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Timo Weber

• Das ideopathische Parkinson-Syndrom ist eine der häufigsten neurodegenerativen Erkrankungen. Im letzten Jahrhundert begann man therapeutisch mit der Substituion von L-Dopa. Bei fotgeschrittener Krankheitsprogression und höheren Medikamentendosierungen kommt es zu vermehrten Nebenwirkungen (Dyskinesien, On-off-Fluktuationen etc.) Eine neuartige Therapiepotion ergab sich Anfang des 20. Jahrhunderts mit den neurochirurgischen operativen Verfahren. Diese führten jedoch zu unbefriedigenden Langzeitergebnissen. Mit der Weiterentwicklung der bildgebenden Verfahren und der minimalen Neurochirurgie wurde Anfang der 90er Jahre des letzten Jahrhunderts die Tiefen Hirnstimulation etabliert. Hierbei wurde zu Beginn primär im Nucleus ventralis intermedius thalami (VIM) stimuliert, um so den Parkinson-Tremor zu suppremieren. [48, 49]. Beim hypokinetisch-rigiden Typ gewann die Stimulation von Globus pallidus internus und des Nucleus subthalamicus an Bedeutung [50-54]. In dieser Arbeit wurde die Stoffwechselaktivität mit Hilfe des PET in den Basalganglien sowie im Kortex untersucht. Dabei wurde als Tracer 18F-2-Fluoro-Desoxy-D-Glucose (18FDG) verwendet. Es wurde unterschieden zwischen präoperativem Stoffwechsel sowie der Veränderung des Glucosemetabolismus unter THS, im Vergleich zu einer Kontrollgruppe. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war die Bestimmung der postoperativen Elektrodenlage. In dieser Arbeit konnte unter THS eine signifikante Reduzierung des UPDRS Teil III Scores nachgewiesen werden. Bezüglich der Lage der aktiven Elektrodenpole ergab sich folgendes Bild: 19 von 25 Polen lagen im Nucleus subthalamicus (76%), 6 Pole lagen dagegen oberhalb des STN im Bereich der Zona incerta (24%). Diese Daten bestätigen die Ergebnisse früherer Studien [79, 80]. Weiterhin konnte mit dieser Arbeit gezeigt werden, daß es unter THS im Bereich der Elektrodenregion sowie im STN und in dem direkt verbundenen GP zu einem stimulierenden Effekt kommt. Die THS ist daher vom Wirkmechanismus von den läsionellen Verfahren der stereotaktischen Neurochirurgie zu unterscheiden. Im STN zeigte sich ein Mikroläsioneffekt mit postoperativ verminderten 18FDG Werten. Unter Stimulation kam es dagegen zu einer Normalisierung des im Vergleich zur Kontrollgruppe verminderten Glucosestoffwechsels im STN. Zusammenfassend gilt: Die THS führt über eine veränderte Aktivität der Feuerungsmuster der Neurone zu einer längerfristigen Modulation der Basalganglienaktivität. In den kortikalen Arealen kam es durch die Operation oder die THS zu folgenden Veränderungen: Im assoziativen Kortex zeigte sich ein verminderter Stoffwechsel im Vergleich zur Kontrollgruppe, dieser konnte jedoch durch die Stimulation nicht signifikant veränder werden. Im limbischen Kortex zeigte sich in den BA 20 und 24 ein krankheitsbedingter Hypermetabolismus, wobei es bei ersterem zu keinem Mikroläsionseffekt- oder Stimulationseffekt kam, im Bereich der BA 24 jedoch zu einem signifikanten Mikroläsionseffekt mit einem im Vergleich zur Kontrollgruppe verminderten Hypometabolismus. In der BA 32 konnte ein krankheitsbedingter Hypometabolismus nachgewiesen werden, dieser verstärkt sich postoperativ. Ein Stimulationsefffekt fehlte. Es konnte gezeigt werden, daß es unter Stimulation im Bereich des Brodmann Areals 32 zu einem Abfall des Metabolismus kam, dies korreliert mit einer Abnahme des Wortverständnisses [110]. Für den motorischen Kortex konnte folgendes nachgewiesen werden: Weder duch die Operation noch durch die Stimulation kam es zu einer Normalisierung des krankheitsbedingten hypometabolen Glucosestoffwechsels in der BA 4, unter Stimulation kam es darüber hinaus zu einer weiteren Minderung des lokalen nCMRGlc. Im Bereich des sensorischen Kortex zeigten die IPS-Patienten einen verminderten Glucosemetabolismus. Dies bestätigt die Ergebnisse früherer Studien [40, 101]. In diesem Areal kommt es durch die Operation zu einer tendenziellen Normalisierung der verminderten nCMRGlc-Werte. Ein Stimulationseffekt ist ebenfalls nachweisbar. So zeigte sich unter THS ein Abfall des Stoffwechsels. Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß es unter THS zu einer Modulation der Basalganglienschleifen sowie des Kortex kommt. Dieses ununterscheidet die THS eindeutig von den läsionellen neurochirurgischen Verfahren.
• The Ideopathic Parkinson Syndrom is one of the most frequent neurodegenerative diseases. The therapeutic substitution of L-Dopa was started in the last century. In case of advanced progression of disease and higher dosage of medicine there are increased side effects (Dyskinesies, On-off-fluctuations etc.). Neurosurgical operative procedures arose as a new type of therapy options at the beginning of the 20th century. But these procedures had merely unsatisfactory long term results. The development of pictorial procedures and the minimum neurosurgery led to the stimulation of the deep brain at the beginning of the nineties in the last century, whereby stimulation primarily occurred in the Nucleus ventralis intermedius thalami (VIM) in order to suppreme the Parkinson-Tremor [48, 49]. In the case of hypokinetic rigid type stimulation of the Globus pallidus internus gained in importance [50-54]. In this thesis the activity of metabolism was examined by means of PET in the basal ganglia and in the cortex. 18F-2-Fluoro-Desoxy-D-Glucose (18FDG) was used as a tracer. It was distinguished between preoperative metabolism and the change of glucose metabolism under THS in comparison to a control group. A further aim of this thesis was to determine the post-operative electrode position. It was possible to prove a significant reduction of UPDRS Teil III Scores under THS. With regard to the position of the active electrode poles the following arose: 19 of 25 poles were in the Nucleus subthalamicus (76%), 6 poles however above the STN in the area of Zona incerata (24%). These dates confirm the results of former studies [79, 80]. Furthermore this thesis shows that under THS there is a stimulating effect in the area of the electrode region and in the STN as well as in the directly connected GP. So with regard to the mechanism of effective-ness THS has to be differentiated from the lesionel methods of the stereo-tactical neurosurgery. In STN a microlesion effect with post-operative reduced 18FDG was shown. Under stimulation however it came to a normalization of the reduced glucose metabolism in STN in comparison to the control group. In summary: By changed activity of the firing patterns of the neurones THS leads to a long-term modulation of the activity of the basal ganglia. By operation or THS the cortical areas changed as follows: in the associative cortex a reduced metabolism was shown in comparison to the control group, but could not significantly be changed by stimulation. In the limbic cortex hypermetabolism due to illness was shown in BA 20 and 24, but in BA 20 it did not come to microlesion or stimulation effects, in BA24 there was certainly a significant microlesion effect with reduced hypometabolism in comparison to the control group. In BA 32 it was possible to prove hypometabolism due to illness, which increased postoperatively. A stimulation effect was missing. It could be shown that under stimulation in the area of the Brodmann Areal 32 it came to a drop of metabolism, which correlates with a reduced capability of understanding words [110]. As to the motor cortex the following could be proved: In the BA 4 there was no normalisation of hypometabolic glucose metabolism due to illness, neither by operation nor by stimulation, under stimulation there was an additional further reduction of local nCMRGlc. In the area of the sensoric cortex IPSpatients showed a reduced glucose metabolism, which confirms the results of former studies [40, 101]. In this area the reduced nCMRGlc data tend to normalize due to operation. A stimula-tion effect is also provable, under THS there was shown a drop of metabolism. To summarize it can be stated that under THS there is modulation of the basal ganglia bows and in the cortex. This clearly distinguishes THS from lesionel neurosurgical proceedings.