L’intelligenza artificiale può rilevare il cancro al seno con cinque anni di anticipo

L’intelligenza artificiale può rilevare il cancro al seno con cinque anni di anticipo rispetto ai metodi tradizionali. Questo è il clamoroso risultato ottenuto dai ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Lo studio risale al 2021, quando il team ha creato un sistema innovativo basato sull’intelligenza artificiale, in grado di prevedere l’insorgenza del cancro al seno fino a cinque anni prima della diagnosi clinica. Il meccanismo si basa sul “deep learning”, la tecnologia che caratterizza l’Ai e consente a questi sistemi di apprendere e migliorare le proprie capacità attraverso l’esperienza e la raccolta dati. Lo stesso procedimento che solleva dubbi in termini di privacy, potrebbe offrire una nuova, grande speranza nella lotta contro il cancro.

Mirai, l’intelligenza artificiale contro il cancro

Il sistema, denominato Mirai, è stato testato in tre ospedali situati in diverse aree geografiche: Stati Uniti, Svezia e Taiwan in modo da verificarne l’efficacia su etnie differenti, un aspetto cruciale poiché molti modelli predittivi già esistenti non sono efficaci con popolazioni come le donne afroamericane. Mirai ha dimostrato di superare questi ostacoli, offrendo risultati promettenti.

Ma come funziona esattamente questo sistema?

La prima fase consiste nell’acquisizione delle mammografie a raggi X, che vengono analizzate tramite un algoritmo chiamato “Image encoder”. Questo strumento consente al sistema di “metabolizzare” i dati delle mammografie, studiando attentamente i risultati dello screening. Le immagini vengono poi integrate con altre scansioni digitali, fornendo una rappresentazione più completa della mammografia.

Si sa che la forza dell’Ai è la capacità di analizzare una miriade di dati in un tempo inconcepibile per il cervello umano. Infatti, il sistema Mirai considera contemporaneamente variabili fondamentali per la diagnosi, come l’età della paziente, il peso, i valori ormonali e la storia familiare. Combinando queste informazioni, lo strumento Ai è in grado di elaborare una previsione del rischio di sviluppare una neoplasia al seno, con un intervallo temporale che va da uno a cinque anni.

C’è un’altra buona notizia: siamo solo all’inizio. I ricercatori hanno sottolineato che ulteriori miglioramenti potrebbero derivare dall’inclusione dello storico delle mammografie delle pazienti, rendendo la diagnosi ancora più efficace. Con l’evoluzione della tecnologia, il futuro della diagnosi precoce potrebbe essere sempre più influenzato dall’intelligenza artificiale, che apre la strada a interventi tempestivi e personalizzati per le pazienti.

Asym Mirai, l’aggiornamento del 2023

In effetti i primi avanzamenti ci sono già stati. Nel 2023, il dipartimento di Informatica della Duke University di Durham ha implementato un sistema avanzato chiamato Asym Mirai, aggiornamento del precedente modello Mirai. L’obiettivo di questo studio, pubblicato dalla Radiological Society of North America (RSNA), è ridurre il rischio di diagnosi errate associate agli algoritmi di intelligenza artificiale utilizzati nella prevenzione del cancro al seno.

Per testare l’accuratezza di Asym Mirai, gli scienziati hanno analizzato un massiccio campione di 210.067 mammografie, provenienti da 81.824 pazienti, utilizzando il dataset EMory BrEast imaging Dataset (EMBED), raccolto tra gennaio 2013 e dicembre 2020. I risultati hanno mostrato un miglioramento rispetto al precedente sistema Mirai, che offre dei dati più facilmente interpretabili, un aspetto cruciale per la pratica clinica.

Una altra innovazione significativa è la capacità che il nuovo modello ha di confrontare i tessuti dei seni sinistro e destro delle pazienti. Questa analisi aiuta a identificare difformità che possono fungere da campanello d’allarme permettendo una diagnosi più accurata e predittiva. Jon Donnelly, esperto dell’Università americana di Duke a Durham, nel quale è stato sviluppato e testato AsymMirai, ha dichiarato: “Possiamo, con sorprendente precisione, prevedere se una donna svilupperà il cancro nei prossimi 1-5 anni basandoci esclusivamente sulle differenze localizzate tra il tessuto del seno sinistro e destro.”

Questa novità potrebbe avere un impatto significativo sulla frequenza con cui le donne devono sottoporsi a mammografie, e potrebbe anche tradursi, quindi, in un risparmio considerevole per i servizi sanitari nazionali.

Non solo tumore al seno

L’intelligenza artificiale potrebbe essere un validissimo alleato non solo nella lotta del tumore al seno, ma anche per altri tumori e altre gravi patologie.

Tra i tumori più aggressivi e devastanti c’è il tumore al pancreas. Nonostante i progressi fatti dalla medicina negli ultimi decenni, questo tumore rappresenta lascia ancora poco spazio alla vita, i tassi di sopravvivenza sono molto bassi. Secondo gli esperti, nei prossimi anni il tumore al pancreas potrebbe diventare il più letale, e la diagnosi precoce, che aumenta di molto la possibilità di sconfiggere il cancro, avrà un ruolo ancora più centrale.

In questo senso va la collaborazione tra il MIT e il Beth Israel Deaconess Medical Center di Boston. I due centri hanno sviluppato un sistema di intelligenza artificiale progettato per valutare le probabilità che un paziente sviluppi l’adenocarcinoma duttale pancreatico, la forma più comune di neoplasia pancreatica. Questo innovativo sistema è in grado di prevedere il rischio di insorgenza della malattia con un anticipo che varia da 6 a 18 mesi, aumentando così le opportunità di intervento terapeutico.

Anche in questo caso, il sistema si basa sull’analisi di diverse variabili, tra cui analisi di laboratorio, fattori di rischio, età e storia clinica. I ricercatori hanno testato questo algoritmo su un campione vasto di 6 milioni di cartelle cliniche elettroniche di pazienti americani. La portata di questa novità è gigantesca perché, a differenza di altre neoplasie come il tumore al colon e al seno, attualmente non esiste un programma di screening efficace per il tumore al pancreas.

Altre patologie

Oltre allo sviluppo nel campo dell’oncologia, gli studi sull’uso dell’intelligenza artificiale si estendono anche alla prevenzione di disturbi neurologici come l’Alzheimer e l’autismo, nonché al diabete e ad altre malattie. C’è chi parla di rivoluzione industriale 4.0, chi ama l’Ai e chi teme che l’intelligenza artificiale distruggerà la razza umana, immaginando futuri distopici in stile Blade Runner.

La maggior parte di queste ricerche necessiti ancora di validazione e di applicazione pratica. D’altronde, anche l’intelligenza artificiale generativa è ancora ai primi passi del suo lungo percorso.

Le notizie che arrivano in materia oncologica arrivano mentre aumentano i casi di tumori tra i più giovani, a causa di stili di vita sbagliati, inquinamento atmosferico e scarsa prevenzione. Un recente rapporto dell’Iss ha dimostrato che in Italia è calata la mortalità da tumore, ma ha anche evidenziato un gap enorme tra Nord e Sud.

In generale e soprattutto a causa dell’inquinamento atmosferico, preoccupa l’aumento dei tumori registrato a livello globale negli ultimi anni.
Per questo, l’approdo dell’intelligenza artificiale è una ventata di ottimismo per la medicina: potremmo essere all’alba di una possibile rivoluzione nella diagnosi e nella prevenzione delle malattie.