Künstliche Intelligenz kann in Kombination mit hyperspektraler Bildgebung frühe Anzeichen von Netzhauterkrankungen erkennen
In Europa sind mehr als 39 Mio. Menschen von Netzhauterkrankungen wie Makuladegeneration und diabetesbedingten Augenerkrankungen(öffnet in neuem Fenster) betroffen. Schätzungen zufolge steigt diese Zahl aufgrund der alternden Bevölkerung und der steigenden Diabeteserkrankungen bis 2050 um 25 %. Eine frühe Erkennung und Behandlung könnten bis zu 98 % der durch Diabetes bedingten Erblindungen vorbeugen.
Hämorrhagien
Das Projekt XpeFundus führte eine Studie zur Marktfähigkeit einer neuen medizinischen Bildgebungstechnologie durch, die auf winzige Veränderungen in der Biochemie des Netzhautgewebes reagiert. „Die Netzhaut und die Schichten dahinter sind voller Gefäße und Diabetes wirkt sich derart auf Gefäße aus, dass diese reißen und Hämorrhagien entstehen“, erläutert Projektkoordinator Vassilis Papadakis. „Wir sind in der Lage, diese Hämorrhagien und andere Gewebepathologien in einem frühen Stadium zu erkennen.“ Bei derzeitigen Methoden zur Diagnostizierung von Netzhauterkrankungen, wie der optischen Kohärenztomografie, wird die Rückseite des Augapfels mit einem starken weißen Laserstrahl beleuchtet. Die Analyse der so erzeugten Bilder erfordert besondere Schulungen. Aus diesem Grund ist die Verwendung in Krankenhäusern nur eingeschränkt möglich. Außerdem können mit der optischen Kohärenztomografie nur Strukturen, die größer als 10 Mikrometer sind, entdeckt werden.
Sehverlust
Die Bildgebungsausrüstung, die von Papadakis und seinem Team von Xpectraltek(öffnet in neuem Fenster) entwickelt wurde, beleuchtet das Auge mittels progressiver Lichtströme mit einem Durchmesser von 15 bis 25 Nanometern. Die Bilder der verschiedenen Ebenen werden dann zusammengestellt und mithilfe künstlicher Intelligenz analysiert, um eine Diagnose zu erstellen. Das Ergebnis ist eine biomolekulare Karte, in der auch kleine biochemische Abweichungen einer Größe von bis zu 2 Mikrometern angezeigt werden können. Die Ausrüstung ist für Ärztehäuser und augenoptische Praxen konzipiert und kann ohne spezifische Schulungen verwendet werden. Indem Untersuchungen außerhalb von Krankenhäusern ermöglicht würden, könnten Betroffene schneller eine Diagnose erhalten, so Papadakis. „Eine beträchtliche Anzahl an Menschen weiß nicht, dass sie an einer Netzhauterkrankung leidet und wenn diese Menschen eine medizinische Fachkraft aufsuchen, können sie schon mehr als 20 % ihres Sehvermögens eingebüßt haben“, meint er. „Zu diesem Zeitpunkt kann es schon zu spät sein, um auch nur einen kleinen Anteil davon wiederherzustellen.“
Bahnbrechende Technologie
XpeFundus wurde durch das EU-Programm „Horizont 2020“ unterstützt. „Start-ups haben immer Probleme mit der Finanzierung. Wenn wir ein großes Unternehmen wären, könnten wir das selbst stemmen, aber in dieser Phase ist das unmöglich“, merkt Papadakis an. „Dank der Finanzhilfe der EU erhielten wir die Gelegenheit, den Markt besser zu untersuchen, unseren Geschäftsplan weiterzuentwickeln und zu lernen, wer unsere Konkurrenz ist, wem wir aus dem Weg gehen und mit wem wir Kontakt aufnehmen sollten.“ Papadakis hat vor, sich noch in diesem Jahr auf eine Anschubfinanzierung der Europäischen Kommission zu bewerben, um das Gerät durch die klinischen Studien und schließlich auf den Markt zu bringen. Die Hyperspektralbildgebungstechnologie, auf die sich XpeFundus stützt, ist patentiert und wurde zuvor verwendet, um kulturelle Artefakte zu untersuchen(öffnet in neuem Fenster) und landwirtschaftliche Analysen(öffnet in neuem Fenster), z. B. von Nährstoffmangel, Krankheiten und dem Wasserhaushalt von Nutzpflanzen, durchzuführen. „Die Idee entstand bei meiner Doktorarbeit vor 17 Jahren, als ich etwas Nützliches für die Gesellschaft entwickeln wollte“, so Papadakis weiter. „Zusammen mit meinen Partnern gründete ich Xpectraltek, um Ziele zu erreichen, die im wissenschaftlichen Sektor unerreichbar waren und um bahnbrechende und innovative Ideen wie Produkte, die für die Gesellschaft und die Menschen wirklich nützlich sein können, auf den Markt zu bringen.“
