Mit KI wider dem Dermatologenmangel in Afrika

In Afrika herrscht ein gravierender Mangel an Hautärzten, dem ein Team der Universität Basel nun mit Hilfe von KI Herr werden will.

PASSION als Abkürzung für Pediatric AI Skin Support In Outreach Nations heißt das Projekt, das ein Team um Prof. Dr. Alexander Navarini von der Universität Basel ins Leben gerufen hat. Gemeinsam mit Kollegen aus Madagaskar, Malawi und Guinea wollen sie die Grundlage schaffen, um dermatologische Diagnostik in Afrika mit Künstlicher Intelligenz besser zu unterstützen.

Denn in vielen Ländern Afrikas leiden bis zu neun von zehn Kindern an Hautproblemen. Doch anstatt der von der Weltgesundheitsorganisation empfohlenen Dermatologendichte von einer Fachperson pro 50.000 Menschen gibt es dort meist weniger als einen Dermatologen pro einer Million Menschen.

Allerdings fehlen für das effiziente Training der KI Bilder von dunkler Haut. Wenn eine KI beispielsweise ein Ekzem anhand eines Fotos erkennen soll, muss sie dafür zunächst an Hunderten von Bildern lernen, wie dieses Ekzem aussieht. Fotos gibt es aber vor allem von Hautproblemen bei hellen Hauttypen, die Kliniken in Europa und den USA zur Dokumentation erstellt haben. Die medizinische Unterversorgung in vielen Ländern Afrikas bedeutet auch, dass es nicht viel Bildmaterial zu Hautproblemen auf pigmentierter Haut gibt. Trainieren KI-Programme nur an Fotos heller Haut, können sie Veränderungen auf dunkler Haut viel schlechter diagnostizieren.

Aufbau einer neuen Datenbank

Die Forscher haben deshalb eine neue Datenbank mit Bildern von vier sehr häufigen Hautkrankheiten geschaffen: Ekzeme, Pilzinfektionen der Haut und Nägel, Krätze sowie oberflächliche Hautinfektionen mit Streptokokken oder Staphylokokken. Mit diesem Datensatz lassen sich neue KI-Programme für die dermatologische Diagnostik trainieren, aber auch bereits vorhandene KI-Modelle auf ihre Genauigkeit testen.

Von 2020 bis 2023 haben lokale Dermatologen in Madagaskar, Malawi und Guinea mit Einwilligung der Betroffenen die Aufnahmen erstellt, mit der Diagnose sowie Informationen zu Alter, Geschlecht und Körperstelle annotiert und in die anonymisierte Datenbank eingepflegt. Inzwischen umfasst diese über 4.200 Bilder von Hautveränderungen bei rund 1.300 Patientinnen und Patienten, davon zwei Drittel unter 18 Jahren.

„Unsere Vision ist, dass jede Patientin und jeder Patient kostenlos und autonom mit dem Smartphone ein Foto des Hautproblems aufnehmen und es hochladen kann. Anschließend erhält die Person von der KI eine Behandlungsempfehlung“, erklärt Prof. Navarini das Ziel. Sollte die Methode so akkurat sein wie erhofft, könnte sie in der Triage und gegebenenfalls für die Erstbehandlung eingesetzt werden. Nur bei andauernden Beschwerden würden menschliche Dermatologen hinzugezogen.

Validationsstudie in Madagaskar

„Aktuell prüfen wir die Methode schrittweise in einer Validations-Studie in Madagaskar. Sobald die Treffsicherheit bei über 80 Prozent liegt, soll die neue Diagnostikmöglichkeit wissenschaftlich begleitet angeboten werden“, führt Philippe Gottfrois, Doktorand in Navarinis Forschungsgruppe und Erstautor der Studie, weiter aus. In weiteren Schritten wollen die Forscher die Datenbank um mehr Bildmaterial, vor allem von vernachlässigten tropischen Hauterkrankungen, erweitern. Sie hoffen, dass KI die große Lücke in der dermatologischen Versorgung dieser Regionen verkleinern kann.