Universität zu Köln

Hannemann, Jonathan (2025). Pathoanatomische Korrelate stimulationsinduzierter Dysarthrie bei Patienten mit Morbus Parkinson und tiefer Hirnstimulation des Nucleus Subthalamicus. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Die Tiefe Hirnstimulation in Kombination mit einer medikamentösen Behandlung bei Parkinsonpatienten ist eine sichere und effektive Methode, um Beschwerden zu lindern, die Lebensqualität zu verbessern und dopaminerge Medikamente reduzieren zu können. Ein häufiger Zielpunkt der Tiefen Hirnstimulation ist der Nukleus subthalamicus. Die Tiefe Hirnstimulation kann auch zu unerwünschten Nebenwirkungen führen. Eine mögliche Nebenwirkung ist die stimulationsinduzierte Dysarthrie, die bei bis zu 9% der Patienten auftreten kann. Die stimulationsinduzierte Dysarthrie kann die Patienten in ihrem alltäglichen Leben einschränken und dazu führen, dass der Effekt der Tiefen Hirnstimulation auf die Zielsymptome nicht vollständig ausgeschöpft werden kann. In der Literatur besteht bis jetzt kein gemeinschaftlicher Konsens darüber, welche pathophysiologischen Vorgänge der stimulationsinduzierten Dysarthrie zugrunde liegen. Grundlegend wird davon ausgegangen, dass eine ungewollte Modulation anatomisch benachbarter Fasern durch den Stimulationsstrom stattfindet und zu einer stimulationsinduzierten Dysarthrie führen kann. Fasern, die lateral und medial des Nucleus subthalamicus verlaufen, konnten identifiziert werden, die bei einer Stimulation mit einer stimulationsinduzierten Dysarthrie assoziiert sind. Ziel unserer prospektiven, doppelblinden Querschnitts-Studie war es, die Fasern zu identifizieren, die bei Stimulation eine stimulationsinduzierte Dysarthrie auslösen. Bei Kenntnis über die ursächlichen Fasern, könnte es in Zukunft gelingen, präzisere chirurgische Implantationsstrategien für die Elektroden zu entwickeln und andere Stimulationseinstellungen zur Behandlung der Patienten zu entwerfen. Dafür wurden 25 Parkinsonpatienten rekrutiert und in unterschiedlichen Stimulationseinstellungen eine stimulationsinduzierte Dysarthrie provoziert. Für die Patienten wurde individuell die Lage der Elektroden zur Tiefen Hirnstimulation dargestellt und die lokale Stromausbreitung berechnet. Zur Identifikation der durch die Stimulation aktivierten Fasern wurde ein wahrscheinlichkeitsbasiertes Stimulationsmodell erstellt, das auf veröffentlichten Aktivierungsschwellen für einzelne Neurone basiert. Nur Fasern, die eine bestimmte Aktivierungsschwelle überschritten, wurden für die weitere Analyse verwendet. Die Fasern wurden in einem Parkinsonspezifischen-Gruppen-Konnektom dargestellt und für jede aktivierte Faser wurde die Odds Ratio berechnet, eine stimulationsassoziierte Dysarthrie auszulösen. Um das Analyseverfahren zu überprüfen, mit dem die Fasern ermittelt wurden, die mit einer stimulationsinduzierten Dysarthrie assoziiert sind, wurde das Modell mit einer Receiver- Operation-Characteristic-Analyse in einer Leave-one-out-Kreuzvalidierung und in einer Outof-Sample Kohorte überprüft. Auf diese Weise konnten für jede Hemisphäre Fasern identifiziert werden, die lateral und postero-medial des Nukleus subthalamicus verlaufen und bei Stimulation mit einer stimulationsinduzierten Dysarthrie assoziiert sind. Diese Fasern können möglicherweise der lateral verlaufenden Pyramidenbahn (im Bereich der Capsula interna) und dem medial verlaufenden Fasciculus Cerebellothalamicus zuordnet werden. Die Überprüfung in der Receiver-Operating-Characteristic-Analyse für die Leave- one-out Kohorte ergab eine Area-under-the-Curve von 0,75 für die linke Hemisphäre und eine Areaunder- the-Curve von 0,77 für die rechte Hemisphäre. Die Receiver-Operation-Characatristic- Analyse für die Out-of-Sample Kohorte ergab bessere Ergebnisse mit einer Area-under-the-Curve von 0,88 für beide Hemisphären.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Hannemann, Jonathan jonathanhannemann@web.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-753230
Date:	2025
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Neurologie > Klinik und Poliklinik für Neurologie
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Parkinson German Tiefe Hirnstimulation UNSPECIFIED Stimulationsinduzierte Dysarthrie UNSPECIFIED
Date of oral exam:	10 January 2025
Referee:	Name Academic Title Barbe, Michael Univ.-Prof. Dr. Dudanova, Irina Univ.-Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/75323