Senzorul monitorizează presiunea intracraniană atunci când există „apă în cap”

Când fluxul de lichid cefalorahidian este perturbat, medicii implantează un sistem în cap care reglează presiunea. Un nou implant pe termen lung ajută pacienții cu hidrocefalie să măsoare și să regleze cu ușurință presiunea intracraniană.

atunci

Cu ajutorul senzorului de monitorizare implantat, profesioniștii din domeniul medical pot măsura presiunea intracraniană. Cititorul portabil măsoară temperatura și presiunea din lichidul cerebral prin intermediul senzorului. Tomografiile computerizate complexe și costisitoare, care anterior erau necesare pentru diagnostic, nu mai sunt necesare cu noul senzor.

Foto: Patrick J. Lynch/Fraunhofer IMS)

Creierul nostru uman este stocat într-un fluid care este în mod constant produs și schimbat. Acest lichid din măduva cefalorahidiană, așa-numitul lichior, circulă din creier prin măduva spinării în sânge și este reînnoit aproximativ la fiecare opt ore. Un adult produce aproximativ 20 de mililitri de apă cerebrală pe oră. Dacă această circulație a lichidului cerebral este perturbată, diagnosticul este hidrocefalia, literalmente „apă în cap”. Apoi creierul fie produce prea mult lichid, fie nu poate fi îndepărtat corespunzător. Spațiile fluide, numite ventricule, se extind și presiunea din creier crește.

Presiunea intracraniană este reglată printr-o supapă implantată

Consecințele sunt diferite pentru fiecare pacient și variază de la insuficiență minoră la deficite neurologice severe. Hidrocefalia se poate dezvolta prenatal, dar și la orice vârstă, de exemplu prin infecții, accidente sau tumori. Pentru a aduce presiunea din creier la nivelul normal, medicii au pus un șunt asupra persoanei afectate. Acest sistem de furtunuri din plastic deviază lichidul în exces, de exemplu în abdomen. Inima acestui sistem de șunt este o supapă. Dacă presiunea crește peste o valoare prag, supapa se deschide; dacă cade sub ea, se închide.

Cu toate acestea, în cazuri rare, poate apărea suprasolicitare. Presiunea intracraniană scade prea mult, camerele creierului sunt stinse efectiv. Până în prezent, medicii au reușit să detecteze un astfel de suprasolicitare doar folosind computerul complex și scump cu tomografie cu rezonanță magnetică. Un nou senzor pe care oamenii de știință de la Institutul Fraunhofer pentru circuite și sisteme microelectronice IMS din Duisburg l-au dezvoltat împreună cu Christoph Miethke GmbH și Aesculap AG reduce semnificativ efortul de diagnosticare. Dacă senzorul cu sistemul de șunt este implantat în creierul pacientului, medicii pot citi presiunea intracraniană cu un cititor portabil - în câteva secunde, în orice moment și fără o examinare complexă.

Senzorul măsoară temperatura și presiunea și trimite datele cititorului

Dacă pacientul se plânge de reclamații, medicul trebuie doar să țină cititorul portabil de capul pacientului din exterior. Dispozitivul trimite unde radio magnetice și alimentează senzorul din șunt cu energie - implantul este „trezit”, măsoară temperatura și presiunea din lichidul cerebral și trimite aceste date înapoi la cititorul portabil. Dacă presiunea este în afara intervalului dorit, medicul poate regla supapa sistemului de șunt în mod corespunzător din exterior și o poate regla individual la pacient. „Senzorul este un implant activ care preia și funcții de măsurare”, spune Michael Görtz, șeful senzorilor de presiune de la IMS.

Pentru a împiedica corpul să respingă implantul, oamenii de știință l-au încapsulat complet într-o carcasă metalică foarte subțire. „Îl putem furniza în continuare cu energie din exterior, putem măsura presiunea intracraniană prin carcasă și putem transmite datele înregistrate către exterior prin metal către cititor”, spune Görtz. Cercetătorii au dezvoltat, de asemenea, cititorul portabil, împreună cu dispozitivele electronice pe care le poate folosi pentru a comunica cu senzorul.

Senzorul este gata pentru producția în serie. Compania Miethke, care dezvoltă implanturi neurochirurgicale pentru tratamentul hidrocefaliei de peste 20 de ani, a început deja lansarea pe piață a sistemului. În câțiva ani, speră cercetătorii, senzorul nu va fi capabil doar să înregistreze presiunea intracraniană și să facă astfel un diagnostic, ci să seteze automat presiunea corect și astfel să preia terapia.