Technical Complication in Deep Brain Stimulation

Summary

With a growing number of patients treated with deep brain stimulation (DBS) operations for both hardware-related complications and routine replacements of impulse generators will be performed more frequently. Failure of DBS systems have to be analyzed thoroughly as this thwarts the enormous efforts required for proper electrode implantation and operative revisions increase the morbidity associated with DBS. A female patient implanted with DBS electrodes for advanced Parkinson's disease presented with straining of the right extension lead and deteriorating gait because of electrode migration. This was due to a malpositioned setscrew connector adapting the electrode lead to the extension wire which had been placed below the mastoid process. Following surgical revision with implantation of a new electrode into the STN, electrode dislocation recurred requiring another surgical revision. This was due to renewed connector migration from its parietal position into the cervical region. Straining of extension leads should be recognized as a warning sign for (imminent) electrode dislocation or lead fracture. This may just be the case with connectors located below the mastoid process or in the cervical region, a risk which appears to be increased further with reduced-length extensions. Renewed dislocation of revised extensions may be prevented by securing the position of the connector (e.g. with miniplates).

Zusammenfassung:

Mit einer wachsenden Zahl an Patienten mit Tiefenhirnstimulationssystemen werden Operationen zur Revision bei Systemschäden oder zum Routinewechsel des Impulsgenerators immer häufiger durchgeführt werden. Fehlfunktionen der Stimulationssysteme müssen gründlich untersucht werden, da sie den enormen Aufwand für eine präzise Elektrodenimplantation zunichte machen können und das Morbiditätsrisiko erhöhen. Eine Patientin mit fortgeschrittenem Morbus Parkinson berichtete über ein Ziehen im Verlauf des rechten Verlängerungskabels und eine Verschlechterung des Gehens, was auf eine Elektrodendislokation zurückzuführen war. Dies wurde durch einen Verbindungsstecker verursacht, der unterhalb des Mastoids positioniert worden war. Nach der Revisionsoperation mit Implantation einer neuen Elektrode in den Nucleus subthalamicus kam es zu einer erneuten Elektrodendislokation. Dies war wiederum mit einem Abgleiten des Verbindungssteckers von einer ursprünglich parietalen Position in die Halsregion verbunden und erforderte eine weitere Revision. Zug auf dem Verlängerungskabel sollte als Warnsignal für eine (drohende) Elektrodendislokation oder Elektrodenbruch wahrgenommen werden. Dies scheint insbesondere dann der Fall zu sein, wenn der Verbindungsstecker in der Halsregion liegt und ein kurzes Verlängerungskabel implantiert worden war. Erneute Dislokationen des Verbindungssteckers sollten durch seine Befestigung (z.B. an einem Miniplättchen) verhindert werden.

Key words:

Complication - deep brain stimulation - Parkinson's disease - revision

Schlüsselwörter:

Tiefenhirnstimulation - Komplikation - Morbus Parkinson - Revision

References

• 1 Benabid A L, Benazzouz A, Gao D, Hoffmann D, Limousin P, Koudsie A, Krack P, Pollak P. Chronic electrical stimulation of the ventralis intermedius nucleus of the thalamus and other nuclei as a treatment for Parkinson's disease.  Techniques Neurosurg. 1999;  5 5-30
• 2 Krack P, Hamel W, Mehdorn H M, Deuschl G. Surgical treatment of Parkinson's disease.  Curr Opin Neurol. 1999;  12 417-425
• 3 Ondo W, Jankovic J, Schwartz K, Almaguer M, Simpson R K. Unilateral thalamic deep brain stimulation for refractory essential tremor and Parkinson's disease tremor.  Neurology. 1998;  51 1063-1069
• 4 Schuurman P R, Bosch D A, Bossuyt P M, Bonsel G J, van Someren E J, de Bie R M, Merkus M P, Speelman J D. A comparison of continuous thalamic stimulation and thalamotomy for suppression of severe tremor.  N Engl J Med. 2000;  342 461-468
• 5 Schwalb J M, Riina H A, Skolnick B, Jaggi J L, Simuni T, Baltuch G H. Revision of deep brain stimulator for tremor. Technical note.  J Neurosurg. 2001;  94 1010-1012
• 6 Tasker R R. Deep brain stimulation is preferable to thalamotomy for tremor suppression.  Surg Neurol. 1998;  49 145-153
• 7 Tronnier V M, Staubert A, Hahnel S, Sarem-Aslani A. Magnetic resonance imaging with implanted neurostimulators. an in vitro and in vivo study.  Neurosurgery. 1999;  44 118-125