Diagnostik

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) haben in einer international durchgeführten Eye-Tracking-Studie gezeigt, dass Hautärzt*innen durch den Einsatz erklärbarer Künstlicher Intelligenz nicht nur ihre diagnostische Genauigkeit verbessern, sondern bei der Beurteilung herausfordernder Fälle auch deutlich weniger Ermüdungserscheinungen aufweisen. Die Forschenden konnten dies durch eine Reduktion kognitiver Belastungsindikatoren nachweisen. [1]

In einer zweiphasigen Studie beurteilten 76 Hautärzt*innen jeweils 16 mit dem Dermatoskop – einer beleuchteten Lupe – aufgenommene Bilder (Melanome und gutartige Muttermale, sogenannte Nävi) – zunächst unter Verwendung einer Standard-KI und anschließend mit einer erklärbaren KI-Lösung. Die erklärbare KI, kurz XAI, kombiniert KI-Vorhersagen mit textlichen und bildbasierten Begründungen, die sich auf etablierte dermatoskopische Merkmale stützen.

Mithilfe von Eye-Tracking-Messungen wurde dabei erfasst, wie lange und wie intensiv die Teilnehmenden bestimmte Bildregionen und Erklärungen betrachteten.

Eye-Tracking als Objektivierungsmethode

Die Analyse der Blickmuster zeigte, dass schwierige Fälle mit einer erhöhten Anzahl an Fixationen einhergingen – einem objektiven Indikator für kognitive Belastung. In der XAI-Phase nahm diese Belastung bei herausfordernden Fällen im Vergleich zur Standard-KI ab, was auf einen entlastenden Effekt der gegebenen Erklärungen hinweist.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass erklärbare KI nicht nur das diagnostische Vertrauen erhöht, sondern auch die Ausdauer bei schwierigen Fällen in der klinischen Praxis unterstützen kann“, erklärt Titus J. Brinker, Seniorautor der aktuellen Studie. „Gerade bei hohem Fallaufkommen und komplexen Läsionen kann erklärbare künstliche Intelligenz helfen, Ermüdung vorzubeugen und so potenzielle Fehlerquellen zu minimieren.“

Folgestudien sind geplant, um die langfristigen Auswirkungen auf Arbeitsbelastung und Diagnosequalität in realen klinischen Umgebungen zu untersuchen.

Das DKFZ

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können.