Adaptive tiefe Hirnstimulation bei Parkinson-Krankheit: Translation aus der Forschung in die klinische Praxis

Die adaptive tiefe Hirnstimulation (THS) kann die Stimulation bei Parkinson-Krankheit dynamisch an die aktuelle Symptomlast anpassen. Die Translation der adaptiven THS in den klinischen Alltag eröffnet neue Chancen für eine individualisierte Therapie – bringt allerdings noch einige Herausforderungen mit sich.

von Jonathan Kaplan, Dr. Victoria Witzig und Prof. Andrea Kühn

Mit der Zulassung der adaptiven tiefen Hirnstimulation (THS) Anfang 2025 wurde erstmals ein Verfahren für die klinische Routine verfügbar, das die Stimulation bei Parkinson-Krankheit dynamisch an die aktuelle Symptomlast anpasst. Die Translation der adaptiven THS in den klinischen Alltag eröffnet neue Chancen für eine individualisierte Therapie, hat jedoch noch hohe Anforderungen an die behandelnden Ärzte bei der klinischen Umsetzung. Wir wollen hier pathophysiologische Grundlagen und erste klinische Erfahrungen darstellen.

Beta-Aktivität als Biomarker für motorische Symptomschwere

Die derzeit zugelassene adaptive THS basiert auf der Messung von Alpha-Beta-Aktivität (Frequenzbereich 8–30 Hz) in lokalen Feldpotenzialen (LFPs) aus dem Zielgebiet der THS, üblicherweise dem Nucleus subthalamicus (STN). Die neuen THS-Systeme mit Sensing-Funktion ermöglichen die chronische Erfassung von LFPs auch während aktiver Stimulation¹. Im STN korrelieren Beta-Oszillationen mit Bradykinese und Rigidität² und werden durch dopaminerge Medikation sowie therapeutische Stimulation supprimiert³. Damit eignet sich Beta-Aktivität als Biomarker für motorische Symptomschwere.

Die adaptive THS basiert auf einer bedarfsgerechten Anpassung der Stimulationsamplitude, die durch die Alpha-Beta-Aktivität als Feedback-Signal geregelt wird: Im Off-Zustand weist eine erhöhte Beta-Aktivität auf eine hohe Symptomlast hin und führt zur Erhöhung der Stimulationsamplitude mit Ziel der besseren Symptomkontrolle. Im On-Zustand mit niedriger Beta-Aktivität wird die Stimulationsamplitude reduziert, um Dyskinesien und stimulationsinduzierte Nebenwirkungen zu begrenzen.

Single- oder Dual-Threshold-Modus

Erste klinische Daten sind vielversprechend, jedoch fehlen bislang multizentrische, verblindete, randomisierte, kontrollierte Studien für einen direkten Vergleich mit der kontinuierlichen THS. In der ADAPT-PD-Studie⁴ zeigte die adaptive THS eine mit der kontinuierlichen THS vergleichbare Wirksamkeit. Gleichzeitig verlängerte sich die tägliche On-Zeit ohne störende Dyskinesien um durchschnittlich 1,3 Stunden unter adaptiver THS im Dual-Threshold Modus.

Aktuell stehen zwei adaptive THS-Algorithmen zur Verfügung. Beim Single-Threshold-Modus führt das Über- bzw. Unterschreiten eines Schwellenwerts zur Erhöhung bzw. Reduktion der Stimulationsamplitude. Dieser schnellere Algorithmus soll pathologisch verlängerte Beta-Bursts verkürzen. Im Dual-Threshold-Modus wird die Beta-Aktivität durch entsprechende Amplitudenanpassung der Stimulation innerhalb der Grenzen gehalten. Dieser Modus reagiert langsamer und soll vor allem medikationsbedingte Fluktuationen ausgleichen⁴.

Praktische Implementierung der adaptiven THS

Die praktische Implementierung der adaptiven THS bleibt herausfordernd. Die zeitaufwändige Programmierung lässt sich in drei Phasen gliedern: Vorbereitung, Aktivierung der adaptiven THS und Optimierungsphase⁵.

In der Vorbereitungsphase werden ein Sensing-kompatibles Stimulationsprogramm, ein geeigneter Beta-Peak und die Bereitschaft für den aufwendigen Einstellungsprozess geprüft. Anschließend werden über ein bis zwei Wochen bei kontinuierlicher Stimulation LFP-Daten unter Alltagsbedingungen aufgezeichnet und als sogenannte Timeline gespeichert. Bei starken EKG- oder Bewegungsartefakten sowie bei einer nicht Sensing-kompatiblen Stimulationskonfiguration kann ein unilaterales Sensing notwendig werden⁵.

Anschließend werden basierend auf der Timeline individuelle Schwellenwerte definiert und die Amplitudenlimits klinisch, idealerweise im relativen Off- und On-Zustand, ausgetestet und die adaptive THS aktiviert. Zu Beginn können engere Amplitudenlimits gewählt werden, die im Verlauf bei funktionierender Adaptation erweitert werden.

In der unmittelbar darauffolgenden Optimierungsphase werden Timeline und klinischer Effekt wiederholt beurteilt und angepasst bis eine gute Adaptation erreicht ist. Hierfür sind überwiegend mehr als fünf Anpassungen bei den Patienten bis zu einer zufriedenstellenden Einstellung erforderlich⁵. Auch mit zunehmender Erfahrung ließ sich der Zeitaufwand bislang nicht wesentlich reduzieren. Nach erfolgreicher Einstellung blieb die Adaptation jedoch über im Mittel sieben Monate stabil.

Weitere Limitationen

Neben dem zeitlichen Aufwand bestehen weitere Limitationen: Da Beta-Aktivität nicht nur durch Medikation, sondern auch durch Stimulation supprimiert wird, kann der Biomarker bei höheren Amplituden so stark unterdrückt sein, dass klinisch relevante Fluktuationen nur eingeschränkt abgebildet werden^6-9. Hinzu kommen Bewegungs- und EKG-Artefakte sowie Veränderungen der Signalcharakteristik, die von den derzeitigen Algorithmen nicht zuverlässig abgebildet werden. Zukünftig könnten weitere Biomarker die Beta-Aktivität ergänzen oder teilweise ersetzen^7,8.

Die bisherigen klinischen Erfahrungen und hier aufgeführten Limitationen zeigen, dass die adaptive THS aktuell nicht unmittelbar postoperativ nach THS Implantation erfolgen sollte. Patienten, die unter kontinuierlicher THS noch Residualsymptome oder Wirkfluktuationen aufweisen, sind nach aktueller Einschätzung gut geeignete Kandidaten für eine Umstellung auf adaptive Stimulation, um insbesondere Wirkfluktuationen zu glätten.

Fazit: Der Weg in die Routineversorgung

Trotz bestehender Herausforderungen markiert die adaptive THS einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu einer stärker personalisierten, zeitlich präzisen Neuromodulation. Ihre erfolgreiche Überführung in die Routineversorgung setzt jedoch belastbare klinische Evidenz, standardisierte Programmierrichtlinien und sorgfältige Patientenselektion voraus. Klinische Studien sind hier unter anderem an der Charité Universitätsmedizin Berlin in Vorbereitung. Darüber hinaus sind zukünftige technische Optimierungen mit weniger artefaktanfälligen Biomarkern und automatisierter Schwellenanpassung eine wichtige Voraussetzung für eine einfachere klinische Handhabung¹⁰.

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