Durch die steigende medizinische Technisierung finden neuartige Diagnostika zunehmend Anwendung in den operativen Fachbereichen. Aufgrund der Diversität dieser technischen Mittel ist ein fundiertes Wissen über ihre Grundlagen, Interpretationsmöglichkeiten und jeweilige Präzision unabdingbar. Insbesondere in der Chirurgie hirneigener Tumore besteht eine Diskrepanz zwischen der Notwendigkeit, eine möglichst vollständige Resektion zu erreichen, um eine Verlängerung der Gesamtüberlebenszeit zu erzielen, ohne andererseits eine frühe Beeinträchtigung umgebener eloquenter Strukturen zu verursachen. Dies gilt neben lebenswichtigen Bereichen wie der Hirnstammregion, insbesondere für die Funktionen der Sprache und Motorik, deren Schädigung mit einer erheblichen Beeinträchtigung der Lebensqualität einhergeht. Durch die Läsions-bedingte Verschiebung anatomischer Areale ist eine dezidierte und individuelle Darstellung dieser Bereiche elementar. Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) bietet, als nicht-invasives Diagnostikum, eine Kartierungsmöglichkeit eloquenter Funktionen und zeigt hierbei eine hohe Präzision im Vergleich zu der als Goldstandard geltenden Direkten Corticalen Stimulation (DCS). Methodik: Nach Erhebung der Ruhemotorschwelle erfolgt in den ersten beiden Studien eine TMS-gekoppelte kartographische Darstellung sprach-eloquenter Areale, bei Patienten mit linkshemisphärischen, intrinsischen Tumoren im Bereich der Sylvischen Fissur. Diese Kartierung wird in der ersten Studie mit der einer gesunden Vergleichskohorte und in der zweiten Studie mit den Resultaten der direkten Cortexstimulation korreliert und statistisch evaluiert. In der dritten Studie wird der zentralmotorische Cortex mit seinen assoziierten Faserbahnen nTMS-basiert dargestellt. Weiterhin wird der Einfluss diverser Variablen auf die Entstehung eines postoperativen motorischen Defizits analysiert. Ergebnisse: Die Resultate der ersten Studie zeigen, insbesondere in der Probandengruppe, eine hohe Sensitivität der repetitiven navigierten TMS für Sprachfunktion im Bereich des klassischen Broca-Areals und implizieren eine zunehmende Beteiligung rechtshemisphärischer Cortexareale bei Patienten mit linksseitigen perisylvischen Läsionen. Die zweite Studie bestätigt das Induktionspotential der TMS für diverse Sprachfehler, wobei insbesondere in anterioren Sprachregionen, wie dem frontalen Operculum, ein hoher negativer prädiktiver Wert im Vergleich zur direkten Cortexstimulation gezeigt werden konnte. Die dritten Studienergebnisse bestätigen die hohe Genauigkeit der TMS für die Visualisierung primärmotorischer Areale und demonstrieren einen prognostischen Stellenwert der Ruhemotorschwelle für die Entstehungswahrscheinlichkeit eines postoperativen Motordefizits in der Meningeomchirurgie. Zusammenfassung: Die TMS eignet sich als nebenwirkungsarmes, präzises und nicht-invasives Diagnostikum zur individuellen Repräsentation sprach- und motor-eloquenter Regionen und nimmt somit eine zentrale Rolle in der Risikostratifizierung und Operationsplanung neurochirurgischer Eingriffe ein.
Due to the increase of medical technology, the integration of its technical instruments into the surgical field is on the rise. With a gaining amount of available tools, the exact knowledge of technical principles and their interpretation becomes mandatory. Particularly in neurosurgery a discrepancy between the need to achieve maximum resection to prolong overall survival, exists, in contrast to preserving functionality and avoiding a neurological impairment. This counts in particular for elementary neurological functions such as speech and movement. Disrupting these capacities has a lasting impact on the patients’ quality of life. Brain lesions can cause an alternation of anatomical landmarks and make their accurate identification challenging. Therefore, it is obligatory to be aware of the individual localisation of eloquent areas. Transcranial magnetic stimulation (TMS) enables a non-invasive visualization of the cortical representation of language and motor activity and demonstrates hereby a high reliability with regard to the gold standard of Direct Cortical Stimulation (DCS). Methods: After determining the resting motor threshold (RMT) in the first two studies, language mapping, with a TMS-triggered object-naming task, is carried out on patients with left-hemispheric lesions within the Sylvian Fissure, to identify speech eloquent areas and allocate them to their respective anatomical location. The first survey compares the obtained illustration of language to a group of healthy volunteers. The second draws a comparison to the cortical language representation, as registered using DCS. The third study uses nTMS to picture the motor pathway with its cortex and corticospinal tract. Followed by analysis of the predictive role of TMS on motor outcome. Results: The first study reveals a high sensitivity of rnTMS mapping on Broca’s classical speech area, which is particularly observed in healthy volunteers. Whereas an increased involvement of the right hemisphere in language processing becomes evident in patients with left sided perisylvian lesions. The second survey emphasises the TMS-capability of inducing speech disturbances primary in anterior language regions and its negative predictive value in correlation to DCS. The third study approves the precision of TMS-based motor mapping and identifies the RMT as an independent predictor for motor deficits in surgery for rolandic meningiomas. Conclusion: Our studies confirm TMS to be a safe, reliable and non-invasive tool on representing individual speech- and motor-eloquent areas. Herewith it demonstrates to be a useful instrument for risk stratification and the development of the surgical approach.
