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Rochelle Niemeijer

​​Ein KI-gestütztes Testkit für den Nachweis bakterieller Infektionen​

Preiskategorie
Young Inventors Prize
Technisches Gebiet
Medizintechnik
Firma
​​Nostics BV​
​​Das von Rochelle Niemeijer entwickelte portable Testkit für die Schnelldiagnose bakterieller Infektionen nutzt modernste Medizintechnik, um das drängende Problem der antimikrobiellen Resistenzen in den Griff zu bekommen.​

Allein in den vergangenen zwei Jahrzehnten (2000 - 2018) erhöhte sich der weltweite Antibiotika-Verbrauch um 46 Prozent. Der Grund: Infektionen werden oft antibiotisch behandelt, ohne dass eine adäquate Diagnose vorangeht. Diese Fehlentwicklung trägt wesentlich zur Entstehung antimikrobieller Resistenzen (AMR) bei, die dazu führen, dass bakterielle Infektionen auf gängige Antibiotika nicht mehr ansprechen. Für die Gesundheit der Weltbevölkerung ist dies ein enormes Problem. Die Lancet schätzt, dass die Antibiotikaresistenz direkt für 1,27 Millionen weltweite Todesfälle im Jahr 2019 verantwortlich war. 

Die komplexe Diagnostik, mit der sich eine übermäßige oder fälschliche Antibiotika-Anwendung vermeiden lässt, stellt ländliche und einkommensschwache Regionen vor erhebliche logistische Schwierigkeiten. Um diese Herausforderung zu meistern, hat Niemeijer ein portables Chemielabor mit einem digitalen Lesegerät entwickelt, dessen integrierte Tools eine schnelle, datengestützte Diagnose ermöglichen. Die Technologie kombiniert ein tragbares Spektrometer mit KI-gestützter digitaler Software mit einer einzigen Einwegkartusche, die die Probenverarbeitung und -Messung vereinfacht. Die Erfindung verwendet die Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS), eine Technik, die durch Laserlicht ausgelöste Molekularschwingungen misst, um einzigartige Spektralmuster zu erzeugen. Diese „bakteriellen Fingerabdrücke“ werden dann mit Hilfe von Algorithmen für maschinelles Lernen entschlüsselt, die von KI-Spezialisten entwickelt wurden, um ihre Identifizierung und Klassifizierung zu ermöglichen.

Das portable Testkit erlaubt auch ohne Expertenwissen und teure Ausrüstung eine Erstdiagnose, wobei die Ergebnisse schon nach 15 Minuten vorliegen. Niemeijer erläutert: "Wir wollen einen Beitrag zur Verbesserung der medizinischen Versorgung leisten, indem wir Diagnosetools für die schnelle Analyse von Proben bereitstellen. Die Behandlung kann dann auf Basis der Diagnose direkt vor Ort durch den Artzt erfolgen."

Motiviert durch den Mangel 

Die ambitionierte Ärztin Rochelle Niemeijer verlegte sich auf Medizintechnik, konkret auf Nanotechnologie, nachdem sie als Freiwillige in Kambodscha gearbeitet hatte. Konfrontiert mit der bitteren Realität eines Gesundheitswesens ohne Ressourcen und ohne angemessene medizinische und diagnostische Ausrüstung wurde ihr klar, dass hier eine Aufgabe auf sie wartete. Niemeijer: "Was mir [in Kambodscha] den entscheidenden Anstoß gab, war der Mangel an Diagnosetools, Ärzten und Assistenzpersonal. Es war ganz offensichtlich, dass es viel zu tun gab und dass vieles fehlte."  

Nach einem Forschungspraktikum bei einem Nanotechnologieunternehmen,gründete Niemeijer gemeinsam mit Kollegen das Medizintechnik-Start-up Nostics. Das Unternehmen entwickelt innovative Diagnoselösungen unter Verwendung von Nanotechnologie, Photonik und maschinellem Lernen. 

Ein Beitrag der UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung

Durch die Bereitstellung benutzerfreundlicher und erschwinglicher Diagnosetools leistet Niemeijers Erfindung einen Beitrag zur Umsetzung von Nachhaltigkeitsziel 3 der Vereinten Nationen (Gesundheit und Wohlergehen). Sie unterstützt eine effiziente und zuverlässige Patientenversorgung, fördert den verantwortungsvollen Einsatz antibakterieller Arzneimittel, verhindert den missbräuchlichen oder fälschlichen Antibiotika-Gebrauch und verbessert die Erkennung von Krankheiten. 

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