Az érzékelő figyeli a koponyán belüli nyomást, ha "víz van a fejben"
Amikor a cerebrospinális folyadék kiáramlása zavart, az orvosok a fejbe olyan rendszert ültetnek be, amely szabályozza a nyomást. Egy új, hosszú távú implantátum segíti a hydrocephalusos betegeket a koponyaűri nyomás egyszerű mérésében és szabályozásában.
A beültetett ellenőrző szenzor segítségével az orvosi szakemberek meg tudják mérni a koponyaűri nyomást. A kézi olvasó az érzékelőn keresztül méri az agyi folyadék hőmérsékletét és nyomását. A diagnózishoz korábban szükséges komplex és drága számítógépes tomográfiákra már nincs szükség az új érzékelővel.
Fotó: Patrick J. Lynch/Fraunhofer IMS)
Emberi agyunk folyadékban van tárolva, amelyet folyamatosan termelnek és cserélnek. Ez a cerebrospinális folyadék, az úgynevezett likőr az agyból a gerincvelőn keresztül kering a vérbe, és körülbelül nyolc óránként megújul. Egy felnőtt óránként körülbelül 20 milliliter agykamra vizet termel. Ha az agyi folyadék ezen keringését megzavarják, akkor a diagnózis hydrocephalus, szó szerint "víz a fejben". Ezután az agy vagy túl sok folyadékot termel, vagy nem lehet megfelelően eltávolítani. A kamráknak nevezett folyadékterek kitágulnak, és az agyban növekszik a nyomás.
A koponyán belüli nyomást egy beültetett szelep szabályozza
A következmények minden beteg esetében eltérőek, és a kisebb károsodástól a súlyos neurológiai hiányokig terjednek. A hydrocephalus kialakulhat prenatálisan, de bármilyen életkorban is, például fertőzések, balesetek vagy daganatok révén. Annak érdekében, hogy az agyban lévő nyomás a normális szintre kerüljön, az orvosok sönt tettek az érintettre. Ez a műanyagból készült tömlő-szelep rendszer a felesleges folyadékot, például a hasba tereli. Ennek a sönt-rendszernek a szíve egy szelep. Ha a nyomás küszöbérték fölé emelkedik, a szelep kinyílik, ha alá esik, akkor bezáródik.
Ritka esetekben azonban túlfolyás léphet fel. A koponyaűri nyomás túlságosan csökken, az agy kamrái hatékonyan kiszorulnak. Az orvosok eddig csak komplex és drága számítógépes vagy mágneses rezonancia tomográfiával tudták kimutatni az ilyen túlfolyást. Egy új érzékelő, amelyet a duisburgi Fraunhofer Mikroelektronikus Áramkörök és Rendszerek IMS Intézet tudósai a Christoph Miethke GmbH-val és az Aesculap AG-vel közösen fejlesztettek ki, jelentősen csökkenti a diagnosztikai erőfeszítéseket. Ha a sönt rendszerű érzékelőt beültetik a beteg agyába, az orvosok kézi olvasóval leolvashatják a koponyaűri nyomást - néhány másodperc alatt, bármikor és komplex vizsgálat nélkül.
Az érzékelő méri a hőmérsékletet és a nyomást, és elküldi az adatokat az olvasónak
Ha a beteg panaszokra panaszkodik, akkor az orvosnak csak kívülről kell a beteg fejéhez tartania a kézi olvasót. A készülék mágneses rádióhullámokat küld, és energiával látja el a sönt szenzorát - az implantátum "felébred", méri az agyi folyadék hőmérsékletét és nyomását, és ezeket az adatokat visszaküldi a kézi olvasónak. Ha a nyomás a kívánt tartományon kívül esik, az orvos kívülről ennek megfelelően állíthatja be a söntrendszer szelepét, és egyedileg állíthatja be a pácienshez. "Az érzékelő egy aktív implantátum, amely mérési funkciókat is felvesz" - mondja Michael Görtz, az IMS nyomásérzékelőinek vezetője.
Annak megakadályozása érdekében, hogy a test elutasítsa az implantátumot, a tudósok teljesen egy nagyon vékony fémhéjba burkolták. "Továbbra is elláthatjuk kívülről származó energiával, megmérhetjük a koponyán belüli nyomást a házon keresztül, és a rögzített adatokat a fémen keresztül továbbíthatjuk a kifelé az olvasóhoz" - mondja Görtz. A kutatók kifejlesztették a kézi olvasót, valamint az elektronikát, amellyel kommunikálni tud az érzékelővel.
Az érzékelő készen áll a sorozatgyártásra A Miethke vállalat, amely több mint 20 éve fejleszt idegsebészeti implantátumokat a hydrocephalus kezelésére, már megkezdte a rendszer piaci bevezetését. Néhány év múlva a kutatók azt remélik, hogy az érzékelő nemcsak a koponyaűri nyomás rögzítésére és így diagnózis felállítására képes, hanem automatikusan helyesen beállítja a nyomást, és így átveszi a terápiát.