Ein Computer erkennt Diabetes und Malaria
Physiker haben an der Saar-Uni ein Verfahren entwickelt, das Blut-Schnelltests ermöglichen soll. Mithilfe von künstlicher Intelligenz soll das Programm die Form von Blutzellen blitzschnell bestimmen können.
(red) Rote Blutkörperchen sind die häufigsten Zellen in unserem Blut. Ein Blutstropfen enthält Millionen der kleinen Helfer, deren Hauptaufgabe der Transport von Sauerstoff aus der Lunge in den restlichen Körper ist. Das Herz pumpt das Blut dabei mit so großem Druck in die Arterien, dass die normalerweise runden Blutkörperchen an den Gefäßwänden regelrecht plattgedrückt werden. „Ist die Geschwindigkeit niedriger, schwimmen sie eher durch die Mitte des Blutgefäßes und zeigen eine symmetrische Form, ähnlich einem Croissant“, erklärt der Physiker Alexander Kihm, der sich an der Saar-Uni mit den roten Blutzellen befasst.
Auch bei manchen Erkrankungen sind solche Formveränderungen von Blutzellen charakteristisch. „So haben etwa Diabetes, Malaria oder die erblich bedingte Sichelzellenanämie Einfluss auf die Steifigkeit der Blutzellen“, so Kihm. Für die Diagnose mussten diese Zellformen bisher zeit- und kostenaufwendig unter dem Mikroskop analysiert werden.
Im Forscherteam von Christian Wagner, Professor für Experimentalphysik, hat Kihm ein Computerprogramm entwickelt, das über Mustererkennung blitzschnell die Form großer Mengen von Zellen erkennen kann. „Das neuronale Netzwerk identifiziert mit künstlicher Intelligenz die Form der Blutzellen in der Probe anhand von charakteristischen Krümmungen und Wölbungen“, so der Physiker. „Wir sind somit in der Lage, innerhalb von Sekunden Datensätze mit mehreren Tausend Zellen zu analysieren.“
Die Mustererkennung durch neuronale Netzwerke funktioniert ähnlich wie das Zusammenspiel der Nervenzellen im menschlichen Gehirn. Das computergestützte Verfahren soll auch auf andere große Mengen mikroskopisch kleiner Objekte übertragbar sein.