Rückenmarkstimulation zur Behandlung von Spastik

Einführung

Spastik ist nach der Definition von Lance [1] eine motorische Störung, die durch geschwindigkeitsabhängige Steigerung tonischer Dehnungsreflexe mit gesteigerten Muskeleigenreflexen verursacht wird und sich als Folge einer Schädigung des oberen Motoneurons ausbildet. Krankheiten, die häufig zu einer Schädigung in diesem Sinne führen, sind zerebrale Infarkte und Blutungen, Multiple Sklerose, die infantile Zerebralparese, sowie spinale Traumen und Ischämien. Im Grunde stellt das Symptom ein eigenes Krankheitsbild dar, zumal die Faktoren, welche zur Schädigung des ersten Motoneurons führen, in der Regel nicht reversibel sind. Entsprechend muss die Spastik der Patienten meist unabhängig von ihrer Ätiologie behandelt werden.

Für die Betroffenen führt Spastik, die sich mit unterschiedlichen Schweregraden manifestiert, im Einzelfall zu erheblichen motorischen Beeinträchtigungen. Das klinische Bild reicht von einer leichten Erhöhung des Muskeltonus über Spitzfuß und Scherengang bis zu schweren Extremitätendeformierungen einschließlich knöcherner Veränderungen. Einschießende Spastik wird von den Patienten als extrem schmerzhaft erlebt. Affektiert Spastik auch die Rumpfmuskulatur, kann zusätzlich die Atmung erheblich behindert sein.

Elektrizität als Behandlungskonzept

Die Idee der Behandlung von Krankheiten, insbesondere von schmerzhaften Zuständen mithilfe von Elektrizität beschäftigt die Menschheit seit Jahrtausenden. Der inhaltliche Zusammenhang zwischen den Phänomenen „Schmerz” und „Elektrizität” wurde zunächst eher intuitiv oder über Analogieschlüsse begriffen. In diesem Sinne lassen sich zumindest jene Wandmalereien aus dem alten Ägypten (ca. 2 500 v. Chr.) deuten, welche die Behandlung von Kopfschmerzen mit zerkochtem Zitterwels – offensichtlich in Form von Salben und Tinkturen – beschreiben [2].

Eine direkte Verwendung von Fischarten, welche Elektrizität erzeugen, zur Behandlung unterschiedlicher Schmerzformen erfolgte unter anderem durch Hippokrates und war in der römischen Kultur bekannt. Die Griechen bezeichneten elektrische Rochen als narke oder „taubheitserzeugend”. Auch südamerikanische Indiokulturen und afrikanische Stämme waren mit der Elektro-Ichthyotherapie vertraut [3].

Mit der zunehmenden Beherrschbarkeit elektrischer Phänomene nahm im 18. und 19. Jahrhundert die Zahl von Therapieversuchen bei Lähmungen, Schmerzzuständen aber auch psychiatrischen Erkrankungen stark zu. Luigi Galvani entdeckte die Auswirkungen von Elektrizität auf die Muskeln toter Frösche und begann mit systematischen Beobachtungen, ohne jedoch das Phänomen unmittelbar zu verstehen. Trotzdem beginnt mit Galvanis Aufzeichnungen das Zeitalter der modernen Elektrophysiologie [4].

Die Memoire sur lŽelectroacupuncture von Sarlandièr [5] sind Beschreibungen der Übertragung von Galvanismus auf Akupunturnadeln, einem quasi neuromodulatorischen Ansatz. Auguste Tripier berichtet von der klinischen Wirkung der Stromapplikation am Menschen und beschreibt neben Schmerzinduktion auch eine anästhetische Wirkung [6]. Diese Effekte wurden von W. G. Oliver in den USA zur sogenannten Elektroanalgesie weiterentwickelt [7]. Die zunächst erfolgversprechende Methode wurde jedoch rasch durch die Entwicklung potenter Analgetika verdrängt wie z. B. der Lokalanästhesie mittels Kokain, die durch Keller im Jahr 1885 vorgestellt wurde.

Erst durch die Gate-Control-Theorie publiziert von Melzack und Wall im Jahr 1965 erfährt die therapeutische Anwendung von Strom im Bereich der Schmerztherapie relevante Aufmerksamkeit [8]. Im Jahre 1967 erfolgte durch den Neurochirurgen Norman Shealy [9] die erste epidurale Rückenmarkstimulation. Diese Methode initial noch als Hinterstrangstimulation bezeichnet wird heute Spinal Cord Stimulation und damit in abgekürzter Form „SCS-Therapie” genannt

Literatur

• 1 Lance JW. Pathophysiology of spasticity and clinical experience with Baclofen;. in Feldmann, R G., Young, RR., Koella, WP. (eds): Spasticity: Disordered Motor Control. Chicago: Year Book 1980: 485-494
• 2 Westendorf .Erwachen der Heilkunst. Die Medizin im Alten Ägypten, Zürich 1992
• 3 Kellaway D. The William Osler Medal Essay. The part played by electric fish in the early history of bioelectricity and electrotherapy.  Bull Hist Med. 1993;  20 112-137
• 4 Piccolino M. Luigi Galvani and animal electricity: Two centuries after the foundation of electrophysiology.  Trends Neurosci. 1997;  20 443-448
• 5 Sarlandière JP. Mémoire sur l’électro-acupuncture et Traité de l’Acupuncture et du Moxa». 1825 Paris
• 6 Tripier AEP. Manuel d'électrotherapie exposé pratique et critique des applications médicales et chirurgicales de l'électricité. Paris, JB. Baillière 1861
• 7 Kane K, Taub A. A history of local electrical analgesia.  Pain. 1975;  1 125-138
• 8 Melzack R, Wall PD. Pain mechanisms: a new theory.  Science. 1965;  150 971-979
• 9 Shealy CN, Mortimer JT, Reswick JB. Electrical inhibition of pain by stimulation of the dorsal columns: preliminary clinical report.  Anesth Analg. 1967;  46 ((4)) 489-491
• 10 Cook AW, Weinstein SP. Chronic dorsal column stimulation in multiple sclerosis.  NY State J Med. 1973;  73 2868-2872
• 11 Ketelaer P, Swartenbroekx G, Deltenre P. et al . Percutaneous epirdural cord stimulation in multiple sclerosis.  Acta Neurochir. 1979;  49 95-101
• 12 Cook AW, Taylor JA, Nigzgorski F. Results of spinal cord stimulation in multiple sclerosis.  Appl Neurophysiol. 1981;  44 55-61
• 13 Siegfried J, Lazorte Y, Broggi G. Electrical spinal cord stimulation for spastic movement disorder.  Appl Neurophysiol. 1981;  44 77-92
• 14 Dooley DM, Sharkey J. Electrical stimulation of the spinal cord in patients with demyelinating and degenerative diseases of the central nervous system.  Appl Neurophysiol. 1981;  44 218-224
• 15 Read DJ, Matthews WB, Higson RH. The effect of spinal cord stimulation on function in patients with multiple sclerosis.  Brain. 1980;  103 ((4)) 803-833
• 16 Rosen JA, Barsoum AH. Failure of chronic dorsal column stimulation in multiple sclerosis.  Ann Neurol. 1979;  6 ((1)) 66-67
• 17 Young RF, Goodman SJ. Dorsal spinal cord stimulation in the treatment of multiple sclerosis.  Neurosurgery. 1979;  5 225-230
• 18 Richardson RR, Cerullo LJ, McLone DG. et al .Percutaneous epidural neurostimulation in modulation of paraplegic spasticity. Six case reports. Acta Neurochir (Wien) 1979 49: 235-243
• 19 Pedersen E. Spasticity: mechanism, measurement, and management. pp. Springfield, II1.: Ch. C Thomas Publishers 1969: 36-54
• 20 Dimitrijevic MM, Dimitrijevic MR, Illis LS. et al . Spinal cord stimulation for the control of spasticity in patients with chronic spinal cord injury: I.  Clinical observations. Cent Nerv Syst Trauma. 1986;  3 129-144
• 21 Barolat G, Singh-Sani K, Staas  Jr  WE. et al . Epidural spinal cord stimulation in the management of spasms in spinal cord injury: a prospective study.  Stereotact Funct Neurosurg. 1995;  64 153-164
• 22 Midha M, Schmitt JK. Epidural spinal cord stimulation for the control of spasticity in spinal cord injury patients lacks long-term efficacy and is not cost-effective.  Spinal Cord. 1998;  36 190-192
• 23 Nakamura S, Tsubokawa T. Evaluation of spinal cord stimulation for postapoplectic spastic hemiplegia.  Neurosurgery. 1985;  17 253-259
• 24 Hugenholtz HM, Humphreys P, McIntyre WM J. et al . Cervical spinal cord stimulation for spasticity in cerebral palsy.  Neurosurg. 1988;  22 707-714
• 25 Gybels J, Van Roost D. Spinal cord stimulation for the modification of dystonic and hyperkinetic conditions: A critical review. in Eccles JC., Dimitrijevic, MR., (eds): Recent achievements in restorative Neurology. Basel, Karger 1985: 56-70
• 26 Gybels J, VanRoost D. Spinal cord stimulation for spasticity. in Sindou, M., Abott, R., Kervavel, Y. (eds): Neurosurgery for Spasticity. Wien, Springer-Verlag: 1991: 73-81
• 27 Gottlieb GL, Myklebust BM, Stefoski D. et al . Evaluation of cervical stimulation for chronic treatment of spasticity.  Neurology (NY). 1985;  35 699-704
• 28 Sherman SJ, Koshland GF, Laguna JF. Hyper-relexia without spasticity after unilateral infarct of the medullary pyramid.  J Neurol Sci. 2000;  175 145-155
• 29 Sheean G. The pathophysiology of spasticity.  Eur J Neurol. 2002;  ( Suppl 1) ,  3-9; dicussion 53-61
• 30 Dimitrijevic MR, Dimitrijevic MM, Sherwood AM. et al . Neurophysiological evaluation of chronic spinal cord stimulation in patients with upper motor neuron disorders.  Int Rehab Med. 1980;  2 82-85
• 31 Ruch TC, Patton HD. Neurophysiology. pp Philadelphia: W. B. Saunders Co 1965: 188-205
• 32 ,  Ruge DA. Spinal cord injuries. 1969; pp. 135-160. Springfield, Ill._CH. C. Thomas. Sharkey PC, Dimitrijevic MM, Campos RJ. et al . Remarks of spinal cord stimulation and the placebo effect.  Appl Neurophysiol. 1981;  44 119-125
• 33 Dimitrijevic MR, Dimitrijevic MM, Sherwood AM. et al .Neurophysiological study of chronic spinal cord stimulation, in Proceeding of the Sixth International Symposium on the External Control of Human Extremities. Committee for Electronics and Automation. Belfrade, Yugoslav 1978 pp: 673-688
• 34 Dimitrijevic MR, Sherwood AM. Spasticity: medical and surgical treatment.  Neurology. 1980;  30 19-27
• 35 Sharkey PC, Dimitrijevic MM, Campos RJ. et al . Remarks of spinal cord stimulation of the dorsal columns: preliminary clinical report.  Anesth Analg. 1967;  46 ((4)) 489-491
• 36 Maiman DJ, Myklebust JB, Barolat-Romana G. Spinal Cord Stimulation for amelioration of spasticity: Experimental results.  Neurosurgery. 1987;  21 331-333
• 37 Dimitrijevic MR. Chronic spinal cord stimulation for spasticity. In: Gildenberg PL, Tasker RR (eds) Textbook for stereotactic and functional neurosurgery. McGraw-Hill, New York 1998 pp: 1267-1273
• 38 Penn RD, Kroin JS. Intrathecal baclofen alleviates spinal cord spasticity.  Lancet. 1984;  ((8385)) 1078
• 39 Hsieh JC, Penn RD. Intrathecal baclofen in the treatment of adult spasticity.  Neurosurg Focus. 2006;  21 ((2)) E5
• 40 Steinbok P. Selection of treatment modalities in children with spastic cerebral palsy.  Neurosurg Focus. 2006;  21 ((2)) E4
• 41 Lazorthes Y, Sol JC, Sallerin B. et al . The surgical management of spasticity.  Eur J Neurol. 2002;  9 35-41
• 42 Barolat G, Maiman D. Spasms in spinal cord injury. A study of 72 patients.  J Am Paraplegia Soc. 1987;  10 35-38

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