlust immanent ist,sollen mit nachfolgender Technikuntersucht werden. Der Patient ist miteinem Urindauerkatheter versehen.Dieser soll so plaziert sein, daß er guteingesehen werden kann. Das Augen-merk ist auf die Frequenz der Urin-tropfen zu richten. Im Anschluß dar-an werden die uns interessierendenFasern mit 50 Stimuli/Sekunde, Recht-eckimpuls, 0,2 ms Dauer, mit einerIntensität von 3 bis 10 mA über einenZeitraum von ungefähr 5 Sekundenstimuliert. Handelt es sich um dasBlasenzentrum im Sakralbereichversorgende Wurzeln, so kommt esmit einer kurzen Verzögerung zueinem deutlichen Harnfluß infolgeeiner Tonisierung des M. detrusorvesicae. Die Änderung des Harn-flusses ist entscheidend. Aussagenüber den Druckanstieg sowie Höher-hängen des Urinbeutels sind nochunbedeutend, da eine Bestätigungder Zugehörigkeit der Wurzel/n zumSystem Blasenfunktion getroffen wer-den kann.
Intraoperative EEG-Ableitung
EEG-Aufzeichnungen, über Kopf-hautelektroden abgeleitet, stellen dieSummation von exzitatorischen und
inhibitorischen postsynaptischenPotentialen, welche in der Pyrami-dalschicht des zerebralen Kortexgeneriert werden, dar. Diese elektri-schen Signale zeigen eine Amplitudevon < 10 µV bis ungefähr 100 µV.Ein EEG stellt gewissermaßen dieSumme der zerebralen Aktivitäten,ausgedrückt in µV, versus der Zeitaufgetragen, dar. Neben der her-kömmlichen Darstellung in Kurven-form gibt es seit 5 Jahren verschiede-ne sogenannte bearbeitete Darstel-lungsformen, wie Power Spectral-Analyse, welche die einzelnenFrequenzbereiche farbig darstellen.Hierbei ist darauf zu achten, daß
zusätzlich die Ausgangsdaten (Kur-venform) dargestellt sind, da anson-sten Artefakte nicht erkannt werdenkönnen. Um eine einheitliche Elek-trodenplazierung und somit eineVergleichbarkeit unterschiedlicherUntersuchungen erreichen zu kön-nen, wurde das international gültige10-20-System entwickelt. Jeder Ab-leitepunkt wird mit einem Buchsta-ben und einer Zahl markiert, welchemit den darunterliegenden Strukturenassoziiert sind. Die rechtshirnigenAbleitungen werden mit geradenZahlen und die linkshirnigen Ablei-tungen mit ungeraden Zahlen verse-hen. Ableitungen aus dem Mittel-
Tabelle 4: Einstellungen und Verstär-kungen beim spinalen MonitoringNeurographie:Frequenzbereich: 5 bis 1000 Hz,
falls notwendig 50 Hz-Notch-FilterVerstärkung: 200 bis 500 µVAnalysezeit: 20 bis100 msIntensität: 0,2 bis 10 mA, Rechteck-
impuls 0,2 ms Dauer, Stimulus-frequenz 4,7/s
Modus: getriggertInstrument: Koagulationspinzette
oder konzentrische bipolareStimulationselektrode
Freilaufendes EMG:Frequenzbereich: 5 bis 1000 HzVerstärkung: 50 bis 100 µVAnalysezeit: 10 bis 100 msModus: freilaufend ohne Triggerung, ohne Averaging
Tibialis-SEP:Frequenzbereich: 5 bis 1000 Hz,
falls notwendig 50 Hz-Notch-FilterVerstärkung: 0,2 bis 0,5 VAnalysezeit: 100 msModus: Triggerung und AveragingIntensität: 35 mA, Rechteckimpuls
Tabelle 3: Ableiteschema Muskel-aktionspotentiale und EMG-Regi-strierung der unteren ExtremitätKanal 1:M. quadriceps femoris re (–) /M. quadriceps femoris li (+)
repräsentiert Kaudawurzeln L2–L4
Kanal 2:M. tibialis anterior re (–) /M. tibialis anterior li (+)
repräsentiert Kaudawurzeln L4 u. L5
Kanal 3:M. gastrocnemius re (–) /M. gastrocnemius li (+)
repräsentiert Kaudawurzeln S1 u. S2
Kanal 4:M. sphincter ani externus re (–) /M. sph. ani ext. li (+)
repräsentiert Kaudawurzeln S2–S4
Kanal 6:Spinale SEP-Antwort auf HöheZwischenwirbelraum Th12/L1 mitnegativer Nadelelektrode im ZWRund positiver Nadelelektrodesubkutan in der lateralen Rumpfwand(N oder P20)
Kanal 7:Kortikale SEP-Antwort nach Stimu-lation des linken N. tibialisCz‘ / Fz (N35/P40)
Kanal 8:Kortikale SEP-Antwort nach Stimu-lation des rechten N. tibialisCz‘ / Fz (N35/P40)
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linienbereich werden anstelle vonZahlen mit Z bezeichnet. Im Bereichdes Motorkortex finden wir somit C3,Cz, C4, im frontalen Kortex F3, Fz,F4, gleiches gilt für parietale Ablei-tungen (P3 ... etc.). Das rechte Ohrwird als A2 und das linke Ohr als A1bezeichnet (Abb. 22).
Delta-Wellen herrschen vor im Tief-schlaf, tiefer Narkose und in patholo-gischer Form bei Zuständen von Isch-ämie, Intoxikation und schwerer me-tabolischer Entgleisung. Unter All-gemeinnarkose findet man meistensTheta-Aktivität. Diese kann aber auchunter pathologischen Zuständen, ähn-lich wie im Delta-Bereich, vorliegen.Alpha-Rhythmus findet man am häu-figsten über dem Okzipitallappen,beim wachen, entspannten Menschendessen Augen geschlossen sind. Gele-gentlich kann man diese 8- bis 13Hz-Aktivität bei flacher Anästhesieüber dem Frontallappen finden. Beta-Wellen finden sich bei geistiger An-strengung und Konzentration, könnenaber auch durch geringe Dosen vonBarbituraten oder Benzodiazepineninduziert werden (Tab. 5).
Tiefe Anästhesie, Ischämie sowieandere pathologische Zustände ver-bieten ein Vorhandensein von Alpha-und Beta-Aktivität. Änderungen imBereich der EEG-Amplituden sindallgemein ein Ergebnis einer Syn-chronisation oder Desynchronisationkortikaler elektrischer Aktivität. Hö-here Amplituden sieht man häufig imSchlaf oder in Narkose. Eine sehrtiefe Anästhesie bewirkt zum ande-ren einen Potentialverlust, infolgedirekter Depression kortikalerneuronaler Aktivität. Ein Aufwachenaus der Narkose führt zu einerAmplitudenabnahme und einemÜberwiegen höherfrequenter Poten-tiale (Beta).
Die Frage nach der Wertigkeit vonEEG-Ableitungen während neuro-chirurgischer Eingriffe ist nur überdie Beziehung zur Gehirnfunktionausreichend zu klären. Die kortikaleelektrische Aktivität, welche in ei-
nem EEG registriert werden kann,benötigt grob beurteilt 50 % desSauerstoffbedarfes des Gehirns. Dieverbleibenden 50 % werden benö-tigt, um die zelluläre Integrität auf-recht zu erhalten. Kommt es infolgeirgendeiner Erkrankung (Hypoxie,verminderte Blutzufuhr etc.) zu einerVerringerung der Sauerstoffzufuhr, sowird auf Kosten der kortikalen elek-trischen Aktivität die Sauerstoff-verteilung zugunsten der zellulärenIntegrität umverteilt. Diese Umvertei-lung findet ihren Ausdruck in einerDepression zerebraler EEG-Aktivität.Das intraoperative EEG-Monitoringgibt Auskunft über das zerebrale,kortikale und unmittelbar subkor-tikale Funktionieren der hier sichbefindenden elektrischen Systeme.Informationen über die tieferliegen-den Strukturen, sensomotorischeBahnsysteme, Hirnnerven, periphereNerven und Rückenmark könnenvon dieser Untersuchungstechniknicht abgeleitet werden. Dies stelltdie Domäne der evozierten Poten-tiale dar.
Ableitetechnik und Einstellungen
Es haben sich jeweils zwei Ableitun-gen pro Gehirnhälfte als suffizientund praktikabel erwiesen. In bipola-rer Ableitetechnik werden 4 x 2 Na-deln so verteilt, daß ein Elektroden-paar das A. cerebri anterior-Versor-gungsgebiet und ein weiteres Elek-trodenpaar das A. cerebri media-Versorgungsgebiet erfaßt. Für dierechte Hemisphäre als Beispiel auf-geführt ergeben sich nach dem 10-20-System folgende Ableitungen:F4(–)/P4(+) und F8(–)/T6(+).
EEG während Barbituratgabe
Das EEG dürfte in der Lage sein, denzerebralen Sauerstoffbedarf zu über-
wachen. Eine intraoperative Barbi-turatgabe erfolgt unter der Vorstel-lung, den ICP zu senken, indem diekortikale elektrische Aktivität unter-drückt und somit der Sauerstoff-verbrauch reduziert wird. Als Ant-wort auf den reduzierten O2-Bedarfwerden der CBF und das Blutvolumenverringert, was zu einem erniedrig-ten ICP führt. Barbiturate und andereMedikamente, die zu einer Redukti-on des zerebralen Metabolismusführen, sind ausnahmslos kardio-vaskulär depressiv, worauf es nur zuverständlich ist, die geringste Dosisdes Pharmakons mit maximaler Wir-kung auf den zerebralen O2-Ver-brauch zu applizieren. Dies kanndurch das EEG gesteuert werden,indem Barbiturat auftitriert wird, bises zu einer nahezu vollständigenEEG-Unterdrückung kommt. Erlaubtist sozusagen ein Peak pro Bild-schirm (4 Sekunden) (Tab. 6).
EEG in der Epilepsiechirurgie [9]
Hier kann das EEG-Anwendung inder Detektion des Epilepsiefokus beider Resektion eines epileptischenHerdes in der chirurgischen Therapiepharmakoresistenter Epilepsie-An-wendung finden. Hierzu wird übereine sogenannte Elektrodenbrause(20 Elektroden) direkt vom OP-Situsein freilaufendes EEG (Parametersiehe oben) abgeleitet und die Resek-tion solange fortgeführt, bis keinepathologischen Potentiale mehr auf-treten (Tab. 7).
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