„Ein Anstieg des intrakraniellen Drucks bedeutet, dass der Patient einem Risiko von Hirnschäden und Tod ausgesetzt ist. Er ist daher ein wesentlicher Indikator für die Etablierung einer Behandlung von traumatischen Hirnverletzungen. Neue Technologien könnten seine Messung sicherer, billiger und viel weiter verbreitet machen“, ist einer der Autoren der Forschung, Ondřej Bradáč von der 1. Fakultät für Neurochirurgische und Neuroonkologische Medizin der Karls-Universität und ÚVN überzeugt.

Denn das Gehirn kann so stark anschwellen, dass der entstehende Druck den Blutfluss zu behindern beginnt. Aufgrund von Sauerstoffmangel stirbt das Gehirn allmählich ab. Daher wird der Hirndruck am häufigsten gemessen, wenn der Kopf verletzt ist.

Wenn Ärzte feststellen, dass der Druck im Gehirn die erwartete Norm überschreitet, können sie eine angemessene Behandlung einleiten: Sie können dem Patienten Medikamente verabreichen, ihn in ein Barbiturat-Koma versetzen, um so wenig Energie wie möglich zu verbrauchen, und selten einen Teil des Schädels entfernen, um ihn zu machen Raum für die subkutane Schwellung.

Auf die Idee einer solchen Lösung kam der Mathematiker Petr Šeba von der Universität Hradec Králové (UHK). Er forderte daher die Einrichtungen des inländischen Unternehmens Linet an, das auf die Herstellung von Krankenhausbetten spezialisiert ist.

“Wir konzentrieren uns seit mehr als zehn Jahren auf die Entwicklung von Vitalzeichensensoren. Natürlich wissen das alle Forscher, und Linet ist logischerweise ein Ort, an dem wir solche Ideen zum Leben erwecken können”, sagte der Gründer des Unternehmens, Zbyněk Frolík .

Šeba trat dem Linet-Forschungsteam unter der Leitung von Vladimír Kolář bei. Das Ergebnis ist ein Kissen mit vollständig programmierter Software, das den intrakraniellen Druck messen kann.

„Das Team von Vladimír Kolář hat mehrere Jahre daran gearbeitet, nicht Monate, sondern wirklich Jahre. Am Ende waren wir sicher, dass wir es geschafft haben, etwas zu erfinden, das eine zuvor so komplexe Prüfung ändern könnte. Deshalb haben wir Professor Vladimír gefragt Beneš von ÚVN und 1. LF UK, um unseren Befund an seinem Arbeitsplatz klinisch zu bestätigen. Es hat funktioniert“, fügte Frolík hinzu.

Linet erlaubte daraufhin dem wissenschaftlichen Team, die Ergebnisse einer Studie zu veröffentlichen, die die Funktionalität der Erfindung und ihre Vergleichbarkeit mit der ursprünglichen Methode zur Messung des Hirndrucks eindeutig bestätigte.

Standardmäßig wird dieser Druck mit einem Katheter gemessen. „Ein Loch wird in das Stirnbein gemacht und eine Sonde, ein intrakranieller Drucksensor, wird dadurch in den Schädel eingeführt. Diese invasive Messmethode birgt jedoch das Risiko einer Infektion oder Blutung und ist relativ Sie müssen einen sehr guten Grund haben den Kopf des Patienten durchbohren, außerdem können Messungen nicht immer und überall durchgeführt werden”, erklärte Bradáč.

Daher haben die Forscher eine Technologie entwickelt, die es ermöglicht, die Entwicklung des intrakraniellen Drucks dank mikroskopischer Pulsationen des Kopfes nicht-invasiv und kontinuierlich in Echtzeit zu erfassen.

„Wenn das Blut zum Kopf strömt, nimmt es einen Schwung mit, eine Kraft, die nicht verloren geht. Sie äußert sich in kaum wahrnehmbaren Pulsationen des Kopfes. Das Kissen, dessen Funktionalität wir getestet haben, kann sie mit vier Sensoren erkennen.“ sagte außerordentlicher Professor Bradáč gemäß der Pressemitteilung der 1. Medizinischen Fakultät.

Er fügt hinzu, dass die Pulsationen des Kopfes nicht unmittelbar den intrakraniellen Druck in absoluten Werten anzeigen, sondern dass es möglich ist, auf der Grundlage der Differentialgeometrie seine behandlungsrelevanten Trends abzuleiten.

„Es stellt sich heraus, dass, wenn die Spitzen dieser Pulsationen früher nach Beginn des Herzschlags auftreten, dies auf einen Anstieg des intrakraniellen Drucks hinweist“, beschrieb er.

Ärzte testeten diese Methode an 24 Patienten, bei denen auch der Druck mit einer intrakraniellen Sonde gemessen wurde. “Bei allen Patienten wurde bestätigt, dass, wenn die Pulsationen des Kopfes in immer kürzerer Zeit nach Beginn der Herzkontraktion am stärksten sind, dies bedeutet, dass der intrakranielle Druck ansteigt”, bemerkte Bradáč.

„Das Projekt befindet sich noch in der Entwicklung, aber die Ergebnisse sind vielversprechend und wir verhandeln derzeit mit ausländischen Universitäten über eine mögliche Beteiligung an der multizentrischen Verifizierung“, sagte der Erstautor der Studie, Arnošt Mládek, der am Institut für Pathologische Physiologie der 1. Medizinischen Fakultät arbeitet der Karlsuniversität.

„Stellen Sie sich vor, Sie haben einen Patienten in einem kleinen Bezirkskrankenhaus, der am Kopf geschlagen wurde, aber teilweise bei Bewusstsein ist. Er schläft, aber er ist wach. Sie können ihn daher nicht in die Universitätsklinik verlegen, weil er nicht für eine Standardmessung geeignet ist des intrakraniellen Drucks mit einer Sonde. Wenn Sie ein spezielles Kissen haben, können Sie den Patienten einfach darauf legen und ruhig sein. Wenn es Veränderungen in der Pulsation des Kopfes und damit einen Anstieg des intrakraniellen Drucks gibt, würde das System Sie warnen “, schloss Bradáč am Ende und merkte an, dass das Kissen wiederholt verwendet werden könne.

Die Forscher veröffentlichten die Forschungsergebnisse in der wissenschaftlichen Zeitschrift Scientific Reports, die vom renommierten Verlag Nature herausgegeben wird.