Hirnchirurgie Schall schneidet durch den Schädel

Einen Tumor aus dem Kopf entfernen, ohne den Kopf zu öffnen - mit gebündeltem Ultraschall ist das möglich, so amerikanische Forscher. Mit einer neuen Technik wollen sie der nicht-invasiven Hirnchirurgie zum Durchbruch verholfen haben.

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Tumor im Hirn: Operation ohne Skalpell
UCSF

Tumor im Hirn: Operation ohne Skalpell

Seit rund 20 Jahren versuchen Mediziner, mit Ultraschall in den Schädel vorzudringen. Das Problem, an dem bisher kein Weg vorbeiführte, war das Gehirn selbst: Auf Grund seiner Struktur verzerrt, streut und schluckt es Ultraschallwellen - schlechte Bedingungen für eine genaue Fokussierung, wie sie für eine Operation notwendig ist. Ein weiteres Problem war bisher die Überhitzung von Teilen des Gehirns durch die hohe Energie der Schallwellen.

Ultraschall-Helm verteilt Energie

Greg Clement und Kullervo Hynynen von der Harvard Medical School haben jetzt in einem Experiment gezeigt, dass die nicht-invasive Chirurgie dennoch möglich ist. Wie die Wissenschaftler im Fachmagazin "Physics in Medicine and Biology" berichten, konnten sie in Schädeln von menschlichen Leichen die Schallwellen auf einen Millimeter genau bündeln - ohne andere Teile des Gehirns zu großer Hitze auszusetzen. Möglich wurde das durch die Benutzung eines Helms, der die Ultraschall-Energie auf den gesamten Schädel verteilt und so die Überhitzung einzelner Regionen verhindert.

Um den Schall präzise zu bündeln, durchleuchteten Clement und Hynynen die Schädel mit dem Computertomografen, um festzustellen, wie dick die Schädeldecke ist und wie die Schallwellen vom Hirngewebe reflektiert und absorbiert werden. Anhand dieser Daten konnten die Forscher exakt voraussagen, wie sich der Schall im Schädel ausbreiten würde. Das Resultat war ein Computer-Algorithmus, mit dessen Hilfe jeder Schallsender im Helm einzeln angesteuert werden kann.

Millimetergenauer Fokus

Die Genauigkeit ihrer Methode überprüften die Wissenschaftler, indem sie ein kleines Mikrophon im Schädel unterbrachten. Das Ergebnis: Der Fokus der Schallwellen war bei keinem Versuch mehr als einen Millimeter vom gewünschten Fleck entfernt. Auf diese Weise, so die Hoffnung der Forscher, könnten Tumore ohne schwere Operation aus dem Gehirn entfernt werden. Auch eine Unterstützung medikamentöser Behandlungen sei möglich.

"Es wird noch etwas dauern, ehe die Methode an Patienten angewendet werden kann", sagt Clement. "Aber mit unserer Bündelungstechnik ist es zum ersten Mal gelungen, vollkommen nicht-invasiv einen scharfen, kontrollierten Fokus im Schädel zu erreichen und diesen Erfolg mehrfach zu wiederholen." Die neue Bündelungsmethode könnte laut Clement zusammen mit dem Ultraschall-Helm den ersten klinisch machbaren Ansatz der nicht-invasiven Hirnchirurgie darstellen.



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