Uanset om det drejer sig om sport, bilulykke eller militærtjeneste, er traumatiske hjerneskader almindelige og farlige. Ifølge Centers for Disease Control and Prevention er 30 procent af dødsfaldene på grund af kvæstelser TBI'er. I 2013 udgjorde det næsten 50.000 dødsfald i USA.
Nogle TBI'er, især de mere alvorlige, er kendetegnet ved blødning i hjernen (intrakranielt), og disse kræver en anden form for behandling, hvor kraniet åbnes for at frigive tryk og fjerne det koagulerede blod, kaldet et hæmatom. At sende mennesker med disse skader til de relevante neurotrauma-centre er et spørgsmål om liv eller død; overlevelsesraten for patienter med intrakraniel blødning på grund af TBI falder fra 70 procent til 10 procent, hvis hæmatom ikke fjernes inden for fire timer, ifølge en undersøgelse fra 1981 i New England Journal of Medicine .
Men hjernerystelsesdiagnose er upræcis, og i tilfælde af hæmatomer kræver en CT-scanning, hvilket er dyrt og ofte har en lang kø. En brainstorm fra forskere ved Chalmers teknologiske universitet i Sverige førte til en artikel, der blev offentliggjort i Journal of Neurotrauma, og vurderet en ny anvendelse af en slagdetekteringsteknologi til hurtigt at diagnosticere intrakraniel blødning.
”Det er på mange områder et stort problem, som vi er nødt til at tackle, fordi det er vanskeligt at sortere de rigtige mennesker til at komme til neurokirurgi, ” siger Johan Ljungqvist, den ledende forsker og en neurokirurg på Sahlgrenska Universitetshospital.
Ljungqvist og hans team udtænkte en off-label brug til en allerede eksisterende teknologi. Strokefinder, bygget af Medfield Diagnostics, er et værktøj, der bruges til at skelne mellem iskæmiske slagtilfælde (dem, hvor en blodprop blokerer for blodgennemstrømningen) og hæmoragiske (som involverer blødning). Hjelmen har otte mikrobølgeantenner på. Hver antenne fyrer på sin side en lille mængde mikrobølgestråling gennem hjernen (mellem 1/100 og 1/10. Hvad du modtager fra en mobiltelefonsamtale) og de andre antenner henter den. Processen gentages ved flere forskellige frekvenser. Mikrobølgerne er kommet frem gennem vævet på forskellige måder, afhængigt af vævets konsistens, og når de filtreres via en algoritme, skiller sig hæmatom ud, uanset om det skyldes et slagtilfælde eller en TBI.
Strokefinder kunne bruges som et screeningsinstrument i presserende situationer. (Medfield Diagnostics) Læger kan straks begynde at behandle slagtilfældepatienter, der evalueres med Strokefinder, men i tilfælde af TBI'er er nytten ved at tage dem til hospitaler, der er parate til at give dem den neurologiske pleje, de har brug for.
"Det er ikke så meget et spørgsmål om at være i stand til at gøre mere for dem [TBI-patienter] før hospitalet, det er et spørgsmål om triage, at transportere dem til det rigtige hospital, og det er et enormt problem, " siger Mikal Elam, formand af klinisk neurofysiologi ved Göteborgs Universitet og en af Ljungqvists medforskere.
Indtil videre er teknikken kun blevet anvendt til mennesker med kronisk hjernehæmatom - ikke-livstruende versioner, der ikke kræver øjeblikkelig operation. Men baseret på denne undersøgelses succes, mener Ljungqvist, at det vil være muligt at bruge det i presserende situationer.
”Hvis vi kan bevise, at det fungerer for disse [kroniske] hæmatomer, så kan vi fortsætte med at prøve andre patienter med akutte hæmatomer, og de har forskellige dielektriske egenskaber, som faktisk kunne være lettere at finde. I så fald kunne vi have dette som et screeningsinstrument i ambulancer eller helikoptere, ”siger han.
Det kunne endda vises på stadioner og ved sportsbegivenheder eller på slagmarker. Selvom enheden i øjeblikket kun er tilgængelig for forskere, har Medfield planer om at gøre den tilgængelig kommercielt, og med den skala vil prisen komme ned (skønt det er omkring $ 100.000, det er allerede langt mindre end en CT-maskine).
Enheden i sig selv er stille og formet som en tyk hjelm med padler over fire sider af hovedet. (Medfield Diagnostics) Medfield samarbejder med Chalmers og Göteborgs Sahlgrenska Universitetshospital om projekter, der indeholder Strokefinder og andre teknologier, og beregner, at læger og medicinske forskere der vil have en bedre idé, hvad de har brug for, end ingeniørerne i virksomheden. "Som en ingeniørskole har du måske ideer, men det er virkelig deres erhverv. Det er op til det medicinske samfund at beslutte, hvordan man bruger dette, " siger Mikael Persson, der grundlagde Medfield, efter at Elams laboratorium viste, at en tidlig prototype kunne opdage ændringer i vævet i hjernen.
Enheden i sig selv er stille og formet som en tyk hjelm med padler over fire sider af hovedet. Den vejer lidt mere end 10 pund. Du kan ikke føle, at det fungerer. Algoritmen skelner mellem normalt væv og koaguleret blod, og hele processen tager kun 45 sekunder. Det giver ikke et billede, kun en indikation af om et hæmatom er til stede.
Mikrobølgebrydning er blevet brugt til at påvise brystkræft, og Elam og Ljungqvist mener, at det kunne anvendes i endnu flere områder. En gruppe i Norge bruger teknologien til at diagnosticere sammenbrudte lunger hos svin, og i fremtiden kan den vænne sig til andre typer hjerne hævelse eller abdominal blødning. Ljungqvist planlægger et studie med patienter med akut TBI-forårsaget hæmatom, fordi processen er hurtig nok til, at den ikke behøver at forsinke kirurgi eller CT-scanninger.
Efterhånden som disse og andre undersøgelser skrider frem, vil enhedens algoritme blive forfinet til at give flere detaljer, som størrelse og placering af hæmatom, siger Elam.
”Dette er ikke et billeddannelsesværktøj. Det giver os en værdi, og den værdi er forskellig fra, hvad normale mennesker har uden blødning, ”siger Ljungqvist. ”Da vi ikke har nogen muligheder for billeddannelse, er vi virkelig nødt til at finde ting, som denne algoritme kan bruges til.”
