L’IA pronta a migliorare le diagnosi del cancro ai polmoni

A team of engineers from the University of Cologne’s Faculty of Medicine and University Hospital Cologne have introduced an AI model that can help detect lung cancer tissue in minutes. The new system combines the most extensive data set related to the disease available and has shown some promising results. Here’s everything you need to know about how AI is poised to enhance lung cancer diagnosis in the near future.

Cancro ai polmoni

Il cancro ai polmoni ha causato la morte di circa 1,3 milioni di persone nel 2023. Questa malattia è una delle più letali al mondo e la più comune. Tra i tipi di cancro ai polmoni, il carcinoma non a piccole cellule (NSCLC) rappresenta più dell’80 % di tutti i casi. Questa variante introduce tumori maligni nel tessuto polmonare nel tempo.

I pazienti affetti da cancro ai polmoni devono sottoporsi a trattamenti intensivi e gravosi per rimuovere i tumori prima che distruggano i tessuti circostanti. Anche con una diagnosi e un trattamento iniziale che costano in media oltre 68 000 $, il tasso di mortalità rimane elevato. Pertanto, la diagnosi è considerata solo al secondo posto rispetto alla prevenzione.

Esame patologico

Gli esami patologici sono il modo in cui gli oncologi scoprono il tessuto canceroso nei polmoni. Questo processo richiede ai professionisti sanitari di raccogliere campioni di tessuto colorati con ematossilina‑eosina (H&E). Gli oncologi poi esaminano questi campioni per determinare se sono presenti cellule tumorali. Inoltre, utilizzano i dati e la genetica del paziente per personalizzare un trattamento efficace.

Trasformazione digitale

I primi passaggi della raccolta del tessuto sono rimasti invariati in oncologia per decenni. Tuttavia, il modo e i mezzi con cui i dati vengono elaborati sono migrati verso un formato digitale. Le piattaforme di patologia digitale hanno eliminato la necessità per i ricercatori di osservare le cellule al microscopio. Ora, usano i monitor dei computer.

La digitalizzazione della patologia ha portato benefici importanti, tra cui la possibilità di integrare software nel processo di scoperta. Oggi, la maggior parte degli esperti utilizza qualche forma di analisi digitale del tessuto polmonare per determinare lo stato del paziente. Nei prossimi anni, l’intelligenza artificiale sostituirà i sistemi software operati manualmente come metodo principale per determinare la presenza di cancro ai polmoni nei tessuti.

Nuove opportunità

I modelli di intelligenza artificiale possono sfruttare l’enorme quantità di immagini istologiche ed estrarre informazioni aggiuntive che i revisori umani non riescono a catturare. Perciò, c’è una forte spinta a creare sistemi patologici potenziati dall’IA più efficaci e accessibili.

Studio sull’IA per il cancro ai polmoni

Lo studio “Next generation lung cancer pathology: development and validation of diagnostic and prognostic algorithms” pubblicato sulla rivista Cell Reports Medicine svela nuovi algoritmi IA e una piattaforma di patologia computazionale progettata specificamente per la diagnosi di NSCLC.

Lo studio dimostra una combinazione di nuovi modelli di base IA e rappresenta il più grande e rilevante set di dati usato fino ad oggi. Il sistema integra un dettagliato set di dati multi‑classe che include immagini a intera diapositiva con dettagli vitali come adenocarcinoma polmonare e carcinomi a cellule squamose. In particolare, il modello IA ha integrato oltre 4 000 diapositive provenienti da 1 527 pazienti ed è stato derivato da una coorte internazionale di fornitori di ricerca sul cancro ai polmoni.

Test

La fase di test della ricerca ha confrontato i risultati dei campioni di tessuto con le opinioni di patologi esperti per garantire la qualità. Il team ha voluto utilizzare solo parametri prognostici spiegabili, indipendenti e capaci, derivati da campioni di tessuto colorati con H&E, il che ha semplificato la conferma dei risultati.

Fonte – Cell Report Medicine

Sono stati utilizzati quattro modelli IA nell’esperimento. Ogni algoritmo IA è stato progettato per esaminare e determinare diverse classi, tra cui componente tumorale epiteliale, stroma tumorale, detriti necrotici e mucina. Il sistema IA ha analizzato i dati in tempo reale e li ha confrontati con la struttura linfoidale terziaria e le valutazioni di necrosi all’interno del modello alla ricerca di somiglianze.

Risultati dello studio sul cancro ai polmoni

I risultati hanno rivelato che l’algoritmo era altamente accurato e più veloce rispetto ad altri metodi di determinazione dei tumori polmonari. Il team ha dimostrato una precisione dello 0,89, con molte delle imprecisioni dovute a problemi ottici legati ai pixel piuttosto che alle capacità di rilevamento dell’algoritmo IA.

Benefici

Un sistema di rilevamento del cancro ai polmoni potenziato dall’IA porta diversi vantaggi sul mercato. Per prima cosa, queste alternative a basso costo possono essere utilizzate in regioni remote dove non sono disponibili apparecchiature più grandi e specializzate né professionisti. In tal modo, potrebbero contribuire a creare un processo di trattamento più equilibrato e accessibile.

Analisi automatizzata

Uno dei principali vantaggi del sistema IA è che è completamente automatizzato. I campioni di tessuto vengono scansionati, mostrati, testati e le raccomandazioni di trattamento vengono generate dal sistema. Riducendo i tempi di diagnosi, i pazienti possono diminuire le necessità di trattamento e i costi.

Nuove informazioni

Un altro motivo importante per cui questo studio entusiasma molti professionisti è che apre la porta a nuovi metodi di raccolta dati. Gli algoritmi IA stanno diventando più capaci di determinare schemi e connessioni difficili da vedere all’interno dei set di dati. Pertanto, questo sistema potrà continuare a imparare da informazioni vecchie e nuove raccolte dai pazienti, migliorando le proprie capacità.

Milioni di campioni di tessuto polmonare sono stati prelevati negli anni in cui questa malattia è stata studiata. Questi dati potrebbero svelare indizi per futuri metodi di prevenzione una volta inseriti in un modello IA più ampio in grado di individuare schemi difficili da rilevare e occorrenze connesse.

Trattamenti migliorati

Un altro grande beneficio è rappresentato da trattamenti migliori. Questo sistema consente ai professionisti sanitari di creare terapie ottimizzate e personalizzate per i loro pazienti in tempi record. La diagnosi precoce del cancro ai polmoni è fondamentale per prevenire la diffusione della malattia e ridurre i tassi di mortalità. In futuro, questi sistemi potrebbero essere installati a casa tua o persino affittati a individui o piccole cliniche. Questa mossa aprirebbe la strada a un’adozione globale riducendo i falsi positivi, la necessità di spostamenti e le spese per tutte le parti coinvolte.

Ricercatori dello studio sul cancro ai polmoni

Il team di ricerca del progetto è stato guidato dal Dr. Yuri Tolkach e dal Prof. Dr. Reinhard Büttne dell’Istituto di Patologia Generale e Anatomia Patologica dell’Ospedale Universitario di Colonia. Il progetto è stato reso possibile grazie a sovvenzioni finanziarie dallo Stato della Renania Settentrionale-Vestfalia, dal Ministero federale dell’Istruzione e della Ricerca della Germania e dalla Wilhelm Sander Foundation.

Due aziende che possono beneficiare dallo studio sull’IA per il cancro ai polmoni

Diversi grandi gruppi farmaceutici potrebbero trarre enormi vantaggi dall’integrazione di questo nuovo modello IA per migliorare i loro processi di diagnosi e trattamento. Questa alternativa a basso costo sarebbe facile da introdurre efficacemente nel loro attuale modello di business. Inoltre, queste aziende potrebbero integrare i propri dati di ricerca proprietari per potenziare ulteriormente le capacità dell’IA. Ecco due aziende che dovrebbero considerare questa mossa nelle prossime settimane.

1. Sanofi

SNY Grafico dei prezzi

Sanofi (SNW.DE ) (SNY ) è entrata sul mercato nel 1973 come azienda farmaceutica internazionale. Questa operazione con sede in Francia è un pioniere nel campo della diagnosi e dei trattamenti oncologici. L’azienda offre una varietà di prodotti, tra cui oncologia molecolare, immuno‑oncologia e piattaforme di medicina genomica. Sanofi ha ottenuto grande successo grazie al lancio di numerosi trattamenti.

Sanofi ha registrato un notevole aumento di prezzo recentemente, dopo aver rivelato che le prime sperimentazioni del trattamento con ibrutinib per la sclerosi multipla (SM) sono andate bene. Questa notizia non è stata tutta rose e fiori, poiché i due test successivi non hanno fornito i risultati sperati. Tuttavia, ha rafforzato la fiducia dei trader poiché la ricerca sta procedendo nella giusta direzione. Attualmente, l’azienda ha più di 13 candidati in sperimentazione clinica. Se approvati, queste opzioni si aggiungeranno alle numerose offerte dell’azienda, progettate per trattare tumori del sangue, della pelle, dei polmoni, del seno e tumori ormonali‑positivi.

2. Gilead Sciences

GILD Grafico dei prezzi

Gilead Science è una potenza bio‑farmaceutica che ha ricevuto numerosi riconoscimenti nel corso degli anni, tra cui essere nominata una delle aziende più ammirate da Fortune nel settore farmaceutico. Gilead Sciences (GILD ) è specializzata in trattamenti per il cancro, l’epatite e l’HIV. L’azienda ha un dipartimento oncologico in crescita che potrebbe integrare il sistema di diagnosi IA per migliorare le capacità di monitoraggio dei trattamenti.

Gilead opera in più di 30 paesi e ha sede in California. Attualmente conta oltre 18 000 dipendenti ed è riconosciuta come un innovatore leader nei trattamenti oncologici. Gilead Science è vista da molti come un forte “hold” grazie all’obiettivo dell’azienda di migliorare l’equità sanitaria e aumentare l’accesso a terapie che cambiano la vita per tutti.

L’IA pronta a trasformare l’industria medica

Il settore medico continua ad abbracciare l’IA, che ha aperto la porta a metodi e diagnosi più efficaci. Esistono già sistemi IA che possono diagnosticare malattie, prevedere l’Alzheimer e ridurre i costi dei trattamenti oncologici. In futuro, il sistema IA potrebbe diventare un’opzione sanitaria interna disponibile a chiunque.

La diagnosi del cancro ai polmoni con l’IA ha senso

Quando si esaminano i risultati di uno studio sulla diagnosi del cancro ai polmoni con IA, è facile capire perché le persone sono entusiaste. L’IA può determinare con precisione le cellule tumorali a costi inferiori rispetto ai metodi attuali. Inoltre, il sistema è stato costruito fin dal primo giorno per migliorare continuamente in base a nuovi dati. Perciò, questo team può essere accreditato per migliorare milioni di vite in futuro.

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