Dermatologist-like explainable AI enhances trust and confidence in diagnosing melanoma

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Tirtha Chanda - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Katja Hauser - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Sarah Hobelsberger - , Klinik und Poliklinik für Dermatologie, Hauttumorzentrum (Autor:in)
  • Tabea Clara Bucher - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Carina Nogueira Garcia - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Christoph Wies - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Harald Kittler - , Medizinische Universität Wien (Autor:in)
  • Philipp Tschandl - , Medizinische Universität Wien (Autor:in)
  • Cristian Navarrete-Dechent - , Pontificia Universidad Católica de Chile (Autor:in)
  • Sebastian Podlipnik - , University of Barcelona (Autor:in)
  • Emmanouil Chousakos - , National and Kapodistrian University of Athens (Autor:in)
  • Iva Crnaric - , Sestre Milosrdnice University Hospital Center (Autor:in)
  • Jovana Majstorovic - , Derma Style (Autor:in)
  • Linda Alhajwan - , Dubai London Clinic (Autor:in)
  • Tanya Foreman - , Newport Beach Surgery Center (Autor:in)
  • Sandra Peternel - , University of Rijeka (Autor:in)
  • Sergei Sarap - , LaserMed (Autor:in)
  • İrem Özdemir - , Gazi University (Autor:in)
  • Raymond L. Barnhill - , Institut Curie (Autor:in)
  • Mar Llamas-Velasco - , Universidad Autónoma de Madrid (Autor:in)
  • Gabriela Poch - , Charité – Universitätsmedizin Berlin (Autor:in)
  • Sören Korsing - , Universität Duisburg-Essen (Autor:in)
  • Wiebke Sondermann - , Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Autor:in)
  • Frank Friedrich Gellrich - , Klinik und Poliklinik für Dermatologie (Autor:in)
  • Markus V. Heppt - , Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Autor:in)
  • Michael Erdmann - , Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Autor:in)
  • Sebastian Haferkamp - , Universität Regensburg (Autor:in)
  • Konstantin Drexler - , Universität Regensburg (Autor:in)
  • Matthias Goebeler - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Bastian Schilling - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Jochen S. Utikal - , Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Kamran Ghoreschi - , Charité – Universitätsmedizin Berlin (Autor:in)
  • Stefan Fröhling - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Eva Krieghoff-Henning - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Alexander Salava - , University of Helsinki (Autor:in)
  • Alexander Thiem - , Universität Rostock (Autor:in)
  • Alexandris Dimitrios - , Evagelismos Hospital (Autor:in)
  • Amr Mohammad Ammar - , Al-Azhar University (Autor:in)
  • Ana Sanader Vučemilović - , Klinički Bolnički Centar (KBC) Split (Autor:in)
  • Andrea Miyuki Yoshimura - , Universidade Estadual de Campinas (Autor:in)
  • Andzelka Ilieva - , Private Clinical Hospital Zan Mitrev Clinic Skopje (Autor:in)
  • Anja Gesierich - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Antonia Reimer-Taschenbrecker - , Northwestern University, Universitätsklinikum Freiburg (Autor:in)
  • Antonios G.A. Kolios - , University of Zurich (Autor:in)
  • Arturs Kalva - , Riga Stradins University (Autor:in)
  • Arzu Ferhatosmanoğlu - , Karadeniz Technical University (Autor:in)
  • Aude Beyens - , Ghent University (Autor:in)
  • Claudia Pföhler - , Universität des Saarlandes (Autor:in)
  • Dilara Ilhan Erdil - , Ministry of Health, Turkey (Autor:in)
  • Dobrila Jovanovic - , Sloga Medik Center (Autor:in)
  • Emoke Racz - , University of Groningen (Autor:in)
  • Falk G. Bechara - , Ruhr-Universität Bochum (Autor:in)
  • Federico Vaccaro - , University of Messina (Autor:in)
  • Florentia Dimitriou - , University of Zurich (Autor:in)
  • Gunel Rasulova - , Koc University (Autor:in)
  • Hulya Cenk - , Pamukkale University (Autor:in)
  • Irem Yanatma - , Fethiye State Hospital (Autor:in)
  • Isabel Kolm - , University of Zurich (Autor:in)
  • Isabelle Hoorens - , Ghent University (Autor:in)
  • Iskra Petrovska Sheshova - , Dermatology Aesthetic Clinic Dr.Iskra (Autor:in)
  • Ivana Jocic - , Military Medical Academy (Autor:in)
  • Jana Knuever - , Universität zu Köln (Autor:in)
  • Janik Fleißner - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Janis Raphael Thamm - , Universitätsklinikum Augsburg (Autor:in)
  • Johan Dahlberg - , Umeå University (Autor:in)
  • Juan José Lluch-Galcerá - , Generalitat de Catalunya (Autor:in)
  • Juan Sebastián Andreani Figueroa - , Universidad del Desarrollo (Autor:in)
  • Julia Holzgruber - , Kepler Universitätsklinikum (Autor:in)
  • Julia Welzel - , Universitätsklinikum Augsburg (Autor:in)
  • Katerina Damevska - , SS Cyril and Methodius University in Skopje (Autor:in)
  • Kristine Elisabeth Mayer - , Technische Universität München (Autor:in)
  • Lara Valeska Maul - , Universität Basel (Autor:in)
  • Laura Garzona-Navas - , Hospital Clinica Biblica (Autor:in)
  • Laura Isabell Bley - , Westfälische Wilhelms-Universität Münster (Autor:in)
  • Laurenz Schmitt - , Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Lena Reipen - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Lidia Shafik - , Surrey and Sussex Healthcare NHS Trust (Autor:in)
  • Lidija Petrovska - , PHI Clinical hospital Shtip (Autor:in)
  • Linda Golle - , Universitätsklinikum Halle (Autor:in)
  • Luise Jopen - , Otto von Guericke University Magdeburg (Autor:in)
  • Magda Gogilidze - , International Dermatological Clinic Kani (Autor:in)
  • Maria Rosa Burg - , Universität Hamburg (Autor:in)
  • Martha Alejandra Morales-Sánchez - , Universidad Nacional Autónoma de México (Autor:in)
  • Martyna Sławińska - , Medical University of Gdańsk (Autor:in)
  • Miriam Mengoni - , Otto von Guericke University Magdeburg (Autor:in)
  • Miroslav Dragolov - , Mirabel Clinic (Autor:in)
  • Nicolás Iglesias-Pena - , IMQ San Rafael (Autor:in)
  • Nina Booken - , Universität Hamburg (Autor:in)
  • Nkechi Anne Enechukwu - , Nnamdi Azikiwe University, Awka (Autor:in)
  • Oana Diana Persa - , Technische Universität München (Autor:in)
  • Olumayowa Abimbola Oninla - , Obafemi Awolowo University (Autor:in)
  • Panagiota Theofilogiannakou - , Evagelismos Hospital (Autor:in)
  • Paula Kage - , Hautarztpraxis Dr. med. Paula Kage (Autor:in)
  • Roque Rafael Oliveira Neto - , Universidade Federal de Mato Grosso (Autor:in)
  • Rosario Peralta - , Universidad de Buenos Aires (Autor:in)
  • Rym Afiouni - , Saint Joseph University (Autor:in)
  • Sandra Schuh - , Universitätsklinikum Augsburg (Autor:in)
  • Saskia Schnabl-Scheu - , Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Seçil Vural - , Koc University (Autor:in)
  • Sharon Hudson - , Clinical Nurse Consultant (Autor:in)
  • Sonia Rodriguez Saa - , Hospital El Carmen (Autor:in)
  • Sören Hartmann - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Stefana Damevska - , Acibadem City Clinic Tokuda Hospital (Autor:in)
  • Stefanie Finck - , Stuttgart Hospital (Autor:in)
  • Stephan Alexander Braun - , Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Heinrich Heine Universität Düsseldorf (Autor:in)
  • Tim Hartmann - , Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Tobias Welponer - , Paracelsus Private Medical University (Autor:in)
  • Tomica Sotirovski - , SS Cyril and Methodius University in Skopje (Autor:in)
  • Vanda Bondare-Ansberga - , Rîga 1st Hospital (Autor:in)
  • Verena Ahlgrimm-Siess - , Paracelsus Private Medical University (Autor:in)
  • Verena Gerlinde Frings - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Viktor Simeonovski - , SS Cyril and Methodius University in Skopje (Autor:in)
  • Zorica Zafirovik - , SS Cyril and Methodius University in Skopje (Autor:in)
  • Julia Tatjana Maul - , Northwestern University, Universitätsklinikum Freiburg (Autor:in)
  • Saskia Lehr - , Universitätsklinikum Freiburg (Autor:in)
  • Marion Wobser - , Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Autor:in)
  • Dirk Debus - , Paracelsus Medizinische Privatuniversität Nürnberg (Autor:in)
  • Hassan Riad - , Doha Metropolitan Area (Autor:in)
  • Manuel P. Pereira - , Charité – Universitätsmedizin Berlin (Autor:in)
  • Zsuzsanna Lengyel - , University of Pecs (Autor:in)
  • Alise Balcere - , Riga Stradins University (Autor:in)
  • Amalia Tsakiri - , Private Clinic (Autor:in)
  • Ralph P. Braun - , University of Zurich (Autor:in)
  • Titus J. Brinker - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)

Abstract

Artificial intelligence (AI) systems have been shown to help dermatologists diagnose melanoma more accurately, however they lack transparency, hindering user acceptance. Explainable AI (XAI) methods can help to increase transparency, yet often lack precise, domain-specific explanations. Moreover, the impact of XAI methods on dermatologists’ decisions has not yet been evaluated. Building upon previous research, we introduce an XAI system that provides precise and domain-specific explanations alongside its differential diagnoses of melanomas and nevi. Through a three-phase study, we assess its impact on dermatologists’ diagnostic accuracy, diagnostic confidence, and trust in the XAI-support. Our results show strong alignment between XAI and dermatologist explanations. We also show that dermatologists’ confidence in their diagnoses, and their trust in the support system significantly increase with XAI compared to conventional AI. This study highlights dermatologists’ willingness to adopt such XAI systems, promoting future use in the clinic.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer524
FachzeitschriftNature communications
Jahrgang15
Ausgabenummer1
PublikationsstatusVeröffentlicht - 15 Jan. 2024
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 38225244
ORCID /0000-0001-5703-324X/work/152543185
ORCID /0000-0002-2164-4644/work/152545845

Schlagworte

Schlagwörter

  • Diagnosis, Differential, Humans, Artificial Intelligence, Dermatologists, Melanoma/diagnosis, Trust