Telemetrisch auslesbares Implantat

Drucksensor zur Funktionsanalyse im Hirn-Shunt, einem Ableitsystem das bei Patienten mit erhöhtem Hirndruck eingesetzt wird.

Ein pathologischer Überdruck im Gehirn hat schwerwiegende Auswirkungen auf den Patienten. Bei der Diagnose »Hydrocephalus« produziert das Gehirn entweder zu viel Hirnflüssigkeit oder kann diese nicht ausreichend »abbauen«. Als Folge steigt der Druck im Kopf zu stark, wodurch das Gehirn Schaden nimmt. Abhilfe schafft ein Shunt-System, das Ärzte in das Gehirn des Patienten implantieren. Dort leitet es überschüssige Flüssigkeit beispielsweise in den Bauchraum ab.

Herzstück dieses Shunt-Systems ist ein Ventil. Das Ventil öffnet sich, wenn der Druck über einen Schwellenwert steigt. Bislang konnten Ärzte eine Funktionskontrolle des Ventils der Hydrocephalus-Behandlung nur über aufwändige und belastende Computer- oder Magnetresonanztomographien nachweisen.

Anders mit einem neuartigen Sensor den das Fraunhofer IMS gemeinsam mit der Christoph Miethke GmbH und der Aesculap AG entwickelt hat.

Wird der Sensor mit dem Shunt-System implantiert, können die Ärzte den »Hirndruck« mit einem Handlesegerät jederzeit ohne aufwändige Untersuchung auslesen.

Klagt der Patient über Beschwerden, braucht der Arzt lediglich das Handlesegerät von außen an den Kopf des Hydrocephalus-Patienten zu halten. Das Gerät sendet magnetische Funkwellen und versorgt den Sensor im Shunt mit Energie. Das Implantat wird »aufgeweckt«, misst Druck und Temperatur in der Hirnflüssigkeit und sendet diese Daten zurück zum Handlesegerät.

Ist der gemessene Druck nicht im gewünschten Bereich, kann der Arzt das Ventil des Shunt-Systems von außen entsprechend einstellen und es individuell an den Patienten anpassen.

Eine besondere Herausforderung, die das Fraunhofer IMS bei der Entwicklung des Sensorsystems überwinden musste, war die Kommunikation durch die hermetische Metallhülle des Implantats. Metallgehäuse sind ein aktueller Standard um die Langzeitstabilität und Bioverträglichkeit eines Implantats zu gewährleisten aber gleichzeitig ein Hindernis für die elektromagnetische Kommunikation.

Das Sensorsystem ist CE-zugelassen und legt die Basis für Weiterentwicklungen hin zur Theranostik – eine Wortschöpfung aus Therapie und Diagnostik. In einigen Jahren könnte der Sensor nicht nur den Hirndruck erfassen und den Arzt bei der Diagnose unterstützen, sondern auch den Druck über das Shunt-System selbstständig justieren und somit die individuelle Therapie des Patienten aktiv steuern.