Augenscan soll Diabetes, Alzheimer und Herzkrankheiten erkennen
Forschende aus den USA arbeiten an einem Augenscanner, mit dem sich bereits frühzeitig Diabetes, Herzkrankheiten oder sogar Alzheimer erkennen lassen. Künstliche Intelligenz spielt dabei eine wichtige Rolle.
Lassen sich in Zukunft verschiedenste Krankheiten durch einen Blick in die Augen erkennen?
Foto: Chris Meyer, Indiana University
Schau mir in die Augen und sage mir, wie krank ich bin: Ein innovatives Forschungsprojekt an der Indiana University (IU) zeigt, wie ein einfacher Augenscan Hinweise auf schwerwiegende Erkrankungen wie Diabetes, Herzkrankheiten und Alzheimer liefern kann. Im Rahmen der „Oculomics“-Initiative, die vom National Institutes of Health (NIH) gefördert wird, arbeiten Forschende daran, das Auge als diagnostisches Fenster zu nutzen. Dies könnte die Gesundheitsvorsorge entscheidend verändern.
Darum geht es bei der Forschung
Prof. Stephen A. Burns, ein führender Wissenschaftler an der IU School of Optometry, steht an der Spitze des Projekts. Mit seinem Team arbeitet er an der nächsten Generation an Diagnoseinstrumenten zur Augenspiegelung, den sogenannten Ophtalmoskopen.
Diese Geräte sollen in der Lage sein, Krankheiten wie Diabetes, Herz- und Nierenerkrankungen, Sichelzellenanämie und sogar Alzheimer frühzeitig zu erkennen. Der Schlüssel liegt in der Beobachtung der Netzhaut, die einen direkten Blick auf das zentrale Nervensystem bietet.
„Das Auge ermöglicht uns einen nicht-invasiven Zugang zu wichtigen Gesundheitsinformationen“, erklärt Burns. „Es ist das einzige Fenster, durch das wir das zentrale Nervensystem direkt beobachten können.“
Hightech-Ophthalmoskope im Einsatz
Die Technologie, die im Rahmen des Projekts entwickelt wird, baut auf den Fortschritten der adaptiven Optik auf. Ursprünglich von Astronomen genutzt, um atmosphärische Verzerrungen bei der Sternbeobachtung zu korrigieren, wurde diese Technik auf das menschliche Auge übertragen.
Dies ermöglicht eine extrem präzise Bildgebung der Netzhaut. Mit einer Auflösung von nur zwei Mikrometern können moderne Ophthalmoskope sogar die Bewegung einzelner roter Blutkörperchen in den Blutgefäßen des Auges sichtbar machen. So können Biomarker für Diabetes oder Bluthochdruck bereits im Frühstadium erkannt werden.
„Wir können sehen, wie die roten Blutkörperchen durch die Gefäße des Auges fließen. Diese detaillierten Beobachtungen helfen uns, frühzeitig auf gesundheitliche Probleme hinzuweisen“, sagt Burns.
Zusammenarbeit von verschiedenen Disziplinen
Neben der IU sind auch Forschende der Northwestern University, der Stanford University und des Mount Sinai Hospitals an dem Projekt beteiligt. Gemeinsam entwickeln sie ein Gerät, das maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz (KI) nutzt, um die erfassten Bilder automatisch zu analysieren. Dies könnte die Diagnosezeiten erheblich verkürzen, da menschliche Analysten nicht mehr für die Auswertung der Bilder benötigt werden. KI-gestützte Algorithmen sollen dabei helfen, Krankheiten schneller und präziser zu diagnostizieren.
Eleftherios Garyfallidis, ein Experte für intelligente Systemtechnik an der IU Luddy School of Informatics, erklärt: „Mit Hilfe von KI können wir die Datenverarbeitung beschleunigen und die Ergebnisse in kürzester Zeit liefern.“
Neue Möglichkeiten zur Früherkennung von Alzheimer
Eine der spannendsten Entwicklungen im Rahmen des Projekts ist die Möglichkeit, Alzheimer bereits im Frühstadium zu diagnostizieren. Forschende haben herausgefunden, dass Veränderungen in den retinalen Blutgefäßen auf frühe Anzeichen der Krankheit hinweisen können. Bisher waren solche Marker nur durch aufwendige und teure PET-Scans nachweisbar. Doch mit dem neuen Augenscanner könnten dieselben Informationen einfacher und kostengünstiger erfasst werden.
„Die Technologie könnte Alzheimer-Symptome frühzeitig erkennen, lange bevor sie sich durch kognitive Beeinträchtigungen bemerkbar machen“, so Burns. Dies könnte nicht nur die Diagnose erleichtern, sondern auch frühere Behandlungsmöglichkeiten eröffnen.
Blick in die Zukunft
Das Ziel der Forschenden ist es, diese Technologie in die reguläre Gesundheitsversorgung zu integrieren. „Stellen Sie sich vor, Ihr nächster Augenarztbesuch könnte Ihnen nicht nur Informationen über Ihre Sehkraft geben, sondern auch über Ihr Risiko für Herz- und Kreislauferkrankungen oder Alzheimer“, sagt Burns.
Im Laufe der nächsten Jahre werden die Forschenden ihre Instrumente weiterentwickeln und in klinischen Studien testen. Ein großer Teil der Teilnehmenden wird durch das Atwater Eye Care Center rekrutiert. Die Forschungsteams hoffen, dass die Technologie in naher Zukunft zur Verfügung steht und in Routineuntersuchungen eingebunden werden kann.
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