Die Welt der Medizin steht nie still, und gerade in den letzten Jahren haben bahnbrechende Fortschritte im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI) die medizinische Diagnostik revolutioniert. In der Dermatologie, wo die frühzeitige Erkennung von Hautkrebs von entscheidender Bedeutung ist, hat KI das Potenzial, Leben zu retten. Doch Dermatologen haben oft Vorbehalte gegenüber KI-Systemen, da sie die Entscheidungen dieser Algorithmen nicht immer nachvollziehen können. In einer erfreulichen Entwicklung hat ein Team von Wissenschaftlern am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) ein KI-basiertes Unterstützungssystem entwickelt, das nicht nur Hautkrebs erkennt, sondern auch die Entscheidungsfindung erklärt. Diese innovative Technologie könnte das Vertrauen der Ärzte stärken und die Genauigkeit der Diagnosen verbessern.
Hautkrebs, insbesondere das Melanom, ist weltweit für eine beträchtliche Anzahl von Todesfällen verantwortlich. Die Identifizierung von Melanomen im Frühstadium ist jedoch eine komplexe Aufgabe, da sie oft schwer von anderen Hauttumoren zu unterscheiden sind. Hier kommen KI-basierte Diagnose-Unterstützungssysteme ins Spiel, die Hautärzten dabei helfen, präzisere Diagnosen anhand digitalisierter Bilder verdächtiger Läsionen zu stellen.
Das Problem, dem sich Dermatologen gegenübersehen, ist das Verständnis der Entscheidungsgrundlagen solcher KI-Systeme. Dr. Titus Brinker, Hautarzt und Wissenschaftler am DKFZ, betont: „Die letztendliche Verantwortung für eine Diagnose liegt beim Kliniker. Deshalb sind Dermatologen berechtigterweise vorsichtig, KI-basierte Systeme einzusetzen, ohne deren Entscheidungen nachvollziehen zu können.“
In einem ehrgeizigen Projekt entwickelte das Team um Dr. Brinker ein erklärbares KI-System (XAI), das den Blickwinkel von Dermatologen bei der Melanomdiagnose widerspiegelt und seine Entscheidungsfindung transparent macht. Dieses System verwendet etablierte Diagnose-Merkmale, die sich auf bestimmte Bereiche der verdächtigen Läsionen beziehen, und liefert Erklärungen, die die Mediziner besser verstehen können.
Die Ergebnisse einer dreiphasigen Studie, an der über hundert Dermatologen aus 33 verschiedenen Ländern teilnahmen, sind vielversprechend. Die Nutzung eines herkömmlichen KI-Systems erhöhte die diagnostische Genauigkeit, aber das XAI-System konnte diese Genauigkeit nicht weiter steigern. Dennoch war die Verwendung des XAI-Systems ein großer Erfolg, da sie das Vertrauen der Dermatologen in ihre eigenen Diagnosen erheblich steigerte. Die Mediziner hatten besonders großes Vertrauen in ihre Diagnosen, wenn diese mit den von XAI aufgeführten Kriterien übereinstimmten.
Dr. Titus Brinker, Leiter der Studie, betont: „Die Ergebnisse verdeutlichen, dass XAI die Diagnosesicherheit von Klinikern verbessern kann und das Potenzial hat, die Akzeptanz der Mediziner für den Einsatz von KI-Methoden zu steigern. Die europäische Datenschutzgrundverordnung verlangt, dass alle algorithmusbasierten Entscheidungen für die Endnutzer interpretierbar sein müssen. Unsere Arbeit ist ein wichtiger erster Schritt zur Schließung dieser Interpretationslücke.“
Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) spielt eine entscheidende Rolle in der Erforschung von Krebs und der Entwicklung neuer Strategien zur Prävention und Behandlung. Mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist es die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Ihre Mission ist es, Krebs zu verstehen, Risikofaktoren zu identifizieren und innovative Diagnose- und Behandlungsmethoden zu entwickeln. Das DKFZ arbeitet eng mit Universitätskliniken und Forschungseinrichtungen in ganz Deutschland zusammen, um vielversprechende Forschungsergebnisse in die klinische Praxis zu übertragen und die Chancen von Krebspatienten zu verbessern.