Doppler- und Duplexsonografie zur Schlaganfalldiagnostik

Bild 1: Eine Untersuchung der hirnversorgenden Arterien kann Gefäßanomalien aufzeigen.Compumedics DWL Germany

Ob in der Neurologie, der Neuro-, Herz- und Gefäßchirurgie, der Anästhesie, der Intensivmedizin oder der HNO-Chirurgie: Das Anwendungsspektrum für Dopplersysteme ist heute breiter als je zuvor. Mit Hilfe einer transkraniellen Dopplersonographie (TCD) erkennen und analysieren Ärzte mögliche Anomalien der Gefäße sowie Embolien im Gehirn. Sie erkennen damit zunehmende Blockaden des Blutkreislaufs im Gehirn, die einem Schlaganfall vorausgehen, und können den Patienten rechtzeitig behandeln. Zudem können sie die CO₂-Reaktivität und Autoregulation untersuchen, sowie Reaktionen auf bestimmte Medikamente studieren. (Bild 1)

Komplettsystem überwacht den Blutfluss

Gerold Widenhorn, Entwicklungsleiter der Firma Compumedics Germany, die auf die Entwicklung von Geräten für die Doppler- und Duplexsonografie spezialisiert ist, betont: „Der Einsatz volldigitaler Dopplersonografien geht inzwischen weit über die Diagnose von Ablagerungen an den Gefäßwänden, einer Stenose (extrakraniell) oder die Untersuchung von Störungen im Blutkreislauf des Gehirns (transkraniell) hinaus. Zwar werden in der Medizin bei der extrakraniellen Doppler- oder Duplexsonografie Dissektionen, Gefäßwandverletzungen, -schlingenbildung oder -ausbuchtungen (Aneurysmen) diagnostiziert, aber der nichtinvasive Charakter des Verfahrens, die Möglichkeit der Beobachtung hämodynamischer Prozesse in Echtzeit und nicht zuletzt die Fähigkeit zur präzisen Detektion und Differenzierung von Embolien begründen heute vor allem den Einsatz.“

Bild 2: Für Monitoring-Anwendungen oder für funktionelle Tests zur Autoregulation ist das Gerät häufig im Einsatz.Compumedics DWL Germany

Für die Beurteilung von Störungen im Blutkreislauf des Gehirns ist TCD die erste Wahl. Zu ihren Anwendungsgebieten gehören Vasospasmen, arterielle Plaques, transitorische, ischämische Attacke (TIA) und die Hirntod-Diagnose. Außerdem wird sie eingesetzt bei der Beurteilung von Blutzuflüssen bei Patienten mit intrakraniellen Stenosen oder Verschlüssen, bei der Beobachtung von Patienten mit Vasokonstriktionen, besonders nach subarachnoidalen Blutungen, und arteriovenösen Abnormalitäten, deren hauptversorgender Arterien und Strömungsmuster und die Diagnose von Sichelzellanämie. (Bild 2)

Zwei Methoden – eine Lösung

Bild 3: Gerold Widenhorn, Entwicklungsleiter bei Compumedics DWL Germany.Compumedics DWL Germany

„In der Regel verwenden Ärzte für die Darstellung des Blutflusses im Gehirn Dopplersonden, da die bislang gängige Methode die sensitivere Variante darstellt. Für die Darstellung der hirnversorgenden Arterien, der Carotiden am Hals, werden standardmäßig Duplexsonden verwendet. Mit unserem Gerätesystem haben die Mediziner oder Wissenschaftler zwei Methoden in einer Lösung: Das ist in dieser Kombination eine Neuheit“, erklärt Entwicklungsleiter Widenhorn. (Bild 3)

Die Komplettlösung kommt mit einem drehbaren Monitor und der Option eines vollintegrierten CO₂-Moduls auch in Wissenschaft und Forschung zur Anwendung. Unterschiedliche Softwaremodule unterstützen beispielsweise das Aufdecken und Differenzieren von Mikroembolien oder Untersuchungen der zerebralen Autoregulation.

Bild 4: Das Multi-Dop X digital kombiniert Doppler- und Duplexsonografie in einem Gerät.Compumedics DWL Germany

„Eine Herzoperation ist häufig Ursache für das Entstehen von Embolien. Die Embolie-Detektion ist ein Mittel, um die Operationstechnik zu verbessern. Der Doppler-M-Mode ermöglicht es, durch den gesamten Tiefenbereich zu messen und die Informationen in Echtzeit darzustellen“, erklärt der Medizinproduktberater weiter. „Das Flaggschiff der Compumedics/DWL-Gerätefamilie wurde grundlegend überarbeitet. Es enthält die neueste Computertechnik und Funktionen, wie die Highspeed-Datenerfassung über PCIe, eine DSP-Funktionalität, die Verarbeitung von Messdaten in Realtime, die grafische Darstellung der Daten und die schnelle Speicherung von Rohdaten.“ (Bild 4)

Mainboard mit hohe Performance

Bild 5: Die Langzeitverfügbarkeit prädestiniert das Industriemainboard D3071-S von Fujitsu für den Einsatz in medizinischen Applikationen.Fujitsu Technology Solutions

Der Multi-Dop X nutzt das Micro-ATX-Industriemainboard D3071-S von Fujitsu Technology Solutions. Dieses basiert auf Intels neuestem Chipsatz Cougarpoint Q67 und unterstützt alle gängigen Intel-Prozessoren mit LGA-1155-Sockel. Fujitsu entwickelte das Mainboard für den Dauerbetrieb unter erhöhten Temperaturbedingungen; es eignet sich besonders für den Einsatz in medizinischen Geräten. „Wir wollten ein Mainboard der neuesten Generation mit Langzeitverfügbarkeit verbauen“, erklärt Widenhorn. „Zulassungen sind in der Medizintechnik sehr langwierig und teuer, auch einzelne Komponenten lassen sich nach der Zulassung nur sehr schwer ändern. Deshalb haben wir einen Lifecycle von drei Jahren anvisiert, den Fujitsu uns bieten konnte. Außerdem sind Intels Core-I7-Prozessoren für die Grafik nun leistungsfähig genug und ersparen uns den Einsatz externer Grafikkarten mit kurzen Lebenszyklen.“ (Bild 5)

Bislang hatte die Firma für Doppler-Sonografie-Geräte überwiegend auf Mainstream-Mainboards von Asus und Intel mit kurzer Produktlaufzeit gesetzt. Die Langzeitverfügbarkeit, die Entwicklung und Produktion in Deutschland, der zeitnahe Support ohne sprachliche und kulturelle Verständigungsprobleme hat letztendlich zur Entscheidung geführt, für die neue Produktgeneration ein langlebiges Industriemainboard von Fujitsu zu wählen. Die hohe Grafikperformance des Boards kommt dabei dem optional integrierten Farb-Doppler-Imaging-Modul zu Gute, auf dem dreh- und schwenkbaren Monitor wird der Blutfluss in hoher Auflösung dargestellt.

Die Installation der Lösung erfolgte im Mai 2011, Mitarbeiter von Fujitsu und Distributor Rutronik standen für den Support bereit. „Die Umstellung erfolgte erwartungsgemäß etwas schleppend, denn in der Testphase gab es nur ein Engineering Sample. Diese Probleme wurden allerdings schnell und kompetent gelöst“, berichtet Widenhorn. Die weitere Integration lief reibungslos, auch die Produktintegration verlief im geplanten finanziellen Rahmen, Einsparungen waren durch den Wegfall der externen Grafikkarte möglich. Durch die Vielzahl an Erweiterungs- und Anschlussmöglichkeiten, wie vier DIMM-Sockeln, zwei GbE-Anschlüssen und zwei PCI-Express-Steckplätzen verlief die Umstellungsphase innerhalb eines Monats.

Langzeitverfügbares Mainboard erspart teure Zulassungen

Peter Hoser, Sales Director OEM von Fujitsu sagt: „Das Anfallen hoher Kosten aufgrund von neuen Zulassungen wird im medizinischen Bereich häufig beklagt. Gerade durch die Langzeitverfügbarkeit der Fujitsu-Industriemainboards von mindestens bis zu fünf Jahren kann Compumedics starke Einsparungen bei Kosten und Manpower erreichen. Auch die Erwartungen in der Leistungsfähigkeit der Grafik wurden übertroffen, so wurde uns mitgeteilt. Die Skalierbarkeit hinsichtlich Preis, Performance und Funktionalität ist bei diesem Board für Anwender einfach besonders gut.“

Für eine betriebsunabhängige und ferngesteuerte Administration ist in der Hard- und Firmware des Boards zudem die iAMT-Technologie integriert. Die Geräte können damit beispielsweise bei beschädigter Festplatte ferngewartet werden. Weitere umfangreiche Tools, wie ein System-Management-Controller, ein Watchdog, der bei Störungen des Systems automatisch einen Neustart durchführt, oder das Tool System-Guard, das für eine Visualisierung der umfangreichen Funktionen des System-Management-Controllers sorgt, vereinfachen die Entwicklung der Produkte.

Bild 6: Varianten des höhen- und seitenverstellbaren Monitors des Multi-Dop X Digital.Compumedics DWL Germany

Compumedics plant zudem eine portable Variante des Gerätes (Multi-Dop T), auch da wird die Firma ein langlebiges Industriemainboard von Fujitsu testen. Widenhorn formuliert hierzu seinen Wunsch: „Für uns wäre ein e-SATA-Port nicht schlecht, da wir sehr viele Daten erzeugen, die dann schnell auf eine externe Festplatte gespeichert werden könnten.“ (Bild 6) Dazu erklärt Fujitsus Sales Director Peter Hoser: „Der e-SATA-Support wird bedingt durch die Plattform-Technologie. Desktop-Plattformen wie der Intel Q67 auf den D307x-Mainboards unterstützen dieses Feature. Bei Mobile-Plattformen wie Intels Atom oder der G-Serie von AMD ist dies für kommende Generationen definitiv ein wichtiges Thema. Alternativ bieten sich aber für zukünftige Lösungen auch USB-3.0-Lösungen an! Wir diskutieren diese Wünsche bereits mit unseren Technologie-Partnern Intel und AMD.“

Der Prototyp des Multi-Dop X digital ist erstmals auf der Medica 2011 präsentiert worden. Für Qualität und Zuverlässigkeit sorgen der hohe Automatisierungsgrad der Mainboard-Produktion am Standort Augsburg, die Logistik und auch Prüftechnik einer Großserienfertigung im hauseigenen akkreditierten Testzentrum.

(lei)