Mobile Diagnoseinstrumente Der Weg zum Tricorder

Wer schon einmal vom Hausarzt in die Computertomografie-Praxis und anschließend zu Lungen-, Haut- und Knochenspezialisten geschickt wurde, um anschließend etwas von »sicher ist sicher« zu hören und ein Schnupfenmedikament verschrieben zu bekommen, ist ganz sicher privat krankenversichert. Und vermutlich genervt, denn das muss doch auch einfacher gehen.

Seit 40 Jahren dürfen Science-Fiction-Fans dabei zusehen, wie die Doctores McCoy, Crusher, Pulaski und Bashir nebst einem holografischen Wunderarzt in verschiedenen Inkarnationen des fiktiven »Star Trek«-Universums (Raumschiff Enterprise) ein »Feinberger« genanntes kleines Sensorgerät über ihren Patienten schwenken, woraufhin ein größeres mobiles Instrument detailliert Auskunft über deren Gesundheitszustand erteilt.

Abgesehen davon, dass besagte Ärzte der Zukunft keine Abrechnungen über eine kassenärztliche Vereinigung machen müssen, scheint ein derartiger »medizinischer Tricorder« nicht allzu weit entfernt von den heutigen technischen Möglichkeiten. Das sieht auch die gemeinnützige »X-Prize Foundation« so, die gemeinsam mit Qualcomm für das Jahr 2012 den »Tricorder X-Prize« auslobt.

Die stattliche Summe von 10 Millionen US-Dollar soll dasjenige Team erhalten, das eine mobile Lösung ent-wickelt, die Patienten kostengünstig mit Hilfe von Expertensystemen und medizinischen Stammdaten besser als oder genauso gut wie ein Gremium approbierter Ärzte diagnostizieren kann.

Sensoren in Fülle

Die Herausforderung dabei ist nicht das eigentliche mobile Instrument - bereits moderne Mobiltelefone verfügen über Rechenleistungen, die noch vor vergleichsweise kurzer Zeit jenseits der Möglichkeiten von ausgewachsenen Desktop-Computern lagen. Per drahtlosem Zugriff auf das Internet beziehungsweise spezialisierte Datenbanken steht solchen Geräten ein schier unermesslicher Schatz an Wissen zur Verfügung.

Vielmehr stellt die Sensorik das Grundproblem dar; ein »Tricorder« ist nur sinnvoll, wenn der Anwender eben nicht für jede Messaufgabe einen eigenen Sensor anschließen muss. Kombisensoren stellen Entwickler vor ganz spezifische Schwierigkeiten. Um auch nur die wesentlichen Körperfunktionen zu messen, müssen verschiedene Drucksensoren mit Aufnehmern elektromagnetischer Felder kombiniert werden, gleichzeitig sind jedoch auch aktive Scans nötig, beispielsweise mittels Emission von Ultraschall oder elektromagnetischer Wellen.

Immerhin kann es ja auch nicht der Sinn eines mobilen Multifunktions-Scanners sein, dass der Patient erst einmal voll verkabelt wird. Vielversprechend in dieser Hinsicht ist die Entwicklung der Terahertz-Spektroskopie. Die Verwendung solcher extrem hochfrequenter Wellen ist jedoch noch am Anfang. Weder gibt es erschwingliche und kleine Emitter beziehungsweise Empfänger, noch sind mögliche Gesundheitsrisiken abschließend geklärt.

Bis auf Weiteres wird man also nicht ohne die Kombination mehrerer Sensorarchitekturen auskommen, wobei die von verschiedenen Halbleiterherstellern entwickelten Lab-on-Chip-Verfahren (LoC) eine bedeutende Stellung einnehmen. So wurde mittels eines speziellen LoCs bereits ein schneller Nachweis für Malaria realisiert, und auch ein zeitsparender HIV-Test nähert sich der Marktreife. Auf welche Weise derartige Verfahren jedoch mit anderen Sensoren kombiniert werden können, um umfassendere Diagnosen zu ermöglichen, wird sicher eines der interessantesten Ergebnisse der X-Prize-Ausschreibung werden.

Künstliche Intelligenz?

Damit ein medizinisches »Multimeter« mit einem Ärzteteam mithalten kann, wird es nicht nur auf umfangreiche Datensammlungen zurückgreifen müssen, sondern auch über eine Art von künstlicher Intelligenz verfügen müssen. Immerhin funktioniert die Diagnose körperlicher Gebrechen nur in den seltensten Fällen als eine Kausalkette vom Symptom zur Heilung.

Dafür bieten sich komplexe Expertensysteme an, die jedoch auf die spezifische Aufgabe hin angepasst werden müssen. Generell könnten funktionierende medizinische Tricorder nicht nur in abgelegenen Gebieten von Entwicklungsländern nützliche Verwendung finden, sondern auch in unseren Breiten. Man kann davon ausgehen, dass, sobald die Technologie funktionsfähig ist, sie breit eingesetzt werden dürfte.