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Druckknopf im Kopf

31.10.2012
Eine langsame Zunahme des Hirndrucks kann Demenz auslösen und das Hirn zerstören. Firmen suchen daher seit langem nach Überwachungssensoren, die sich ins Hirn implantieren und von außen auslesen lassen. Ein kleiner Sensor soll Abhilfe schaffen.

Bis heute ist unklar, warum bei manchen Menschen der Druck im Gehirn plötzlich ansteigt. Besser bekannt sind die Folgen: Die Durchblutung wird gestört und auf Dauer können, wie bei einem Schlaganfall, Teile des Gehirns absterben.


Blick in den noch nicht komplett gekapselten Hirndrucksensor. © Fraunhofer IBMT

So entwickelt sich schleichend eine Demenz. Experten schätzen, dass in Europa fünf bis zehn Prozent aller Demenzerkrankungen auf die Druckerhöhung im Gehirn zurückzuführen sind. Doch die Diagnose ist schwierig. Menschen mit erhöhtem Risiko, an einem Hirndruck-Anstieg zu erkranken, müssen bis heute intensivmedizinisch betreut werden.

Von außen wird ein Sensor durch die Schädeldecke bis zum Hirn geführt. Der Patient bleibt über Kabel mit der Messapparatur verbunden. Da der Druck im Gehirn schwankt, lässt sich die Krankheit nur nach einer längeren Messung sicher diagnostizieren. Die Patienten müssen deshalb oft für mehrere Tage oder gar Wochen in der Klinik bleiben.

Bisherige Prototypen korrodieren in der Feuchtigkeit

Medizingeräteentwickler arbeiten schon lange an einem Hirndrucksensor, der ohne Kabel auskommt und sich von außen über Funk auslesen lässt. Bis heute gibt es auf dem Markt aber kein etabliertes Produkt für eine Langzeitimplantation, denn die Sensoren haben stets dasselbe Problem: Ihre Hülle, die bislang meist aus biologisch verträglichem Kunststoff gefertigt wurde, lässt Feuchtigkeit durch, welche den Sensor in wenigen Tagen oder gar Stunden zerstört. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT in St. Ingbert aber haben jetzt einen kleinen Sensor entwickelt, der wirklich dicht hält. Sie verabschieden sich damit von der Idee, einen Sensor mit Kunststoff zu versiegeln. Stattdessen fertigen sie die Hülle aus hochwertigem Metall. Von außen ähnelt der Sensor einer dicken Knopfzelle. Er ist nur etwa einen Zentimeter hoch und zwei Zentimeter breit und soll in Zukunft noch weiter verkleinert werden. In seinem Innern ruht ein Drucksensor aus Silizium wie man ihn heute auch für anspruchsvolle Messaufgaben in Autos einsetzt.

»Der Deckel der kleinen Metalldose ist aus einer beweglichen Metallmembran gefertigt, die auf Druckänderungen im Gehirn reagiert«, erläutert Projektleiter Dr. Thomas Velten, Leiter der Abteilung Biomedizinische Mikrosysteme am IBMT, die Besonderheit des Systems. Dieser Druck wird auf den Siliziumchip im Inneren übertragen. Über einen kleinen Funkimpuls wird der Messwert dann nach draußen zum Messgerät gesendet. »Der Vorteil ist enorm«, sagt Velten. »Der Patient muss nicht mehr stationär untergebracht werden, sondern kommt nur kurz zur Messung in die Klinik.«

Präsentation auf der Medica

Der Sensor wird dann in Sekundenschnelle von außen ausgelesen. Er kommt ohne Batterie aus, da man ihn durch das Lesegerät aktiviert. So kann der Patient ihn über viele Monate oder gar mehrere Jahre tragen, ohne dass eine weitere Operation nötig ist. Während der Messe Medica, die vom 14. bis 17. November 2012 in Düsseldorf stattfindet, werden die Forscher vom IBMT am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 10, Stand F05 an einem Modell des Kopfes aus Glas zeigen, wie der Sensor funktioniert. »Dort stellen wir den neuartigen Hirndrucksensor der Medizintechnikbranche vor und suchen die Diskussion mit weiteren Geräteherstellern.«

Dr. Thomas Velten | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2012/november/druckknopf-im-kopf.html

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