Migliori diagnosi di patologie al cervello grazie all’Intelligenza Artificiale

Per individuare le cause di demenza e ictus

Un nuovo software di apprendimento automatico migliora la diagnosi di ictus e demenza attraverso gli strumenti di scansione al cervello.

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L’apprendimento automatico ha rilevato una delle cause principali di demenza e ictus più accuratamente rispetto ai metodi usuali. Per far ciò, esso ha utilizzato la forma più comune di scansione del cervello (CT).

Un nuovo software è stato in grado di identificare e misurare la gravità della malattia dei piccoli vasi, una delle cause più comuni di ictus e demenza. L’invenzione si deve agli scienziati dell’Imperial College di Londra e dell’Università di Edimburgo. Lo studio, pubblicato su Radiology, ha avuto luogo presso l’ospedale Charing Cross, parte dell’Imperial College Healthcare NHS Trust.

I ricercatori affermano che questa tecnologia potrà aiutare i medici a somministrare il trattamento migliore ai pazienti più rapidamente in situazioni di emergenza. E a calcolare la probabilità di una persona di sviluppare demenza. Lo sviluppo può anche aprire la strada a una medicina più personalizzata.

Un nuovo strumento di diagnosi

Il dott. Paul Bentley, autore principale e docente presso l’Imperial College di Londra, ha dichiarato:

“Questa è la prima volta che i metodi di apprendimento automatico sono stati in grado di misurare con precisione un marker di malattia dei vasi piccoli in pazienti affetti da ictus o menomazione della memoria sottoposti a scansione TC. La nostra tecnica è coerente e raggiunge un’elevata accuratezza rispetto a una scansione MRI, l’attuale tecnica gold standard per la diagnosi, che potrebbe portare a trattamenti e cure migliori per i pazienti nella pratica quotidiana.”

La professoressa Joanna Wardlaw, responsabile del settore neuroscienze dell’Università di Edimburgo, ha aggiunto:

“Questo è il primo passo per creare uno strumento di lettura che potrebbe essere utile per estrarre vaste serie di dati di scansione e, dopo ulteriori test, potrebbe aiutare la valutazione di ammissione del paziente con ictus in ospedale.”

La malattia dei piccoli vasi (SVD) è una malattia neurologica molto comune nelle persone anziane che riduce il flusso sanguigno alle connessioni della materia bianca profonda del cervello, danneggiando e infine uccidendo le cellule cerebrali. Provoca ictus e demenza oltre a disturbi dell’umore. L’SVD aumenta con l’età ma è accelerato da ipertensione e diabete.



Più efficace dell’occhio umano

Al momento, i medici diagnosticano l’SVD cercando modifiche nella materia bianca nel cervello durante le scansioni MRI o TC. Tuttavia, questa diagnosi si basa su una procedura di controllo che va dalla scansione fino al punto in cui la malattia si è diffusa. Nelle scansioni TC è spesso difficile decidere dove siano i bordi del SVD, rendendo difficile stimare la gravità della malattia.

Sebbene la risonanza magnetica sia in grado di rilevare e misurare la SVD in modo più sensibile, non è il metodo più comune utilizzato a causa della disponibilità dello scanner e dell’idoneità per i pazienti in emergenza o anziani.

Il dottor Bentley ha aggiunto:

“Gli attuali metodi per diagnosticare la malattia tramite TAC o risonanza magnetica possono essere efficaci, ma può essere difficile per i medici diagnosticare la gravità della malattia da parte dell’occhio umano. L’importanza del nostro nuovo metodo è che consente misurazioni precise e automatizzate, con applicazioni anche per diagnosi e monitoraggio diffusi della demenza, nonché per il processo decisionale di emergenza in caso di ictus.”




Prospettive future

Bentley spiega che questo software potrebbe aiutare a influenzare il processo decisionale dei medici in condizioni neurologiche di emergenza e portare a una medicina più personalizzata. Ad esempio, per l’ictus, i farmaci anti-coagulanti potranno essere rapidamente somministrati per sbloccare un’arteria. Tuttavia, questi trattamenti possono essere pericolosi provocando sanguinamento, che diventa più probabile con l’aumento della quantità di SVD. Il software potrebbe essere applicato in futuro per stimare il rischio probabile di emorragia nei pazienti. I medici potranno decidere su base personale, insieme ad altri fattori, se trattare o no con i coagulanti.

Si pensa inoltre che il software potrà aiutare a quantificare la probabilità che i pazienti sviluppino demenza o immobilità, a causa della SVD lentamente progressiva. Questo allerta i medici per cause potenzialmente reversibili come l’ipertensione o il diabete.

Primi test superati

Lo studio ha utilizzato dati storici di 1082 scansioni CT di pazienti colpiti da ictus in 70 ospedali nel Regno Unito tra il 2000 e il 2014. Il software ha identificato e misurato un marker di SVD, e quindi ha fornito un punteggio che indicava la gravità della malattia da lieve a grave. I ricercatori hanno poi confrontato i risultati con un gruppo di medici esperti che hanno valutato la gravità dell’SVD dalle stesse scansioni. Il livello di accordo del software con gli esperti era buono come gli accordi tra un esperto e l’altro.

Inoltre, in 60 casi hanno ottenuto la risonanza magnetica e la TC negli stessi soggetti. Hanno poi utilizzato la prima per stimare l’esatta quantità di SVD. Ciò ha dimostrato che il software è preciso all’85% nella previsione della gravità della patologia.

Il team sta ora utilizzando metodi simili per misurare la quantità di restringimento del cervello e altri tipi di condizioni comunemente diagnosticate sulla TC cerebrale. Lo studio è stato finanziato da due istituti: un istituto nazionale per la ricerca sulla salute, Invention for Innovation; e da un istituto nazionale per la ricerca sulla salute del Centro di ricerca biomedica imperiale (NIHR BRC).

Roberto Bovolenta

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