Mobiles Headset erkennt Schädel-Hirn-Traumata

Neuronales Netz analysiert den Pupillenlichtreflex

Kopfverletzungen haben im Sport an Aufmerksamkeit gewonnen – gerade auch durch die Debatten um Kopfbälle im Kinderfußball. Im Frühjahr 2023 wurde das Protokoll für Kopfverletzungen von der 1. und 2. Bundesliga der Männer angenommen, im Februar 2024 vom Frauenfußball. Damit verpflichten sich die Vereine zu einem neurologischen Baseline-Screening aller Spieler und Spielerinnen. Sollte Verdacht auf eine Kopfverletzung bestehen, kann ein Spiel für maximal drei Minuten unterbrochen werden. Für eine adäquate ärztliche Untersuchung wird das Sport Concussion Assessment Tool 5 (SCAT5) empfohlen. Allerdings sollte nur geschultes medizinisches Personal SCAT5 anwenden und die Durchführung dauert mindestens zehn Minuten.

Kopfverletzungen schneller einschätzen

Ein interdisziplinäres Forschungsteam der Leibniz Universität Hannover und der Medizinischen Hochschule entwickelt zusammen ein mobiles Headset, mit dem auch ungeschultes Personal Kopfverletzungen schneller einschätzen kann. Das Messsystem analysiert den Pupillenlichtreflex mithilfe künstlicher Intelligenz, um eine erste Diagnose zu ermöglichen. „Es gibt aktuell noch keinen Goldstandard, um Schädel-Hirn-Traumata zu erkennen. Bei Personen mit einer Gehirnerschütterung ist jedoch meist ein trägerer Pupillenlichtreflex zu beobachten als bei gesunden Personen“, erklärt Projektleiter Marcel Schepelmann. Das Headset ähnelt dabei einer Virtual-Reality-Brille und kann über eine USB-C-Schnittstelle mit einem Smartphone verbunden werden.

© Marcel Schepelmann

Biomarker für automatisierte Diagnose gesucht

Über eine Smartphone-App wird dann eine Videoaufnahme der Augen gestartet. Während der Aufnahme wird in dem Headset ein kurzer Lichtimpuls aktiviert, um den Pupillenlichtreflex auszulösen. „Anschließend wird jedes einzelne Bild an ein neuronales Netz übergeben, um die Veränderung der Pupillengröße im Verhältnis zurzeit zu berechnen“, erläutert Marcel Schepelmann. Das Forschungsteam plant aktuell eine Patientenstudie, um geeignete Biomarker für eine automatisierte Diagnose von Schädel-Hirn-Traumata zu identifizieren. Denkbar sind da Verzögerungen beim Pupillenlichtreflex sowie die Geschwindigkeit und Weite bei Verengung und Ausdehnung der Pupille in Abhängigkeit von der Helligkeit und Dauer unterschiedlicher Lichtimpulse.

Hier finden Sie weitere Informationen:

• CARS 2024 – Computer Assisted Radiology and Surgery Proceedings of the 38th International Congress and Exhibition, Spain, June 18–21, 2024, Seiten 147-148
• Understanding the effects of mild traumatic brain injury on the pupillary light reflex. Concussion, 2(3), CNC36, Ciuffreda, K. J., Joshi, N. R., & Truong, J. Q. (2017)
• Validation of visual objective biomarkers for acute concussion. Military medicine, 183(suppl_1), 9-17. Capó-Aponte, J. E., Beltran, T. A., Walsh, D. V., Cole, W. R., & Dumayas, J. Y. (2018).
• Concussions and heading in soccer: a review of the evidence of incidence, mechanisms, biomarkers and neurocognitive outcomes. Brain injury, 28(3), 271-285. Maher, M. E., Hutchison, M., Cusimano, M., Comper, P., & Schweizer, T. A. (2014).