Mit KI Hautkrebs besser erkennen

Die Zahl der an Hautkrebs neu erkrankten Personen hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen. Je früher die inzwischen fünfthäufigste Krebsart erkannt wird, desto besser sind die Heilungschancen. Doch noch immer ist die Diagnosegenauigkeit nicht zufriedenstellend. Damit dies künftig besser wird, haben fünf innBW-institute in einem Gemeinschaftsprojekt das Potenzial der künstlichen Intelligenz zur Erkennung der krankhaften Hautveränderungen erforscht. Das Forschungsprojekt wurde kürzlich erfolgreich abgeschlossen, der Abschlussbericht ist im September 2021 erschienen. Die im Projekt entwickelten Erkenntnisse haben ein hohes Potenzial, die aktuellen Diagnostikstandards zu übertreffen, so das Fazit des Berichts. Ein Video zeigt die Forschungsergebnisse auch für Laien verständlich.

Gutartiges Muttermal oder bösartiges Melanom? Diese Frage stellen sich Dermatologinnen und Dermatologen häufig bei Untersuchungen. Aktuell liegt die Sensitivität bei der dermatoskopischen Diagnose bei nur 85 Prozent. Dies zu verbessern, war das Ziel des innBW-Projektes. Geleitet hat es das FZI Forschungszentrum Informatik in Karlsruhe. Beteiligt waren auch zwei Hahn-Schickard-Institute aus Villingen-Schwenningen und Stuttgart, das ILM – Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik an der Universität Ulm sowie das NMI Naturwissenschaftliche und Medizinische Institut in Reutlingen.

Zu den Details: Das im Projekt entwickelte System hat hohes Potenzial, aktuelle Standards der Diagnostik, welche derzeit noch auf reinen RGB-Bildern basieren, hinsichtlich der Diagnosegenauigkeit zu übertreffen. Eine wichtige Erkenntnis der Forscherinnen und Forscher war, dass eine Veränderung im Hautgewebe dazu führen kann, dass sich auch die Streueigenschaften von darauf projiziertem Licht verändern. Für die Datengewinnung im Projekt wurde ein klinischer Aufbau konzipiert und entwickelt, der dank multispektraler Beleuchtung und schnellen Kameras als Detektoren Bilddaten erfasst, die für das menschliche Auge nicht sichtbar sind. Hierzu projiziert dieser mit neun LEDs im sichtbaren und nah-infraroten Bereich unterschiedliche Beleuchtungsmuster auf die Hautläsion, deren Reflektionen mit zwei Kameras erfasst werden. Aus den erfassten Bilddaten werden anschließend eine dreidimensionale Topographie und weitere Paramater wie die Hämoglobinkonzentration berechnet.

Zum Abschlussbericht und dem Video: www.hahn-schickard.de

Über das FZI
Das FZI Forschungszentrum Informatik mit Hauptsitz in Karlsruhe und Außenstelle in Berlin ist eine gemeinnützige Einrichtung für Informatik-Anwendungsforschung und Technologietransfer. Es bringt die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse der Informationstechnologie in Unternehmen und öffentliche Einrichtungen und qualifiziert junge Menschen für eine akademische und wirtschaftliche Karriere oder den Sprung in die Selbstständigkeit. Betreut von Professoren verschiedener Fakultäten entwickeln die Forschungsgruppen am FZI interdisziplinär für ihre Auftraggeber Konzepte, Software-, Hardware- und Systemlösungen und setzen die gefundenen Lösungen prototypisch um. Mit dem FZI House of Living Labs steht eine einzigartige Forschungsumgebung für die Anwendungsforschung bereit. Das FZI ist Innovationspartner des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).

www.fzi.de

Über Hahn-Schickard

Hahn-Schickard entwickelt für die Wirtschaft innovative Produkte und Technologien in den Zukunftsfeldern Mobilität, Umwelt und Ressourcen, Gesundheit und Pflege sowie Information und Kommunikation. Neben Kompetenzen in Engineering und Herstellungsprozessen ist der Forschungs- und Entwicklungsdienstleister Spezialist für innovative Mikrofluidiksysteme sowie für Analyse- und Extraktionsverfahren im Bereich Nukleinsäureanalytik, Immunoassays und klinische Chemie. Die Kunden kommen aus der Industrie, vor allem kleine und mittelständische Unternehmen. 210 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten an den drei Standorten Stuttgart, Villingen-Schwenningen und Freiburg.

www.hahn-schickard.de

Über das ILM

Das ILM ist ein Institut der Innovationsallianz Baden-Württemberg, es transferiert Erkenntnisse aus der angewandten Forschung in die Praxis. Dazu bearbeitet es, häufig gemeinsam mit Unternehmen, öffentlich geförderte Projekte und direkte F&E-Aufträge. Die Schwerpunkt-Kompetenzen liegen in den Bereichen „Biomedizinische Optik“, „Optik-Simulation und Mikrooptik“ sowie „Optische Messtechnik und Sensorik“. Diese finden breite Anwendung in unterschiedlichen Geschäftsfeldern.

www.ilm-ulm.de

Über das NMI

Das NMI Naturwissenschaftliche und Medizinische Institut in Reutlingen ist eine außeruniversitäre Forschungseinrichtung und betreibt anwendungsorientierte Forschung an der Schnittstelle von Bio- und Materialwissenschaften. Es verfügt über ein einmaliges, interdisziplinäres Kompetenzspektrum für F&E- sowie Dienstleistungsangebote für regional und international tätige Unternehmen. Dabei richtet sich das Institut gleichermaßen an die Gesundheitswirtschaft sowie Industriebranchen mit werkstofftechnischen und qualitätsorientierten Fragestellungen wie Fahrzeug-, Maschinen- und Werkzeugbau.
Das Forschungsinstitut gliedert sich in drei Geschäftsbereiche, die durch ein gemeinsames Leitbild miteinander verbunden sind: Die Suche nach technischen Lösungen erfolgt stets nach höchsten wissenschaftlichen Standards. Im Geschäftsfeld Pharma und Biotech unterstützt das NMI die Entwicklung neuer Medikamente mit biochemischen, molekular- und zellbiologischen Methoden. Der Bereich Biomedizin und Materialwissenschaften erforscht und entwickelt Zukunftstechnologien wie die personalisierte Medizin und Mikromedizin für neue diagnostische und therapeutische Ansätze. Im Fokus des Dienstleistungsangebotes steht für Kunden die Strukturierung und Funktionalisierung von Werkstoffen und deren Oberflächen. Im Geschäftsfeld Analytik und Elektronenmikroskopie werden analytische Fragestellungen beantwortet. Über die Landesgrenzen hinaus ist das NMI für sein Inkubatorkonzept für Existenzgründer mit bio- und materialwissenschaftlichem Hintergrund bekannt.

www.nmi.de