Interventionelle Neurophysiologie: [Grundlagen und therapeutische Anwendungen]
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Stuttgart [u.a.]
Thieme
2013
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O O T O A T A V E I R Z E D D T O I N I D S
1 EINFUEHRUNG JOSEPH CLASSEN, ALFONS SCHNITZLER
2 GRUNDLAGEN
2.1 GESCHICHTE 20
FRANK W. STAHNISCH 2.1.1 EINLEITUNG 20
2.1.2 VORLAEUFERVERFAHREN DES SPAETEN 19. UND FRUEHEN 20. JAHRHUNDERTS 20
2.1.3 KLINISCH-INTERVENTIONELLE NEUROPHYSIOLOGIE BEIM MENSCHEN: BRESLAU
- MONTREAL - NEW ORLEANS 20
2.1.4 KLINISCHE FORSCHUNGSANSAETZE UND ENTWICKLUNG DER INP IN DEN
1940ER-BIS 1970ER-JAHREN . . . 22 2.1.5 FORTSCHRITTE UND PROBLEMFELDER
DER INP IN DEN 1970ER- BIS 1980ER-JAHREN 24
2.1.6 PERSPEKTIVEN 25
2.2 GRUNDLAGEN D E R INTERVENTIONELLEN NEUROPHYSIOLOGIE - PHYSIOLOGIE 26
RUEDIGER KOEHLING
2.2.1 BIOELEKTRIZITAET 26
2.2.2 NEURONALE SIGNALE - AKTIONSPOTENZIAL 28 2.2.3 NEURONALE
SIGNALUEBERTRAGUNG UND PLASTIZITAET 36
2.3 STIMULATIONSTECHNIKEN 40
ULF ZIEMANN
2.3.1 TRANSKRANIELLE HIRNSTIMULATION 40
2.3.2 EPIDURALE STIMULATION 46
2.3.3 TIEFE HIRNSTIMULATION (THS) 49
2.3.4 GRUNDLAGEN INFORMATIONSUEBERTRAGENDER STIMULATION 51
17
20
2.4 TECHNISCHE GRUNDLAGEN IMPLANTIERBARER NEUROSTIMULATOREN 55
PETER APPENRODT, NORBERT DILLIER, FRANS CIELEN 2.4.1 EINLEITUNG 55
2.4.2 UEBERBLICK NEUROSTIMULATIONSSYSTEME 55 2.4.3 ELEKTRODEN 55
2.4.4 ENERGIEVERSORGUNG 57
2.4.5 MATERIAL-GEWEBE-INTERAKTION 58
2.4.6 PROGRAMMIERUNG 58
2.4.7 TECHNISCHE SICHERHEIT 59
2.4.8 SYSTEME MIT RUECKKOPPLUNG 60
2.5 GRUNDLAGEN D E R INTERVENTIONELLEN NEUROPHYSIOLOGIE - MATERIAL
EXTERN 61
KLAUS SCHELLHORN
2.5.1 EINLEITUNG 61
2.5.2 ELEKTROKRAMPFTHERAPIE (EKT) 62
2.5.3 VAGUSNERVSTIMULATION (VNS) 63
2.5.4 TRANSKRANIELLE MAGNETSTIMULATION (TMS) 63 2.5.5 TRANSKRANIELLE
GLEICHSTROMSTIMULATION (TDCS) 65
2.6 NEUROCHIRURGISCHE GRUNDZUEGE D E R INTERVENTIONELLEN NEUROPHYSIOLOGIE
TIEFE HIRNSTIMULATION 67
JAN VESPER
2.6.1 EINLEITUNG 67
2.6.2 FUNKTIONELLE ANATOMIE UND PATHOANATOMIE 67
2.6.3 ANAESTHESIE 68
2.6.4 TECHNIK 69
2.6.5 PRAKTISCHES VORGEHEN 70
2.6.6 RELEVANZ DER MIKROELEKTRODENABLEITUNGEN . . . 71
3 MODULATORISCHE NEUROSTIRNULALTION - 3.1 PATHOPHYSIOLOGIE VON
BEWEGUNGSSTOERUNGEN 75
JOSEPH CLASSEN, ALFONS SCHNITZLER 3.1.1 EINLEITUNG 75
3.1.2 BRADYKINESE 75
3.1.3 RIGOR 76
3.1.4 TREMOR 76
3.1.5 DYSTOENIEN 77
3.1.6 MYOKLONIEN 78
75
3.1.7 TICS 78
3.1.8 SPASTIK 79
3.2 PERIPHERE NERVSTIMULATION 80
3.2.1 NEUROMUSKULAERE ELEKTRISCHE STIMULATION ZUR BEHANDLUNG MOTORISCHER
STOERUNGEN NACH SCHLAGANFALL 80
HORST HUMMELSHEIM, CAROLINE RENNER 3.2.2 PERIPHERE REHABILITATIVE
EFFEKTE 84
STEFAN QUASTHOFF
12
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IMAGE 2
3.3
3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4
3.4
3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4
3.5
3.5.1 3.5.2 3.5.3
3.5.4
STIMULATION D E S RUECKENMARKS: SPASTIK . . . 90 JUERGEN VOGES EINLEITUNG
90
PATHOPHYSIOLOGIE DER SPASTIK 90
WIRKMECHANISMEN DER SCS 91
KLINISCHE DATEN 93
TIEFE HIRNSTIMULATION BEI MORBUS PARKINSON 98
JAN HERZOG, RENE REESE, GUENTHER DEUSCHL EINLEITUNG 98
WIRKMECHANISMEN 100
KLINISCHE DATEN 102
OFFENE FRAGEN UND PERSPEKTIVEN 107
TIEFE HIRNSTIMULATION: DYSTONIE 109
JENS VOLKMANN EINLEITUNG 109
WIRKMECHANISMEN 110
KLINISCHE DATEN (EVIDENZ NACH EBM) UND KRITISCHE BEURTEILUNG 112
OFFENE FRAGEN UND PERSPEKTIVEN 115
3.6
3.6.1 3.6.2 3.6.3
3.6.4
3.7
3.7.1 3.7.2 3.7.3 3.7.4
3.7.5
TIEFE HIRNSTIMULATION: TREMOR UND ANDERE BEWEGUNGSSTOERUNGEN 117
ALFONS SCHNITZLER, LARS WOJTECKI EINLEITUNG 117
TREMOR 118
ANDERE BEWEGUNGSSTOERUNGEN 124
PERSPEKTIVEN 126
KORTIKALE STIMULATION ZUR UNTERSTUETZUNG D E R NEUROREHABILITATION
MOTORISCHER DEFIZITE 129
FRIEDHELM C. HUMMEL, CHRISTIAN CERLOFF EINLEITUNG 129
PATHOPHYSIOLOGISCHE UEBERLEGUNGEN 129 METHODEN 131
ANWENDUNG IN DER GESCHAEDIGTEN HEMISPHAERE 132
ANWENDUNG IN DER INTAKTEN HEMISPHAERE . . . 133
4 MODULATORISCHE NEUROSTINIULATION - EPILEPSIE UND SCHMERZ 137
4.1 PATHOPHYSIOLOGIE VON EPILEPSIEN 4.4
UND MOEGLICHE MECHANISMEN DER HIRNSTIMULATION 137 4.4.1
GEORGIAS NAROS, ALIREZA GHARABAGHI, 4.4.2
HOLGER LERCHE 4.4.3
4.1.1 STOERUNG DER NEURONALEN EXZITABILITAET 137 4.4.4 4.1.2
ENTSTEHUNGSMECHANISMEN ERWORBENER EPILEPSIEN 138 4 . 5
4.1.3 AUSBREITUNG EPILEPTISCHER AKTIVITAET IN NEURONALEN NETZWERKEN 139
4.5.1
4.1.4 NEUROSTIMULATION BEI 4.5.2
DER BEHANDLUNG VON EPILEPSIE 139 4.5.3
4.5.4
4.2 PHYSIOLOGIE UND PATHOPHYSIOLOGIE DES SCHMERZES 142 4.5.5
SIGRID SCHUH-HOFER, ROLF DETLEF TREEDE 4.2.1 PHYSIOLOGIE DES SCHMERZES
142
4.2.2 PATHOPHYSIOLOGIE DES SCHMERZES: 4.6
NEUROBIOLOGISCHE UND NEUROPHYSIOLOGISCHE GRUNDLAGEN 146
4.6.1
4.3 VAGUSNERVSTIMULATION: EPILEPSIE 151 4.6.2
MATTHIAS HOPPE, CHRISTIAN BRANDT, TILMAN POLSTER 4.6.3 4.3.1 EINLEITUNG
151 4.6.4
4.3.2 WIRKMECHANISMEN 151
4.3.3 KLINISCHE WIRKSAMKEIT 153 4.7
4.3.4 BEEINFLUSSUNG VON KOGNITION, STIMMUNG, LEBENSQUALITAET 155 4.7.1
4.3.5 WAHL DER STIMULATIONSPARAMETER 155 4.7.2
4.3.6 UNERWUENSCHTE WIRKUNGEN, KOMPLIKATIONEN 156 4.7.3 4.3.7
ABSCHLIESSENDE WERTUNG UND PERSPEKTIVEN 157 4.7.4
TIEFE HIRNSTIMULATION: EPILEPSIE 158
BERNHARD]. STEINHOFF EINLEITUNG 158
WIRKMECHANISMUS 159
OPEN-LOOP-UNDCLOSED-LOOP-STIMULATION . . 1 5 9 STIMULATIONSORT 159
KORTEXSTIMULATION: EPILEPSIE 162
FELIX ROSENOW, SEBASTIAN BAUER, KATJA MENZLER EINLEITUNG 162
HISTORISCHE ASPEKTE DER HIRNSTIMULATION . . . 163 INVASIVE
KORTEXSTIMULATION 163
REPETITIVE TRANSKRANIELLE MAGNETSTIMULATION (RTMS) 166
TRANSKRANIELLE GLEICHSTROMSTIMULATION (TDCS) 167
TRANSKUTANE ELEKTRISCHE NERVEN STIMULATION ZUR SCHMERZBEHANDLUNG 170
CLAUDIA S O M M E R EINLEITUNG 170
WIRKMECHANISMEN 170
KLINISCHE DATEN 171
OFFENE FRAGEN UND PERSPEKTIVEN 173
STIMULATION DES RUECKENMARKS: SCHMERZ . 174 DIRK WINKLER, JUERGEN
MEIXENSBERGER HINTERGRUND 174
EINFUEHRUNG 174
VERFAHREN DER PERKUTANEN ELEKTRODENPLATZIERUNG 176
KOMPLIKATIONEN 177
13
IMAGE 3
4.7.5 EINSCHLUSSKRITERIEN 178
4.7.6 AUSSCHLUSSKRITERIEN 178
4.7.7 EVIDENZ 178
4.8 KORTIKALE SCHMERZMODUIATION MIT MOTORKORTEXSTIMULATION,
TRANSKRANIELLER GLEICHSTROM-UND MAGNETSTIMULATION . . . 182 HARTWIG R.
SIEBNER, CHRISTOPH RITTER 4.8.1 EINLEITUNG 182
4.8.2 SCHMERZVERARBEITUNG 183
4.8.3 MOTORKORTEXSTIMULATION (MCS) 184
4.8.4 TRANSKRANIELLE GLEICHSTROMSTIMULATION (TDCS) 185
4.8.5 TRANSKRANIELLE MAGNETSTIMULATION (TMS) . . . 1 8 6
4.9 NEUROMODULATIVE THERAPIEVERFAHREN BEI PRIMAEREN KOPFSCHMERZSYNDROMEN
. . . 191 ARNE MAY, TIM P. JUERGENS 4.9.1 EINLEITUNG 191
4.9.2 PERIPHERE NEUROSTIMULATIONSVERFAHREN 191 4.9.3 ZENTRALE
NEUROSTIMULATIONSVERFAHREN 198
5 MODULATORISCHE NEUROSTIRNULATION - 5.1 PHYSIOLOGISCHE GRUNDLAGEN D E R
ANWENDUNG MODULATORISCHER NEUROSTIMULANZIEN IN D E R PSYCHIATRIE . . .
207
CHRISTIAN PLEWNIA, ANDREAS J. FALLGATTER 5.1.1 EINLEITUNG 207
5.1.2 NEUROPHYSIOLOGISCHE GRUNDLAGEN KLINISCHER ANWENDUNG 211
5.1.3 OFFENE FRAGEN UND LIMITATIONEN 212
5.1.4 PERSPEKTIVEN 214
5.2 TIEFE HIRNSTIMULATION: PSYCHIATRIE 215
THOMAS E. SCHLAEPFER, SARAH KAYSER 5.2.1 EINLEITUNG 215
5.2.2 WIRKMECHANISMEN 215
5.2.3 KLINISCHE DATEN 216
5.2.4 OFFENE FRAGEN UND PERSPEKTIVEN 218
:HIATRIE UND KOGNITION 207
5.3 TRANSKRANIELLE MAGNETSTIMULATION, ELEKTROKONVULSIONSTHERAPIE UND
MAGNET KONVULSIONSTHERAPIE: PSYCHIATRIE 220
FRANK PADBERG, MARIA EPPLE, OLIVER POGARELL 5.3.1 EINLEITUNG 220
5.3.2 ELEKTROKONVULSIONSTHERAPIE 221
5.3.3 REPETITIVE TRANSKRANIELLE MAGNETSTIMULATION (RTMS) 227
5.4 AUSWIRKUNGEN D E R TRANSKRANIELLEN GLEICHSTROMSTIMULATION AUF
KOGNITIVE PROZESSE 236
MICHAEL A. NITSCHE 5.4.1 EINLEITUNG 236
5.4.2 WIRKMECHANISMEN 237
5.4.3 KLINISCHE STUDIEN 239
5.4.4 OFFENE FRAGEN UND PERSPEKTIVEN 240
6 PROPHETISCHE NEUROSTIRNULATION
6.1 PHYSIOLOGIE UND PATHOPHYSIOLOGIE: VISUELLES UND AKUSTISCHES SYSTEM
243
ANDREAS REICHENBACH, RUDOLF RUEBSAMEN 6.1.1 PHYSIOLOGIE DES VISUELLEN
SYSTEMS 243
6.1.2 PATHOPHYSIOLOGIE DES VISUELLEN SYSTEMS 247 6.1.3 PHYSIOLOGIE DES
AUDITIVEN SYSTEMS 251
6.1.4 PATHOPHYSIOLOGIE DES AUDITIVEN SYSTEMS 255
6.2 HOEREN: COCHLEAIMPLANTATE 258
PASCAL SENN, MARTIN KOMPIS, MARCO CAVERSACCIO 6.2.1 EINLEITUNG 258
6.2.2 AUFBAU UND FUNKTION VON COCHLEAIMPLANTAT-SYSTEMEN 259
6.2.3 ELEKTRISCHE STIMULATION DES AUDITIVEN SYSTEMS 261
6.2.4 INDIKATIONEN UND KLINISCHE ANWENDUNGEN . 263 6.2.5 REHABILITATION
NACH COCHLEAIMPLANTATION . . . 264 6.2.6 HOEREN UND SPRACHVERSTEHEN MIT
COCHLEAIMPLANTATEN 265
6.2.7 KOSTEN 266
6.2.8 PERSPEKTIVEN 266
243
6.3 HIRNSTAMMIMPLANTATE ZUR STIMULATION D E R ZENTRALEN HOERBAHN 267
ROBERT BEHR
6.3.1 GESCHICHTE 267
6.3.2 TECHNIK 268
6.3.3 INDIKATIONEN 269
6.3.4 OPERATIONSVERFAHREN 269
6.3.5 STIMULATIONSORTE 270
6.3.6 PATIENTENAUSWAHL 271
6.3.7 ERGEBNISSE 271
6.3.8 POSTOPERATIVE BILDGEBUNG 274
6.4 SEHEN: RETINALE IMPLANTATE 275
EBERHART ZRENNER 6.4.1 EINLEITUNG 275
6.4.2 VERSCHIEDENE ANSAETZE VISUELLER NEUROPROTHESEN 276
6.4.3 PRINZIP EPIRETINALER IMPLANTATE 276
6.4.4 PRINZIP SUBRETINALER IMPLANTATE 277
6.4.5 PRAEKLINISCHE VERSUCHE ZUM SUBRETINALEN IMPLANTAT 278
6.4.6 FUNKTIONSWEISE DES SUBRETINALEN CHIPS 279
14
IMAGE 4
6.4.7 CHIRURGISCHE POSITIONIERUNG
SUBRETINALER IMPLANTATE 280
6.4.8 SEHEINDRUECKE MIT EINEM ELEKTRONISCHEN NETZHAUTIMPLANTAT 280
6.4.9 KUENFTIGE ENTWICKLUNGEN SUBRETINALER IMPLANTATE 283
6.5 EEG-BASIERTE BRAIN-COMPUTER INTERFACES ZUR ECHTZEITDEKODIERUNG
MENTALER ZUSTAENDE 284
CABRIEL CURIO, BENJAMIN BLANKERTZ, KLAUS-ROBERT MOELLER 6.5.1 EINLEITUNG
284
6.5.2 NEUROPHYSIOLOGISCHE GRUNDLAGEN 285
6.5.3 MASCHINELLES LERNEN UND ECHTZEIT-EEG-ANALYSE 286
6.5.4 BBCI-STEUERUNG IN MOTORISCHEN PARADIGMEN 287 6.5.5 INVASIVE UND
NICHT INVASIVE BCI-SYSTEME . . . 289
6.6 MOTORISCHE NEUROPROTHESEN 291
AHMED A. KARIM, NIELS BIRBAUMER 6.6.1 EINLEITUNG 291
6.6.2 KOMMUNIKATION MIT LOCKED-IN-PATIENTEN . 291 6.6.3
GEHIRN-COMPUTER-SCHNITTSTELLEN (BRAIN-COMPUTER INTERFACES, BCI) 292
6.6.4 DISKUSSION UND PERSPEKTIVEN 296
6.7 PHYSIOLOGIE UND PATHOPHYSIOLOGIE D E R SPHINKTERKONTROLLE 298
SUSANNE HEITMANN, WOLFGANG JOST 6.7.1 EINLEITUNG 298
6.7.2 PHYSIOLOGIE 298
6.7.3 STEUERUNGSZENTREN UND REGELKREISE 299 6.7.4 PATHOPHYSIOLOGIE 301
6.8 ANALE SPHINKTERPROTHESEN 303
KLAUS E. MATZEL
6.8.1 EINLEITUNG 303
6.8.2 SAKRALNERVSTIMULATION 303
6.8.3 NERVUS-PUDENDUS-STIMULATION 306
6.8.4 NERVUS-TIBIALIS-POSTERIOR-STIMULATION 306 6.8.5 DYNAMISCHE
GRAZILOPLASTIK 306
6.9 PROTHETISCHE VERSORGUNG VON HARNTRAKTFUNKTIONSSTOERUNGEN 308
ANDRE REITZ
6.9.1 SAKRALE DEAFFERENTATION UND VORDERWURZELSTIMULATION 308
6.9.2 SAKRALE NEUROMODULATION 309
6.9.3 PUDENDALE NEUROMODULATION 309
6.9.4 LAPAROSKOPISCHE IMPLANTATION VON ELEKTRODEN ZUR STIMULATION DER
BECKENNERVEN 310
7 REGULATORISCHE ASPEKTE
JAN-MICHAEL KRUEGER
7.1 EINLEITUNG UND EINORDNUNG 311
7.2 EUROPAEISCHE RAHMENGESETZGEBUNG UND DEUTSCHES RECHT
(MEDIZINPRODUKTEGESETZ) 311
7.3 MEDIZINPRODUKT UND BEGRIFFSBESTIMMUNGEN 313
7.4 CE-KENNZEICHNUNG UND MARKTZULASSUNG . 313 7.4.1 KLASSIFIZIERUNG 313
7.4.2 GRUNDLEGENDE ANFORDERUNGEN AN SICHERHEIT UND LEISTUNGSFAEHIGKEIT
315
311
7.4.3 TECHNISCHE DOKUMENTATION UND HARMONISIERTE NORMEN 315
7.4.4 QUALITAETSSICHERUNGSSYSTEM 319
7.4.5 KONFORMITAETSERKLAERUNG 319
7.5 ZUSTAENDIGE BEHOERDEN 319
7.6 MARKTUEBERWACHUNG 320
7.7 NEUERE TENDENZEN IN D E R RECHTSETZUNG . 320
7.8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 321
8 OEKONOMISCHE ASPEKTE UND LEBENSQUALITAET
RICHARD DODEL, YAROSLAV WINTER
8.1 EINLEITUNG
323
8.2 8.2.1 8.2.2 WIRKSAMKEIT INTERVENTIONELLER VERFAHREN . . .
323 8.3 PARKINSON-ERKRANKUNG 377
8.3.1 DATEN UND ZAHLEN . 327
324 8.3.2 WIRKSAMKEIT INTERVENTIONELLER VERFAHREN . . 327 324 324 8.4
DYSTONIE . 327
8.4.1 DATEN UND ZAHLEN 377
8.4.2 WIRKSAMKEIT INTERVENTIONELLER VERFAHREN . . 328
IMAGE 5
8.5 ESSENZIELLER TREMOR 329
8.5.1 DATEN UND ZAHLEN 329
8.5.2 WIRKSAMKEIT INTERVENTIONELLER VERFAHREN . . . 329
8.6 KOPFSCHMERZ 330
8.6.1 DATEN UND ZAHLEN 330
8.6.2 WIRKSAMKEIT INTERVENTIONELLER VERFAHREN . . . 330
8.7 DEPRESSION 330
8.7.1 DATEN UND ZAHLEN 330
8.7.2 WIRKSAMKEIT INTERVENTIONELLER VERFAHREN . . . 330
9 ETHISCHE ASPEKTE INTERVENTIONELLER NEUROPHYSIOLOGIE: NEUROETHIK AM
BEISPIEL DER TIEFEN HIRNSTIMULATION 333
JENS CLAUSEN
9.1 EINLEITUNG 333 9.3 EXPERIMENTELLE AUSWEITUNG D E R THS . . . . 336
9.3.1 FRUEHERE STADIEN DES MORBUS PARKINSON . . . . . 336
9.2 ETHISCHE ASPEKTE IN D E R KLINISCHEN PRAXIS 333 9.3.2 EINSATZ IN DER
PSYCHIATRIE . . . 336
9.2.1 RESPEKTIEREN DER PATIENTENAUTONOMIE 333 9.3.3
BEWUSSTSEINSSTOERUNGEN . . . 338
9.2.2 ABWAEGEN VON NUTZEN UND RISIKEN 334
9.4 . . . 338
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