Un dispositivo non invasivo per il rilevamento precoce delle ulcere del piede diabetico
Le ulcere del piede diabetico (UPD) sono una grave complicanza del diabete, ampiamente diffusa, che colpisce circa fino a un terzo degli individui diabetici. Queste ulcere, che solitamente insorgono come piaghe aperte sulla parte inferiore del piede, spesso comportano il ricovero in ospedale e, per più o meno il 20% dei pazienti, portano all’amputazione. Le procedure diagnostiche impiegate convenzionalmente sono in genere costose, dipendono dalle competenze degli operatori sanitari e spesso non riescono a rilevare le UPD in fase iniziale, permettendo alle ulcere di svilupparsi senza essere notate fino a diventare un problema grave. Al tempo stesso, i trattamenti attuali prevedono l’impiego di vari dispositivi per ridurre il peso sulla zona interessata, la gestione dell’infezione, la cura della ferita e l’intervento chirurgico. «Le soluzioni esistenti, che richiedono apparecchiature specializzate e personale qualificato, limitano la possibilità di effettuare il monitoraggio presso il domicilio e, soprattutto, di realizzare una diagnosi precoce», afferma Panos Terzopoulos, coordinatore del progetto PHOOTONICS, finanziato dall’UE. PHOOTONICS ha sviluppato un prototipo completamente funzionale di un dispositivo fotonico non invasivo adatto all’uso clinico e domestico. Combinando le immagini iperspettrali a infrarossi (IR) termici, IR medi e IR vicini, il dispositivo cattura indicazioni sia sul rischio che si insorgano UPD che sulla loro progressione una volta sviluppatesi. Entrambi i prototipi hanno dimostrato un’elevata sensibilità e specificità e sono stati convalidati a livello clinico. «Siamo fiduciosi nella capacità della nostra tecnologia di ridurre i ricoveri ospedalieri e le amputazioni legate alla UPD, grazie a una diagnosi precoce effettuata mediante un monitoraggio regolare a casa e in ospedale», osserva Terzopoulos, responsabile di progetto presso Metis Baltic, l’ente che ha ospitato PHOOTONICS.
Un monitoraggio efficace grazie alla combinazione di immaginografia fotonica e intelligenza artificiale
Il dispositivo di rilevamento delle UPD di PHOOTONICS integra fotorivelatori iperspettrali, a IR termici e IR medi, potenziati da un’elaborazione dei dati basata sull’intelligenza artificiale, al fine di individuare i primi segnali di sviluppo delle ulcere. La soluzione punta a diversi indicatori medici, tra cui la temperatura della pelle (per l’infiammazione), il flusso sanguigno (attraverso la saturazione dell’ossigeno) e gli indicatori biochimici, come i livelli di collagene ed elastina. I diversi tipi di luce IR consentono al dispositivo di acquisire immagini e letture dettagliate, distinguendo tra tessuti sani e a rischio, fornendo avvisi precoci per aiutare i pazienti e i medici a gestire efficacemente il rischio associato alle UPD. Il progetto ha sviluppato due versioni del dispositivo, HOME e PRO: mentre la prima ha un’interfaccia semplificata per il monitoraggio autonomo da parte dei pazienti, la seconda offre funzioni avanzate per gli operatori sanitari. Le interfacce di entrambe le versioni guidano gli utenti nel processo di misurazione: la versione HOME richiede una formazione minima e, invece, per la versione PRO il personale sanitario riceve una formazione più mirata. I dispositivi sono stati convalidati clinicamente con l’aiuto di oltre 200 pazienti in diversi ospedali europei, tra cui l’ospedale universitario Attikon (Atene, Grecia), il centro medico universitario di Leiden (Leiden, Paesi Bassi), l’università di medicina e farmacia Victor Bebes (Timisoara, Romania) e l’ospedale universitario della Charité (Berlino, Germania). Questo ampio studio clinico ha inoltre previsto test di elaborazione del segnale al fine di ottimizzare l’accuratezza e l’affidabilità dei dati. «Questa meta-analisi medica ha contribuito a definire i requisiti dell’utente e le specifiche tecniche concentrando l’attenzione sui tipi di sensore, la sensibilità, la risoluzione spaziale, il tempo di risposta e la portabilità per entrambe le versioni, mentre i componenti hardware e software sono stati perfezionati durante e dopo lo svolgimento degli studi clinici», aggiunge Terzopoulos.
Una svolta per l’assistenza sanitaria preventiva incentrata sul paziente
PHOOTONICS si allinea alle politiche sanitarie dell’UE promuovendo l’assistenza sanitaria preventiva e migliorando la qualità della vita di coloro che soffrono di patologie croniche. Riducendo la necessità di effettuare procedure invasive e consentendo il monitoraggio a domicilio, il dispositivo del progetto consente ai pazienti di gestire in modo proattivo la propria salute. «Possiamo immaginare, nel prossimo futuro, un’integrazione con le piattaforme di telemedicina per permettere il monitoraggio remoto del piede diabetico e la cura dei soggetti a rischio», osserva Terzopoulos. In vista del lancio sul mercato dei dispositivi di PHOOTONICS, il team del progetto sta lavorando all’instaurazione di partnership strategiche (e accordi di finanziamento pubblici e privati) per esplorare le opzioni di produzione e distribuzione, prima di iniziare i preparativi per le approvazioni normative necessarie. Prima di tutto, l’équipe condurrà studi clinici di più ampia portata al fine di convalidare ulteriormente i risultati ottenuti sino ad ora dal progetto, oltre a far progredire le capacità dell’intelligenza artificiale per migliorarne l’accuratezza predittiva.
Parole chiave
PHOOTONICS, ulcera, infrarosso, sensore, amputazione, diabete, diabetico, IA, piede
