Hirnscan per Ultraschall
Eigentlich funktioniert die Sonografie am Gehirn nicht. Mit kräftigeren Schallwellen gelingt es jetzt aber doch.
Foto: Sonovum
Die Wellen aus dem Ultraschallgerät prallen normalerweise am Schädelknochen ab. Deshalb brauchen Kliniken bis heute millionenschwere Magnetresonanz- und Computertomografen, um in den Kopf der Kranken zu schauen. Doch neuerdings geht das einfacher, billiger und schneller: und zwar – mit Schall.
Nimmt man nämlich kräftigere Schwallwellen, quasi die Bässe der Medizin, dann durchdringen diese sehr wohl das Oberstübchen. Und setzt man unterschiedliche Frequenzen ein, kann man aus dem Schallmuster, das jenseits des Schädels austritt, auf Krankheiten im Kopf schließen – innerhalb von nur 3 min. Akustocerebrografie (ACG) heißt das neue Verfahren. Das Leipziger Unternehmen Sonovum will damit vieles in der Medizin auf den Kopf stellen.
Eine Blutvergiftung lässt sich zum Beispiel früher aus dem Ultraschallscan des Gehirns erkennen. Bisher wird sie oft erst bemerkt, wenn es schon zu spät ist und Organe angegriffen sind. Schlaganfälle könnten die Sanitäter bereits im Rettungswagen erkennen und sofort behandeln. Das könnte Leben retten. Man könnte das Schallgerät, das an ein Stirnband erinnert, auch daheim tragen, um vor der nächsten Migräneattacke gewappnet zu sein. Dies alles sind verheißungsvolle Zukunftsszenarien.
Bis dahin ist es noch ein gutes Stück Weg: Sonovum schiebt mit seinen 25 Mitarbeitern derzeit eine klinische Studie nach der nächsten an. Noch ist ACG vielen Ärzten kein Begriff. Einer, der sich damit beschäftigt, ist der Informatiker Martin Bogdan von der Universität Leipzig. Er glaubt an das Verfahren mit dem sperrigen Namen. „Es gibt keine andere Methode, mit der wir so schnell und doch präzise ins Gehirn schauen können.“
Als der Intensivmediziner Martin Sauer von der Universitätsmedizin Rostock vom Ultraschall fürs Gehirn hörte, war ihm sofort klar, dass dieses Gerät seine Arbeit verändern könnte. In seine Klinik kommen jedes Jahr viele Patienten mit einer Blutvergiftung, der sogenannten Sepsis. Oder sie ziehen sich diese im Krankenbett zu. Der Zustand ist lebensbedrohlich, die dritthäufigste Todesursache überhaupt, weil Ärzte ihn meist zu spät erkennen können. Hierzulande sterben jedes Jahr 70 000 daran.
„Wenn der Blutdruck sinkt, ist es eigentlich schon zu spät“, weiß Sauer. „Vorher aber tritt oft eine Schädigung des Gehirns, eine septische Enzephalopathie, ein.“ Diesen Vorboten können Ärzte gegenwärtig nur in langwierigen Untersuchungen bemerken. Mangels Zeit gelingt das selten. In einer Ultraschallaufnahme sähe man die Hirnschädigung sofort: In einer Pilotstudie an 20 Patienten konnte das Gerät die zehn Patienten mit Sepsis eindeutig ausmachen. „Ich war sehr überrascht, dass das so gut funktioniert“, sagt Sauer.
Wenn Ärzte sofort wüssten, wann sich die Vorboten einer Sepsis einstellen, könnten sie früher handeln. Heute erleiden 70 000 Menschen pro Jahr eine Hirnschädigung infolge der septischen Enzephalopathie. Sie können sich dann beispielsweise nicht mehr richtig konzentrieren. Einige entwickeln ungekannte, krankhafte Ängste, andere werden depressiv infolge der Sepsis. Geben die Ärzte indes sofort Flüssigkeit und ein Breitbandantibiotikum, da Infektionserreger meist die Ursache einer Blutvergiftung sind, erholt sich der Kranke oft schnell.
Das Ultraschallstirnband fürs Gehirn könnte sogar zum Standard im Rettungswagen werden. Denn beim Schlaganfall zählt jede Minute, weil ständig Nervenzellen untergehen. Etwa 200 000 Menschen ereilt jedes Jahr ein Hirnschlag. Heute sprinten Notfallmediziner und Neurologen mit dem Patienten in der Klinik zum MRT oder CT, um den Typus von Schlaganfall festzustellen: Gefäßverschluss oder Hirnblutung. Je nach Typ muss gegensätzlich behandelt werden. Ist ein Gefäß verschlossen, können Medikamente es öffnen. Bei einer Blutung sind diese Arzneien lebensgefährlich.
Immer aber verstreicht dabei wertvolle Zeit, bis der Patient im Krankenhaus und dort sein Kopf durchleuchtet ist. Das Ultraschallgerät von Sonovum, so die Idee, könnte dem Betroffenen schon am Unfallort in den Kopf schauen. „Bei 96 % der Patienten funktioniert die Messung einwandfrei“, erklärt Sauer, „nur bei einem sehr unebenen Kopf haben wir manchmal Probleme.“
Noch ist das Gerät nicht für Rettungswagen, wohl aber für Kliniken zugelassen. Und dass sich die Ursache von Schlaganfällen erkennen lässt, hat Sonovum bisher nur in einer Studie an Schafen nachgewiesen. Nun wurden Studien mit drei Unikliniken angeschoben. „Wir gehen davon aus, dass sich beide Schlaganfalltypen beim Menschen genauso eindeutig voneinander unterscheiden lassen wie bei Tieren“, sagt Konrad Sell, Vertriebsmanager des Unternehmens.
„Natürlich muss Sonovum in klinischen Studien erst abschließend belegen, dass das Verfahren zur Diagnose taugt“, gibt Sauer zu bedenken. Und nicht nur das. Auf dem Monitor sehen die Ärzte nicht etwa das Gehirn mit seinen Furchen. Statt eines Bildes bekommen sie bei der ACG Messkurven, die zeigen, wie zehn unterschiedliche Schallwellen durchs Gehirn gelaufen sind.
Ein Computerprogramm gleicht dieses Muster dann mit den Daten von gesunden Probanden ab und schlägt eine Diagnose vor. „Wir nutzen maschinelles Lernen und Auswertemethoden für Big Data, damit die Software die verschiedenen Krankheiten unterscheiden kann“, erklärt Bogdan, der das Programm entwickelt. Das Gerät liefert also anders als herkömmliche Ultraschallgeräte kein Bild. „Deshalb muss das Unternehmen mehr Überzeugungsarbeit leisten. Denn die Diagnosevorschläge kann der Arzt nicht wie gewohnt mit eigenen Augen nachvollziehen“, urteilt Sauer. Erst, wenn die Erfahrung lehrt, dass das System funktioniert, kann Vertrauen in die Methode wachsen.
Immerhin ist die Funktionsweise des Gerätes dem bewährten Ultraschall ähnlich: Die Schallwellen breiten sich im Gewebe anders aus, wenn sich der Wassergehalt aufgrund einer Hirnblutung massiv ändert. Auch, wenn sich die Dichte der Zellen verändert, weil viele Zellen bei einem Gefäßverschluss abgestorben sind, schlägt sich dies im Schallwellenmuster nieder. Bei einer Blutvergiftung schwellen Nervenzellen oft an, dadurch verändert sich ihre Elastizität. Auch dann laufen die Schallwellen anders durch das geschädigte Gewebe. Und vor einer Migräne verändert sich der Flüssigkeitshaushalt der Nervenzellen.
Bis das Gerät daheim vor Kopfschmerzen warnen kann, muss es allerdings auch noch kleiner und günstiger werden. Derzeit koste es 50 000 € und wiege inklusive Auswerteeinheit 4 kg, erklärt Sell. Die wuchtigen MRT- und CT-Geräte wird der handliche Hirnscanner trotzdem nicht ersetzen. Diese können schließlich zu einer Fülle von Diagnosen verhelfen und den Verlauf von unzähligen Erkrankungen dokumentieren.
