Intelligenza artificiale applicata alla cardiologia

1. L'intelligenza
Artificiale
Applicata alla medicina
A cura di: Di Benedetto, Fornetto, Savini e Toska

2. Cos'è l'I.A.
L'I.A. è una branca dell'informatica
impegnata nella progettazione di software
capaci di fornire prestazioni che, a coloro
non esperti, sembrerebbero essere di
esclusiva competenza umana.
Sebbene si possa pensare che sia un concetto
moderno, il termine “intelligenza artificiale“ fu
usato per la prima volta negli anni '50, e in
ambito sanitario negli anni '70.

3. I.A. debole I.A. forte
Sostiene che un computer non sarà mai
equivalente a una mente umana ma può
solo simulare alcuni processi cognitivi
umani.
L'obiettivo è risolvere problemi che
richiedono intelligenza senza essere
un'intelligenza vera e propria.
La macchina deve comprendere specifici
problemi e saperli solo risolvere.
Un esempio è la capacità di saper leggere
una radiografia.
rappresentazione della conoscenza;
uso del ragionamento;
pianificazione;
analisi del linguaggio naturale
Ritiene che un computer può essere dotato
di intelligenza pura, non distinguibile da
quella umana. Si basa su sistemi esperti,
cioè dei programmi che riproducono il
comportamento umano in uno specifico
dominio.
Si concentra su:
Un esempio sono i robot di Asimov.

4. Isaac Asimov
Asimov fu il primo scrittore a riflettere sull'intelligenza artificiale.
Nei suoi libri, tutti i robot, dovevano rispettare tre leggi:
Un robot non può
recar danno a un
essere umano né
può permettere che,
a causa del suo
mancato intervento,
un essere umano
riceva danno.
Un robot deve
proteggere la
propria esistenza,
purché la
salvaguardia di essa
non contrasti con la
Prima o con la
Seconda Legge.
Un robot deve
obbedire agli ordini
impartiti dagli esseri
umani, purché tali
ordini non vadano in
contrasto alla Prima
Legge.

5. Analisi dei dati dei pazienti
Diagnosi
Pianificazione del trattamento
Monitoraggio dei pazienti
Predizione della sicurezza ed efficacia dei farmaci
Supporto decisionale
Come può essere usata l’I.A. in
medicina?

6. Le applicazioni in ambito medico
Radiologia e
diagnostica per
immagini
Oftalmologia
Cardiologia
Ricerca clinica, gestione
della cronicità e
medicina personalizzata

7. Cardiologia
Cardiologia
"Il problema con le malattie di cuore è che
"Il problema con le malattie di cuore è che
"Il problema con le malattie di cuore è che
il primo sintomo è spesso difficile da
il primo sintomo è spesso difficile da
il primo sintomo è spesso difficile da
curare: la morte."
curare: la morte."
curare: la morte."

8. Perchè serve l'IA?
La preservazione della salute
cardiovascolare è fondamentale,
soprattutto alla luce dei più recenti
risultati dello studio Global Burden of
Cardiovascular Diseases, che mostra
che le malattie cardiovascolari sono
ancora la principale causa di mortalità,
di nuovo in aumento in molte località
dove in precedenza erano in calo.

9. Come applicare l'IA?
L'IA in ambito cardiologico è utilizzata soprattutto nello studio
dell'ECG (IA-ECG)
L'elettrocardiogramma, o ECG, è
un esame diagnostico, che
prevede l'utilizzo di uno
strumento capace di registrare e
riportare graficamente il ritmo e
l'attività elettrica del cuore.

10. L'IA-ECG: pro
“L’elettrocardiogramma (ECG) è il substrato ideale per le applicazioni
dell’intelligenza artificiale”.
Si apre con queste parole un articolo pubblicato a marzo sulla rivista Recenti Progressi in
Medicina a firma di Giampaolo Collecchia.
L’IA-ECG è in grado di individuare anche quelle
alterazioni subcliniche che solitamente non
vengono rilevate dagli operatori. Una capacità,
questa, che rende possibile l’identificazione
precoce e il monitoraggio di diverse condizioni
cardiache, come la fibrillazione atriale,
scompenso cardiaco e valvulopatie, e non
cardiache, come l'iperkaliemia e le anemie.

11. L'IA-ECG: fibrillazione atriale
Diversi studi, la maggior parte dei quali effettuati in contesti sperimentali, hanno
messo in evidenza come l’IA sia in grado di riconoscere una fibrillazione atriale da un
elettrocardiogramma standard. Un gruppo di ricerca della Mayo Clinic, ad esempio, ha
testato un algoritmo di IA su circa 650.000 tracciati ECG ottenuti da circa 180.000
pazienti, dimostrando un’accuratezza dell’80% nella rilevazione della fibrillazione
atriale.
In termini clinici, quindi, un sistema di IA-ECG potrebbe identificare in modo
automatico e tempestivo la presenza di questa aritmia, così da poter avviare
rapidamente il paziente alle terapie di prevenzione dell’ictus, dell’embolia, dello
scompenso cardiaco e della morte improvvisa.

12. L'IA ECG: contro
Resta da valutare la reale utilità clinica di tutto
questo!

13. L'IA ECG: contro
Una revisione sistematica realizzata dalla US
Preventive Services Task Force, ha mostrato come
questo tipo di interventi permetta sì di identificare un
numero maggiore di casi di fibrillazione atriale ma,
all’aumentare delle diagnosi e delle prescrizioni di
anticoagulanti, infatti, non corrisponde una riduzione
degli ictus e dei decessi.
In termini di sovradiagnosi, invece, potrebbe
rilevare episodi aritmici che non avrebbero mai
dato origine a eventi embolici. In questo contesto
l’avvio al trattamento anticoagulante avrebbe la
sola conseguenza di esporre il paziente ad ulteriori
rischi o problematiche.

14. L'IA ECG: contro
L'utilizzo di un sistema di rilevazione
dell’elettrocardiogramma di questo tipo
potrebbe avere effetti negativi anche in
termini di risorse, innescando una serie di
ulteriori test diagnostici a cascata associati a
loro volta a un possibile rischio di complicanze,
e di falsi positivi, con potenziali conseguenze
quali costi ulteriori per il paziente e per il
Servizio Sanitario Nazionale e
sovraffollamento di reparti.
Conseguenze in termini di risorse