Langzeitimplantat jetzt serienreif 03.01.2014, 11:57 Uhr

Sensor überwacht Hirndruck bei „Wasser im Kopf“

Wenn der Abfluss der Hirnflüssigkeit gestört ist, implantieren Ärzte ein System in den Kopf, das den Druck reguliert. Ein neues Langzeitimplantat hilft Patienten mit Hydrocephalus, den Hirndruck einfach zu messen und zu regulieren.

Mithilfe des implantierten Überwachungssensors können Mediziner den Hirndruck messen. Das Handlesegerät misst über den Sensor die Temperatur und den Druck in der Hirnflüssigkeit. Aufwändige und teure Computertomographien, die bisher für die Diagnose nötig waren, entfallen mit dem neuen Sensor.

Mithilfe des implantierten Überwachungssensors können Mediziner den Hirndruck messen. Das Handlesegerät misst über den Sensor die Temperatur und den Druck in der Hirnflüssigkeit. Aufwändige und teure Computertomographien, die bisher für die Diagnose nötig waren, entfallen mit dem neuen Sensor.

Foto: Patrick J. Lynch/Fraunhofer IMS)

Unser menschliches Gehirn ist in einer Flüssigkeit gelagert, die ständig neu produziert und ausgetauscht wird. Diese Hirn-Rückenmarksflüssigkeit, der sogenannte Liquor, zirkuliert vom Gehirn über das Rückenmark ins Blut und erneuert sich ungefähr alle acht Stunden. Ein Erwachsener produziert rund 20 Milliliter des Gehirnkammerwassers pro Stunde. Ist diese Zirkulation der Hirnflüssigkeit gestört, lautet die Diagnose Hydrocephalus, wörtlich „Wasser im Kopf“. Das Gehirn produziert dann entweder zu viel Flüssigkeit, oder diese kann nicht ordentlich abtransportiert werden. Die Flüssigkeitsräume, Ventrikel genannt, erweitern sich und der Druck im Gehirn steigt.

Über ein implantiertes Ventil wird der Hirndruck reguliert

Die Folgen sind für jeden Patienten unterschiedlich und reichen von geringer Beeinträchtigung bis zu schweren neurologischen Ausfällen. Der Hydrocephalus kann vorgeburtlich entstehen, aber auch in jedem Lebensalter, etwa durch Infektionen, Unfälle oder Tumore. Um den Druck im Gehirn auf das normale Maß zu bringen, setzen die Ärzte bei den Betroffenen einen Shunt ein. Dieses Schlauch-Ventil-System aus Kunststoff leitet den überschüssigen Liquor ab, beispielsweise in den Bauchraum. Herzstück dieses Shunt-Systems ist ein Ventil. Steigt der Druck über einen Schwellenwert, öffnet das Ventil, sinkt er wieder darunter, schließt es.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Fachexperte für die Straßenverwaltung (m/w/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
München Zum Job 
Firmengruppe Max Bögl-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Elektrotechnik für Magnetbahnen Firmengruppe Max Bögl
Sengenthal bei Neumarkt in der Oberpfalz Zum Job 
Städtisches Klinikum Dresden-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) Bau Städtisches Klinikum Dresden
Dresden Zum Job 
Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden-Firmenlogo
Professur (W2) Verfahren der Wasser-, Boden- und Luftreinhaltung Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden
Stadt Kehl-Firmenlogo
Ingenieur*in (m/w/d) Geschäftsbereichsleitung Abwasser Stadt Kehl
Technische Universität Berlin-Firmenlogo
Bibliotheksreferendar*in (d/m/w) - Beamtin*Beamter auf Widerruf - Anwärterbezüge Eingangsamt BesGr. A13 Technische Universität Berlin
ANDRITZ Küsters GmbH-Firmenlogo
Inbetriebnahme-Ingenieur (m/w/d) ANDRITZ Küsters GmbH
Krefeld Zum Job 
P+R Betriebsgesellschaft mbH-Firmenlogo
Bauingenieur / Architekt P+R-Parkhäuser (w/m/d) P+R Betriebsgesellschaft mbH
Hamburg Zum Job 
WEMAG Netz GmbH-Firmenlogo
Prozessorganisator Grundzuständiger Messstellenbetrieb (m/w/d) WEMAG Netz GmbH
Schwerin Zum Job 
Menlo Systems GmbH-Firmenlogo
Ingenieur / Techniker (m/w/d) für die Produktion von Frequenzkämmen Menlo Systems GmbH
Planegg Zum Job 
Aerologic GmbH-Firmenlogo
Engineer Aircraft Reliability & Maintenance Program (m/f/x) Aerologic GmbH
Leipzig/Halle Airport Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Consultant Digital Transformation (m/w/d) Schwerpunkte IT, Industrie und Engineering THOST Projektmanagement GmbH
Freiburg im Breisgau, Mannheim, München, Stuttgart Zum Job 
Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Ingenieur für Funktionale Sicherheit (m/w/d) Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG
Abensberg bei Regensburg Zum Job 
Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH-Firmenlogo
Vertriebsingenieur (m/w/d) Bereich Spektrometer und Mikroskopie Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH
Herrsching am Ammersee Zum Job 
Brüninghoff GmbH & Co.KG-Firmenlogo
Ingenieurin (m/w/divers) als Führungskraft für Arbeitssicherheit / Gesundheitsschutz Brüninghoff GmbH & Co.KG
Quantum-Systems GmbH-Firmenlogo
Junior Recruiter (m/f/d) Quantum-Systems GmbH
Gilching Zum Job 
Rhein-Sieg Netz GmbH-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Strategische Netzplanung Rhein-Sieg Netz GmbH
Siegburg Zum Job 
Quantum-Systems GmbH-Firmenlogo
Manager (m/w/d) Export/Zoll & Auftragsabwicklung Quantum-Systems GmbH
Gilching Zum Job 
Quantum-Systems GmbH-Firmenlogo
.Net Software Developer (Munich or Kyiv) (f/m/d) Quantum-Systems GmbH
Gilching, Kiew (Ukraine) Zum Job 
EMKA Beschlagteile GmbH & Co KG-Firmenlogo
Produktmanager für elektronmechanische Produkte (m/w/d) EMKA Beschlagteile GmbH & Co KG
Wuppertal Zum Job 

In seltenen Fällen kann es allerdings zu einer Überdrainage kommen. Dabei sinkt der Hirndruck zu stark, die Hirnkammern werden quasi ausgepresst. Bislang können Ärzte eine solche Überdrainage nur über aufwändige und teure Computer- oder Magnetresonanztomographien nachweisen. Ein neuer Sensor, den die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg gemeinsam mit der Christoph Miethke GmbH und der Aesculap AG entwickelt haben, reduziert den Diagnoseaufwand erheblich. Wird der Sensor mit dem Shunt-System ins Gehirn des Patienten implantiert, können die Ärzte den Hirndruck mit einem Handlesegerät auslesen – in wenigen Sekunden, jederzeit und ohne aufwändige Untersuchung.

Der Sensor misst Temperatur und Druck und sendet die Daten zum Lesegerät

Klagt der Patient über Beschwerden, braucht der Arzt lediglich das Handlesegerät von außen an den Kopf des Patienten zu halten. Das Gerät sendet magnetische Funkwellen und versorgt den Sensor im Shunt darüber mit Energie – das Implantat wird „aufgeweckt“, misst Temperatur und Druck in der Hirnflüssigkeit und sendet diese Daten zurück zum Handlesegerät. Ist der Druck außerhalb des gewünschten Bereichs, kann der Arzt das Ventil des Shunt-Systems von außen entsprechend einstellen und es individuell an den Patienten anpassen. „Der Sensor ist ein aktives Implantat, das auch Messfunktionen übernimmt“, sagt Michael Görtz, Leiter der Drucksensorik am IMS.

Damit der Körper das Implantat nicht abstößt, verkapselten die Wissenschaftler es vollständig in eine sehr dünne Metallhülle. „Wir können es trotzdem von außen mit Energie versorgen, den Hirndruck durch das Gehäuse messen und die aufgenommenen Daten durch das Metall zum Lesegerät nach außen funken“, sagt Görtz. Auch das Handlesegerät haben die Forscher entwickelt, samt der Elektronik, über die es mit dem Sensor kommunizieren kann.

Der Sensor ist serienreif, mit der Markteinführung des Systems hat das Unternehmen Miethke, das seit über 20 Jahren neurochirurgische Implantate zur Therapie des Hydrocephalus entwickelt, bereits begonnen. In einigen Jahren, so hoffen die Forscher, könnte der Sensor dann nicht nur den Hirndruck erfassen und damit eine Diagnose erstellen, sondern den Druck auch gleich selbstständig richtig einstellen und somit die Therapie übernehmen.

 

Ein Beitrag von:

  • Gudrun von Schoenebeck

    Gudrun von Schoenebeck

    Gudrun von Schoenebeck ist seit 2001 journalistisch unterwegs in Print- und Online-Medien. Neben Architektur, Kunst und Design hat sie sich vor allem das spannende Gebiet der Raumfahrt erschlossen.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.