Vagusnervstimulator

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Vagusstimulator bei Lennox-Gastaut-Syndrom im Röntgenbild

Die Vagusnervstimulation (VNS) ist in Europa für die Behandlung der medikamentenresistenten Epilepsie (MRE) und der refraktären Depression zugelassen. Die Behandlung erfolgt durch die Stimulation des Vagusnervs. Der Nervus vagus ist der Zehnte von insgesamt zwölf Hirnnerven und innerviert mehrere Organe wie z. B. Herz, Lunge und Gastrointestinaltrakt. VNS wurde erstmals 1994 in der Europäischen Union zugelassen und drei Jahre später in den USA.[1] Im Jahre 2010 wurde ein System zur transkutanen Vagusnervstimulation (t-VNS) in Europa zugelassen.

VNS

Bei der VNS wird im Brustbereich unter der Haut bei einem minimalinvasiven Eingriff ein Stimulationsgerät ähnlich dem Herzschrittmacher implantiert, das über eine Elektrode meist mit dem linken Nervus vagus verbunden ist. Der Generator sendet regelmäßige elektrische Impulse (meist alle 5 Minuten über 30 Sekunden) über den Vagus Nerv an das Gehirn und entfaltet so seine antikonvulsive und antidepressive Wirkung. Die Effektivität und Sicherheit der VNS bei MRE konnte über 20 Jahren in hunderten Studien bestätigt werden. In 13 Klasse III Studien konnte gezeigt werden, dass VNS bei 55 % der Patienten mit medikamentenresistenter Epilepsie eine Anfallsreduktion von 50 % oder mehr erzielt.[2] Bei Langzeitstudien konnte gezeigt werden, dass bei Patienten, die länger als 2 Jahren mit VNS behandelt werden, höhere Anfallsreduktionen bis zu 76 % zu erwarten sind.[3] Neben einer Verringerung der Anfallsfrequenz kann VNS die Anfallsdauer, Anfallsschwere, Dauer der postiktalen Phase[4] und Häufigkeit von Status Epilepticus[5] signifikant reduzieren. Ein Cochrane Review von 4 randomisiert-doppelt-verblindeten Studien zu VNS ergab, dass hochdosierte VNS eine größere Anfallsreduktion als niedrigdosierte VNS verursacht.[6]

Bei der refraktären Depression liegt die Langzeit-MADRS-Responderrate bei circa 50 % und circa 20 % der Patienten erreichen nach 2 Jahren eine dauerhafte Remission.[7] Die Deutsche Gesellschaft für Epileptologie empfiehlt VNS bei schwer-behandelbaren Epilepsien, wenn 2 Antiepileptika (oder Kombinationen von Antiepileptika) keine Anfallsfreiheit erzielt haben und der Patient kein Kandidat für Epilepsiechirurgie ist oder diese ablehnt.[8]

Nebenwirkungen

Die häufigsten Nebenwirkungen der VNS sind Husten, Heiserkeit und Dysphonie,[9] allerdings treten diese Nebenwirkung meistens nur dann auf, wenn das Gerät stimuliert und werden mit der Zeit weniger.[10]

Bei aktiver Stimulation kann es zu Schluckbeschwerden (Dysphagie)[11] und Kurzatmigkeit[12] kommen.

Herzrhythmusstörungen sind bei der Implementation und Erststimulation selten, müssen aber beachtet werden.[13]

Der Vagusnervstimulator kann eine bereits vorliegende Schlafapnoe verschlechtern.[14]

Wirkmechanismus

Zahlreiche humane und tierexperimentelle Studien beschreiben unterschiedliche Aspekte der VNS Mechanismen. Der Nucleus tractus solitarii ist der Hauptempfänger der vagalen Afferenzen und wird in Tiermodellen funktionell und stimulationsabhängig durch VNS moduliert.[15] Der Nucleus tractus solitarii projiziert direkt zu den Raphe-Kernen im Hirnstamm, die Hauptquelle von Serotonin im Gehirn und zum Locus caeruleus, die Hauptquelle von Noradrenalin im Gehirn. So lassen sich möglicherweise veränderte Neurotransmitterspiegel im Liquor von Patienten nach VNS erklären,[16] was eine antikonvulsive Wirkung zur Folge haben könnte. Man beobachtet bei Patienten mit refraktärer Epilepsie eine signifikante Zunahme der bilateralen thalamischen Durchblutung,[17] was die bekannte Vigilanzerhöhung bei VNS Patienten erklären könnte, sowie auch eine Verbesserung des interiktalen-EEGs (weniger Spikes und größere Spike-freie Perioden) durch VNS.[18]

Magnetfunktion

Mittels Magnet kann durch den Patienten (oder Betreuer/Angehörige) eine zusätzliche Stimulation gestartet werden und/oder die Stimulation für den Zeitraum, wo der Magnet aufliegt, deaktiviert werden.[19]

Transkutane VNS (t-VNS)

Die transkutane Vagusnervstimulation (t-VNS) basiert darauf, dass ein Ast des Vagusnervs, der sogenannte Ramus auricularis nervi vagi (RANV), die Haut der Ohrmuschel im Bereich der Concha sensibel versorgt.[20] Dieser Ast kann transkutan, also durch die Haut hindurch, mit elektrischen Impulsen stimuliert werden. Ein operativer Eingriff ist hierbei nicht notwendig. In der ersten randomisiert-doppelt-verblindeten Studie mit tVNS konnte weder eine Dosis-Wirkungs-Beziehung noch ein Unterschied der Responderraten zwischen aktiver- und Kontrollgruppe gezeigt werden.[21] Die Anfallsreduktion mit tVNS in dieser Studie in der aktiven Gruppe betrug 23,4 %. Es wird vermutet, dass die Stimulation des ramus auricularis nervi vagi eine Erregung des Vagusnervs verursacht, die wie bei der konventionellen VNS über den Hirnstamm in höhergelegene Zentren des Gehirns gelangt und, dass so eine antikonvulsive Wirkung erreicht wird. Dieses muss aber in Studien erst bestätigt werden. Die Therapie erfolgt mit einem Gerät, das elektrische Impulse erzeugt und in etwa so groß ist wie ein herkömmliches Smartphone. Durch eine spezielle Ohrelektrode, die man wie einen Kopfhörer trägt, werden die Impulse durch die Haut an den Ast des Vagusnervs abgegeben.

Andere Anwendungsbereiche

Gegenwärtig wird auch die Wirksamkeit des Vagusnervstimulators in der Behandlung anderer psychiatrischer Krankheitsbilder wie z. B. Angststörungen sowie die Alzheimer-Krankheit, Migräne und Cluster-Kopfschmerz[22] untersucht. Eine Pilotstudie zu VNS bei Morbus Crohn zeigte Effektivität in einer kleinen Gruppe von Patienten, welches aber in größeren Studien bestätigt werden muss.[23]

Eine randomisierte klinische Studie aus dem Jahre 2014 bestätigt, dass die t-VNS eine wirksame Therapieform zur Prophylaxe von Migräne ist.[24] Die Studie wurde mit dem ungefähr Smartphone-großen Therapiegerät VITOS von der Firma cerbotec GmbH durchgeführt. Mit diesem Gerät kann die Therapie vom Patienten eigenständig von zu Hause aus durchgeführt werden. Das Verfahren findet vor allem bei Patienten mit schwerer oder chronischer Migräne Anwendung.

Eine andere Methode der nichtinvasiven transkutanen Vagusnervstimulation ist die Erzeugung eines elektrischen Feldes über dem Vagusnerv in Höhe der Halsschlagader (Arteria carotis). Dabei wird durch Anlegen eines handgroßen Gerätes am Hals der Vagusnerv circa 2 Minuten lang stimuliert. Diese Methode ist in der Europäischen Union für die Behandlung von primären Kopfschmerzen, Depression, Angststörung und Epilepsie zugelassen. Studien zur Therapie der Migräne und des Cluster-Kopfschmerzes sind bereits publiziert.[25][26]

In einer Studie an 40 gesunden Freiwilligen, die 34 Stunden wachgehalten wurden, haben Forscher der US-Luftwaffe die Methode gegen Müdigkeit (Fatigue) erprobt. Im Vergleich zu einer Scheinstimulation nahm die Aufmerksamkeit und Konzentration nach 12 Stunden um nur fünf statt 15 Prozent ab.[27]

Die Forschung befasst sich auch mit der Vagusnervstimulation zur Erkennung eines minimalen Bewusstseinszustands.[28][29]

Einzelnachweise

  1. ↑ Summary of Safety and Effectiveness Data. FDA.GOV, abgerufen am 27. September 2016.
  2. ↑ Morris et al.: Evidence-based guideline update: vagus nerve stimulation for the treatment of epilepsy: report of the Guideline Development Subcommittee of the American Academy of Neurology. Hrsg.: Neurology. 2013, doi:10.1212/WNL.0b013e3182a393d1.
  3. ↑ Elliott et al.: Efficacy of vagus nerve stimulation over time: review of 65 consecutive patients with treatment-resistant epilepsy treated with VNS > 10 years. Hrsg.: Epilepsy Behaviour. 2011, doi:10.1016/j.yebeh.2010.12.042.
  4. ↑ Orosz et al.: Vagus nerve stimulation for drug-resistant epilepsy: a European long-term study up to 24 months in 347 children. 2014, doi:10.1111/epi.12762.
  5. ↑ Helmers: Clinical and economic impact of vagus nerve stimulation therapy in patients with drug-resistant epilepsy. Hrsg.: Epilepsy Behav. 2011, doi:10.1016/j.yebeh.2011.07.020.
  6. ↑ Panebianco et al.: Vagus nerve stimulation for partial seizures. Hrsg.: Cochrane Database Syst Rev. 2015, doi:10.1002/14651858.
  7. ↑ Berry et al.: A patient-level meta-analysis of studies evaluating vagus nerve stimulation therapy for treatment-resistant depression. Hrsg.: Med Devices. Auckland 2013, doi:10.2147/MDER.S41017.
  8. ↑ Walter Fröscher, Theodor W May: Schwer behandelbare Epilepsie 079. Hrsg.: Deutsche Gesellschaft für Epileptologie. Juni 2016 (izepilepsie.de).
  9. ↑ https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2008.01918.x
  10. ↑ Morris et al.: Long-term treatment with vagus nerve stimulation in patients with refractory epilepsy. The Vagus Nerve Stimulation Study Group E01-E05. In: Neurology (Hrsg.): Nov 10; 53(8): 1731–1735. 1999.
  11. ↑ https://www.livanova.com/depression/de-de/sicherheitsinformationen
  12. ↑ https://dgkn.de/neurophysiologie/der-ueberblick/vagusnervstimulation
  13. ↑ https://www.kup.at/kup/pdf/6727.pdf
  14. ↑ https://www.thieme-connect.com/products/ejournals/pdf/10.1055/a-1660-5591.pdf
  15. ↑ Furmaga: Comparison of ΔFosB immunoreactivity induced by vagal nerve stimulation with that caused by pharmacologically diverse antidepressants. Hrsg.: J Pharmacol Exp Ther. 2012, doi:10.1124/jpet.111.188953.
  16. ↑ Ben-Menachem et al.: Effects of vagus nerve stimulation on amino acids and other metabolites in the CSF of patients with partial seizures. Hrsg.: Epilepsy Research. 1995.
  17. ↑ Henry et al.: Significant bilateral changes in blood flow have been observed during VNS Therapy. Hrsg.: Epilepsia. 1998.
  18. ↑ Koo et al: VNS Therapy induces progressive EEG changes. Hrsg.: J Clin Neurophysiol. 2001.
  19. ↑ https://vnstherapy.de/sites/vnstherapy.com/files/A5%208pp%20Magnet%20brochure%20EN%20July%20PI%20DE%20%282%29.pdf
  20. ↑ Peuker ET, Filler TJ: The nerve supply of the human auricle. Clin Anat 2002; 15: 35–37.
  21. ↑ Bauer et al.: Transcutaneous Vagus Nerve Stimulation (tVNS) for Treatment of Drug-Resistant Epilepsy: A Randomized, Double-Blind Clinical Trial (cMPsE02). Hrsg.: Braim Stmul. 2016, doi:10.1016/j.brs.2015.11.0.
  22. ↑ Prevention and Acute Treatment of Chronic Cluster Headache Compared to Standard of Care. Abgerufen am 27. September 2016.
  23. ↑ Bonaz et al.: Chronic vagus nerve stimulation in Crohn's disease: a 6-month follow-up pilot study. Hrsg.: Neurogastroenterolog Motil. 2016, doi:10.1111/nmo.12792.
  24. ↑ Treatment of chronic migraine with transcutaneous stimulation of the auricular branch of the vagal nerve (auricular t-VNS): a randomized, monocentric clinical trial. Abgerufen am 27. September 2016.
  25. ↑ Nesbitt et al.: Non-invasive vagus nerve stimulation for the treatment of cluster headache: a case series. The Journal of Headache and Pain 2013 1 (Suppl 1): P231.
  26. ↑ S40 Headache: Clinical Non-Invasive Vagus Nerve Stimulation (nVNS) for Acute Treatment of Migraine: An Open-Label Pilot Study (S40.004)
  27. ↑ Michael Simm: Nervenstimulator bekämpft Müdigkeit. Hirnstimulator.de
  28. ↑ Daniela Zeibig: Nervenstimulation bringt Bewusstsein zurück. In: spektrum.de. 25. September 2017, abgerufen am 7. Dezember 2019.
  29. ↑ P. Bourdillon, B. Hermann, J. D. Sitt, L. Naccache: Electromagnetic Brain Stimulation in Patients With Disorders of Consciousness. In: Frontiers in Neuroscience. Band 13, 2019, S. 223, doi:10.3389/fnins.2019.00223, PMID 30936822, PMC 6432925 (freier Volltext).
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