Датчик контролює внутрішньочерепний тиск, коли в голові є "вода"
Коли порушується відтік ліквору, лікарі імплантують в голову систему, що регулює тиск. Новий довгостроковий імплантат допомагає пацієнтам з гідроцефалією легко вимірювати та регулювати внутрішньочерепний тиск.
За допомогою імплантованого датчика моніторингу медичні працівники можуть вимірювати внутрішньочерепний тиск. Портативний зчитувач вимірює температуру та тиск у мозковій рідині за допомогою датчика. Складні та дорогі комп’ютерні томографії, які раніше були необхідні для діагностики, більше не потрібні з новим датчиком.
Фото: Патрік Дж. Лінч/Фраунгофер IMS)
Наш мозок людини зберігається в рідині, яка постійно виробляється і обмінюється. Ця спинномозкова рідина, так званий ліквор, циркулює з головного мозку через спинний мозок у кров і оновлюється приблизно кожні вісім годин. Доросла людина виробляє близько 20 мілілітрів води в мозковій камері на годину. Якщо ця циркуляція мозкової рідини порушена, діагноз - гідроцефалія, буквально «вода в голові». Тоді мозок або виробляє занадто багато рідини, або його неможливо правильно видалити. Рідкі простори, звані шлуночками, розширюються, і тиск у мозку збільшується.
Внутрішньочерепний тиск регулюється за допомогою імплантованого клапана
Наслідки у кожного пацієнта різні і варіюються від незначних порушень до важких неврологічних дефіцитів. Гідроцефалія може розвинутися передутробно, але також у будь-якому віці, наприклад, через інфекції, нещасні випадки або пухлини. Для того, щоб привести тиск у мозку до нормального рівня, лікарі наклали шунт на постраждалу людину. Ця система шлангових клапанів, виготовлена з пластику, відводить надлишок алкоголю, наприклад, у живіт. Серцем цієї маневрової системи є клапан. Якщо тиск підвищується вище порогового значення, клапан відкривається; якщо опускається нижче нього, він закривається.
Однак у рідкісних випадках може статися перевитрата води. Внутрішньочерепний тиск падає занадто сильно, камери мозку ефективно видавлюються. Наразі лікарі змогли виявити подібні перевитрати лише за допомогою складної та дорогої комп’ютерної або магнітно-резонансної томографії. Новий датчик, який вчені з Інституту мікроелектронних схем і систем Фраунгофера IMS у Дуйсбурзі розробили разом з Christoph Miethke GmbH та Aesculap AG, значно зменшує діагностичні зусилля. Якщо датчик із шунтуючою системою імплантується в мозок пацієнта, лікарі можуть зчитувати внутрішньочерепний тиск за допомогою ручного зчитувача - за кілька секунд, у будь-який час і без складного обстеження.
Датчик вимірює температуру і тиск і надсилає дані в зчитувач
Якщо пацієнт скаржиться на скарги, лікареві потрібно лише прикріпити кишеньковий зчитувач до голови пацієнта ззовні. Пристрій посилає магнітні радіохвилі та постачає датчик в шунт енергією - імплантат «прокидається», вимірює температуру та тиск у мозковій рідині та надсилає ці дані назад до портативного зчитувача. Якщо тиск виходить за межі бажаного діапазону, лікар може відповідно відрегулювати клапан шунтуючої системи ззовні та індивідуально регулювати його для пацієнта. "Датчик - це активний імплантат, який також виконує функції вимірювання", - каже Майкл Герц, керівник датчиків тиску в IMS.
Щоб тіло не відкинуло імплантат, вчені повністю капсулювали його у дуже тонку металеву оболонку. "Ми все ще можемо забезпечувати його енергією ззовні, вимірювати внутрішньочерепний тиск через корпус і передавати записані дані назовні через метал до зчитувача", - говорить Герц. Дослідники також розробили портативний зчитувач разом з електронікою, яку він може використовувати для зв'язку з датчиком.
Датчик готовий до серійного виробництва. Компанія Miethke, яка розробляє нейрохірургічні імплантати для лікування гідроцефалії вже понад 20 років, вже розпочала випуск системи на ринок. Через кілька років, сподіваються дослідники, датчик зможе не тільки реєструвати внутрішньочерепний тиск і, таким чином, встановлювати діагноз, але і автоматично встановлювати правильний тиск і, таким чином, приймати терапію.