Сензор следи вътречерепното налягане, когато има "вода в главата"
Когато изтичането на цереброспиналната течност е нарушено, лекарите имплантират система в главата, която регулира налягането. Нов дългосрочен имплант помага на пациентите с хидроцефалия лесно да измерват и регулират вътречерепното налягане.
С помощта на имплантирания сензор за наблюдение медицинските специалисти могат да измерват вътречерепното налягане. Ръчният четец измерва температурата и налягането в мозъчната течност чрез сензора. Сложните и скъпи компютърни томографии, които преди бяха необходими за диагностика, вече не са необходими с новия сензор.
Снимка: Patrick J. Lynch/Fraunhofer IMS)
Нашият човешки мозък се съхранява в течност, която непрекъснато се произвежда и обменя. Тази цереброспинална течност, така нареченият ликьор, циркулира от мозъка през гръбначния мозък в кръвта и се обновява приблизително на всеки осем часа. Възрастен човек произвежда около 20 милилитра вода в мозъчната камера на час. Ако тази циркулация на мозъчната течност е нарушена, диагнозата е хидроцефалия, буквално „вода в главата“. Тогава мозъкът или произвежда твърде много течност, или не може да бъде отстранен правилно. Течните пространства, наречени вентрикули, се разширяват и налягането в мозъка се увеличава.
Вътречерепното налягане се регулира чрез имплантиран клапан
Последиците са различни за всеки пациент и варират от леки увреждания до тежки неврологични дефицити. Хидроцефалията може да се развие пренатално, но също и във всяка възраст, например чрез инфекции, злополуки или тумори. За да се приведе налягането в мозъка до нормалното ниво, лекарите поставят шунт върху засегнатото лице. Тази система маркуч-клапан, изработена от пластмаса, отклонява излишната течност, например в корема. Сърцето на тази маневрена система е клапан. Ако налягането се повиши над прагова стойност, клапанът се отваря; ако падне под него, се затваря.
В редки случаи обаче може да се получи свръх дренаж. Вътречерепното налягане пада твърде много, камерите на мозъка ефективно се изтласкват. Досега лекарите са успели да открият подобен свръх дренаж само с помощта на сложна и скъпа компютърна или магнитно-резонансна томография. Нов сензор, който учените от Института за микроелектронни схеми и системи Фраунхофер IMS в Дуисбург са разработили заедно с Christoph Miethke GmbH и Aesculap AG значително намалява диагностичните усилия. Ако сензорът с шунтиращата система се имплантира в мозъка на пациента, лекарите могат да отчитат вътречерепното налягане с ръчен четец - за няколко секунди, по всяко време и без сложен преглед.
Сензорът измерва температурата и налягането и изпраща данните към четеца
Ако пациентът се оплаква от оплаквания, лекарят трябва само да придържа ръчния четец към главата на пациента отвън. Устройството изпраща магнитни радиовълни и захранва сензора в шунта с енергия - имплантът се „събужда“, измерва температурата и налягането в церебралната течност и изпраща тези данни обратно към ръчния четец. Ако налягането е извън желания диапазон, лекарят може да регулира съответно клапана на шунтиращата система отвън и да го адаптира индивидуално към пациента. „Сензорът е активен имплант, който поема и измервателни функции“, казва Майкъл Гьорц, ръководител на сензори за налягане в IMS.
За да попречат на тялото да отхвърли импланта, учените го капсулираха изцяло в много тънка метална обвивка. „Все още можем да го снабдяваме с енергия отвън, да измерваме вътречерепното налягане през корпуса и да предаваме записаните данни навън през метала към четеца“, казва Гьорц. Изследователите също така разработиха ръчния четец, заедно с електрониката, която му позволява да комуникира със сензора.
Сензорът е готов за серийно производство.Компанията Miethke, която разработва неврохирургични импланти за лечение на хидроцефалия в продължение на повече от 20 години, вече стартира пускането на системата на пазара. След няколко години, се надяват изследователите, сензорът не само ще може да регистрира вътречерепно налягане и по този начин да постави диагноза, но и автоматично да настрои правилно налягането и по този начин да поеме терапията.