Un’applicazione per smartphone in grado di diagnosticare un cuore malato
Esistono più di ventiquattro tipi diversi di aritmia cardiaca. La maggior parte di queste possono essere facilmente distinte da un cardiologo qualificato, ma distinguere tra fibrillazione atriale e flutter atriale può essere difficile. Entrambi presentano uno schema molto simile su un elettrocardiogramma (ECG) e sono confuse fino all’80 % delle volte, ma richiedono trattamenti molto diversi.
Assistenza diagnostica
Il progetto MODEST, finanziato dall’UE, ha cercato di sviluppare modelli matematici in grado di supportare i medici nell’effettuare diagnosi e scegliere i programmi di trattamento per i pazienti. Per superare questa difficoltà, il coordinatore del progetto MODEST, Sebastian Sager, e il suo team hanno raccolto i dati di 380 ECG eseguiti dal cardiologo del progetto Eberhard Scholz e dal suo gruppo, presso il Policlinico di Heidelberg in Germania. Utilizzando modelli di apprendimento automatico, sono riusciti a identificare la fibrillazione atriale con una sensibilità dell’81 % e una specificità dell’87 %. «Abbiamo cercato di trovare in letteratura modelli matematici che descrivessero accuratamente ciò che sta succedendo, ma alla fine abbiamo dovuto crearne di nostri», dice Sager. «Il secondo passo è stato l’ottimizzazione, coinvolgendo molte discipline diverse: matematica, medicina, informatica, biologia e apprendimento automatico».
Pianificazione del farmaco
Il team ha realizzato un’applicazione per smartphone in grado di analizzare l’esito dell’ECG ascoltando i segnali acustici del monitor cardiaco, oppure utilizzando il riconoscimento visivo del modello per identificare i picchi e le depressioni sul cardiografo. I dati ECG possono anche essere inseriti manualmente nell’app. Il lavoro è stato svolto presso l’Università Otto von Guericke a Magdeburgo, in Germania. In un progetto correlato, il gruppo ha analizzato le analisi del sangue prelevato da pazienti sottoposti a chemioterapia. In genere, i pazienti affetti da tumore del sangue acuto si sottopongono a diversi cicli di terapia di induzione, seguiti da un massimo di quattro cicli di terapia di consolidamento. La pianificazione dei tempi e del dosaggio dei trattamenti chemioterapici si basa spesso sull’intuizione del medico. «Bisogna sempre cercare di bilanciare l’uccisione delle cellule da un lato e le ripercussioni sul sistema immunitario dall’altro», spiega Sager. «Quanto è determinante il periodo di tempo tra un ciclo di chemioterapia e l’altro? È meglio 1, 2 o 3 settimane? Tre cicli sono meglio di quattro?»
Spin-off
Analizzando i dati delle analisi del sangue, il suo team è stato in grado di elaborare un modello che può aiutare i medici a prendere queste decisioni. Il progetto è stato sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca. «Ci ha aiutato molto. Abbiamo avuto molta libertà su quello che potevamo fare, cosa che abbiamo molto apprezzato», osserva Sager. Da questo progetto la start-up mathe.medical GmbH, è stata sostenuta da una sovvenzione «proof-of-concept» di Orizzonte 2020 per esplorare la divulgazione e la diffusione commerciale delle tecnologie. «Abbiamo avuto alcuni colloqui con aziende specializzate, si tratta di uno strumento piuttosto avanzato, che risponde a un’esigenza degli esperti clinici in un mercato altamente regolamentato e complesso», aggiunge Sager.
Parole chiave
MODEST, cuore, fluttuazione, cardiaco, aritmia, atriale, fibrillazione, app, smartphone, suono, chemioterapia