Corona-Schnelltest per Augenscan? „Stellen Sie sich vor, eine Katze kratzt Sie in den Arm“

Mit einer App aus Bayern soll alles anders werden: Kein Stäbchen mehr in Rachen und Nase, kein Abstrich, kein Fläschchenschütteln. Semic Eyescan heißt die App, die die bisherigen Corona-Schnelltestmethoden zumindest ergänzen soll. Per Augenscan über die Handykamera und mithilfe einer KI liefert das Programm schon nach drei Minuten ein Ergebnis, heißt es beim Entwickler Semic RF GmbH. Augenärzte melden Zweifel an, dass das funktioniert. Doch Wolfgang Gruber, Geschäftsführer der Semic GmbH, ist sich sicher: Das Ergebnis seiner App stimmt zu 97 %.

Im Interview erläutert er die technischen Hintergründe und erklärt, warum bislang noch keine veröffentlichte Studie zur Augenscan-App vorliegt.

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ingenieur.de: Wie kam die Idee für eine Corona-Test-App?

Wolfgang Gruber: Schon im März 2020 hatte ich zu meinem CTO gesagt: Können wir unseren Erfahrungsschatz nicht einbringen, um Covid-19 in den Griff zu bekommen? Wir haben dafür zusammen mit einer Universität in Los Angeles unseren EyeScan weiterentwickelt, der andere Erkrankungen im Auge erkennen kann. Dieser wurde mit unserem „Semic Health“, der 2018 die FDA Zulassung erhalten hat, aufgebaut. An der Corona-Test-App des Semic EyeScan hat ein Team bestehend aus 16 Ärzten, elf Biomedizinern, vier Optometristen, drei Biologen und 24 unabhängigen Beratern sowie rund 100 Programmierern gearbeitet. Die Idee: Mit der Smartphonekamera scannt der Nutzer sein Auge. Die Farbinformationen der Sklera werden dann an die Produkt-Cloud geschickt. Innerhalb von drei bis fünf Minuten hat der Nutzer mit unserer App sein Ergebnis vorliegen.

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Wie funktioniert das?

Die Universität hat herausgefunden, dass das menschliche Auge über zwei Millionen rosa Farbnuancen aufweisen kann. Das Covid-19 manifestiert sich in einer ganz bestimmten Farbnuance und ist auf diese Weise identifizierbar. Unsere App erkennt genau diesen Farbton in der Sklera.

Corona-Test mit der Handykamera: „Wir werten die Farbnuance von Covid-19 aus“

Und da gibt es keine Verwechslungsgefahr? Augen röten sich ja bisweilen auch, wenn man zu lange auf einen Bildschirm starrt.

Eine Augenrötung durch Überreizung hat damit nichts zu tun. Tatsächlich gibt es in manchen Fällen von Corona-Infektionen auch Bindehautentzündungen, aber diese haben eine andere Farbgebung. Bindehautentzündungen können wir auch mit der App ausgeben, aber darum geht es bei unserem Verfahren nicht. Wir werten die spezielle Farbnuance von Covid-19 aus.

Das heißt, das menschliche Auge verfärbt sich immer auf eine bestimmte Weise, wenn man infiziert ist?

Ja. Dabei geht es aber nur um die Lederhaut im Auge, die sogenannte Sklera. In dieser manifestiert sich das Virus. Mit dem menschlichen Auge ist diese Rötung nicht erkennbar, nur unsere KI Emili, kann die Verfärbung auswerten.

Ist das eine eigens entwickelte KI?

Zu Anfang hatten wir mit IBM-Watson und Fraunhofer-Apache gearbeitet. Diese Systeme entsprachen jedoch nicht unseren Anforderungen. Damit waren wir gezwungen, eine eigene KI zu entwickeln.

Das Ergebnis, das Emili liefert, ist zu 97 Prozent sicher, sagen Sie.

Ja, dieses Ergebnis wurde uns von der Universität in Kalifornien bestätigt. Bei unserer Auswertung verfolgen wir nicht das Virus an sich, sondern wir schauen auf die Auswirkungen, also die Effekte, die Covid-19 hinterlässt. Stellen Sie sich vor, Sie sitzen gemütlich mit der Familie im Garten, und dann kommt plötzlich eine Katze auf Ihren Schoß gesprungen und kratzt Sie in den Unterarm. Sie verscheuchen zwar die Katze, aber die Spuren der Begegnung sehen Sie noch am Unterarm.

Asymptomatische Corona-Verläufe erkennen

Die Katze ist das Virus und der Kratzer die Verfärbung der Lederhaut.

Genau, so funktioniert unsere App. Wir können dabei auch alle asymptomatischen Verläufe feststellen. Es gibt Menschen, die sind infiziert, merken es aber nicht, da Sie keine Symptome haben. Unsere App kann bei diesen Personen trotzdem Covid-19 feststellen. Studien haben ergeben, dass die Effekte bis zu sechs Monate nach der Infektion für Semic EyeScan sichtbar bleiben.

Wie viele Personen haben an Ihren Studien teilgenommen?

In unserer Studie in den USA haben wir 1.2 Millionen Personen untersucht, von denen rund 70.000 Personen positiv getestet wurden. Es hat ein breites Spektrum teilgenommen, also Nicht-Infizierte und Infizierte mit ganz unterschiedlichen Auswirkungen und Vorerkrankungen, zum Beispiel Diabetes, Herzproblemen oder Nierenproblemen.

Aber die Studie ist noch nicht veröffentlicht, oder?

Das wird hoffentlich in den nächsten Wochen erfolgen, dann können wir unsere Erkenntnisse handfest untermauern.

Der Berufsverband der Augenärzte Deutschland bezweifelt, dass man anhand einer Augenuntersuchung oder eines Fotos vom Auge eine Corona-Infektion nachweisen kann. Was entgegnen Sie?

Oft wird bei dieser Aussage von einem Foto ausgegangen. Unsere App macht jedoch nicht nur ein Foto, wenn Sie den Auslöser betätigen, sondern sammelt 80 bis 100 Einzelbilder, die übereinander gelegt werden. Wir nehmen die Farbinformationen von jedem Pixel der Lederhaut auf und schicken diese Daten in unsere Produkt-Cloud. Unsere KI Emili übernimmt in unglaublicher Geschwindigkeit den Abgleich der Rohdaten und schickt diese an Ihr Smartphone zurück. Auf Ihrem Endgerät findet dann die finale Datenauswertung statt. Damit befinden sich keine persönlichen Daten vom Endgerät in unserer Produkt-Cloud. Aus Datenschutzsicht ist dieses Verfahren extrem sicher. „Steriles Rechnen“ nennen wir diese Methode. Sie sorgt auch dafür, dass wir mit einer geringen Datenmenge arbeiten und Sie schon nach drei bis fünf Minuten ein Ergebnis vorliegen haben.

Ohne Internetverbindung geht es nicht

Wird Ihre App die bisherigen Testmethoden ersetzen?

Die App ergänzt die bestehenden Methoden hervorragend – sie ist schnell, angenehm in der Anwendung und dabei umweltfreundlich. Und durch den Ansatz die Spuren von Covid-19 im Organismus zu untersuchen ist unser Verfahren dazu sehr zuverlässig. Bei der Untersuchung der Viren im Mundraum kann es passieren, dass diese aus der unmittelbaren Umgebung stammen und in diesem Moment im Mund vorhanden sind, jedoch durch ein gutes Immunsystem keine Erkrankung auslösen. In diesem Fall würde ein falsches Ergebnis vorliegen. Mit unserer App würde dies nicht zutreffen. Dazu ist es möglich, unsere App schon bei Kleinkindern ab drei Jahren einzusetzen.

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Wären dann die anderen Testmethoden überflüssig?

Für unsere App benötigen Sie zum einen ein stabiles Netz, also eine Wlan-Verbindung oder ein gutes Mobilfunknetz und zum anderen ein Mobiltelefon. Wenn eines von beidem nicht vorliegt, wären Sie auf Unterstützung durch Dritte angewiesen oder könnten nur eine der anderen Testmethoden nutzen.

Daten können an Gesundheitsämter weitergeleitet werden

Ist eine automatische Weiterleitung der Daten an das Gesundheitsamt möglich? Ist das in Planung?

Perspektivisch können die Daten an das Gesundheitsamt oder RKI weitergeleitet werden, wenn dies gewünscht sein sollte. Diese Möglichkeit haben Sie bei einem Schnelltest nicht. Dazu wäre es auch möglich das Ergebnis als QR-Code auf dem Smartphone zu hinterlegen. Diesen können Sie direkt vorzeigen, damit es wieder möglich ist, ins Restaurant oder auf eine Veranstaltung zu gehen.

Wäre so ein Augen-Scan am Restauranteingang mittelfristig eine Option?

Bei größeren Veranstaltungen wäre eine Erfassung vor Ort schwierig, der Test benötigt trotz seiner Schnelligkeit drei bis fünf Minuten. Jedoch könnte dies vorab gemacht werden, zum Beispiel ganz unkompliziert beim Hausarzt. Sie würden per Video kommunizieren und über die Webcam könnte Ihr Gegenüber ihre Augen scannen.

Corona-Test-App: dreimal ein- und ausatmen

Muss der Bildschirm dann auf besondere Weise skaliert werden? Es kann es ja immer gewisse Farbabweichungen geben.

Nein, das muss man nicht. Wichtig ist nur, dass das Bild nicht komprimiert wird und alle Bilddaten vorhanden sind. Spiegelungen müssen aber vermieden werden. Sollte das Foto nicht einwandfrei lesbar sein, bittet Emili darum die Aufnahme zu wiederholen.

Nutzer sollen vor der Anwendung der App dreimal ein- und ausatmen. Warum?

Dabei werden Sprühanteile der Lungenflüssigkeit in die Tränendrüsen befördert. So können wir sicher feststellen, ob es schon Spuren einer Covid-19 Infektion gibt oder nicht.

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