Elektronik-Systeme für aktive Implantate

  • 21. December 2017

Förderung für die Entwicklung MR-kompatibler elektro­physio­lo­gischer Hirn­implantate.

Neuroimplantate alltagstauglich und verträglich für den Nutzer machen, ins­be­sondere auch die Kompa­tibi­lität zu medizi­nisch diagnos­tischen Ver­fahren wie der MRT ver­bessern – das ist das Ziel von Klaus Scheffler vom MPI für bio­lo­gische Kyber­netik. Das Vor­haben ist ein gemein­sames Konsor­tium bestehend aus der Uni Ulm, dem MPI für bio­lo­gische Kyber­netik, eesy-ic GmbH und dem Koordi­nator CorTec GmbH. Das Bundes­minis­terium für Bildung und Forschung fördert das Vor­haben im Rahmen der Forschungs­initia­tive „Neue Elek­tronik­systeme für intel­ligente Medizin­technik (Smart Health)“ in den kommenden drei Jahren mit insge­samt zwei Millionen Euro.

Hirnimplantat

Abb.: Das Implantat CorTec Brain Interchange kann die Hirn­akti­vität im Lang­zeit-Ein­satz messen und stimu­lieren. (Bild: CorTec )

„MRT ist eines der wichtigsten nichtinvasiven Diagnose­ver­fahren“, sagt Scheffler. „Im Laufe seines Lebens wird jeder Mensch statis­tisch gesehen min­des­tens einmal ein MRT erhalten.“ Außer­dem kommen Neuro­implan­tate häufig bei älteren Patienten zum Ein­satz, etwa bei Parkinson, die natur­ge­mäß eine erhöhte Ko­morbi­dität auf­weisen, die MRT-Unter­suchungen not­wendig macht. Scheffler sagt daher, dass „dringend elek­tro­nische Inno­va­tionen erfor­der­lich sind, um diese Proble­matik zu ent­schärfen. Bis­her ent­wickelte Systeme erfüllen die An­forde­rungen der MRT-Kompa­tibi­lität nicht oder nur sehr ein­ge­schränkt. Ko­funk­tio­ale Implan­tate, also Systeme die während einer MRT-Unter­suchung aktiv sind und Signale aus dem Körper ab- oder zuleiten können gibt es bis­her gar nicht.“

Elektronik-Systeme in aktiven Implantaten bieten Therapie­möglich­keiten für eine Viel­zahl von häufigen Erkran­kungen – von kardio­vasku­lären Erkran­kungen über Erkran­kungen des Nerven­systems wie Epi­lepsie, Parkinson und chro­nischen Schmerz und senso­rischen Behin­derungen bis hin zu syste­mischen Erkran­kungen wie Ent­zündungen und Blut­hoch­druck. „Die wirt­schaft­liche und gesund­heits­poli­tische Bedeu­tung dieser inno­va­tiven Techno­logien ist enorm und wird weiter­hin steigen“, betont Scheffler. „Inno­va­tionen der zugrunde liegenden Techno­logien, ins­be­son­dere der Elek­tronik, sind not­wendig, um mit der größeren Ver­brei­tung den stei­genden Anfor­de­rungen gerecht werden zu können.“

Ziel der Förderung ist es, am Beispiel des Implantat­systems Brain-Inter­change von CorTec mit Hilfe eines Bündels von Elek­tronik-Inno­va­tionen wie der MRT-kompa­tiblen Chip­satz-Ent­wick­lung für draht­lose Kommu­ni­ka­tion mit hohen Daten­raten und breitem Anwen­dungs-Poten­zial und dedi­zierten Mikro­chip-Ent­wick­lungen für Neuro­modu­la­toren, sowie beglei­tenden Evalu­ations­studien ein aktives Implantat­system so weiter­zu­ent­wickeln, dass kondi­tio­nale MRT-Sicher­heit, MRT-Kompa­tibi­lität mit der Bild­ge­bung und Ko­funk­tio­na­lität von Implantat und MRT erreicht wird.

Die Machbarkeit eines solchen MRT-kompatiblen und ko­funktio­nalen Implantats würde den Weg zu späteren MRT-kompa­tiblen Medizin­pro­dukten mit viel­sei­tigen Anwen­dungen weisen – von der Therapie chro­nischer Lähmungen über ver­bes­serte Behand­lung von Parkinson, Schmerz, Epi­lepsie oder psychi­a­trischen Erkran­kungen bis hin zur für die Forschung ein­ma­ligen Möglich­keit der gleich­zei­tigen Messung von elektro­physio­lo­gischen und MRT-Daten.

Die im Projekt erarbeiteten Innovationen werden jedoch nicht nur in anderen aktiven Implantat-Techno­logien anwend­bar sein, sondern als Schlüssel­techno­logien auch viel­fältige ander­weitige Anwen­dungs­felder inner­halb und außer­halb der Medizin­technik-Branche befruchten. So könnte die ent­wickelte Funk-Schnitt­stelle nach Defi­ni­tion des WBAN-Standards inner­halb der Medizin­technik-Branche für draht­lose Gesund­heits-Moni­toring-Systeme und im Um­feld des MRT Einsatz finden, aber auch in gänz­lich anderen Bereichen, wie in „Consumer- und Personal Enter­tain­ment“-Geräten oder im indus­tri­ellen Umfeld.

KYB / RK

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