A42 Deutsches Ärzteblatt⏐⏐Jg. 105⏐⏐Heft 1–2⏐⏐7. Januar 2008
T E C H N I K
Sensoren machen sich zunehmend im menschlichen Körper nützlich.
So können sie bei erhöhtem Druck im Auge, in der Blase oder im Ge- hirn Alarm schlagen. Ist der Druck im Auge zu hoch, sterben dort konti- nuierlich Nervenfasern ab – es kommt zu Gesichtsfeldausfällen bis hin zur Erblindung. Da der erhöhte Augeninnendruck in der Regel kei-
ne Schmerzen bereitet, wird die als
„grüner Star“ bezeichnete Krank- heit oft zu spät erkannt. Zusätzlich neigen diese Patienten im Alter oft zum grauen Star: Die Linse trübt sich. Ärzte entfernen die natürliche Linse operativ und ersetzen sie durch eine künstliche. Um einen weiteren Verlust an Nervenfasern zu vermeiden, stellen sie anschließend den Augeninnendruck über Medika- mente möglichst genau ein. Das Problem: Der Druck schwankt trotzdem – die Patienten müssen ihn permanent vom Arzt kontrollieren und die Medikamentendosis ent- sprechend anpassen lassen.
Ein Sensor, den Forscher am Fraunhofer-Institut für Mikroelek- tronische Schaltungen und Systeme in Duisburg entwickelt haben, soll den Betroffenen künftig die ständi- gen Arztbesuche ersparen. Dabei wird ein 2,5 mal 2,6 Millimeter großer Sensor in die künstliche Au- genlinse integriert. Das Sehvermö- gen wird dabei nicht beeinträchtigt.
Boden und Deckel des Sensors be- stehen aus leitfähigem Material, der Deckel ist im Gegensatz zum Boden flexibel. Steigt der Druck, dellt sich der Deckel entsprechend ein – der Abstand zwischen Boden und Deckel verringert sich, die elektri- sche Kapazität steigt. Über eine kleine Antenne sendet das Implantat die Druckdaten an ein Lesegerät, das sich im Bügel einer Brille befin- det. Der Patient kann die Ergebnisse auf einem Zusatzgerät ansehen und feststellen, ob der Druck in einem kritischen Bereich liegt. Eine An- tenne im Brillengestell versorgt den Sensor über ein elektromagneti- sches Feld mit der erforderlichen Energie. Das dauerhafte Augenim- plantat wird derzeit klinisch erprobt, in etwa zwei bis drei Jahren könnte es regulär zum Einsatz kommen.
Doch nicht nur im Auge kann der Sensor wertvolle Dienste leisten: In Gefäßen des Oberschenkels oder des Oberarms eingesetzt, hilft es Pa- tienten mit chronisch erhöhtem Blutdruck, die Dosierung der Medi- kamente zu kontrollieren. Auch bei erhöhtem Hirndruck und bei Inkon- tinenzproblemen könnte der Sensor künftig eingesetzt werden. KBr
IMPLANTAT
Drucksensor im Auge
Am Rand der künstlichen Augenlinse steckt ein 2,5 mal 2,6 Millimeter großer Sensor, der den Augeninnen- druck misst.
Das Universitätsklinikum Hamburg-Ep- pendorf (UKE) und Royal Philips Elec- tronics haben ein computergestütztes Dia- gnostiksystem (CAD-System) für neuro- degenerative Erkrankungen entwickelt, das Klinikteams bei der frühen Diagnose unterstützen soll. Neurodegenerative Er- krankungen, wie etwa die Alzheimer- Krankheit, führen im Verlauf nahezu zwangsläufig zur Demenz. Die neue Technik, die ihre Genauigkeit bereits re- trospektiv an Bilddaten mit im Krank- heitsverlauf gesicherter Diagnose unter Beweis gestellt hat, soll jetzt im UKE kli- nisch getestet werden.
Bei dem CAD-System handelt es sich um ein Softwarepaket, das automatisiert mittels PET (Positronenemissionstomo-
grafie) gewonnene Aufnahmen des Ge- hirns von Patienten mit Verdacht auf eine neurodegenerative Erkrankung auswertet.
Das System kombiniert die PET- Information mit MRT(Magnetresonanz- tomografie)-Aufnahmen für eine korrekte Differenzialdiagnose. Mit einem solchen System soll sich die Lebensqualität von Patienten verbessern, weil Medikamente, die das Fortschreiten der Erkrankung ver- zögerten, früher verschrieben werden kön- nen. Außerdem erhalten Pharmaunterneh- men und Klinikteams damit ein Werkzeug für die Evaluierung neuer Medikamente gegen neurodegenerative Erkrankungen.
Das Softwaretool kombiniert die PET- Aufnahmen, die die Gehirnaktivität ab- bilden, mit anatomischen MRT-Aufnah-
men des Gehirns. Unter Verwendung hoch entwickelter Bildverarbeitungs- und Computerlernverfahren in Kombination mit einer Datenbank von normalen und krankheitsspezifischen Referenzaufnah- men analysiert das System die Aufnah- men und zeigt pathologische Veränderun- gen im Gehirn an. Basierend auf den Verteilungsmustern der Veränderungen schlägt das System die wahrscheinlichste Diagnose vor. Damit hilft es allen Ärzten, die gleiche Genauigkeit und Zuverlässig- keit in der Diagnose zu erzielen wie hoch qualifizierte Spezialisten.
In der klinischen Evaluierungsphase wird das CAD-System parallel mit den vorhandenen Diagnoseverfahren des UKE eingesetzt. Eines der Ziele dieser Evaluierung ist die weitere Optimierung des Systems für den Nachweis und die Differenzierung der drei häufigsten neuro- degenerativen Erkrankungen – Alzheimer- Krankheit, Lewy-Körperchen-Erkran- kung und frontotemporale Demenz. EB
