Einleitung Die navigierte transkranielle Magnetstimulation (nTMS) wird in der neurochirurgischen Operationsplanung als nicht-invasive Untersuchungsmethode zur Evaluierung des primär-motorischen Kortex (M1) eingesetzt, um postoperative motorische Defizite nach zerebralen Tumorresektionen zu vermeiden. Die Nutzung der nTMS für nicht-primär motorische Areale (NPMA) ist umstritten und wird bisher nicht routinemäßig in der Neurochirurgie verwendet. Das Ziel dieser Studie war es, anhand der Analyse klinischer und neurophysiologischer Parameter bei Hirntumorpatienten und gesunden Probanden zu analysieren, ob durch nTMS motorisch evozierte Potentiale (MEPs) in NPMA verlässlich von M1 separiert werden können.
Methoden Zwölf Patienten mit einem hirneigenen supratentoriellen Tumor und sechs gesunde Probanden wurden einer bihemisphärischen nTMS-Untersuchung unterzogen. Zunächst wurde ein M1-Mapping durchgeführt, bei welchem die motorische Erregbarkeitsschwelle (RMT = resting motor threshold) und M1-Repräsentationsfläche bestimmt wurden. Die Evaluation der NPMA erfolgte mit jeweils 120% RMT und 150% RMT. Die prospektiv erhobenen Daten wurden statistisch analysiert hinsichtlich der Distribution des elektrischen Feldes, klinischer Charakteristika, der elektrophysiologischen Messparameter sowie der Vektorausrichtung der Stimulationspunkte. Korrelationsanalysen hinsichtlich der kortikalen M1-Repräsentationsfläche und Inzidenz positiver nTMS-Stimuli in NPMA wurden durchgeführt.
Ergebnisse Die Stimulation der NPMA löste in 89% in der Patientengruppe und 84 % in der Probandengruppe keine MEPs > 50 µV aus. Die positiven nTMS-Punkte in NPMA zeigten vermehrt (79%) eine überschwellige elektrische Feldstärke über M1, so dass ein M1-Einbezug nicht ausgeschlossen werden konnte. Es zeigte sich, dass in der Mehrheit der Fälle die NPMA-Antworten mit einer für M1 optimalen Ausrichtung des elektrischen Feldes erzielt wurden (81% bei 120% RMT, 67% bei 150% RMT). In der Patientengruppe korrelierte die M1-Fläche zur Stimulationsintensität (120% M1 RMT p = 0.005, 150% M1 RMT p = 0.198).
Schlussfolgerung Die Evaluation der elektrophysiologischen Parameter wie der elektrischen Feldstärke und der Vektorausrichtung des elektrischen Feldes beim nTMS-Mapping der NPMA untersucht den Ursprung der nTMS-Antworten. Der Großteil der beobachteten nTMS-Antworten in NPMA stammte aus M1 und nicht aus NPMA. Diese Information ist von Bedeutung für die Beurteilung der Resektabilität von Tumoren in NPMA.
Introduction Navigated transcranial magnetic stimulation (nTMS) has been increasingly used as a non-invasive diagnostic tool in neurosurgery. Mainly, the evaluation of the primary motor cortex (M1) with nTMS is used for presurgical planning to avoid postoperative deficits after cerebral tumour resections. The application of nTMS for nonprimary motor areas (NPMA) remains controversial and has not been routinely used in neurosurgery. The aim of this study was to analyze whether motor evoked potentials (MEPs) elicited by nTMS in NMPA could be reliably separated from M1 or not. The evaluation included an analysis of clinical and neurophysiological parameters in brain tumor patients and healthy volunteers. Methods Twelve brain tumor patients and six healthy volunteers underwent bihemispheric M1 nTMS mapping. M1 mapping was completed including the determination of the M1 resting motor threshold (RMT) and M1 area. The evaluation of NPMA followed using 120% RMT and 150% RMT. Statistical analysis was performed with these prospective data with regards to the distribution of the electric field, clinical characteristics, electrophysiological parameters and the vector direction of the nTMS positive points. Correlation analysis of cortical M1 representation area and incidence of positive nTMS stimuli in NPMA was performed. Results NPMA mapping did not result in MEPs > 50 μV in 89% in the patient group and in 84% in group of healthy volunteers. The nTMS positive spots were mainly above the electric field threshold (79%), hence M1 involvement could not be excluded. It was demonstrated that these nTMS signals in NPMA showed in the majority of cases an optimal vector alignment for M1 (81% for 120% RMT, 67% for 150% RMT ). Conclusion The evaluation of electrophysiological parameters including electric field strength and vector direction allows to assess the origin of nTMS signals. In the majority of cases the nTMS NPMA mapping originated indeed from M1 and not from NPMA. This information is essential for the assessment of resectability of brain tumours in NPMA.
