Machine Vision e intelligenza artificiale insieme per migliorare la diagnostica medica

cloud ibrido

Il fatto che Apple abbia introdotto un elettrocardiografo nell’ultimo modello di Apple Watch ha fatto molto discutere, ma è solo la punta dell’iceberg di ciò che è diventato possibile da quando intelligenza artificiale e sensori degli smartphone hanno reso più democratiche l’assistenza sanitaria e le diagnosi

Di Francesca Puggioni, Managing Director Southern Europe – Orange Business Services

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Signify Research prevede che il mercato dell’apprendimento automatico nella diagnostica per immagini supererà i 2 miliardi di dollari entro il 2023, e commenta: “L’IA trasformerà il settore della diagnostica per immagini incrementando produttività e accuratezza e garantendo cure più personalizzate, e portando in ultimo un miglioramento dei risultati clinici”.

Assistiamo a continue innovazioni: i ricercatori dell’Università dell’Illinois hanno sviluppato una tecnologia in grado di effettuare una spettroscopia utilizzando una fotocamera per smartphone e IA per diagnosticare malattie infettive, mentre un team guidato dalla Rice University lavora a microscopi indossabili e point-of-care che utilizzano sensori e diagnostica per immagini per essere d’aiuto nella diagnosi e nel monitoraggio di patologie che oggi possono essere testate solo mediante biopsia o analisi del sangue.

La regolamentazione e la necessità di validazione clinica rallentano una diffusione più ampia di nuove soluzioni, tuttavia l’ambiente normativo si sta lentamente rilassando (come dimostra l’approccio De Novo della FDA, che ha permesso l’ECG su Apple Watch). Questa volontà di sviluppare percorsi meno onerosi per strumenti innovativi di salute digitale in combinazione con la rapida evoluzione in corso di sensori, sistemi operativi e intelligenza delle macchine si traduce nel fatto che emergono nuove soluzioni in tutto il mondo. La maggior parte combina tecnologie dei sensori con app per offrire significativi benefici medici agli utenti. Questi benefici portano le cure alla portata di più persone, come mostrano questi esempi:

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In sala operatoria

L’emorragia eccessiva dopo il parto uccide decine di migliaia di donne ogni anno, ma un rivoluzionario sistema basato su iPad può aiutare nella prevenzione. Triton Sponge conta con precisione le spugne chirurgiche utilizzate durante un’operazione, applicando visione e intelligenza artificiali per stimare la perdita di sangue. Il sistema è in grado di individuare falsi positivi (riconosce una stessa spugna sottoposta più volte) e aiuta anche lo staff della sala operatoria a tenere traccia delle spugne usate, proteggendo da incidenti dove vengono dimenticate all’interno dei pazienti. Triton Sponge è già stato approvato e sta salvando vite umane negli Stati Uniti.

Scansione ad ultrasuoni

Gli scanner a ultrasuoni montati su carrello possono costare dai 50.000$ ai 100.000$. Butterfly IQ riduce notevolmente dimensioni e costi: uno scanner a ultrasuoni portatile delle dimensioni di un rasoio elettrico costa circa 2000$. Impiega intelligenza artificiale e diagnostica per immagini per rilevare il flusso di sangue, una gravidanza, i tumori e altro ancora – il Chief Medical Officer della compagnia è stato in grado di auto-diagnosticarsi il cancro grazie a questo kit. Conforme alle norme HIPAA, l’imaging di Butterfly IQ viene visualizzato sullo schermo dello smartphone. Le immagini vengono memorizzate nel cloud dove diventano accessibili per la diagnosi da parte dei medici. C’è molto interesse – Butterfly IQ ha raccolto $250 milioni nel suo più recente giro di raccolta fondi.

Test delle urine

Milioni di persone hanno bisogno di test quotidiani delle urine: un processo oneroso, perché i test si svolgono in un laboratorio o in un’altra struttura di cura e serve l’intervento di un professionista qualificato, che successivamente deve inoltrare i risultati al medico del paziente. L’israeliana Healthy.io ha sviluppato un kit di test a domicilio basato su smartphone che accelera il processo e riduce i costi. Utilizza machine vision e intelligenza artificiali per fornire risultati altrettanto accurati di quelli di laboratorio, scattando immagini con la fotocamera dello smartphone. Healthy.io è clinicamente approvato per la vendita in Israele, nell’UE e negli Stati Uniti e viene utilizzato presso la clinica renale virtuale del Salford Royal NHS Foundation Trust.

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Gravidanza

Bloomlife è una soluzione per smartphone che combina sensori fisici con intelligenza artificiale e un’app per monitorare la gravidanza in tempo reale. Un sensore posizionato sull’addome della madre monitora e registra dati sulla gravidanza: osserva l’attività uterina per frequenza, durata, modelli e tendenze delle contrazioni, aiutando le pazienti a distinguere tra normali crampi e le contrazioni del travaglio. Babyndex è un altro buon esempio di intelligenza artificiale applicata alla gravidanza: sviluppato in Ungheria e approvato dalla FDA negli Stati Uniti, utilizza la fotocamera dello smartphone e l’intelligenza artificiale per analizzare campioni di saliva essiccata così da verificare quando aumentano i livelli di estrogeni che consentono di individuare il picco di fertilità.

Guerra chimica

EzLab è uno strumento compatibile con smartphone che consente agli utenti di testare campioni di patogeni sul campo e ricevere un’analisi accurata per il 90% in pochi minuti. Combina un’app per smartphone, un software cloud e un microscopio da campo portatile, facile da usare e abbastanza robusto per essere impiegato in zone di guerra. Possiede un sistema ottico di micro-sensing e lavora con un’immagine proprietaria basata su cloud che analizza la rete neurale. Più economica e più portatile rispetto alle apparecchiature standard, questa innovativa soluzione mobile basata su smartphone permettere di eseguire sul campo nel giro di pochi minuti test che di solito richiedono giorni.

Cancro della pelle

Esistono già numerose soluzioni per smartphone che affermano di rilevare i melanomi, ma la tecnologia sta avanzando. Nel 2016 i ricercatori dell’University of Texas Health Science Center di Houston hanno sviluppato una tecnologia che utilizza smartphone e fotocamere per diagnosticare i tumori della pelle diversi dal melanoma, offrendo una precisione tra il 60% e il 90%.

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I commenti degli istituti di regolamentazione degli Stati Uniti suggeriscono che il tasso di introduzione di queste soluzioni aumenterà rapidamente. Il Dott. Scott Gottlieb, commissario della FDA e il Dott. Jeff Shuren, direttore sanitario radiologico presso il Centro per i dispositivi della FDA, hanno dichiarato: “Queste tecnologie sono molto promettenti e il ritmo dei cambiamenti è rapido. Noi dell’FDA lavoriamo per modernizzare il nostro approccio di regolamentazione così da consentire e stimolare in modo più efficace l’innovazione, con il fine ultimo di migliorare la salute e la qualità della vita dei consumatori e dei pazienti”.