Intrakranielle Druck- und Beschleunigungs-Messungen mit einem elektronischen Implantat

Hoher, intrakranieller Druck, insbesondere ein Hydrozephalus, wird seit Mitte des letzten Jahrhunderts mit implantierten Überdruckventilen therapiert. Sogenannte Shunt-Implantate stoßen in vielen Fällen an Ihre Grenzen, was zu Komplikationen und Folgeoperationen führen kann. Bei Shunt-Implantaten sind die Ergebnisse der zur Verfügung stehenden klinischen Untersuchungsmethoden nicht immer eindeutig genug, um sichere Diagnosen und Therapieentscheidungen zu treffen.Zur Diagnose-Hilfe und als Beitrag zur Entwicklung eines zukünftigen elektronischen Drainage-Implantats wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Implantat entwickelt und in-vivo erprobt, das kontinuierlich seine Lage, Beschleunigung und die intrakranielle Druckänderung misst und sendet. Ein externer Monitor empfängt die gefunkten Messdaten in Echtzeit, analysiert und speichert sie. Algorithmen zur Analyse der Messdaten wurden entwickelt und genutzt, um den Informationsgehalt der gemessenen Daten komprimiert abzubilden. Damit das entwickelte Implantat in-vivo getestet werden konnte, wurde in der Hydrozephalus-Forschung erstmals ein Schwein im Tiermodell eingesetzt. Mit den Implantaten in Tieren wurde gleichzeitig die Lage, die Beschleunigung und der intrakranielle Druckverlauf kontinuierlich über den Tagesablauf gemessen. In den Versuchen hat sich bestätigt, dass die charakteristischen Parameter des intrakraniellen Raums von Schweinen und Menschen ähnlich sind, was die Aussagekraft der Ergebnisse stärkt.In dieser Arbeit wurden Indikatoren aus dem dynamischen Druckverhalten abgeleitet, welche ohne Kenntnis des mittleren ICP auf zu hohen Hirndruck hinweisen und medizinischen Handlungsbedarf anzeigen. Ein konkret definierter, intrakranieller Druck im physiologischen Bereich war bisher das Therapieziel der Behandlung von Patienten mit pathologisch erhöhtem, intrakraniellen Druck. Diese Sollgröße kann in Zukunft dynamisch gestaltet und die Unterbindung von hohen Amplituden der Hirndruck-Wellen als Soll-Zustand definiert werden. Das im Rahmen dieser Arbeit etablierte Tiermodell erlaubt es, solche innovativen, risikoreichen Therapieveränderungen zu evaluieren, ohne Menschenleben oder Gesundheit zu gefährden.Ein wesentliches Ergebnis dieser Arbeit sind Erkenntnisse über die Auswertbarkeit implantierter, intrakranieller Messungen. Für eine kontinuierliche, geregelte Liquordrainage mit einem Implantat lassen sich folgende Aussagen ableiten: Messungen, welche nicht aus Ruhephasen stammen, sind kaum für die implantierte Regelung geeignet und zu ca. 50% des Messzeitraums kann eine Drainage nach heutigem Kenntnisstand nicht auf der Basis solcher Sensordaten geregelt werden. Die Ergebnisse der Arbeit liefern einen grundlegenden Beitrag zum innovativen Therapiekonzept der geregelten Liquordrainage, wobei das implantierte Sensorsystem einen wesentlichen Baustein darstellt.