Objective: Navigated transcranial magnetic stimulation (nTMS) is a non-invasive mapping tool to locate functional areas of the brain, gaining importance as a preoperative diagnostic device. This is a summary of three studies, Schwarzer et al., Rosenstock et al. and Zdunczyk et al., whose aim it is to increase the accuracy and usability of nTMS in different neurosurgical patient groups. They intend to describe neurophysiological data gained through nTMS as a supportive measure for surgical planning to increase patient safety and improve outcome. Methods: All patients and healthy subjects were examined via bihemispheric nTMS. Schwarzer et al. ascertained a baseline picture naming performance and used repetitive nTMS (rnTMS) to induce speech disruptions to identify individual language areas in patients with language eloquent lesions. Nine biometric factors were analyzed for correlation with elevated error occurrence. Rosenstock et al. concentrated on the primary motor cortex of patients with motor-eloquent glioma and performed correlation analyses to test the association of nTMS-related variables and postoperative motor outcome. Zdunczyk et al. examined patients with degenerative cervical myelopathy (DCM) and healthy volunteers to see differences in neurophysiological nTMS data due to disease severity. Results: Schwarzer et al. showed a significant increase in error occurrence with increased severity of cognitive impairment (p<0.05) and aphasia (p<0.005). Rosenstock et al. found no new permanent deficits after surgery when the distance between tumor and motor tracts was >8mm (p=0.014). New postoperative deficits could be seen in patients with pathological excitability of the motor cortex (resting motor threshold ratio <90%/>110%, p=0.031). Patients with DCM had a reduced corticospinal excitability estimated by the recruitment curve (p=0.022), and patients with mild symptoms showed an increased activation on non- primary motor areas (p<0.005). Patients with severe symptoms showed a higher cortical inhibition (p<0.05) and a reduced motor area (p<0.05). Conclusion: Most patients are eligible for rnTMS language mapping. A new protocol for language mapping is proposed for secure identification of patients eligible for reliable rnTMS in Schwarzer et al. Rosenstock et al. introduce a new risk stratification model, based on objective functional-anatomical and neurophysiological measures, which enables physicians to counsel patients about the risk of functional deterioration or the potential for recovery and supports surgical planning. Zdunczyk et al. propose a new concept for functional compensation for DCM on the cortical and spinal level: the corticospinal reserve capacity. nTMS is a viable diagnostic tool to characterize this and its parameters serve as valuable prognostic factors.
Fragestellung: Navigierte transkranielle Magnetstimulation (nTMS) ist eine nicht-invasive Untersuchungsmethode, um kortikale Funktionsareale zu identifizieren, welche zunehmend an Bedeutung als präoperatives diagnostisches Mittel gewinnt. Dies ist eine Zusammenfassung dreier Studien, Schwarzer et al., Rosenstock et al. und Zdunczyk et al. Die Studien haben als Ziel, die Benutzerfreundlichkeit und Genauigkeit von nTMS für unterschiedliche neurochirurgische Patientengruppen zu verbessern. Neurophysiologische Parameter wurden mittels nTMS erhoben, um die operative Planung zu unterstützen und das individuelle Patientenrisiko korrekt einzuschätzen und zu verbessern. Methodik: Alle Patienten und Probanden wurden bihemisphärisch mittels nTMS untersucht. Schwarzer et al. erhoben vorher die individuelle Fähigkeit zur Objektbenennung (baseline) und nutzten repetitive nTMS (rnTMS), um Sprachunterbrechungen hervorzurufen und somit Kortexareale bei Patienten mit sprachrelevanten Hirnläsionen zu identifizieren. Neun biometrische Patienteneigenschaften wurden in ein Verhältnis mit der Fehleranfälligkeit gesetzt. Rosenstock et al. untersuchten den primär motorischen Kortex bei Gliompatienten und analysierten den Zusammenhang von nTMS-ermittelten Parametern mit dem postoperativen Patientenzustand. Zdunczyk et al. betrachteten Patienten mit degenerativer zervikaler Myelopathie (DCM), sowie gesunde Probanden und ermittelten die unterschiedlichen nTMS-Parameter in Abhängigkeit von der Symptomschwere. Ergebnisse: Die meisten biometrischen Faktoren zeigten keinen statistischen Zusammenhang mit dem Stimulationsergebnis bei Schwarzer et al. Je schwerer der Aphasiegrad und die kognitiven Einschränkungen waren, desto mehr Sprachfehler wurden in der rnTMS Untersuchung gemacht (je p<0.005 und p<0.05). Rosenstock et al. konnten zeigen, dass bei einer Distanz von >8mm zwischen Tumor und kortikospinalem Trakt keine neuen permanenten postoperativen Defizite auftraten (p=0.014). Neue postoperative Defizite traten bei Patienten mit präoperativ pathologischer Kortexerregbarkeit (Ruhemotorschwellenverhältnis RMT <90%/>110%, p=0.031) auf. DCM Patienten wiesen eine reduzierte kortikospinale Erregbarkeit, gekennzeichnet durch ein Abflachen der recruitment curve, auf (p=0.022). Ein vergrößertes motorisch relevantes Kortexareal mit Aktivierung sekundärer Motorareale zeigte sich bei Patienten mit milder Symptomatik (p<0.005), während bei schwer betroffenen Patienten eine erhöhte kortikale Hemmung (CSP, p<0.05) und reduzierte motorische Kortexfläche auffiel (p<0.05). Schlussfolgerung: Schwarzer et al. stellen ein neues Prüfungsprotokoll für die Eignung von Patienten für ein reliables rnTMS Ergebnis vor, wobei die statistische Analyse ergab, dass die meisten Patienten für eine reliable rnTMS Sprachuntersuchung geeignet sind. Rosenstock et al. präsentieren ein neues Risikostratifikationsmodell für Patienten mit motorisch relevanten Gliomen, wodurch der Operateur anhand von funktionell-anatomischen und neurophysiologischen Parametern das individuelle Patientenrisiko für den postoperativen Verlauf einschätzen kann. Zdunczyk et al. beschreiben einen möglichen funktionellen Kompensationsmechanismus bei DCM Patienten auf kortikaler und spinaler Ebene: die kortikospinale Reservekapazität. Die durch nTMS ermittelten Parameter lassen damit objektivierbare prognostische Aussagen zu.
