Ob durch Sport, Autounfälle oder Militärdienst, traumatische Hirnverletzungen sind weit verbreitet und gefährlich. Nach Angaben der Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten weisen 30 Prozent der Todesfälle aufgrund von Verletzungen TBIs auf. Im Jahr 2013 waren dies in den USA fast 50.000 Todesfälle.
Einige TBIs, insbesondere die schwereren, sind durch Hirnblutungen (intrakranielle) gekennzeichnet, und diese erfordern eine andere Art der Behandlung, bei der der Schädel geöffnet wird, um Druck abzubauen und das geronnene Blut, das so genannte Hämatom, zu entfernen. Es ist eine Frage des Lebens oder des Todes, Menschen mit diesen Verletzungen in die entsprechenden Neurotraumazentren zu schicken. Die Überlebensrate von Patienten mit intrakraniellen Blutungen aufgrund von TBI sinkt von 70 Prozent auf 10 Prozent, wenn das Hämatom nicht innerhalb von vier Stunden entfernt wird. Dies geht aus einer Studie von 1981 im New England Journal of Medicine hervor .
Die Gehirnerschütterungsdiagnose ist jedoch ungenau und erfordert bei Hämatomen einen CT-Scan, der teuer ist und häufig lange Wartezeiten hat. Ein Brainstorming von Forschern der Chalmers University of Technology in Schweden führte zu einem im Journal of Neurotrauma veröffentlichten Artikel, in dem eine neue Anwendung einer Schlaganfallerkennungstechnologie zur schnellen Diagnose intrakranieller Blutungen untersucht wurde.
„Das ist in vielen Bereichen ein großes Problem, das wir angehen müssen, da es schwierig ist, die richtigen Leute für die Neurochirurgie zu finden“, sagt Johan Ljungqvist, der leitende Forscher und Neurochirurg am Sahlgrenska University Hospital.
Ljungqvist und sein Team konzipierten eine Off-Label-Nutzung für eine bereits vorhandene Technologie. Der von Medfield Diagnostics entwickelte Strokefinder dient zur Unterscheidung zwischen ischämischen (bei denen ein Blutgerinnsel den Blutfluss blockiert) und hämorrhagischen (bei denen es zu Blutungen kommt) Schlaganfällen. Der Helm hat acht Mikrowellenantennen. Jede Antenne feuert wiederum eine kleine Menge Mikrowellenstrahlung durch das Gehirn (zwischen 1/100 und 1/10, was Sie von einem Handygespräch erhalten) und die anderen Antennen nehmen sie auf. Der Vorgang wird mit verschiedenen Frequenzen wiederholt. Die Mikrowellen haben das Gewebe auf unterschiedliche Weise durchlaufen, je nach Beschaffenheit des Gewebes. Wenn sie über einen Algorithmus gefiltert werden, fällt das Hämatom auf, unabhängig davon, ob es auf einen Schlaganfall oder einen TBI zurückzuführen ist.
Der Strokefinder kann in dringenden Situationen als Screening-Instrument eingesetzt werden. (Medfield Diagnostics) Ärzte können sofort mit der Behandlung von Schlaganfallpatienten beginnen, die mit dem Strokefinder untersucht werden. Im Fall von TBIs ist es jedoch sinnvoll, sie in Krankenhäuser zu bringen, die bereit sind, ihnen die erforderliche neurologische Versorgung zukommen zu lassen.
„Es geht nicht so sehr darum, vor dem Krankenhausaufenthalt mehr für sie tun zu können [TBI-Patienten]. Es geht um Triage und darum, sie in das richtige Krankenhaus zu bringen, und das ist ein großes Problem“, sagt Mikal Elam, Vorsitzender der klinischen Neurophysiologie an der Universität Göteborg und einer der Mitforscher von Ljungqvist.
Bisher wurde die Technik nur bei Menschen mit chronischem Hirnhämatom angewendet - nicht lebensbedrohliche Versionen, bei denen keine sofortige Operation erforderlich ist. Aufgrund des Erfolgs dieser Studie ist Ljungqvist jedoch der Ansicht, dass sie in dringenden Situationen eingesetzt werden kann.
„Wenn wir nachweisen können, dass es bei diesen [chronischen] Hämatomen funktioniert, können wir auch andere Patienten mit akuten Hämatomen untersuchen und sie haben unterschiedliche dielektrische Eigenschaften, die möglicherweise leichter zu finden sind. In diesem Fall könnten wir dies als Screening-Instrument in Krankenwagen oder Hubschraubern einsetzen “, sagt er.
Es könnte sogar in Stadien und bei Sportveranstaltungen oder auf Schlachtfeldern auftreten. Obwohl das Gerät derzeit nur Forschern zur Verfügung steht, beabsichtigt Medfield, es kommerziell verfügbar zu machen, und mit dieser Staffelung wird der Preis sinken (obwohl es mit rund 100.000 USD bereits weit weniger ist als ein CT-Gerät).
Das Gerät selbst ist leise und hat die Form eines klobigen Helms mit Paddeln über vier Seiten des Kopfes. (Medfield Diagnostics) Medfield arbeitet bei Projekten mit dem Strokefinder und anderen Technologien mit dem Sahlgrenska-Universitätsklinikum von Chalmers und Göteborg zusammen, um herauszufinden, dass die Ärzte und medizinischen Forscher dort eine bessere Vorstellung davon haben, was sie brauchen als die Ingenieure des Unternehmens. "Als Ingenieurschule haben Sie vielleicht Ideen, aber es ist in Wirklichkeit ihr Beruf. Es liegt an der medizinischen Gemeinschaft, zu entscheiden, wie sie diese einsetzen", sagt Mikael Persson, der Medfield gründete, nachdem Elams Labor gezeigt hatte, dass ein früher Prototyp Änderungen an erkennen kann das Gewebe im Gehirn.
Das Gerät selbst ist leise und hat die Form eines klobigen Helms mit Paddeln über vier Seiten des Kopfes. Es wiegt etwas mehr als 10 Pfund. Man kann nicht fühlen, wie es funktioniert. Der Algorithmus unterscheidet zwischen normalem Gewebe und geronnenem Blut und der gesamte Vorgang dauert nur 45 Sekunden. Es liefert kein Bild, nur einen Hinweis darauf, ob ein Hämatom vorliegt.
Die Mikrowellenbrechung wurde zur Erkennung von Brustkrebs eingesetzt, und Elam und Ljungqvist sind der Ansicht, dass sie in noch mehr Bereichen angewendet werden könnte. Eine norwegische Gruppe nutzt die Technologie, um kollabierte Lungen bei Schweinen zu diagnostizieren. In Zukunft wird sie möglicherweise für andere Arten von Gehirnschwellungen oder Abdominalblutungen eingesetzt. Ljungqvist plant eine Studie bei Patienten mit akutem TBI-bedingtem Hämatom, da der Prozess schnell genug ist, um Operationen oder CT-Scans nicht zu verzögern.
Während diese und andere Studien fortschreiten, wird der Algorithmus des Geräts verfeinert, um mehr Details wie Größe und Lage des Hämatoms bereitzustellen, sagt Elam.
„Dies ist kein Imaging-Tool. Es gibt uns einen Wert, und dieser Wert unterscheidet sich von dem, was normale Menschen ohne Blutung haben “, sagt Ljungqvist. "Da wir keine Möglichkeiten zur Bildgebung haben, müssen wir wirklich Dinge finden, für die dieser Algorithmus verwendet werden kann."
