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Hirntumor-Operation - Methoden

Vorgehen bei einer Hirntumor-Operation


In Anbetracht der prognostischen Bedeutung des Tumorresektionsausmaßes (Ausmaß der operativen Entfernung des Tumorgewebes) beim Hirntumor Glioblastom wird kontinuierlich versucht, dieses mit Hilfe technischer Entwicklungen zu optimieren. Im Folgenden soll daher neben der Neuronavigation vor allem auf die Rolle der intraoperativen Resektionskontrolle mittels Magnetresonanztomographie (MRT) eingegangen werden, sowie am Rande auch auf die Verfahren des intraoperativen Ultraschalls und der Tumorzellfluoreszenz.

Hirntumor-Operation unter Anwendung der Neuronavigation


Bei der Neuronavigation, die wie das Operationsmikroskop als eine Standardtechnologie bei der Durchführung von Hirntumor-Operationen anzusehen ist, handelt es sich um ein computergestütztes Verfahren der Bildverarbeitung, das analog dem Global Positioning System (GPS) die Übertragung von Bildinformationen auf den Operationssitus ermöglicht. So kann zum Beispiel die in einem MRT dargestellte Lage und Ausdehnung eines Tumors während der Hirntumor-Operation auf die freigelegten Hirnareale projiziert werden. Diese Technik unterstützt den Operateur dabei, Hirntumore, die an der Oberfläche nicht erkennbar sind, zu lokalisieren und auf schonendem Wege zu erreichen.

Im Operationssaal werden dann vor Beginn der eigentlichen Hirntumor-Operation markante anatomische Positionen am Patientenkopf zu ihrem jeweiligen virtuellen Pendant aus der präoperativen Schnittbildgebung (in der Regel MRT) in Beziehung gesetzt - ein Prozess, der als Registrierung bezeichnet wird. Danach ist es möglich, die Position eines speziellen Zeigeinstrumentes oder des Fokus des Operationsmikroskops virtuell auf die präoperativ angefertigte Schnittbildgebung zu übertragen und diese „erweiterte Realität“ beispielsweise auf einem Monitor darzustellen.



Hat ein Hirntumor eine enge Nachbarschaftsbeziehung zu einem eloquenten, d.h. eine kritische neurologische Funktion tragenden Hirnareal, so kann die Kombination des Neuronavigationsdatensatzes mit einer präoperativ für die spezielle Fragestellung angefertigten sogenannten funktionellen MRT, die die Lokalisation des betreffenden eloquenten Hirnareals auf indirektem Wege darstellt, die anatomische Orientierung erleichtern. Die Hirntumorkontur und auch die Kontur des eloquenten Areals können dann zum Beispiel im Okular des Operationsmikroskops auf den Operationssitus projiziert werden.

Hirntumor-Operation unter Anwendung der intraoperativen MRT

Abbildung 1: Das im Operationssaal integrierte MRT in der Neurochirurgischen Universitätsklinik Ulm am Standort Günzburg (Foto: Albatross Projects GmbH, Nattheim).
Abbildung 1: Das im Operationssaal integrierte MRT in der Neurochirurgischen Universitätsklinik Ulm am Standort Günzburg (Foto: Albatross Projects GmbH, Nattheim).

Eine weitere wichtige Option zur Optimierung des Tumorresektionsausmaßes ist die intraoperative MRT (Abbildung 1), die die intraoperative Kontrolle (d.h. Kontrolle während der Hirntumor-Operation) und gegebenenfalls eine Erweiterung des Tumorresektionsausmaßes erlaubt. Nach vorläufigem Abschluss der Tumorresektion (operativen Entfernung des Hirntumors) wird der Patient mit steril abgedecktem, aber noch geöffnetem Schädel im innerhalb des Operationssaals befindlichen MRT untersucht.

Nach Durchführung einer intraoperativen MRT während der Hirntumor-Operation ist es dann möglich, die prä- und die intraoperativen MR-Tomographien zu fusionieren. Dies erleichtert insbesondere die Identifizierung chirurgisch induzierter Bildartefakte und deren Abgrenzung von Resttumorgewebe. Typischerweise hat sich das Gehirn im Vergleich zwischen prä- und intraoperativer Bildgebung verlagert - ein Phänomen, das als Brain Shift bezeichnet und u.a. durch den Verlust von Nervenwasser (Liquor) während der Hirntumor-Operation hervorgerufen wird. Bei ausgeprägtem Brain Shift wird die auf präoperativen Bilddaten beruhende Neuronavigation ungenau oder sogar unbrauchbar. Die intraoperative MRT bietet hier die hervorragende Möglichkeit, mit Hilfe des während der Hirntumor-Operation gewonnenen Bilddatensatzes die Neuronavigation zu aktualisieren.
Abbildung 2: Darstellung von Tumorresektionshöhle, Resttumor, ursprünglicher Tumorausdehnung und der während der Operation eingetretenen Hirnverlagerung (Foto: Dr. M. Hlavac, Neurochirurgische Universitätsklinik Ulm am Standort Günzburg)
Abbildung 2: Darstellung von Tumorresektionshöhle, Resttumor, ursprünglicher Tumorausdehnung und der während der Operation eingetretenen Hirnverlagerung (Foto: Dr. M. Hlavac, Neurochirurgische Universitätsklinik Ulm am Standort Günzburg)

Wird in der intraoperativen MRT ein Resttumor identifiziert, so kann dieser nach Aktualisierung der Neuronavigation gezielt nachreseziert (entfernt) werden. Beispielhaft ist in Abbildung 2 sowohl die ursprüngliche Tumorzirkumferenz als auch die Ausdehnung des Resttumors eingezeichnet. Der sowohl durch die Tumorresektion als auch durch Liquorverlust eingetretene Brain Shift tritt deutlich in Erscheinung.

Im Hinblick auf die operative Radikalität bei Glioblastomen zeigt sich, dass durch den Einsatz der intraoperativen MRT der Anteil von Patienten ohne makroskopischen Resttumor deutlich vergrößert werden kann. Die Abbildungen 3a und 3b sind ein Beispiel für eine unter MRT-Kriterien „vollständige“ Tumorresektion. Die typischerweise weit in das gesunde Hirngewebe einwandernden, einzelnen Glioblastomzellen sind mit dieser Untersuchungsmethode nicht darstellbar. Die intraoperative Bildgebung kann somit zu einer Verbesserung der operativen Radikalität beitragen.

Zusätzlich zur Resektionskontrolle kann die intraoperative MRT auch im Rahmen neurochirurgischer Interventionen eingesetzt werden. In Betracht kommen hier endoskopische Eingriffe, Punktionen, Katheterimplantationen und Biopsien.

Abbildung 3a (Foto: Dr. M. Hlavac, Neurochirurgische Universitätsklinik Ulm am Standort Günzburg)
Abbildung 3a (Foto: Dr. M. Hlavac, Neurochirurgische Universitätsklinik Ulm am Standort Günzburg)
Abbildung 3b (Foto: Dr. M. Hlavac, Neurochirurgische Universitätsklinik Ulm am Standort Günzburg)
Abbildung 3b (Foto: Dr. M. Hlavac, Neurochirurgische Universitätsklinik Ulm am Standort Günzburg)


Hirntumor-Operation unter Anwendung des navigierten 3D-Ultraschalls


Eine Alternative zur technisch aufwendigen und kostenintensiven intraoperativen MRT kann der navigierte 3D-Ultraschall darstellen. Dabei handelt es sich um eine einfach anwendbare Echtzeit-Bildgebung, die die Möglichkeit der Aktualisierung der Neuronavigation bietet. Intraoperative Hirnverschiebungen werden zuverlässig abgebildet. Die Zugangsplanung sollte durch präoperative MR-Navigation erfolgen, und die Koregistrierung mit der MRT erleichtert die Ultraschall-Interpretation.



Hirntumor-Operation unter Anwendung der Tumorzellfluoreszenz


Eine andere Entwicklung, die der Optimierung des Tumorresektionsausmaßes während einer Hirntumor-Operation dient, ist die sogenannte Tumorzellfluoreszenz. Unter konventioneller Weißlichtbeleuchtung lässt sich unter dem Operationsmikroskop zwar die Nekrosezone eines Glioblastoms in der Regel gut erkennen, der Verlauf der Tumorgrenzen ist jedoch weit weniger klar definiert. Unter einer speziellen blau-violetten Beleuchtung hingegen zeigen die Tumorgrenzen eine starke Fluoreszenz, während das normale Hirngewebe nicht fluoresziert. Voraussetzung für die Anwendung dieses Verfahrens während einer Hirntumor-Operation ist die präoperative orale Gabe von 5-Aminolävulinsäure, die in Tumorzellen spezifisch zu fluoreszierendem Protoporphyrin IX metabolisiert wird.

Unter Studienbedingungen betrug der Anteil MR-morphologisch vollständiger Resektionen unter konventionellen Weißlichtbedingungen 35 Prozent und unter Einsatz der Tumorzellfluoreszenz 65 Prozent. In einer im „Lancet Oncology“ 2006 veröffentlichten Studie mit 322 Patienten konnte gezeigt werden, dass die Tumorzellfluoreszenz mit 5-Aminolävulinsäure häufiger vollständige Tumorresektionen erlaubt und zu einer Verbesserung der Prognose von Patienten mit Glioblastomen führt.

Artikelinformationen zu Hirntumor-Operation
Autor
Prof. Dr. Halatsch

Prof. Dr. med. Marc-Eric Halatsch, Zertifikat "Spezielle Neurochirurgische Onkologie" der Deutschen Gesellschaft für Neurochirurgie, Universitätsklinik Ulm

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