{"id":13479,"date":"2021-10-15T11:05:00","date_gmt":"2021-10-15T09:05:00","guid":{"rendered":"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/?p=13479"},"modified":"2026-02-06T15:24:41","modified_gmt":"2026-02-06T14:24:41","slug":"wie-ki-die-dermatologie-verbessert","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wie-ki-die-dermatologie-verbessert\/","title":{"rendered":"Wie KI die Dermatologie verbessert"},"content":{"rendered":"\n<p>Von <a href=\"https:\/\/www.hslu.ch\/de-ch\/hochschule-luzern\/ueber-uns\/personensuche\/profile\/?pid=5221\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Ludovic Amruthalingam<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Es gibt \u00fcber 2\u2019000 verschiedene Hautkrankheiten. Um sie unterscheiden und analysieren zu k\u00f6nnen, m\u00fcssen Dermatologinnen und Dermatologen w\u00e4hrend ihrer Laufbahn Hunderttausende von Patientenbildern studieren. Dieser Lernprozess \u00e4hnelt sehr der Art und Weise, wie Deep-Learning-Modelle funktionieren.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-genesis-blocks-gb-accordion gb-block-accordion\"><details><summary class=\"gb-accordion-title\"><strong>So funktionieren Deep-Learning-Modelle<\/strong><\/summary><div class=\"gb-accordion-text\">\n<p>Deep-Learning-Modelle lernen durch riesige Datenmengen selbstst\u00e4ndig Muster zu erkennen, die f\u00fcr den Menschen zum Teil kaum zu unterscheiden sind. Durch Algorithmen werden Abweichungen oder Gemeinsamkeiten aufgedeckt und daraus komplexe statistische Modelle entwickelt. Diese Modelle k\u00f6nnen Vorhersagen treffen oder Empfehlungen generieren.&nbsp;<\/p>\n<\/div><\/details><\/div>\n\n\n\n<p>Deep-Learning-Modelle sind die Grundlage der K\u00fcnstlichen Intelligenz (KI) und lernen ganz unterschiedliche Aufgaben zu erf\u00fcllen: etwa neue <a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wie-braut-man-ein-intelligentes-bier-ki-ai\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Bier<\/a>&#8211; oder <a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/kunstliche-intelligenz-kreiert-weihnachtsguetzli\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Guetzlirezepte<\/a> zu erstellen oder \u00c4rztinnen und \u00c4rzte bei ihrer klinischen T\u00e4tigkeit zu unterst\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n<p>Im Vergleich zum Menschen ben\u00f6tigen KI-Modelle viel mehr Daten, um trainiert zu werden. Unter anderem, weil sie statistische Assoziationen statt kausaler Beziehungen lernen.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p>KI-Modelle sind sehr wertvoll f\u00fcr die Automatisierung von sich wiederholenden und genau definierten Aufgaben.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>Sind die Daten verf\u00fcgbar, sind die KI-Modelle in verschiedenen Bereichen jedoch pr\u00e4ziser und zuverl\u00e4ssiger als menschliche Expertinnen und Experten. Somit sind sie sehr wertvoll f\u00fcr die Automatisierung von sich wiederholenden und genau definierten Aufgaben.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Kooperation zwischen Luzern und Basel<\/strong> <\/p>\n\n\n\n<p>Um die Zukunft der Dermatologie zu gestalten, arbeitet ein <a href=\"https:\/\/www.hslu.ch\/de-ch\/hochschule-luzern\/forschung\/medtech-kooperation\/?sourceurl=\/medtech\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Team der Hochschule Luzern<\/a> zusammen mit dem <a href=\"https:\/\/www.unispital-basel.ch\/ueber-uns\/departemente\/theragnostik\/kliniken\/dermatologie\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Universit\u00e4tsspital Basel<\/a> und dem <a href=\"https:\/\/dbe.unibas.ch\/en\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Departement Biomedizinische Technik der Universit\u00e4t Basel<\/a> an der Entwicklung von KI-Werkzeugen.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"New Generation Digital Dermatology\" width=\"640\" height=\"360\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/D58jpR3wFdo?start=1&#038;feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p style=\"font-size:7px\"><em>Die Dermatologie der Zukunft wird durch die Kombination von klinischer Expertise und KI entstehen. Im Video erkl\u00e4rt ein Forschungsteam der Hochschule Luzern und des Universit\u00e4tsspitals Basel, wie die Analyse von Hautbildern mit maschinellem Lernen genauere Behandlungen erm\u00f6glicht und die Gesundheitsdienste auch in entlegenen Gebieten verbessert.<\/em><\/p>\n\n\n\n<p>Die Kombination von klinischer Expertise und KI ist kurz gesagt das Thema meiner Doktorarbeit. Mit der Unterst\u00fctzung des <a href=\"https:\/\/www.hslu.ch\/de-ch\/informatik\/forschung\/artificial-intelligence\/\">Algorithmic Business Research Lab<\/a> entwickle und trainiere ich Deep-Learning-Modelle um Haut\u00e4rztinnen und Haut\u00e4rzte bei ihrer t\u00e4glichen Arbeit zu unterst\u00fctzen. <\/p>\n\n\n\n<p>Nachfolgend beschreibe ich ein Projekt, bei dem wir KI einsetzen, um L\u00e4sionen, sprich Beeintr\u00e4chtigungen des K\u00f6rpergewebes, automatisch zu bewerten.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>KI zur Klassifizierung von Hautl\u00e4sionen<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>KI eignet sich gut, um den Schweregrad von L\u00e4sionen zu bewerten. Dies ist \u00e4usserst wichtig, da es die Behandlungsempfehlungen beeinflusst und die Entwicklung einer Krankheit damit genau verfolgt werden kann.<\/p>\n\n\n\n<p>Derzeit erf\u00fcllen Dermatologinnen und Dermatologen diese Aufgabe anhand einer Liste von Standardkriterien. Eines davon ist die Gr\u00f6sse der L\u00e4sionen, die in der Regel grob anhand einer Skala von 0 bis 4 bewertet werden (wobei 4 der schwerste Fall ist).<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/KI-Dermatologie-2.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"379\" src=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/KI-Dermatologie-2-1024x379.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-13486\" srcset=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/KI-Dermatologie-2-1024x379.jpg 1024w, https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/KI-Dermatologie-2-300x111.jpg 300w, https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/KI-Dermatologie-2-768x284.jpg 768w, https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/KI-Dermatologie-2-1536x568.jpg 1536w, https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/KI-Dermatologie-2-928x343.jpg 928w, https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/KI-Dermatologie-2.jpg 2048w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\"><em>Die Abbildung zeigt das Original-Patientenbild (a), die Anmerkungen der Dermatologen (b) und die Modellvorhersagen (c). K\u00f6nnen Sie z\u00e4hlen, wie viele L\u00e4sionen es gibt?<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><strong>Das Problem der manuellen Bewertung<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Diese manuelle Bewertung ist m\u00fchsam, vor allem, wenn es viele L\u00e4sionen gibt. Ausserdem erfordert eine pr\u00e4zise Analyse viel Erfahrung. Aus diesen Gr\u00fcnden k\u00f6nnen L\u00e4sionen von verschiedenen Dermatologinnen und Dermatologen unterschiedlich eingestuft werden. Das ist nicht w\u00fcnschenswert.<\/p>\n\n\n\n<p>Ein von uns entwickeltes Deep-Learning-Modell hat dieses Problem gel\u00f6st. Mit Hilfe des Unispital Basels bereitete ich einen Datensatz von Patientenbildern f\u00fcr eine Krankheit namens <a href=\"https:\/\/www.lifeline.de\/krankheiten\/psoriasis\/psoriasis-pustulosa-palmoplantaris-id35141.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Palmoplantare Pustul\u00f6se Psoriasis<\/a> vor. Die Krankheit verursacht Dutzende von schmerzhaften L\u00e4sionen an den H\u00e4nden und F\u00fcssen der Patientinnen und Patienten.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Haut\u00e4rztinnen und Haut\u00e4rzte des Universit\u00e4tsspitals markierten die sichtbaren L\u00e4sionen auf jedem Bild \u2013 was eine sehr schwierige Aufgabe ist. Sie nutzen dazu eine Webplattform auf der sie die L\u00e4sionen auf den Bildern manuell markieren k\u00f6nnen. F\u00fcr jedes Projekt m\u00fcssen wir in der Regel circa 200 Bilder beschriften, von denen jedes zwischen eins, zwei und \u00fcber 100 L\u00e4sionen enth\u00e4lt.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p>Unser Deep-Learning-Modell analyisert Patientenbilder automatisch.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<p>Dann trainierte ich ein KI-Modell, um die L\u00e4sionen automatisch zu segmentieren, zu z\u00e4hlen und ihre Oberfl\u00e4che zu messen. F\u00fcr das Training verwendete ich anonymisierte Krankenhausdaten wie Bildern von L\u00e4sionen angereichert mit Informationen zur Diagnose. Die Ergebnisse sind \u00fcberw\u00e4ltigend!<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Die KI macht die Arbeit effizienter und pr\u00e4ziser<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Mit Hilfe dieses Modells k\u00f6nnen Patientenbilder nun automatisch analysiert werden. Anhand seiner Vorhersagen l\u00e4sst sich genau verfolgen, wie sich die Krankheit im Laufe der Zeit entwickelt oder wie wirksam eine bestimmte Behandlung ist. Das Programm braucht f\u00fcr eine Patientenanalyse 30 Sekunden. Dermatologinnen und Dermatologen ben\u00f6tigen f\u00fcr die gleiche Arbeit 15 Minuten.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Erfolgsfaktor: Qualitative und mit Informationen angereicherte Daten<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Dies ist vor allem f\u00fcr Unternehmen, die Medikamente entwickeln, von grossem Nutzen, da sie sich heute auf eine kostspielige manuelle Auswertung mit begrenzter Genauigkeit verlassen m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n<p>Dieser Ansatz l\u00e4sst sich auf verschiedene Probleme \u00fcbertragen. Zum Beispiel auf andere Krankheiten, automatische Schweregradeinteilung oder die \u00dcberwachung der Krankheitsentwicklung.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>KI-App f\u00fcr Selbstdiagnose in Afrika<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Das ist nur eines meiner Projekte. Ich arbeite auch noch an einer KI-App, mit welcher sich Menschen in afrikanischen L\u00e4ndern via Handyfotos selbst untersuchen k\u00f6nnen. Aber auch die Anatomie-Segmentierung von Fotos vor chirurgischen Eingriffen geh\u00f6rt dazu.<\/p>\n\n\n\n<p>Wichtig ist immer, dass die Daten mit Kommentaren von Fachpersonen versehen sind und ein klar definiertes Lernziel enthalten.<\/p>\n\n\n\n<p><em><strong>Lesetipp: <\/strong>Bereits 2015 brachte ein Team der Hochschule Luzern einem Computerprogramm bei, Hautekzeme zu erkennen. Mehr \u00fcber das Projek Skin App erfahren Sie im Magazin der Hochschule Luzern erschienen Artikel <a href=\"https:\/\/www.hslu.ch\/de-ch\/hochschule-luzern\/ueber-uns\/medien\/magazin\/archiv\/2015\/10\/05\/diagnose-der-elektronische-arzthelfer\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Diagnose-Software: Der elektronische Arzthelfer<\/a> oder im Blog-Beitrag <a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/mit-rechenpower-gegen-hautekzeme\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Mit Rechenpower gegen Hautekzeme<\/a>.<\/em><\/p>\n\n\n<div class=\"blue-box\">\n\t<div class=\"row\">\n\t\t<div class=\"col-md-12\">\n\t\t\t<p style=\"text-align: left\"><strong>Doktorand mit Engagement f\u00fcr KI und Dermatologie<br \/>\n<\/strong><\/p>\n<figure id=\"attachment_13483\" aria-describedby=\"caption-attachment-13483\" style=\"width: 150px\" class=\"wp-caption alignright\"><a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/Ludovic-Amruthalingam.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-thumbnail wp-image-13483\" src=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/Ludovic-Amruthalingam-150x150.jpg\" alt=\"\" width=\"150\" height=\"150\" srcset=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/Ludovic-Amruthalingam-150x150.jpg 150w, https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/Ludovic-Amruthalingam-600x600.jpg 600w\" sizes=\"auto, (max-width: 150px) 100vw, 150px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-13483\" class=\"wp-caption-text\">Ludovic Amruthalingam<\/figcaption><\/figure>\n<p><a href=\"https:\/\/www.hslu.ch\/de-ch\/hochschule-luzern\/ueber-uns\/personensuche\/profile\/?pid=5221\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Ludovic Amruthalingam<\/a> ist Doktorand und arbeitet beim <a href=\"https:\/\/www.hslu.ch\/de-ch\/informatik\/forschung\/artificial-intelligence\/\">Algorithmic Business Research Lab<\/a>. 2018 hat er mit seiner Promotion zum Thema \u00abDeep Learning in der klinischen Dermatologie\u00bb begonnen. Er ist auch Teil der digitalen <a href=\"https:\/\/www.unispital-basel.ch\/ueber-uns\/departemente\/theragnostik\/kliniken\/dermatologie\/ueber-uns\/team\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Dermatologie-Gruppe von Prof. Dr. Navarini an der Universit\u00e4t Basel<\/a>. Bevor er 2015 seinen Master in Informatik an der ETH gemacht hatte, war er Unternehmer in der IT (Projekte in der Softwareentwicklung und Data Science) und dann im Gesundheitswesen (Herstellung von orthop\u00e4dischen Schuhen mit 3D-Scans).<\/p>\n<p><strong><a href=\"https:\/\/www.hslu.ch\/de-ch\/hochschule-luzern\/forschung\/medtech-kooperation\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"font-size: 12.0pt;color: blue\">Medtech-Kooperation:<\/span><\/a><\/strong><span style=\"font-size: 12.0pt\"><strong> Wo Biologie und Medizintechnik auf K\u00fcnstliche Intelligenz treffen.<\/strong> <\/span><\/p>\n<p>K\u00fcnstliche Intelligenz nutzen, um medizinische Diagnosen sicherer und skalierbar zu machen. Das ist nur ein Beispiel der zuk\u00fcnftigen Medizin, f\u00fcr die wir uns einsetzen. Dazu bedarf es der Zusammenarbeit zwischen Biologen, Medizintechnikerinnen und Informatikern. Im neuen Forschungs- und Entwicklungs-Joint-Venture der Hochschule Luzern wird diese gelebt.<\/p>\n<p><strong>Informiert bleiben<\/strong><\/p>\n<p>Tipps, Trends und Neuigkeiten aus der Welt der Informatik, Portr\u00e4ts von IT-Vordenkerinnen, Vision\u00e4ren und spannenden Menschen: <a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/#newsletter\">Abonnieren Sie jetzt unseren Blog<\/a>!<\/p>\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n<p>Publiziert: 15. Oktober 2021<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Mit KI die Zukunft der Dermatologie gestalten: Doktorand Ludovic Amruthalingam und sein Team verbinden KI-Modelle und klinische Expertise. Sie haben ein KI-Modell entwickelt, welches hilft, Hautkrankheiten zu erkennen und deren Schweregrad zu bestimmen. 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