Neues Headset erkennt frühzeitig das Schlaganfallrisiko
Ein neu entwickeltes Laserheadset misst den Blutfluss im Gehirn und könnte helfen, das Risiko eines Schlaganfalls frühzeitig zu erkennen. Erste Studien zeigen vielversprechende Ergebnisse. Ein Durchbruch in der Präventivmedizin?
Auf diesem Röntgenbild sind die Auswirkungen eines Schlaganfalls deutlich zu erkennen. Ein neues Laser-Headset könnte dabei helfen, das Schlaganfallrisiko bereits im Vorfeld einzuschätzen.
Foto: PantherMedia / stockdevil_666
Ingenieure und Mediziner des CalTech haben gemeinsam ein Headset entwickelt, das erstmals die nichtinvasive Messung des Blutflusses im Gehirn ermöglicht. Ziel ist es, das Risiko eines Schlaganfalls genau abzuschätzen. Ein innovatives Lasersystem überwacht dabei die Blutmenge und die Fließgeschwindigkeit, um die Gefäßsteifigkeit zu analysieren – ein wichtiger Faktor für das Schlaganfallrisiko. Diese Technik eröffnet neue Möglichkeiten in der Präventivmedizin und könnte die Früherkennung von Schlaganfällen revolutionieren.
Inhaltsverzeichnis
Das Problem: Fehlende Diagnosemöglichkeiten für das Schlaganfallrisiko
Während kardiologische Belastungstests bereits eine zuverlässige Methode zur Abschätzung von Herz-Kreislauf-Risiken darstellen, fehlt ein vergleichbarer Test für Schlaganfälle. Derzeit verlassen sich Ärztinnen und Ärzte auf Fragebögen, die Risikofaktoren abfragen. Eine exakte körperliche Messung, die das Risiko für einen Schlaganfall abbildet, gibt es jedoch noch nicht.
Jedes Jahr erleiden weltweit Millionen von Menschen einen Schlaganfall, der oft zu lebenslangen Behinderungen führt. Schlaganfälle entstehen durch verstopfte oder gerissene Arterien, die den Blutfluss zum Gehirn unterbrechen. Ohne ausreichende Sauerstoffversorgung sterben die Gehirnzellen innerhalb weniger Minuten ab.
Etwa 270.000 Schlaganfälle jährlich in Deutschland
Schlaganfälle gehören zu den häufigsten Gesundheitsproblemen in Deutschland. Jedes Jahr erleiden laut der Stiftung „Deutsche Schlaganfallhilfe“ etwa 270.000 Menschen einen Schlaganfall, und die Folgen sind oft schwerwiegend. Jeder fünfte Betroffene stirbt bereits in den ersten Wochen nach dem Ereignis. Doch auch für die Überlebenden ist der Weg zur Genesung oft mühsam: Rund 64 % der Menschen, die einen Schlaganfall überleben, bleiben pflegebedürftig. Davon müssen etwa 15 % dauerhaft in einer Pflegeeinrichtung betreut werden.
Der Schlaganfall ist zudem die häufigste Ursache für Behinderungen in Deutschland. Besonders betroffen ist die Altersgruppe ab 60 Jahren, auf die fast 80 % aller Schlaganfälle entfallen. Dies stellt nicht nur für die Betroffenen und ihre Angehörigen eine enorme Belastung dar, sondern auch gesundheitspolitisch und volkswirtschaftlich ein großes Problem. Pflegekosten und langfristige Behandlungsmaßnahmen belasten das Gesundheitssystem erheblich.
Die Lösung: Ein Laserheadset zur Messung des Blutflusses
Das neue Headset, das von einem gemeinsamen Forschungsteam des Caltech und der Keck School of Medicine entwickelt wurde, nutzt ein laserbasiertes System, um den Blutfluss und das Blutvolumen im Gehirn zu überwachen. Die Technik basiert auf der sogenannten optischen Speckle-Kontrast-Spektroskopie (SCOS). Durch die Messung von Lichtreflexionen, die von Blutgefäßen zurückgeworfen werden, lassen sich Veränderungen im Blutfluss erkennen.
Bei einem Test hält der Proband für eine Minute den Atem an, was eine Stresssituation für das Gehirn darstellt. Dadurch steigt die Durchblutung rapide an, da das Gehirn versucht, Sauerstoffmangel auszugleichen. Diese Veränderungen können von dem Laserheadset präzise aufgezeichnet werden.
Der Caltech-Postdoktorand Simon Mahler, einer der Hauptautoren des neuen Artikels, ist hier zu sehen, wie er das CSOS-Gerät auf dem Kopf des Doktoranden Yu Xi Huang, dem anderen Hauptautor des Artikels, anbringt. Das neue Gerät ist erschwinglich und kompakt, wodurch es sich ideal für die Schlaganfalluntersuchung in einer klinischen Umgebung eignet.
Foto: CalTech
Erste Tests zeigen vielversprechende Resultate
In einer ersten Studie mit 50 Teilnehmenden zeigte das Gerät klare Unterschiede im Blutfluss zwischen Menschen mit niedrigem und hohem Schlaganfallrisiko. Bei Probanden mit steifen Blutgefäßen, die als Risikofaktor für Schlaganfälle gelten, veränderte sich das Blutvolumen deutlich weniger, als bei Personen mit flexiblen Gefäßen. Dies deutet auf eine höhere Wahrscheinlichkeit eines Schlaganfalls hin.
Simon Mahler, einer der Hauptforscher des Projekts, erklärt: „Mit diesem Gerät können wir erstmals feststellen, ob das Schlaganfallrisiko einer Person signifikant ist. Dies könnte die Art und Weise, wie wir das Risiko bewerten, revolutionieren.“
Das Potenzial: Künftige Anwendungen und Studien
Das Gerät könnte nicht nur zur Früherkennung von Schlaganfällen eingesetzt werden, sondern auch bei der Überwachung von Patienten, die bereits einen Schlaganfall erlitten haben. Zudem planen die Forscher, die Technologie weiter zu verfeinern, indem sie maschinelles Lernen in den Analyseprozess integrieren. Langfristig könnte das Gerät auch helfen, den genauen Ort eines Schlaganfalls im Gehirn zu identifizieren.
Changhuei Yang, Professor am Caltech und leitender Entwickler der optischen Technologie, sieht großes Potenzial: „Unsere Methode bietet eine nicht-invasive Möglichkeit, den Blutfluss im Gehirn zu überwachen. Sie könnte in Zukunft bei vielen Erkrankungen des Gehirns Anwendung finden.“
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