„Eine Erhöhung des Hirndrucks bedeutet, dass für den Patienten das Risiko von Hirnschäden und Tod besteht. Er ist daher ein wesentlicher Indikator für die Einrichtung einer Behandlung von Kopftraumata. Die neue Technologie könnte ihre Messung sicherer, billiger und viel breiter machen“, ist überzeugte einer der Autoren der Studie, Ondřej Bradáč von der Neurochirurgischen und Neuroonkologischen 1. Medizinischen Fakultät der Karlsuniversität und ÚVN.

Dies liegt daran, dass das Gehirn so stark anschwellen kann, dass der resultierende Druck beginnt, den Blutfluss zu behindern. Aufgrund des Sauerstoffmangels 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 den erwarteten Standard überschreitet, können sie eine geeignete Behandlung durchführen: Sie können dem Patienten Medikamente geben, ihn in ein Barbiturat-Koma versetzen, um so wenig Energie wie möglich zu verbrauchen, und selten einen Teil des Schädels entfernen, um ihn zu befreien Platz für subkutane Schwellungen schaffen.

Die Idee zu einer solchen Lösung hatte der Mathematiker Petr Šeba von der Universität Hradec Králové (UHK). Deshalb suchte er nach den Angeboten des inländischen Unternehmens Linet, das sich auf die Herstellung von Krankenhausbetten spezialisiert hat.

„Wir konzentrieren uns seit über zehn Jahren auf die Entwicklung von Vitalwertsensoren. Das wissen natürlich alle Forscher und Linet ist logischerweise ein Ort, an dem wir solche Ideen zum Leben erwecken können“, so Firmengründer Zbyněk Frolík.

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

„Das Team von Vladimír Kolář arbeitet seit mehreren Jahren hart daran, nicht seit Monaten, sondern wirklich seit Jahren. Am Ende waren wir uns sicher, dass wir es geschafft haben, etwas zu erfinden, das eine bisher so komplexe Untersuchung ändern könnte. Deshalb haben wir nachgefragt Professor Vladimír Beneš von ÚVN und 1. LF UK, um unsere Entdeckung an seinem Arbeitsplatz klinisch zu überprüfen. Das hat funktioniert „, fügte Frolík hinzu.

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

Dieser Druck wird standardmäßig mit einem sogenannten Katheter gemessen. „Es wird ein Loch in das Stirnbein gebohrt und durch dieses eine Sonde, ein Hirndrucksensor, in den Schädel eingeführt. Diese invasive Messmethode birgt jedoch die Gefahr einer Infektion oder Blutung und ist relativ teuer ein wirklich guter Grund, in den Kopf des Patienten zu bohren, außerdem können Messungen nicht immer und überall durchgeführt werden“, erklärt Bradáč.

So haben Forscher eine Technologie entwickelt, die es erlaubt, die Entwicklung des Hirndrucks nicht-invasiv und kontinuierlich in Echtzeit durch mikroskopische Pulsationen des Kopfes zu erkennen.

„Wenn Blut zum Kopf strömt, nimmt es 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 dies mit Hilfe von vier Sensoren“, sagte Associate Professor Bradáč in der Pressemitteilung der 1. Medizinischen Fakultät.

Er fügte hinzu, dass die Pulsationen des Kopfes den Hirndruck nicht sofort in absoluten Werten anzeigen, aber es ist möglich, auf der Grundlage der Differentialgeometrie seine aus Sicht der Behandlung wesentlichen Trends abzuleiten.

„Es stellt sich heraus, dass wenn die Maxima dieser Pulsationen früher nach Beginn des Herzschlags auftreten, dies einen Anstieg des Hirndrucks signalisiert“, beschrieb er.

Ärzte testeten diese Methode bei 24 Patienten, bei denen auch der Druck mit einer intrakraniellen Sonde gemessen wurde. „Bei allen Patienten wurde bestätigt, dass der Hirndruck ansteigt, wenn die Kopfpulsationen in immer kürzerer Zeit nach Beginn der Herzkontraktion am stärksten sind“, so Bradáč.

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

„Stellen Sie sich vor, Sie haben einen Patienten in einem kleinen Bezirkskrankenhaus, der einen geschlagenen Kopf hat, aber teilweise bei Bewusstsein ist. Er schläft, aber er ist wach. Daher können Sie ihn nicht in das Lehrkrankenhaus überweisen, da es für die Standardmessung der intrakraniellen nicht geeignet ist Druck mit einer Sonde. Wenn Sie ein spezielles Kissen haben, können Sie den Patienten einfach darauf legen und ruhig sein. Wenn sich die Pulsation des Kopfes und damit ein Anstieg des Hirndrucks ändert, würde das System Sie alarmieren.“ Bradáč schloss am Ende und stellte fest, dass das Kissen wiederholt verwendet werden könnte.

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