Hamm: Atemtest soll Antibiotika-Einsatz reduzieren

Die Hochschule Hamm-Lippstadt (HSHL) entwickelt im Rahmen des Forschungsprojekts ViBa-IMS ein neuartiges Diagnoseverfahren für Atemwegsinfektionen. Bisherige Tests wie die Erregerkultur oder der PCR-Test sind zeit- und kostenintensiv – das führt in der Praxis zu verzögerten Behandlungen und unnötigem Antibiotikaeinsatz, der Resistenzen fördern kann. Der neue Ansatz setzt auf eine nicht-invasive Atemluftdiagnostik: Dabei werden sogenannte Volatile Organic Compounds (VOCs) analysiert - flüchtige Stoffwechselprodukte, die Bakterien und Viren beim Wachsen oder bei einer Infektion produzieren. Ziel ist ein schneller Test, der direkt beim Arzt oder im Krankenhaus eingesetzt werden kann. Dass die HSHL in Hamm bereits Erfahrung mit KI in der Gesundheitsforschung hat, zeigt ein früheres Projekt zum Einsatz künstlicher Intelligenz gegen Demenz.

„Unser Ziel ist es, bakterielle und virale Erreger anhand charakteristischer flüchtiger Stoffwechselprodukte zu unterscheiden. Die erhobenen Daten fließen dann in eine zentrale Stoffdatenbank und bilden die Grundlage für KI-gestützte Auswertungen." - Prof. Dr. Stefanie Sielemann, Lehrgebiet Instrumentelle und analytische Sensortechnik, HSHL

Die HSHL übernimmt im Verbundprojekt die Referenzanalytik. Mit einer speziell an der Hochschule entwickelten Probenahmetechnik werden Stoffe aus Luftproben gesammelt und anschließend mit modernen Gas-Analysegeräten getrennt und identifiziert. Dabei entsteht ein digitales Messmuster. Untersucht werden zunächst Laborkulturen von Bakterien und virusinfizierte Zellen - später soll das Verfahren direkt an der Atemluft von Patientinnen und Patienten eingesetzt werden. Auch multiresistente Keime und Kombinationen mehrerer Infektionen werden berücksichtigt. Die Auswertung der Messmuster übernimmt eine künstliche Intelligenz auf Basis sogenannter Deep-Learning-Modelle - Computerprogramme, die aus Beispielen selbst Muster erkennen lernen.

Das Projekt ViBa-IMS wird vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt gefördert - ähnlich wie andere Forschungsprojekte der HSHL, die bereits Bundesmittel erhalten haben. Neben der HSHL sind die ION-GAS GmbH, die AIRSENSE Analytics GmbH, die Logic Way GmbH, die Universitätsmedizin Göttingen, das Deutsche Primatenzentrum sowie die Universität Witten/Herdecke an dem Verbundprojekt beteiligt. Weitere Informationen zum Projekt gibt es auf der Projektseite der HSHL.