Künstliche Intelligenz- Mikroskop erkennt Malaria schnell und kostengünstig
Ingenieure der Stanford University haben ein kostengünstiges, batterie- oder solarbetriebenes, autonomes Mikroskop mit integrierter Künstlicher Intelligenz entwickelt, das Malaria in Blutpräparaten automatisch diagnostiziert – ein Prozess, der bisher manuell und zeitaufwendig von Technikern in der Feldarbeit durchgeführt wurde. Das Gerät, das sie „Octopi“ nennen, kann eine Diagnose in Minuten stellen, selbst in abgelegenen Regionen ohne Strom- oder Internetversorgung. Malaria tötet jährlich etwa 600.000 Menschen, vor allem Kinder in zentralafrikanischen Ländern, und Millionen sind asymptomatisch infiziert, was die Ausbreitung fördert. Octopi steigert die Effizienz um das 100-fache: Es scannt eine Million Blutzellen pro Minute und erkennt bereits bei einer Konzentration von nur 12 infizierten Zellen pro Mikroliter mit nahezu 100-prozentiger Spezifität. Die KI analysiert dabei einen spektralen Shift, der bei UV-Lichtbeleuchtung infizierter Zellen auftritt – ein Phänomen, das mit preiswerten Optiken erfasst werden kann, wie es aus der Astronomie bekannt ist. Die Entwicklung dauerte fast zehn Jahre und wurde in neun afrikanischen Ländern getestet. Octopi kostet voraussichtlich 1.000 Dollar pro Gerät – im Vergleich zu herkömmlichen robotischen Mikroskopen, die bis zu 100.000 Dollar kosten. Ein besonderer Vorteil ist die offene Softwarearchitektur: Ärzte und Gesundheitsarbeiter weltweit können das Gerät an neue Krankheiten anpassen, ohne Hardware zu ändern. So wurde Octopi bereits erfolgreich für die Diagnose von vier Formen der Sichelzellenanämie in Nepal und für Tuberkulose umprogrammiert. Prakash sieht darin das Potential für eine universelle Diagnoseplattform – ein „App-Store für Krankheiten“, der fast jede mikroskopisch nachweisbare Erkrankung einschließen könnte, von sexuell übertragbaren Infektionen bis zu Parasiten wie Leishmaniose oder Schistosomiasis. Parallel dazu entwickelte das Team „Inkwell“, ein kostengünstiges, elektrikloses System zur automatisierten Herstellung perfekter Blutpräparate, das mit weniger als fünf Dollar Material und einem 3D-Drucker hergestellt werden kann und bereits in über 15 Ländern eingesetzt wird. Um die Reichweite zu erhöhen, arbeitet das Team an ODION (Open Diagnostic Imaging Observatory Network), einer globalen Initiative, die Gesundheitsdienstleister, Forscher und Unternehmer im globalen Süden befähigt, Daten zu sammeln, Modelle zu trainieren und eigene Diagnose-Apps zu entwickeln. Laut Prakash könnte ein Netzwerk von tausend Octopi jährlich 50 Millionen Blutproben analysieren – mit 10.000 Geräten wäre eine dramatische Reduktion von Malariafällen und -todesfällen möglich. Die Technologie ist nicht nur ein Fortschritt in der Diagnostik, sondern ein Schritt hin zur weltweiten Malaria-Eradikation. Die Innovation wird von Fachleuten als bahnbrechend gefeiert: „Octopi kombiniert Robustheit, Skalierbarkeit und KI-Intelligenz auf eine Weise, die bisher unerreicht war“, sagt eine Expertin für globale Gesundheit. Die Kombination aus preiswerten, offenen Systemen und einer nutzerzentrierten Software-Ökologie macht es zu einem Modell für nachhaltige medizinische Innovationen in ressourcenarmen Regionen. Die Stanford-Gruppe um Manu Prakash und Hongquan Li hat sich längst über die Laborarbeit hinaus entwickelt – sie schaffen nicht nur Geräte, sondern eine Bewegung für globale Gesundheitsgleichheit.
