Malaria ist eine der weltweit am häufigsten auftretenden Infektionskrankheiten. 2017 wurden von der WHO 219 Millionen Fälle von Malariaerkrankungen verzeichnet. Fast eine halbe Million Menschen starben daran. Der Erreger wird durch die Anopheles-Mücke übertragen und löst grippeähnliche Symptome aus, die bei Nichtbehandlung für die infizierte Person tödlich enden können. Da sich die Stechmücken vor allem an tropischen und subtropischen Orten aufhalten, treten auch die meisten Fälle von Malaria in diesen Regionen auf. Dementsprechend sind vor allem Länder um den Äquator und insbesondere in Afrika davon betroffen. 92 Prozent aller in 2017 verzeichneten Fälle traten in Subsahara-Afrika auf. Laut WHO wurden allein in fünf Ländern – Nigeria, DR Kongo, Mosambik, Indien und Uganda – etwa die Hälfte aller Malariaerkrankungen registriert.
Malaria ist grundsätzlich heilbar, wenn die Krankheit diagnostiziert und entsprechend behandelt wird. Diese Diagnose ist aber vor allem in ärmeren Ländern mit Problemen behaftet. Mit zwei verschiedenen Methoden lässt sich Malaria nachweisen: Die Erreger können immunologisch und molekularbiologisch nachgewiesen werden, wenn parasitenspezifische Antigene im Blut gefunden werden. Bei diesem Verfahren ist es jedoch möglich, dass ein negatives Ergebnis Malaria nicht ausschließt und daher oft vorbeugend Malariamedikamente eingesetzt werden. Das zweite diagnostische Verfahren ist die Mikroskopie, bei der das Blut auf für Malariaerreger typische Plasmide hin untersucht wird. Um ein sicheres Ergebnis zu liefern, muss diese Untersuchung manuell erfolgen, was sie zeitaufwendig macht und spezielle Fachkenntnisse erfordert. In vielen Ländern des globalen Südens ist dieses Verhältnis jedoch extrem unausgeglichen und das medizinische Personal hoffnungslos überlastet.
Welche innovative Lösung bietet das Excelscope?
Die TU Delft Global Initiative forscht in Zusammenarbeit mit mehreren afrikanischen Universitäten seit zwei Jahren zu diesem Thema und hat in Zusammenarbeit mit einer Gruppe eines Design-Masterstudiengangs ein Produkt entwickelt, dass zur Lösung dieses Problems beitragen könnte: das sogenannte Excelscope.
Das Projekt ist Teil des Diagnostics for All Programms, das einfach zu bedienende Geräte für ressourcenarme Kontexte entwickelt. Die Idee verknüpft bereits vorhandene Technologien: Eine Kugellinse wird an eine Smartphone-Kamera montiert, die so als Mikroskop fungiert. Ein speziell entwickelter Algorithmus kann dann durch Malariaparasiten infizierte Blutzellen in Blutproben schnell erkennen. Mit dieser Lösung können wesentlich mehr Diagnosen durchgeführt werden. Das Gerät wurde 3D-gedruckt und ermöglicht den Übergang von der manuellen zur automatisierten Mikroskopie. Damit können die Genauigkeit der Diagnose erhöht und Zeit und Kosten gespart werden. Andere existierende Algorithmen erfordern professionelle Mikroskope, die sehr kostenintensiv sind, während billige Mikroskope meist langwierige Handarbeit erfordern. In vielen Ländern des globalen Südens sind Fachkräfte rar und stehen aufgrund ihrer Arbeitsbelastung unter immensem Druck, was zu Fehlern und Inkonsistenzen führt. Das Gerät soll daher nach nur kurzer Anleitung ohne Eingreifen von medizinischem Fachpersonal verwendet werden können. Außerdem ist das Excelscope dank seiner wiederaufladbaren Pufferbatterie nicht vom Stromnetz abhängig und kann auch in netzfernen Regionen Verwendung finden.
Das Projekt wurde für den James Dyson Award, einem internationalen Designwettbewerb nominiert. Der Preis wird jährlich verliehen und richtet sich an aktuelle und kürzlich abgeschlossene Design- oder Ingenieurstudenten in 27 Ländern. In den kommenden Monaten wird das Excelscope in afrikanischen Ländern getestet. Anschließend soll das Feedback von Anwendern für mögliche Verbesserungen integriert werden.
