Herzdiagnose per App: Smartphone an Halsschlagader halten (Bild: caltech.edu)

Pasadena (pte016/07.09.2017/10:30) –

Forscher am California Institute of Technology http://caltech.edu (Caltech) haben eine neue App entwickelt, die in Minutenschnelle, ganz
ohne Besuch beim Kardiologen und teure diagnostische Geräte, die
Herzgesundheit untersucht. Mit der Smartphone-Kamera zeichnet der User
ein Bild seiner Halsschlagader auf. Diese bewegt sich im Rhythmus des
von der linken Herzkammer in den Kreislauf gepumpten Blutes. Ist das
Herz schwach, schwillt die Ader nur wenig an – ist es stark, deutlich
stärker.

Kamera auf Halsschlagader

Die Bewegungen der Halsschlagader wertet die App aus,
die Caltech-Ingenieure zusammen mit Kollegen des Huntington Medical
Research Institute http://hmri.org und der University of Southern California http://usc.edu entwickelt haben. "In erstaunlich kurzer Zeit haben wir es geschafft,
von der Idee bis zur Sammlung von klinisch belastbaren Daten zu kommen",
sagt Mory Gharib vom Caltech. Die Entwickler haben das Start-up Avicena
gegründet, mit dem sie die App vermarkten wollen.

Im Rahmen einer klinischen Studie haben die Techniker
ihre App an 72 Freiwilligen im Alter von 20 bis 92 Jahren getestet. Der
Ausstoß der linken Herzkammer wurde zunächst in einem
Magnetresonanztomographen (MRT) ermittelt, dem genauesten Verfahren in
diesem Fall. Im Normalfall wird das preiswertere Elektrokardiogramm
(EKG) eingesetzt. Dann hielten die Entwickler die Kamera eines iPhones
ein bis zwei Minuten lang auf die Halsschlagader der Probanden. Die
Messung wich von den MRT-Messergebnissen um 19,1 Prozent ab. Die
Fehlerquote beim EKG, der gängigsten Methode, liegt bei 20 Prozent.

Weitere Diagnose-Optionen

Die Methode funktioniert, da Arterien elastisch sind.
Entsprechend des Herzschlags dehnt sich die Arterie aus und fällt wieder
in sich zusammen. Diese Wellenbewegung beinhaltet die Information über
das Funktionieren des Herzens. Gharib und seine Mitstreiter arbeiten
jetzt daran, aus dieser Wellenbewegung weitere Informationen über das
Herz herauszulesen.

Mini-Gehirn aus der Petrischale

Organoide eröffnen neue Einblicke in die Entwicklung unseres Denkorgans, zeigt eine Studie der Uni Bonn

Eine neue Methode könnte die
Erforschung von Entwicklungsstörungen des Gehirns einen wichtigen
Schritt voranbringen. Das zeigt eine aktuelle Studie an der Universität
Bonn. Die Forscher untersuchten darin die Entstehung eines seltenen
angeborenen Gehirn-Defekts. Sie überführten dazu Hautzellen von
Patienten in so genannte „Alleskönner“-Stammzellen. Aus diesen
generierten sie dann Hirn-Organoide – dreidimensionale kleine
„Gewebe-Klümpchen“, deren Aufbau dem des menschlichen Gehirns ähnelt.
Die Arbeit ist nun in der Zeitschrift „Cell Reports“ erschienen.

Mit Hilfe von Humanzellen in
der Kulturschale ließ sich die menschliche Hirnentwicklung bislang nur
sehr eingeschränkt untersuchen: In der Schale wachsen die Zellen
flächig, sie weisen also keine dreidimensionale Architektur auf. Als
Alternative stehen Modellorganismen zur Verfügung, zum Beispiel Mäuse.
Das Denkorgan des Menschen ist jedoch erheblich komplexer aufgebaut.
Entwicklungsstörungen des menschlichen Gehirns lassen sich daher nur
bedingt im Tiermodell nachvollziehen.

Wissenschaftler am Institut
für Rekonstruktive Neurobiologie der Universität Bonn sind in ihrer
Studie einen neuen Weg gegangen: Sie haben dreidimensionale
Gewebe-Strukturen in der Zellkulturschale gezüchtet, deren Aufbau dem
des menschlichen Gehirns erstaunlich ähnelt. Diese „Mini-Gehirne“
erlauben einen Einblick in die Abläufe, mit denen sich einzelne
Nervenzellen zu unserem hoch komplexen Denkorgan organisieren. „Die
Methode eröffnet daher ganz neue Möglichkeiten, um Störungen in der
Architektur des sich entwickelnden menschlichen Gehirns zu untersuchen“,
erklärt Dr. Julia Ladewig, die eine Arbeitsgruppe zur Gehirnentwicklung
leitet.

Seltene Gehirnfehlbildung untersucht

Die Wissenschaftler haben in
ihrer Arbeit das so genannte Miller-Dieker-Syndrom untersucht. Die
Erbkrankheit ist auf einen Chromosomendefekt zurückzuführen. Dieser hat
unter anderem eine Fehlbildung der Hirnrinde zur Folge. „Bei Patienten
ist die Hirnoberfläche kaum gefurcht, sondern mehr oder weniger glatt“,
erklärt Vira Iefremova, Doktorandin und Erstautorin der Studie. Wodurch
diese Änderung zustande kommt, wusste man bislang nur in Ansätzen.

Die Forscher stellten
zunächst aus Hautzellen von Miller-Dieker-Patienten
„Alleskönner“-Stammzellen her, aus denen sie dann Hirn-Organoide
züchteten. In Organoiden organisieren sich die Gehirnzellen selbst –
ganz ähnlich wie im Gehirn eines Embryos: Die Stammzellen teilen sich;
ein Teil der Tochterzellen entwickelt sich zu Nervenzellen; diese
wandern dorthin, wo sie gebraucht werden. Diese Prozesse ähneln einem
komplizierten Orchesterstück, in dem die Erbanlagen den Taktstock
schwingen.

Bei Miller-Dieker-Patienten
ist dieser Prozess grundlegend gestört. „Wir konnten zeigen, dass sich
bei ihnen die Stammzellen anders teilen“, erklärt Privatdozent Dr.
Philipp Koch, der die Studie gemeinsam mit Dr. Julia Ladewig geleitet
hat. „Bei Gesunden vermehren sich die Stammzellen zunächst einmal und
bilden dabei geordnete, dicht gepackte Schichten. Nur ein kleiner Teil
von ihnen differenziert sich und wird zum Beispiel zu Nervenzellen.“

Für die dichte und
gleichmäßige Packung der Stammzellen sind bestimmte Proteine
verantwortlich. Die Bildung dieser Moleküle ist bei Kranken gestört.
Dadurch sind die Stammzellen nicht so eng gepackt und gleichzeitig nicht
so regelmäßig angeordnet. Diese schlechte Organisation führt unter
anderem dazu, dass sich die Stammzellen frühzeitiger differenzieren.
„Die Änderung der dreidimensionalen Gewebe-Struktur führt also
ursächlich zu einem geänderten Teilungsverhalten“, sagt Ladewig. „Dieser
Zusammenhang ist weder im Mausmodell noch in zweidimensionalen
menschlichen Kultursystemen erkennbar.“

Neue Therapieoptionen seien
damit allerdings nicht in Sicht, betont die Wissenschaftlerin. „Wir
betreiben hier Grundlagenforschung. Unsere Ergebnisse zeigen aber, dass
Organoide das Zeug dazu haben, eine neue Ära in der Hirnforschung
einzuleiten. Und wenn wir die Entwicklung unseres Denkorgans besser
verstehen, erwachsen daraus langfristig vermutlich auch neue
Behandlungsmöglichkeiten für Krankheiten.“

Publikation: Vira Iefremova,
George Manikakis, Olivia Krefft, Ammar Jabali, Kevin Weynans, Ruven
Wilkens, Fabio Marsoner,  Björn Brändl, Franz-Josef Müller, Philipp Koch
und Julia Ladewig: An Organoid-Based Model of Cortical Development
Identifies Non-Cell-Autonomous Defects in Wnt Signaling Contributing to
Miller-Dieker Syndrome; Cell Reports; DOI: 10.1016/j.celrep.2017.03.047

US-Militär entwickelt Prothesen mit Tastsinn
Pentagon-Forschungsbehörde will besseres Körpergefühl ermöglichen
"HAPTIX": Prothese mit Gefühl
[ Foto ]

Washington (pte002/28.04.2014/06:05) – Die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) http://www.darpa.mil will Armprothesen mit neuronaler Rückkoppelung für Behinderte entwickeln. Invalide sollen beispielsweise fühlen können, wohin sie ihre Prothese richten, womit die Kontrolle der Bewegungen intuitiver werden soll und sie ein gewisses Körpergefühl zurückerlangen könnten. Auch Phantomschmerzen sollen so geringer werden.

"HAPTIX" zapft Nerven an

Das Programm namens "Hand Proprioception and Touch Interface" (HAPTIX) soll diese Ziele erreichbar machen, indem die Forscher Interface-Systeme entwickeln, die Bewegungssignale messen und entschlüsseln, welche von peripheren Nerven oder Muskeln aufgezeichnet werden. Das Projekt wird dazu eine bereits entwickelte Gliedprothese anpassen und Sensoren integrieren, die dem Nutzer Rückkopplung beim Tasten geben – und zwar durch Stimulation von sensorischen Bahnen in peripheren Nerven.

Die große Herausforderung ist dabei Stimulationsmuster zu identifizieren, die ein natürliches Empfinden von Berührung und Bewegung hervorrufen. Am Ende soll ein implantierbares Gerät stehen, das effektiv, zuverlässig und sicher für die Benutzung durch Menschen ist. "Periphere Nerven sind reich an Informationen und zugängliche Ziele für ein Interface mit dem menschlichen Nervensystem", erklärt DARPA-Projekt-Manager Doug Weber.

80 Prozent mit Phantomschmerzen

"Forschung innerhalb der DARPA und anderswo hat gezeigt, dass diese Nerven ihre Bewegungs- und Sensorfasern behalten, die früher das amputierte Gliedmaß innerviert haben, und dass diese Fasern ihre Funktion auch Jahrzehnte nach dem Verlust der Gliedmaßen behalten. HAPTIX wird versuchen, diese biologischen Kommunikationswege anzuzapfen, so dass die Nutzer die Prothesen mit den gleichen neuronalen Signalwegen kontrollieren und fühlen können wie ihre intakten Arme und Hände", ergänzt Weber.

Zusätzlich zur Verbesserung der Bewegungsmöglichkeiten gibt es der DARPA zufolge immer mehr Hinweise darauf, dass sensorische Stimulation bei Amputierten wichtige psychologische Vorteile bietet, wie etwa ein verbessertes Körpergefühl und der Rückgang von Phantomschmerzen in nicht mehr vorhandenen Armen oder Beinen, worunter 80 Prozent der Amputierten leiden. Die Militär-Forschungsbehörde hofft mit dem Projekt die "volle und natürliche Funktionsfähigkeit" verwundeter Soldaten wiederherzustellen.

Widerstand ist zwecklos:

Bakterien adé

Münster, 18.05.06 (wid). Ein neu entwickeltes Antibiotikum erobert seit
Anfang Mai von Münster aus den deutschen Markt. Es bekämpft sogar
multiresistente Bakterien und verhindert die Entstehung neuer
resistenter Arten. Der Wirkstoff, der europaweit zum ersten Mal
zugelassen wird, findet in Krankenhäusern Verwendung.

Drei Millionen Patienten stecken sich jährlich in europäischen Kliniken
mit Keimen an, die auf herkömmliche Antibiotika gar nicht oder nur sehr
schlecht reagieren. Eine solche Infektion endet für etwa 50.000
Krankenhauspatienten tödlich. "Mit dem neu entwickelten Wirkstoff
Tigecyclin können viele dieser Menschen gerettet werden", betonte Dr.
Peter-Andreas Löschmann, Medizinischer Direktor der deutschen Wyeth
Pharma GmbH in Münster, die Bedeutung des Präparats, das jetzt auf
einem Symposium der medizinischen Fach-Öffentlichkeit vorgestellt wurde.

Neben den vielen vermeidbaren Todesfällen stellen die hartnäckigen
Keime auch eine Belastung für die Gesundheitswirtschaft dar: Mehr als
eine Milliarde Euro verwenden die deutschen Krankenkassen und
Krankenversicherungen jährlich für die Bekämpfung von widerstandsfähig
gewordenen Keimen. Deren Resistenzen seien die Folge eines
unreflektierten Einsatzes von Antibiotika in den vergangenen Jahren,
unterstrich Prof. Dr. Hartmut Lode, Leiter des Berliner Research
Centers for Medical Studies, bei der Vorstellung des Antibiotikums in
Münster.

Nachdem der von der Wyeth Pharma GmbH entwickelte Wirkstoff bereits von
der amerikanischen Gesundheitsbehörde zugelassen wurde, ist das
Medikament als erstes Präparat aus der Klasse der Glycylzykline nun
auch in Deutschland erlaubt. Zuvor hat das Präparat zahlreiche
klinische Studien unter der Federführung der Universität Heidelberg
durchlaufen.

"Das Antibiotikum ist für komplizierte Haut- und Weichgewebsinfektionen
und Entzündungen des Bauchraumes zugelassen", kreist Löschmann die
Einsatzgebiete des Medikamentes ein und erklärt: "Dank seiner
Wirksamkeit gegenüber verschiedenen problematischen Keimen schließt das
neue Antibiotikum eine wichtige therapeutische Lücke".

Die deutsche Sprache ist in vielen Dingen unmissverständlich. Ein Gesundheitsministerium ist ein Ministerium für Gesundheit. Ein Gesundheits-Fonds ist ein Fonds, der zur Förderung und Aufrechterhaltung der Gesundheit die entsprechenden Mittel bereitstellt. Gesundheitsreformen sind Maßnahmen, die die Gesundheit in der Bevölkerung weiter optimieren sollen.

Die Realität im Deutschland des Jahres 2008 ist ganz anders, eine irreführende. Das Gesundheitsministerium ist ein Krankheitsministerium. Es beschäftigt sich primär damit, wie die Behandlung kranker Menschen finanzierbar bleibt. Der Gesundheits-Fonds ist ein Krankheits-Fonds, der aber zumindest ein gesundes Maß an demokratischer Diskussion ausgelöst hat. Und die so genannten Gesundheitsreformen waren bisher kaum mehr als Kosten-Umverteilungen, um die Behandlung kranker Bundesbürger zu finanzieren.

Die Prävention zur Gesunderhaltung ist dagegen auch 2008 politisch noch nicht gesellschaftsfähig. Das Präventionsgesetz zur Stärkung der Vorsorge und Gesundheitsförderung, seit Jahren in Politik wie auch maßgeblichen Gesundheitskreisen heftig diskutiert, wurde erneut und auf unbestimmte Zeit verschoben. So bleibt es wohl weiterhin dabei, dass allein die gesetzlichen Krankenkassen (GKV) den vorgegebenen Betrag für "Engagement in der Prävention und Gesundheitsförderung" von Euro 2,74 pro Jahr und Versichertem (SGB V, § 20) ausgeben werden. Das sind zirka 0,2 % der GKV-Gesamtausgaben – völlig unzulänglich für eine wirksame, breit angelegte Gesundheits-Vorsorge.

Dem gegenüber steht eine dramatische, pandemische Ausbreitung chronischer Stoffwechsel- und Gefäßkrankheiten, allgemein unter dem Begriff "Metabolisch-vaskuläres Syndrom" zusammengefasst: Übergewicht, Bluthochdruck, Fettstoffwechsel-Störung, Typ 2 Diabetes – auch als "tödliches Quartett" bezeichnet. Seriöse Hochrechnungen zeigen, dass jeder Zweite im Jahr 2000 geborene Bundesbürger an einem Diabetes mellitus erkranken und aufgrund der Komplikationen vor seinen Eltern sterben wird. Nur eine vernünftige Trendwende des persönlichen Verhaltens, d.h. eine Abkehr von einem ungesunden Lebensstil, kann unsere Gesundheit entscheidend positiv beeinflussen. Das bedeutet vor allem: Mehr Bewegung, eine sinnvolle reduzierte Ernährung, möglichst weniger Stresssituationen in Beruf und Alltag.

Unter Experten ist unbestritten, dass gesundheitliche Prävention kommen muss und kommen wird. Die Frage der Bezahlbarkeit wird dabei schnell in den Hintergrund treten, denn die Kosten der Kuration (also der Behandlung von Krankheiten) – allein für den Problemkomplex Metabolisch-vaskuläres Syndrom – werden in dramatische und auch volkswirtschaftlich unverträgliche Größenordnungen entgleiten. Allein für Diabetes (mit allen Folgen) betragen die Gesamtkosten in Deutschland derzeit etwa 60 Milliarden Euro.

Eine echte Gesundheitspolitik, die den Namen auch wirklich verdient, muss politisch ganz oben angesiedelt werden. Sie sollte Chefsache sein und gehört somit ins Kanzleramt. Das "Gesundheitswesen" muss radikal umgestaltet werden und – Prävention und Gesundheitsförderung eingeschlossen – als eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe angesehen werden. Damit sind gesundheitspolitisch, neben dem "zuständigen" Ministerium, gleichermaßen die Bildungs-, Arbeits-, Verbraucherschutz-, Familien-, Wirtschafts-, Verkehrs-, Umwelt-, Entwicklungs- und Forschungsressorts gefragt, die an einem Strang ziehen müssen.

"Prävention ist die einzige Möglichkeit, um die Gesundheit der Bevölkerung zu erhalten und die Finanzierung des Gesundheitswesens nachhaltig zu sichern", heißt es in der neuen Broschüre "Prävention vor Kuration. Gesundheit 2010 – unsere Chance", herausgegeben von der Deutschen Diabetes-Stiftung (DDS) mit dem Nationalen Aktionsforum Diabetes mellitus (NAFDM) und der Arbeitsgemeinschaft Prävention des Diabetes mellitus Typ 2 der Deutschen Diabetes-Gesellschaft (DDG). Die 52seitige Broschüre (ISBN 978-3-87490-811-5) kann für 7,50 € ab sofort im Buchhandel bestellt werden.

Die Autoren von "Prävention vor Kuration" plädieren für eine rasche, radikale Änderung des Gesundheitssystems und zeigen auf, wie eine nachhaltige Gesundheitsförderung aussehen könnte: Welche Struktur notwendig ist, um gesundes Leben für alle erlebbar zu machen – auf lokaler, regionaler und bundespolitischer Ebene. Wie und mit welchen Maßnahmen die Bevölkerung für ein gesundheitsbewussteres Leben sensibilisiert werden kann. Wie Krankheitsrisiken früh erkannt und damit Folgen verhindert oder gemindert werden können. Sie zeigen aber auch auf, dass die Etablierung eines nationalen Präventions-Programms ein langfristiger Plan ist, dessen Umsetzung 5 bis 10 Jahre beanspruchen wird und Investitionen (in die Gesundheitswirtschaft) erfordert.
Die vergangenen 50 Jahre haben gezeigt, dass mit reiner Aufklärung und Beratung über Ernährungs- und Bewegungsverhalten keine nachhaltigen Erfolge erzielt wurden.

Erste Modellprojekte sollen nun belegen, wie mit einem qualifizierten, strukturierten und zertifizierten Gesundheitsmanagement Fortschritte zu erzielen sind. Wie Menschen ihre bisherige Lebensweise in eine gesündere überführen können; eingedenk der neurowissenschaftlichen Erkenntnis, dass es rund sechs Wochen dauert, bis sich aus einem ersten Vorsatz eine zuverlässige Gewohnheit etablieren kann. Zum Beispiel die zu mehr Freude am Leben durch regelmäßige Bewegung bei einer ausgewogenen Ernährung.

Schlüsselloch-Chirurgie bei Kindern immer häufiger

Berlin – Insbesondere kleine Kinder erleben eine Operation oft als sehr „einschneidendes“ Erlebnis. Minimalinvasive Verfahren (MIC) über kleine Schnitte verringern nicht nur das körperliche und seelische Trauma, sondern auch die Schmerzen danach – etwa bei einer Blinddarmoperation. Das gilt selbst für Säuglinge und Kleinkinder. Aber nicht in allen Fällen kommt ein minimalinvasiver Eingriff in Frage. Wann er geeignet ist und wann nicht und wo es Unterschiede gibt bei der Behandlung von Kindern oder Erwa chsenen, sind Thema einer Pressekonferenz der Deutschen Gesellschaft für Kinderchirurgie (DGKCH) am 14. Oktober 2013 anlässlich des 4. Weltkongresses der Kinderchirurgen (WOFAPS) in Berlin.

Die sogenannte Schlüsselloch-Chirurgie ist bei einigen Diagnosen bereits Standardtherapie. „Vor allem in der Neugeborenen- und Säuglingschirurgie haben wir mit minimalinvasiven Verfahren große Fortschritte gemacht“, sagt der Kinderchirurg Professor Dr. med. Philipp Szavay, Sprecher der DGKCH. Durchgesetzt hat sich die MIC beispielsweise in einigen Bereichen der Kinderurologie. Etwa bei der Korrektur einer Verengung des Harnleiters oder der Entfernung von Harnleiter oder Niere. „Studien zufolge sind minimalinvasive Eingriffe an Kindern unter einem Jahr ebenso erfolgreich und sicher wie offene Operationen – vorausgesetzt, die Chirurgen verfügen über die nötige Erfahrung“, sagt Professor Szavay, der Chefarzt der Kinderchirurgie am Kantonsspital Luzern ist. Einer der Vorteile sei, dass große Narben am Bauch verhindert werden.

Auch bei Operationen im Bereich des Brustkorbs greifen Kinderchirurgen zu minimalinvasiven Verfahren: Eine sogenannte Thorakoskopie hat den Vorteil, dass der Arzt den Brustkorb nicht öffnen muss. Dies erspart dem Kind Folgen wie zum Beispiel die Schiefstellung der Wirbelsäule. „Gerade bei Kindern, die ja noch wachsen, ist das von großer Bedeutung“, betont der Experte.

Allerdings sind der Schlüsselloch-Chirurgie auch Grenzen gesetzt. Dies gilt etwa für den Einsatz von Kohlenstoffdioxid (CO²), das in den Körper eingeblasen wird, damit der Operateur eine bessere Sicht hat. Es besteht die Gefahr, dass das Kind auskühlt oder als Folge des erhöhten CO²-Gehalts das Blut übersäuert. „Bei längeren Eingriffen muss der Arzt Risiko und Nutzen abwägen. Dafür bedarf es großer Expertise; auch der entsprechend beteiligten Kinder-Narkoseärzte“, erklärt Szavay. Komplexe Eingriffe sollten deshalb nur an kinderchirurgischen Zentren mit MIC-Erfahrung durchgeführt werden, empfiehlt der Experte.

Bei welchen Erkrankungen sich die Schlüsselloch-Chirurgie außerdem anbietet und welche Aspekte bei der Entscheidung für oder gegen diese OP-Technik bei Kindern eine Rolle spielen, darüber informiert die DGKCH auf ihrer Pressekonferenz am 14. Oktober 2013 von 13.00 bis 14.00 Uhr im Berliner Congress Center.