L’IA nella medicina di precisione: migliorare l’identificazione del rischio, la prevenzione e il trattamento della stenosi carotidea
La stenosi carotidea è causata dal restringimento o dall’ostruzione delle arterie del collo a causa dell’accumulo di placche (aterosclerosi). L’attuale screening della stenosi carotidea asintomatica, la prevenzione dell’ictus e la gestione di questa patologia si basano sulle linee guida per la pratica clinica 2017 della Società europea di chirurgia vascolare. Tuttavia, la variabilità della malattia ostacola l’efficacia del processo decisionale clinico: emerge dunque la necessità di interventi più personalizzati.
Una strategia di stratificazione dei pazienti basata sull’intelligenza artificiale
L’obiettivo principale del progetto TAXINOMISIS, finanziato dall’UE, è sviluppare un nuovo modello per classificare i pazienti in base al rischio di sviluppare la stenosi carotidea ed eventi cerebrovascolari che si manifestano sotto forma di ictus, attacco ischemico transitorio o perdita temporanea della vista. Il modello aiuterà gli operatori sanitari a prendere decisioni più informate sull’assistenza e sul trattamento dei pazienti, e potrebbe migliorare i risultati clinici. «TAXINOMISIS ha progettato un nuovo approccio razionale volto ad affrontare le principali lacune cliniche per la stenosi carotidea in termini di previsione della progressione della malattia, necessità di visite di controllo e selezione di interventi appropriati», spiega Dimitrios Fotiadis, coordinatore del progetto. Il modello comprende moduli/componenti basati sull’intelligenza artificiale, che integrano informazioni cliniche e dati personalizzati del paziente, immagini delle placche e del cervello, oltre a modelli di flusso sanguigno e nuovi biomarcatori. Una serie di modelli e simulazioni digitali prevedono le lesioni cerebrali silenti, gli eventi cardiovascolari e la vulnerabilità delle placche, nonché le loro evoluzioni e la relativa rottura.
Tecniche di apprendimento automatico per prevenire la stenosi carotidea
Lo strumento di stratificazione del rischio TAXINOMISIS valuta il rischio di stenosi carotidea negli individui immettendo dati non provenienti dall’imaging, per valutare la probabilità di placche ad alto rischio e il potenziale sviluppo della malattia. Ma la soluzione non si ferma qui: il sistema collega le condizioni dell’arteria carotidea alla presenza di lesioni cerebrali e prevede il rischio di svilupparne di nuove. Inoltre, lo strumento di stratificazione TAXINOMISIS include una componente relativa al flusso sanguigno concepita per prevedere il rischio di progressione delle placche, ma sfruttata anche come modello di previsione degli eventi. La soluzione permette anche di stimare il rischio di rottura delle placche, una condizione grave associata alla presenza di coaguli di sangue all’interno dei vasi sanguigni. Per farlo si impiegano due modelli diversi: uno complesso, che tiene conto di vari fattori legati sia alla struttura della parete arteriosa sia alla composizione della placca stessa, e uno semplificato, che si concentra solo sullo spazio interno dell’arteria, noto come lume. In questo modo, i medici possono scegliere il livello di analisi più adatto in base ai dati, alle risorse e al contesto clinico disponibili. Infine, lo strumento TAXINOMISIS sfrutta tecniche avanzate di intelligenza artificiale per ricostruire la geometria tridimensionale delle arterie e analizzare la struttura la placca attraverso dati ricavati da risonanze magnetiche ed ecografie.
Il valore aggiunto dell’IA nell’assistenza ai pazienti
«Prevediamo che lo strumento di stratificazione del rischio TAXINOMISIS aumenterà l’efficienza e la qualità del sistema sanitario complessivo, nel contesto della stenosi carotidea», sottolinea il prof. Fotiadis. Lo strumento può anche aiutare i medici a comprendere i meccanismi fondamentali della malattia, il che potrebbe tradursi in piani di trattamento migliori. Accelerando il processo di diagnosi e riducendo la necessità di svolgere esami o trattamenti più invasivi, lo strumento TAXINOMISIS contribuirà anche a ridurre la spesa sanitaria. Grazie ai suggerimenti di medici e utenti, nonché ai dati provenienti da studi clinici e casi reali, il gruppo di ricerca migliorerà ulteriormente gli algoritmi e i modelli della piattaforma. Le imprese miste o le collaborazioni con altre società saranno fondamentali per integrare TAXINOMISIS nei sistemi sanitari o per combinarlo con altri strumenti disponibili. «Ci attendiamo che lo strumento TAXINOMISIS sia incorporato nella pratica clinica quotidiana, migliorando il processo decisionale clinico attraverso un’accurata stratificazione del rischio», conclude Fotiadis.
Parole chiave
TAXINOMISIS, stenosi carotidea, IA, lesione cerebrale, stratificazione dei pazienti, ictus, biomarcatori, flusso sanguigno, rottura della placca, emodinamica