In den USA und in Europa werden derzeit verschiedene nationale und internationale Studien durchgeführt, um mittels elektrischer Stimulation von Nerven sowohl das Training als auch die Steh- und Gehfähigkeit bei Patienten mit Querschnittlähmung zu verbessern. Bei diesen Studien werden entweder das Rückenmark oder auch Gehirnzentren direkt mittels elektrischer Impulse stimuliert. Mit diesen Verfahren konnten in Tierstudien eindrückliche Verbesserungen der Gehfunktionen erzielt werden, auch bei Tieren mit erheblichen Verletzungen des Rückenmarkes. Derzeit werden diese Konzepte in klinischen Studien an wenigen, sehr ausgesuchten Patienten getestet, um die Sicherheit und Wirksamkeit dieser Stimulationen zu untersuchen.

Verfahren haben sich klinisch bewährt

Bei den Stimulationsverfahren setzt ein spezialisierter Neurochirurg den Querschnitt-gelähmten entweder am Rückenmark oder direkt im Gehirn eine Stimulationselektrode ein. Diese Elektrode kann über ein kleines Gerät unter der Haut vom Patienten gesteuert werden. Die Elektroden und Stimulatoren sowie die chirurgischen Eingriffe wurden schon lange eingeführt – unter anderem für die Schmerzbehandlung und die Therapie beim Morbus Parkinson. Sie haben sich dort klinisch bewährt und werden heute in medizinischen Standardbehandlungen angewendet.

Neuronale Stimulation des Rückenmarks

Derzeit werden spinale elektrische Stimulationen in den USA an der University of Kenntucky und an der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) klinisch getestet. Die klinische Studie in der Schweiz erfolgt am Universitätsspital Lausanne in Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Paraplegie Balgrist.

Durch einen chirurgischen Eingriff wird eine Elektrode über dem Lendenwirbel des Rückenmarks implantiert (siehe Abbildungen Nr.1+2). Die Stimulation geschieht über einen Neurostimulator, der unter der Haut eingesetzt wird und vom Arzt und Patienten selber eingestellt und kontrolliert werden kann. Während der postoperativen Zeit werden das Gehen und Stehen viermal pro Woche über drei bis fünf Monate mit Unterstützung eines Rehabilitationsroboters geübt. Die elektrische Stimulation wird während des Trainings angewendet, um die Bewegungen zu erleichtern und die Reorganisation neuronaler Verbindungen zu verbessern.

Abbildung 1+2: Rückenmarksnahe elektrische Stimulation

Abbildung 1+2: Rückenmarksnahe elektrische Stimulation

In der Schweiz ist die Studie auf Patienten mit einer inkompletten Querschnittlähmung ausgerichtet, die im Minimum etwas gehfähig sind. Diese Patienten sollten stehen können, wenn auch mit Hilfsmitteln und anderer Unterstützung. Die Studie in den USA hingegen schliesst nur Patienten mit einer kompletten Querschnittlähmung ein. Folgend finden Sie weitere Informationen zur Studie: http://www.balgrist.ch/Home/Zentrum-fuer-Paraplegie.aspx.

Neuronale Stimulation des Gehirns

Die elektrische Stimulation von tiefen Hirnarealen (englische Abkürzung „DBS“ steht für: Deep Brain Stimulation) ist eine Routineoperation bei Patienten mit Morbus Parkinson. Dieses Verfahren wird weltweit sehr häufig durchgeführt und ist gut etabliert. Die tiefe Hirnstimulation zur Verbesserung des Gehens bei Patienten mit inkompletter Rückenmarksverletzung hingegen ist ganz neu und wird erstmals getestet. Dabei greift man auf die Erfahrung aus der Behandlung von Parkinson-Patienten zurück, wo gezeigt werden konnte, dass die gezielte Stimulation einer bestimmten Region des Gehirns zu einer Verbesserung der Bewegungsfähigkeit führen kann.

Bei dieser Operation wird dem Patienten eine Standard-Elektrode zur tiefen Hirnstimulation im Gehirn eingesetzt. Durch ein Verlängerungskabel wird die Elektrode mit dem Stimulationsgerät, welches einer Art Schrittmacher entspricht, verbunden (siehe Abbildung Nr.3). Dieses Gerät wird in eine Tasche unterhalb des Schlüsselbeins oder im Bereich der Bauchdecke implantiert.

Abbildung Nr. 3: Beispielzeichnung für die Anlage eines Schrittmachersystems

Abbildung Nr. 3: Beispielzeichnung für die Anlage eines Schrittmachersystems

Während der nachfolgenden Kontrolluntersuchungen werden auch die Schrittmacher-Daten jeweils abgefragt, ausgemessen und gegebenenfalls vom Arzt optimiert.

Abbildung Nr. 4: Stereotaxie-System mit Patientenprogrammiergerät, Impulsgenerator und Elektrode

Abbildung Nr. 4: Stereotaxie-System mit Patientenprogrammiergerät, Impulsgenerator und Elektrode

Auch bei dieser Studie können nur Patienten mit einer inkompletten Querschnittslähmung, die gehfähig sind, teilnehmen. Ausserdem müssen sie zwischen 18 bis 75 Jahre alt und gewillt sein, einige Zeit in Zürich zu verbringen.

Neuronale Stimulation von Rückenmark und Gehirn

Derzeit ist die klinische Wirksamkeit der elektrischen Nervenstimulation bei inkompletter Querschnittlähmung zur Verbesserung der Steh- respektive Gehfähigkeit und des Gehtrainings noch nicht ausreichend untersucht. Es wird derzeit erhoben, wie stark die Gehfähigkeit verbessert werden kann und welche Patienten am meisten davon profitieren. Uns interessiert es sehr, zu erfahren, ob die elektrische Nervenstimulation nutzvoll ist und zu einer ausreichend starken Verbesserung der Gehfähigkeit nach inkompletter Querschnittlähmung beiträgt. Die Verfahren erscheinen jedoch, basierend auf den vorliegenden Studien, sehr sinnvoll. Alle vorgestellten Studien sind von den Ethikkommissionen geprüft und genehmigt worden – im Besonderen auch bezüglich der Patientensicherheit – und können hoffentlich zur Rehabilitation nach einer Querschnitt-lähmung beitragen.

Bei Fragen zur Studie können Sie über die folgende E-Mailadresse Kontakt mit uns aufnehmen: DBS-SCI@balgrist.ch.