L'Intelligenza Artificiale sta entrando negli ospedali, al fianco di medici e specialisti, per rendere più precise e veloci le diagnosi a beneficio dei pazienti e del sistema sanitario. Una della applicazioni è nella diagnostica per immagini. Al Policlinico Sant’Orsola di Bologna è stata installata la prima tomografia computerizzata dotata di IA e tecnologia spettrale sviluppata da Philips: si chiama Spectral CT Verida ed è uno dei due esemplari operativi a livello mondiale. L'altra si trova in un ospedale di Madrid. Grazie a un algoritmo progettato ad hoc è capace di ricostruire 145 immagini al secondo, consente di completare un esame in pochi secondi e di effettuare fino a 270 esami al giorno. “Philips investe circa il 9% del proprio fatturato a livello mondiale in ricerca e sviluppo”, spiega Alessandro Leo, Business leader Imaging di Philips Italia, Israele e Grecia, che aggiunge: “L'IA integrata in questa macchina migliora l'affidabilità diagnostica di circa il 23%, riducendo ulteriori scansioni del 26%. Tutto questo ha ridotto del 34% il tempo necessario per una diagnosi corretta. Fattore non secondario è il risparmio energetico, che in un ospedale di dimensioni medio-grandi si traduce tra i 100 e 150 mila euro all'anno in meno”. Per saperne di più sull'impiego concreto del macchinario Philips ne abbiamo parlato con Luigi Lovato, radiologo presso l'ospedale bolognese, che da pochi mesi ha iniziato l'utilizzo di questa nuova macchina. Dottor Lovato, qual è la principale differenza con macchine che non utilizzano questa specifica tecnologia basata sull'IA? "La tecnologia spettrale è un approccio che rappresenta un enorme avanzamento: scindendo il fascio di raggi X in più energie, riusciamo a caratterizzare i tessuti in maniera molto più accurata rispetto alla tecnologia convenzionale monoparametrica da sempre impiegata”. In concreto che cosa accade? "La principale differenza di questa nuova tecnologia spettrale, che potremmo definire di terza generazione e di cui è dotata questa apparecchiatura installata nel nostro ospedale lo scorso febbraio, è il modo in cui l’IA viene integrata. Non applica un semplice software aggiunto a posteriori, ma è la stessa tecnologia di ricostruzione dell’immagine — quella che tecnicamente chiamiamo detettore — che è stata sviluppata proprio per favorire l’azione dell’IA. È il detettore che è stato adattato e strutturato per ottimizzare l’applicazione specifica dell'Intelligenza Artificiale, rendendo l'immagine qualitativamente superiore e più pulita. Non è quindi l'uso dell'IA la vera unicità, perché questa viene usata anche in altre macchine con altre caratteristiche, ma la sua integrazione con il sistema di rilevazione delle immagini: il tutto è funzionale a ottimizzarne la qualità e a rendere stabile il dato spettrale”. Un’ulteriore caratteristica? “Un’ulteriore unicità è che con questa tecnologia il radiologo non deve decidere a priori se acquisire la modalità spettrale per qualsiasi protocollo d’esame, ma può farlo successivamente in base all’opportunità clinica, caso per caso”. Come avviene il processo di creazione dell’immagine? "L'intervento avviene immediatamente dopo l'acquisizione dell'immagine. Il punto di partenza è il dato grezzo che esce dall'interazione del fascio di raggi X con il rilevatore. Questo dato viene elaborato dall'IA in maniera automatica per sviluppare una qualità d'immagine superiore a quella originale. In questa macchina specifica — di cui esistono solo due esemplari operativi al mondo — l'unicità risiede proprio nell'integrazione profonda tra il detettore e l'algoritmo di ricostruzione”. Questa integrazione fornisce anche una diagnosi al radiologo o l'interpretazione è sempre fatta dallo specialista? "E' un procedimento che non sostituisce l'occhio del radiologo. L'IA di cui stiamo parlando lavora sulla tipologia del dato e lo rende qualitativamente superiore: elimina il rumore di fondo dell’immagine originaria, ma anche le alterazioni dell'immagine dovute al movimento delle strutture analizzate, come il cuore e i vasi. Nel caso del cuore, la presenza di aritmie altera l’acquisizione delle immagini, che è normalmente cardiosincronizzata, creando artefatti che ostacolano e a volte impediscono di fare diagnosi. Con l’IA, invece, è possibile correggere questi artefatti e rendere diagnostico un esame inizialmente di scarsa qualità: c’è, quindi, un incremento della capacità diagnostica, che comunque è sempre demandata all'occhio di chi referta”. Per quali patologie viene utilizzata principalmente questa tecnologia? "L’utilizzo è per tante patologie. In particolare, gli ambiti in cui vediamo i maggiori benefici sono soprattutto due: quello cardiovascolare e quello oncologico. In cardiologia non si tratta solo di studiare le coronarie, ma anche il muscolo cardiaco e le patologie strutturali del cuore. Grazie ai progressi tecnologici, la TAC oggi non è più solo uno strumento ‘morfologico’, ma consente anche una caratterizzazione sempre più dettagliata del tessuto miocardico. L’altro grande ambito è quello oncologico, dove queste tecnologie permettono di identificare con maggiore sensibilità anche lesioni molto piccole, migliorando l’accuratezza diagnostica complessiva”. Quali sono i vantaggi più tangibili che avete riscontrato nel lavoro quotidiano al Sant'Orsola? "Il vantaggio più immediato è la velocità di ricostruzione. Rispetto alle generazioni precedenti, la ricostruzione è pressoché istantanea: nel giro di un esame si ottengono già le rielaborazioni di più set di immagini di qualità superiore sia convenzionali sia spettrali. Questo ha eliminato le ‘code di stampa’ che rallentavano l'esecuzione delle TAC successive, migliorando l'efficienza complessiva della seduta. Nello studio delle coronarie possiamo dire che non esiste praticamente più un esame che non riusciamo a portare a casa, se non in casi estremi e rari: questo è già un grande vantaggio, anche nei pazienti più critici, più difficili da valutare. Inoltre, si riscontra un vantaggio clinico in quanto ci permette di vedere se all'interno di un tessuto apparentemente omogeneo ci sono lesioni che l'occhio convenzionale non vedrebbe. Questo vale per il miocardio, ma soprattutto per la sensibilità nella diagnosi dei tumori e per la caratterizzazione delle lesioni neoplastiche. Infine c’è un aspetto scientifico e di ricerca fondamentale: il dato spettrale fornito da questo detettore è potenzialmente più stabile e riproducibile. Tale aspetto, se confermato, favorirà l’applicazione delle informazioni spettrali nell’ambito dei protocolli di follow-up radiologico”. Questa tecnologia, che restituisce in tempo reale l'immagine diagnostica, consente anche di eseguire più esami nell’arco della giornata? “Il vantaggio più evidente è nella velocità di ricostruzione delle immagini, che rispetto alla generazione precedente è praticamente immediata: già durante l’esame abbiamo a disposizione più versioni della stessa immagine, ricostruite con qualità differenti. Questo ha eliminato i rallentamenti che in passato si creavano nella gestione e nell’archiviazione delle immagini, rallentando gli esami successivi. Da questo punto di vista il miglioramento è stato netto, ma non significa automaticamente moltiplicare il numero di esami giornalieri. Il tempo complessivo di un esame comprende, infatti, anche la preparazione del paziente e l’esecuzione della procedura: però, si riducono i tempi morti e si migliora l’efficienza del lavoro diagnostico. Le potenzialità di un incremento c’è sicuramente, ma quando si introduce una macchina nuova si procede sempre con gradualità. I primi mesi servono soprattutto per testarne a fondo le prestazioni e ottimizzare i protocolli di utilizzo”. Questo miglioramento tecnologico consente di ridurre le radiazioni senza perdita di qualità dell’immagine? "Storicamente, per ottenere immagini migliori era necessario aumentare la dose di radiazioni, mentre grazie a questi algoritmi possiamo ottenere immagini più definite, mantenendo invariata la dose, oppure addirittura ridurre la dose di radiazioni senza perdere qualità diagnostica. La scelta dipende dal tipo di esame, di paziente e dall’obiettivo clinico. E infatti con questa nuova macchina abbiamo già osservato una ulteriore riduzione significativa della dose di radiazioni erogata ai pazienti, mantenendo comunque un’elevata qualità delle immagini rispetto alle generazioni di TC precedenti”. La riduzione delle radiazioni rappresenta un beneficio importante per il paziente? “Assolutamente sì, soprattutto per i pazienti che devono sottoporsi a controlli frequenti, come quelli oncologici. Ridurre anche solo in parte l’esposizione alle radiazioni significa diminuire il rischio biologico legato all’effetto cumulativo delle radiazioni ionizzanti. Ma non è l’unico vantaggio. Grazie alla tecnologia spettrale e all’IA riduciamo anche la quantità di mezzo di contrasto necessaria, mantenendo la stessa qualità diagnostica. Questo è importante sia per la sicurezza del paziente sia per l’impatto economico e ambientale legato all’utilizzo dei mezzi di contrasto”. Ritiene possibile, in futuro, un’integrazione tra questa tecnologia e l’Intelligenza Artificiale Generativa, per esempio come supporto ulteriore al radiologo? “Credo siano due forme di IA complementari. L’Intelligenza Artificiale Generativa potrebbe trovare alcune applicazioni iniziali in medicina, soprattutto come supporto in attività come la composizione di un referto medico. Questa tecnologia, invece, lavora soprattutto sull’elaborazione dell’immagine e sull’aumento della qualità diagnostica. In nessun caso, però, l’IA sostituisce il ruolo del medico. La vera prospettiva interessante è la capacità futura di integrare enormi quantità di dati — immagini, informazioni cliniche, genetiche e biologiche — che un essere umano da solo faticherebbe a gestire contemporaneamente. In questo senso l’evoluzione dell’IA potrà diventare un supporto sempre più potente alla diagnostica e alla medicina preventiva”.