Finalistin des Young Inventors Prize 2022 Parkinson durch KI frühzeitig erkennen

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Insider Research

Die US-Erfinderin Erin Smith hat eine KI-gestützte App entwickelt, die zur frühzeitigen Erkennung der Parkinson-Krankheit dient. Damit ist sie als einer von drei Finalisten für den Young Inventors Prize 2022 des Europäischen Patentamtes (EPA) nominiert.

Smiths App namens FacePrint nimmt Videos auf und nutzt anschließend Gesichtserkennung und KI-Techniken, um in der Mimik winzige Anzeichen für die frühen Stadien der Parkinson-Krankheit zu erkennen. Die App wurde bereits erfolgreich in Großversuchen an der Stanford Medical School erprobt und steht damit kurz vor der Marktreife.

Der Young Inventors Prize wird von der EPA in diesem Jahr erstmals vergeben. Mit der Auszeichnung sollen junge Erfinder im Alter von bis zu 30 Jahren gefördert werden. Im Fokus stehen dabei Lösungen zur Bewältigung globaler Probleme sowie zur Erreichung der Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen.

Anzeichen frühzeitig erkennen

Derzeit leben weltweit mehr als zehn Millionen Menschen mit der Parkinson-Krankheit – eine Zahl, die mit einer zunehmend älter werdenden Bevölkerung noch weiter steigen könnte. Erin Smith, die sich schon früh für wissenschaftliche Arbeit interessierte, fiel bereits 2016 ein Video der Michael J. Fox Foundation auf. Dabei bemerkte sie, dass der an Parkinson erkranke Hollywood-Schauspieler beim Lächeln emotional distanziert wirkte, selbst wenn die Emotion hinter dem Lächeln echt war.

Durch die Lektüre medizinischer Fachliteratur stellte Smith fest, dass die Teile des Gehirns, die sich bei Parkinson am frühesten verändern, mit denen zur Bildung oder dem Fehlen von Gesichtsausdrücken identisch sind. Letzteres wird als sogenanntes „Maskengesicht“ bezeichnet. „Diese Idee machte mich wirklich neugierig, ob ich mithilfe von Gesichtsausdrücken Veränderungen im Gehirn, wie zum Beispiel bei der Parkinson-Krankheit, überwachen könnte“, erklärt Smith.

KI als Hilfsmittel

Derartige „Mimik-Marker“ und deren Beobachtung sind in der Neurologie keine Neuheit. Dennoch wurden sie bislang nicht objektiv quantifiziert. Smith erkannte, dass KI-Verfahren wie etwa Computer Vision Informationen aus Bildern ableiten und bei der Diagnose helfen können. In Kooperation mit Parkinson-Selbsthilfegruppen gelangte Smith an Videomaterial von Menschen mit und ohne Parkinson.

Anschließend verarbeitete sie die Aufnahmen mit einer Gesichtserkennungssoftware und trainierte damit einen Computer-Vision-Algorithmus. Somit konnte Smith messbare Unterschiede zwischen den Aufnahmen erkrankter und gesunder Menschen nachweisen. Es folgten eine großangelegte Studie an der Stanford Medical School sowie die Gründung des Unternehmens FacePrint. Aktuell erkennt die App frühe Stadien der Parkinson-Krankheit mit 95-prozentiger Genauigkeit. Andere neuronale Störungen werden mit 93 Prozent Genauigkeit prognostiziert.

„Eine meiner größten Hoffnungen für diese Anwendung ist, dass sie dazu beiträgt, die Behandlung von Parkinson-Patienten zu verbessern und auch über die Früherkennung und Intervention hinaus in der Arzneimittelentwicklung eingesetzt wird, um krankheitsmodifizierende Therapeutika zu entwickeln“, so Smith. Die 22-Jährige hofft zudem, dass FacePrint zu einem Paradigmenwechsel bei der Betrachtung und Behandlung degenerativer Nervenkrankheiten führen wird.

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