Hautkrebs – Schneller und genauer: KI verbessert Früherkennung

Lange Ferien in südlichen Regionen, häufige Besuche im Solarium und ausgiebige Sonnenbäder im Badi fordern zunehmend ihren Tribut: Nicht nur in Australien, sondern auch in der Schweiz erkranken immer mehr Menschen an Hautkrebs. Jährlich erkranken
hierzulande laut Angaben der Krebsliga Schweiz etwa 3’300 Menschen am bösartigen schwarzen Hautkrebs (malignes Melanom) – Tendenz steigend. Doch im Vergleich zu anderen Krebsarten kann der Hautkrebs früh erkannt werden, schliesslich entwickelt er sich äusserlich sichtbar. Je früher der Tumor diagnostiziert und behandelt wird, desto grösser sind die Heilungschancen. Daher ist es ratsam, regelmässig eine dermatologische Praxis aufzusuchen und die Male untersuchen zu lassen. Insbesondere beim malignen Melanom, ist eine frühzeitige Erkennung von entscheidender Bedeutung, denn nach Metastasierung ist die Prognose selbst unter Anwendung moderner Therapiekonzepte in der Regel schlecht. 

Akzeptanz vorhanden
Die bislang angewandten Methoden bei der Vorsorgeuntersuchung sind häufig jedoch nicht nur fehleranfällig, sondern auch kosten- und zeitaufwändig. Abhilfe soll der Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) schaffen. KI-gestützte Diagnosesysteme bieten Potenzial für die Verbesserung der diagnostischen Genauigkeit. Sie sind in der Lage, Merkmale schnell, quantitativ, objektiv und reproduzierbar zu erfassen und somit auffällige Hautveränderungen mit hoher Genauigkeit einzuordnen. Laut diversen Studien sehen dies auch Ärzteschaft sowie Patientinnen und Patienten so. Eine internationale Umfrage unter dermatologischen Fachleuten brachte zutage, dass die Mehrheit der Teilnehmenden der Meinung ist, dass die KI die Dermatologie verbessern wird und Teil der medizinischen Ausbildung sein sollte. Auch die meisten Patienten sehen einen potenziellen Nutzen der KI im Bereich der Hautkrebsdiagnostik und erhoffen sich durch den Einsatz eine Reduzierung der übersehenen Melanome sowie der unnötig durchgeführten Operationen harmloser Läsionen. 

Revolutionärer Body-Scanner
Die Akzeptanz gegenüber der neuen Technologie ist vorhanden, genauso wie das Engagement von Forschenden, mit KI die Diagnostik von Hautkrebs zu verbessern. So auch am Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI, in Deutschland. Dort haben jüngst Forschende, gemeinsam mit 20 Partnern, einen an eine KI-Diagnoseplattform angebundenen, verbesserten Body-Scanner entwickelt. Zielsetzung: Der Durchsatz einer automatisierten Prä-Anamnese soll erhöht, die Krebsfrüherkennung optimiert, das medizinische Fachpersonal entlastet, das Patientenrisiko gesenkt und die Zahl der unnötigen Biopsien reduziert werden. Die EU unterstützt das Projekt mit 12,1 Millionen Euro. Nicht ohne Grund: In nur sechs Minuten untersucht der «Intelligent Total Body Scanner for Early Detection of Melanoma» (iToBoS) den kompletten Körper und liefert für jede auffällige Veränderung an der Haut eine Risikobewertung. 

Erklärbare KI
Neu ist dabei die Integration von XAI-Techniken, mit denen nun auch erklärt werden kann, warum die Muttermale herausstechen. «Bislang wurden KI-Systeme als Black Box angewendet. Man hat darauf vertraut, dass sie das Richtige tun, was leider nicht immer der Fall ist», erklärt Prof. Dr. Wojciech Samek, Leiter der Abteilung Künstliche Intelligenz am Fraunhofer HHI. «Mit unseren XAI-Methoden ist es uns gelungen, die Lösungsfindung von KI-Systemen nachvollziehbar zu machen und den Black Box-Charakter zu überwinden.» Die hochauflösenden Kameras des Scanners sind mit Flüssigkeitslinsen ausgestattet, die das Design des menschlichen Auges nachahmen und eine noch nie dagewesene Bildqualität eröffnen. Für eine hoch personalisierte Diagnose werden die Untersuchungsaufnahmen durch Maschinelles Lernen zusammen mit sämtlichen verfügbaren Patientendaten in die KI-Diagnoseplattform mit dem kognitiven KI-Assistententool integriert. Weiterer Vorteil: Die enorm hohe Geschwindigkeit des Scanners ermöglicht es in kurzer Zeit viele Patientinnen und Patienten zu untersuchen. Zudem lassen sich mithilfe der Scans die Entwicklung der Leberflecke und mögliche Veränderungen gut über die Zeit beobachten. Langfristig könnte der Ganzkörperscanner auch für das Erfassen anderer Hauterkrankungen wie Neurodermitis eingesetzt werden.