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L’Intelligenza Artificiale entra in sala operatoria per combattere i tumori

22 Nov 2019

L’Intelligenza Artificiale aiuterà a individuare le cellule tumorali, lavorando in sala operatoria accanto al chirurgo.

Secondo una ricerca di ReportLinker* pubblicata a dicembre 2018, gli investimenti legati all’applicazione dell’intelligenza artificiale nel campo dell’assistenza sanitaria a livello globale entro il 2025 cresceranno da 2,1 a 36,1 miliardi di dollari. L’apporto di conoscenza arriverà principalmente da aziende, piccole start up e progetti di ricerca, anche se già oggi tecniche di intelligenza artificiale sono utilizzate per supportare gli specialisti nella formulazione di diagnosi.

La rivoluzione digitale insomma, offre nuove opportunità in campo sanitario e le risorse, per chi vuole, ci sono. Basta saper cogliere le opportunità offerte anche dai finanziamenti europei.

La Regione Lombardia per esempio, nell’ambito del programma Call Hub Ricerca e Innovazione, ha finanziato il progetto NewMed, presentato dal Politecnico di Milano, dall’Istituto di Ricerca clinica dell’Ospedale Humanitas e dalle aziende Optec Bright Solutions e 3rdPlace, tech company quest’ultima che sviluppa soluzioni data-driven di customer intelligence.

Grazie ad un finanziamento di circa 6,5 milioni di euro verranno sviluppate nuove tecnologie a tutela della salute dei cittadini.

Il progetto si svilupperà seguendo tre obiettivi principali:

  • Sviluppo di microscopi Raman per l’analisi dei tessuti nelle lesioni tumorali. La microscopia Raman consente di indagare la composizione molecolare di un tessuto rivelando la presenza di marker che identificano la natura della lesione tumorale. Obiettivo dichiarato: sviluppare la tecnica di microscopia Raman coerente, che consenta analisi delle sezioni molto velocemente e quindi compatibili con i tempi chirurgici.
  • Sviluppo di metodi di imaging in fluorescenza per diagnosi e per chirurgia di precisione. Il progetto si pone come obiettivo lo sviluppo di strumenti che, attraverso l’utilizzo di marcatori somministrabili agli esseri umani, permettano di determinare lo stato funzionale dei tessuti che richiedono il trattamento nel campo operatorio.
  • Formulazione di nanovettori per il rilascio controllato di farmaci nel cuore malato. Diagnosi e cura effettuate contemporaneamente grazie all’utilizzo di nanoparticelle che siano tracciabili durante l’analisi diagnostica, che rilascino il farmaco in maniera selettiva nel tessuto patologico da trattare. Il progetto ha come obiettivo principale lo sviluppo di nanomateriali innovativi con elevata efficienza e selettività per il trattamento di patologie cardiovascolari.

 

Come verrà utilizzata l’Intelligenza Artificiale nel progetto

Nonostante il progetto NewMed non abbia come obiettivo specifico lo sviluppo di servizi digitali, le nuove tecnologie digitali daranno un contributo significativo per elaborare una ingente mole di dati. Verrà infatti prodotta una quantità enorme di dati e informazioni che richiederà una elaborazione automatica e veloce, possibile quindi solo grazie a tecniche di intelligenza artificiale. E non solo per ridurre le dimensioni delle informazioni raccolte, ma soprattutto per estrarne contenuti significativi. In particolare, tecniche di intelligenza artificiale interverranno in maniera significativa durante la fase identificativa delle lesioni tumorali.

Microscopi Raman ed Intelligenza artificiale

La microscopia Raman spontanea consente di avere informazioni oggettive e quantitative sul tessuto senza bisogno di marcatori e riesce a distinguere tra quello sano e quello tumorale identificando anche il grado di tumore. Il problema però è che questa tecnica ha bisogno di tempi lunghi, che non sono compatibili con un suo utilizzo intraoperatorio. La microscopia Raman coerente però, a parità di informazioni trattate, ridurrà notevolmente i tempi.

Con il progetto NewMed la microscopia Raman coerente sviluppata dal Politecnico di Milano, sarà applicata all’assistenza intraoperatoria alla chirurgia di lesioni tumorali con la classificazione in tempo reale delle neoplasie e l’identificazione dei margini di lesione. Il microscopio Raman coerente multifotone di nuova concezione analizzerà sezioni molto sottili di tessuto (circa 10 micron di spessore) disponibili presso la Bio Banca dell’Ospedale Humanitas sui quali il Comitato Etico avrà dato la sua autorizzazione. Verranno analizzati campioni di tessuto sano e neoplastico provenienti da interventi chirurgici al fegato, al pancreas e al colon-retto.

Sarà quindi creato un database elettronico contenente tutti i dati per sviluppare modelli statistici di classificazione delle immagini per la costruzione di uno strumento di diagnosi semi-automatica del tessuto.

Con lo scopo di distinguere tessuti sani da quelli tumorali, saranno impiegati classificatori statistici, algoritmi k-medie, Cart e reti neurali artificiali. Gli algoritmi lavoreranno su dati forniti da Humanitas e ottimizzati per minimizzare al massimo la percentuale di errata classificazione.

In particolare, 3rdPlace svilupperà algoritmi di machine learning a supporto delle decisioni che dovranno essere prese in sala operatoria, grazie ad un software che classificherà in tempo reale le immagini.

 

Call Hub Ricerca e Innovazione Regione Lombardia

NewMed è uno dei progetti finanziati dalla Regione Lombardia grazie al Fondo Europeo di Sviluppo Regionale (Fesr) per stimolare la collaborazione tra imprese, università e organismi di ricerca.

In questo ambito, la Call Hub Ricerca e Innovazione è la call finalizzata alla promozione di progetti strategici di ricerca, sviluppo e innovazione che rientra nelle iniziative della Regione avviate a supporto dell’ecosistema regionale. Un percorso iniziato con la Legge regionale 29/2016 “Lombardia è Ricerca e Innovazione” sulla base del paradigma dell’innovazione aperta al confronto collaborativo tra centri di ricerca, università, imprese e amministrazioni pubbliche.

Obiettivi di Call Ub R&S sono:

  • Facilitare le relazioni tra le Università, le imprese, i centri di ricerca ed i cittadini per favorire il trasferimento tecnologico e l’utilizzo di nuove tecnologie a sostegno del processo di innovazione
  • Promuovere hub territoriali della conoscenza, della ricerca e dell’innovazione con una proiezione internazionale, favorendo il loro rafforzamento e la loro partecipazione alle iniziative internazionali
  • Promuovere lo sviluppo duraturo e sostenibile e la crescita competitiva attraverso il potenziamento delle dotazioni materiali, immateriali ed infrastrutturali della ricerca e innovazione per la maturazione tecnologica ed il trasferimento tecnologico e delle conoscenze.

In tutto sono stati 33 i vincitori del Bando Call Hub; tutti progetti ad altissimo tasso di innovazione capaci di rispondere ai bisogni concreti dei cittadini. Per sostenere tutte le iniziative che hanno comunque superato il punteggio di qualità di 85/100 assegnato da una giuria esterna, la Regione ha deciso di rifinanziare il Bando con altri 44,5 milioni di euro, arrivando così ad un totale di 114 milioni.

 

* www.reportlinker.com/p04897122/Artificial-Intelligence-in-Healthcare-Market-by-Offering-

Technology-Application-End-User-Industry-and-Geography-Global-Forecast-to.html

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