Senzor monitoruje intrakraniálny tlak, keď je v hlave „voda“
Ak je narušený odtok mozgovomiechového moku, lekári implantujú do hlavy systém, ktorý reguluje tlak. Nový dlhodobý implantát pomáha pacientom s hydrocefalom ľahko merať a regulovať intrakraniálny tlak.
Pomocou implantovaného monitorovacieho senzora môžu zdravotnícki pracovníci merať intrakraniálny tlak. Ručná čítačka meria teplotu a tlak v mozgovej tekutine pomocou snímača. Komplexné a nákladné počítačové tomografie, ktoré boli predtým potrebné na diagnostiku, už nie sú s novým snímačom potrebné.
Foto: Patrick J. Lynch/Fraunhofer IMS)
Náš ľudský mozog je uložený v tekutine, ktorá sa neustále vyrába a vymieňa. Táto mozgovomiechová tekutina, takzvaný výluh, cirkuluje z mozgu miechou do krvi a obnovuje sa približne každých osem hodín. Dospelý človek vyprodukuje okolo 20 mililitrov vody v mozgovej komore za hodinu. Ak je táto cirkulácia mozgovej tekutiny narušená, diagnóza je hydrocefalus, doslova „voda v hlave“. Mozog potom buď produkuje príliš veľa tekutín, alebo ho nemožno správne odstrániť. Tekuté priestory, nazývané komory, sa rozširujú a zvyšuje sa tlak v mozgu.
Intrakraniálny tlak je regulovaný implantovaným ventilom
Dôsledky sú pre každého pacienta odlišné a siahajú od ľahkého poškodenia po ťažké neurologické deficity. Hydrocefalus sa môže vyvinúť prenatálne, ale aj v akomkoľvek veku, napríklad prostredníctvom infekcií, nehôd alebo nádorov. Aby sa tlak v mozgu dostal na normálnu úroveň, lekári nasadili postihnutému bočník. Tento systém hadičiek a ventilov vyrobený z plastu odvádza prebytočnú tekutinu, napríklad do brucha. Srdcom tohto bočného systému je ventil. Ak tlak stúpne nad prahovú hodnotu, ventil sa otvorí, ak pod neho klesne, zatvorí sa.
V ojedinelých prípadoch však môže dôjsť k nadmernému odtoku. Intrakraniálny tlak príliš klesá, komory mozgu sú efektívne vytlačené. Doteraz bolo možné takéto nadmerné odvodenie zistiť lekárom iba pomocou zložitej a nákladnej počítačovej alebo magnetickej rezonančnej tomografie. Nový senzor, ktorý vyvinuli vedci z Fraunhoferovho inštitútu pre mikroelektronické obvody a systémy IMS v Duisburgu, spolu s Christoph Miethke GmbH a Aesculap AG, výrazne znižuje diagnostické úsilie. Ak je snímač s bočným systémom implantovaný do mozgu pacienta, môžu lekári odčítať intrakraniálny tlak pomocou ručnej čítačky - za pár sekúnd, kedykoľvek a bez zložitého vyšetrenia.
Senzor meria teplotu a tlak a odosiela údaje do čítačky
Ak sa pacient sťažuje na sťažnosti, lekár potrebuje iba držať ručnú čítačku zvonka pri hlave pacienta. Prístroj vysiela magnetické rádiové vlny a dodáva snímaču v bočníku energiu - implantát sa „prebudí“, zmeria teplotu a tlak v mozgovej tekutine a tieto údaje odošle späť do príručnej čítačky. Ak je tlak mimo požadovaného rozsahu, lekár môže príslušne upraviť ventil bočníka z vonkajšej strany a individuálne ho prispôsobiť pacientovi. „Senzor je aktívny implantát, ktorý preberá aj funkcie merania,“ hovorí Michael Görtz, vedúci tlakových senzorov IMS.
Aby telo zabránilo odmietnutiu implantátu, vedci ho úplne zapuzdrili do veľmi tenkej kovovej škrupiny. „Stále jej môžeme dodávať energiu zvonku, merať intrakraniálny tlak cez puzdro a prenášať zaznamenané údaje von cez kov do čítačky,“ hovorí Görtz. Vedci vyvinuli aj ručnú čítačku spolu s elektronikou, ktorú môže používať na komunikáciu so snímačom.
Snímač je pripravený na sériovú výrobu Spoločnosť Miethke, ktorá už 20 rokov vyvíja neurochirurgické implantáty na liečbu hydrocefalusu, už zahájila uvedenie systému na trh. Vedci dúfajú, že o niekoľko rokov bude senzor schopný nielen zaznamenať intrakraniálny tlak a stanoviť diagnózu, ale aj automaticky správne nastaviť tlak a prevziať tak terapiu.