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Besonders problematisch ist die Ansteckungsgefahr durch unerkannte COVID-19-Fälle an Orten mit intensivem Personenkontakt: im Tourismus und bei Veranstaltungen. Forscher der Danube Privat University (DPU)  und die Genius5 GmbH wollen diesen Risikofaktor minimieren und entwickelten einen Riechtest.

Der beeinträchtigte Geruchssinn gilt als mögliches Symptom, das bei circa 80 Prozent der COVID-19-Infizierten auftritt – unabhängig davon, ob diese Beschwerden haben oder nicht. Da das Symptom in einem frühen Stadium auftritt, eignet sich der Riechtest auch zur Früherkennung einer möglichen COVID-19-Infektion. Das unterscheide den Riechtest von herkömmlichen Tests, die Antikörper im Blut messen und in der Frühphase noch nicht anschlagen, sagt Gerhard Kahr, Geschäftsführer des Messgerätebau-Unternehmens Genius5 , der für die Entwicklung des Testgeräts verantwortlich ist.

Geruchssinn

Der Geruchssinn funktioniert über die Nasenschleimhäute. Hier sitzen auf fünf Quadratzentimetern tausende Geruchszellen und werden von den Stützzellen in Position gehalten. An dieser Riechschleimhaut dockt der Geruchssinn an – und ähnlich macht es auch das SARS-CoV-2 Virus. Das Virus schwächt die Stützzellen und von Gerüchen ausgelöste chemische Prozesse werden behindert. Dadurch steigt die Geruchsschwelle und die Betroffenen leiden unter einem verringerten Geruchsempfinden.

Die klinischen Studien zum Riechtest liefert das Forscherteam von der Danube Privat University, das von Professor Dr. Christoph Kleber geleitet wird. Dabei geht es um die Übereinstimmungsvalidität, das heißt, die Übereinstimmung des Riechtests mit Referenzmaterialien, erklärt Kahr. In einer Vorstudie ermittelte das Team zwei Aspekte:

  • Düfte, die zu einem hohen Prozentsatz von gesunden Menschen erkannt werden;
  • Düfte, die zu einem hohen Prozentsatz von saisonal Erkrankten, das heißt Erkälteten erkannt werden;

„So können wir im Riechtest den falschen positiven Verdacht ausschließen“, erklärt Kahr, der eine Expertise in der Produktion von Messsystemen hat, die im Ultraspurenbereich arbeiten.

Riechtest

Die Geruchsschwelle wird über Geruchseinheiten definiert. Per Definition können 50 Prozent der gesunden Menschen eine Geruchseinheit wahrnehmen – wenn auch nicht unbedingt zuordnen. Deshalb werden den Probanden im Riechtest fein abgestufte Duftstoffe, nahe der Geruchsschwelle, präsentiert. Kahr: „Wenn alle Geruchszellen intakt sind, erkennt man die Duftstoffe an der Schwelle und kann sie richtig zuordnen. Je mehr Geruchszellen angegriffen sind, desto weniger ist das der Fall.“

Das Geruchsempfinden nimmt im Lauf des Lebens ab und Frauen haben einen ausgeprägteren Geruchssinn als Männer. Außerdem kann auch Rauchen zu einer Verringerung des Geruchssinns führen. Diese Faktoren sind vor dem Test einzugeben und werden vom System berücksichtigt.

Einschränkungen

Weitere Einschränkung des Riechtests sind möglich und bedürfen einer Abklärung: bei älteren Testpersonen könnten auch Erkrankungen wie Alzheimer, Demenz und Parkinson zu Beeinträchtigung oder Verlust des Geruchssinns führen. Bei positivem Testergebnis sollte ein Arzt die zutreffenden Einschränkungen bewerten und im Zweifelsfall einen Zweittest mit anderer Methodik durchführen.

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Der Geruchsautomat besteht aus zwei Teilen, einem Bedienerteil für den Überwachenden und einem Testteil mit berührungsfreier Tastatur für die Testpersonen. Genius5 war gefordert, ein robustes Design zu entwickeln, weil das Gerät im öffentlichen Raum installiert werden soll, wie etwa im Eingangsbereich von Spitälern oder auf Flughäfen. Erschwerend im Einsatz ist, dass die Oberfläche ständig desinfiziert werden muss. Darauf wurde in der Auswahl der Werkstoffe Rücksicht genommen. Ein weiteres Kriterium war die kostengünstige Durchführung des Tests, die durch eine geringe Service-Intensität und durch einen geringen Materialeinsatz gegeben ist. Eine Füllung von Duftstoffen reicht für 50.000 Tests.

Riechtest, COVID-19,
Geruchsautomat (c) Gerhard Kahr

Zweistufig

Der Riechtest besteht aus zwei Teilen. Im ersten Teil wird die Geruchsschwelle mit Limonenduft getestet. Die Testperson bestätigt mündlich oder mittels berührungsfreiem Taster das Wahrnehmen eines Dufts. Dieser Testteil kann auch als Schnelltest angewendet werden und eignet sich für das häufige Testen von Personal oder Schülern einer Schule. Im zweiten Teil des Tests müssen die Testpersonen nicht nur die Wahrnehmung des Duftstoffs bestätigen, sondern diesen auch benennen. Sie bekommen zwei Duftnoten vorgesetzt und müssen jeweils die zutreffenden Namen im Multiple Choice-Verfahren mittels Taster auswählen. Dieser zweite Teil ermöglicht die Überprüfung der ersten Antwort und ist in einem anonymen Setting, wie bei Veranstaltungen, verpflichtend.

Anwendungsszenarios

Zum jetzigen Stand der Entwicklungen kann der Geruchsautomat als diagnostisches Messgerät verwendet werden, um Geruchsbeeinträchtigungen zu bestimmen und durch Vernetzung über Modem die Daten in Echtzeit weitergeben. Vision ist es, landesweit so viele Testgeräte zu installieren und zu vernetzen, dass das System auch zur Frühwarnung eingesetzt werden kann. Die anonymisierten Daten können via Modem rasch in die Cloud gesendet werden, wo sie von Berechtigten, wie etwa Gesundheitsbehörden, zum Vergleichen und Auswerten abrufbar sind. Durch den statistischen Vergleich der Ergebnisse können potenzielle Cluster herausgefiltert werden. Grundlage ist eine Österreichkarte, die alle Geräte darstellt und beim Antippen des Standorts die aktuellen Tagesergebnisse zeigt.

Für die Anwendung in der Touristik ist ein Personaltest verfügbar, welcher die Geruchsschwelle des Einzelnen fein abstuft und periodisch überprüft. Es gehe darum, das Personal möglichst täglich zu testen, erklärt Kahr. Neben der Früherkennung liegt der wesentliche Vorteil des Riechtests in der Leistbarkeit. Der Preis liegt bei zehn bis 20 Cent pro Test. Ein Antikörpertest kostet hingegen 20 Euro.

An COVID-19 Erkrankte leiden oft mehrere Monate an einem beeinträchtigten Geruchssinn. Der Riechtest mit dem Geruchsautomat kann auch die Erholung des Geruchssinns durch periodischen Vergleich dokumentieren.

Projektteilnehmer

Neben der Danube Privat University und Genius5 Instruments waren Forscher der Johannes Kepler Universität (JKU) Linz und dem AIT Austrian Institute of Technology in Wien am Projekt beteiligt. Unterstützt wurde das Projekt vom Land Niederösterreich, Abteilung Wissenschaft und Forschung.

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Über den Autor

Author profile picture Hildegard Suntinger lebt als freie Journalistin in Wien und schreibt über alle Aspekte der Modeproduktion. Sie verfolgt neue Trends in Gesellschaft, Design, Technologie und Wirtschaft findet es spannend, interdisziplinäre Tendenzen zwischen den verschiedenen Bereichen zu beobachten. Das Schlüsselelement ist die Technologie, die alle Lebens- und Arbeitsbereiche verändert.