Tra le principali aree di Ricerca in Humanitas c’è proprio quella che studia nuove soluzioni diagnostiche e terapeutiche per le malattie gastrointestinali. L’area abbraccia non solo l’attività del Dipartimento di Gastroenterologia e di Endoscopia digestiva ma anche quella dei laboratori di Ricerca: è un ottimo esempio di collaborazione tra Ricerca e Clinica per la promozione della salute di tutti.
Intelligenza Artificiale per Individuare Polipi e Tumori al Colon
Il tumore del colon è la seconda causa di morte per cancro in Italia, è quindi fondamentale che la Ricerca investa tempo ed energie per mettere a punto strumenti in grado di migliorare la diagnosi precoce del cancro al colon, così da consentire agli specialisti di intervenire tempestivamente. Ad oggi la colonscopia, il test diagnostico che permette di esaminare la superficie del colon, rappresenta lo strumento più valido per fare una corretta diagnosi di cancro al colon.
«L’efficacia di una colonscopia dipende anche dall’abilità dell’operatore e c’è il rischio che un polipo possa sfuggire alla vista, soprattutto quando è di piccole dimensioni oppure poco esposto o anche a causa del colore, spesso simile a quello della mucosa sana. Per noi medici è importante individuare i polipi per diagnosticare rapidamente un eventuale loro degenerazione, che potrebbe portare all’insorgenza di un tumore - spiega il prof. Alessandro Repici, Direttore Dipartimento e Responsabile dell’Unità Operativa di Gastroenterologia ed Endoscopia Digestiva -. Ecco perché uno dei filoni di ricerca che abbiamo intrapreso in Humanitas già da alcuni anni riguarda l’implementazione di algoritmi e sistemi di Intelligenza Artificiale nella colonscopia, così da aumentare la precisione di questo esame diagnostico. L’Intelligenza Artificiale, infatti, ha capacità superiori rispetto alla mente umana e all’occhio dell’operatore quando si tratta di elaborare le immagini per identificare e classificare eventuali lesioni al colon, che si tratti di polipi o tumori».
Nuove Tecnologie in Gastroenterologia e Malattie Infiammatorie Croniche Intestinali
Attualmente un altro team, quello del prof. Alessandro Armuzzi, responsabile dell’Unità Operativa Malattie Infiammatorie Croniche Intestinali, sta studiando invece quanto l’unione di immagini endoscopiche (ottenute ad esempio dalla colonscopia o dalla gastroscopia) ed istologiche (ottenute da biopsia), analizzate grazie a software e strumenti tecnologici, possa aiutare a capire meglio l’impatto sul colon delle malattie infiammatorie croniche intestinali, come la Malattia di Crohn e la colite ulcerosa. Parliamo di patologie che in Italia colpiscono oltre 250mila persone.
«In Humanitas vengono studiati i meccanismi all’origine sia della patologia infiammatoria sia di quella tumorale - sottolinea Maria Rescigno, responsabile del Laboratorio di immunologia delle mucose e del microbiota -. I principali progetti di Ricerca riguardano il ruolo del microbiota nello sviluppo delle malattie infiammatorie intestinali e nel cancro. Inoltre, i ricercatori sono impegnati nell’identificazione di marcatori di metastasi da tumori del colon retto che vadano oltre le informazioni delle immagini diagnostiche, per riuscire a identificare le lesioni prima che siano visibili, perché altrimenti a volte può essere tardi per intervenire».
Nell’ultimo decennio, l’incidenza del tumore al colon retto nei giovani di età pari e/o inferiore ai 49 anni è aumentata del 30% e i nostri ricercatori sono in prima linea nello studio di queste forme di tumore al colon a insorgenza precoce.
L’applicazione delle nuove tecnologie in Gastroenterologia, quindi, viene abbinata ad altre tipologie di Ricerca e analisi delle malattie dell’apparato digerente, con l’obiettivo congiunto di migliorare diagnosi precoce e terapie.
L’AI Center di Humanitas
Come si intuisce da questi esempi, grazie alla data science e ai nuovi sistemi di Intelligenza Artificiale, la comunità scientifica oggi ha la possibilità di raccogliere grandi quantità di informazioni, processarle e organizzarle con risultati che il singolo ricercatore non potrebbe mai ottenere. In particolare, grazie alle nuove tecnologie possiamo incrociare le informazioni tra loro, per costruire strumenti predittivi preziosi nella pratica clinica.
I dati raccolti dai pazienti, infatti, permettono non solo di comprendere meglio le malattie e diagnosticarle con efficacia, ma anche di identificare precocemente la loro insorgenza e mettere a punto terapie personalizzate. Ecco perché nel 2018 Humanitas ha deciso di aprire il primo AI Center d’Italia (e uno tra i primissimi in Europa).
NaviCam Stomach System: La Gastroscopia Senza Tubo
Si chiama NaviCam Stomach System, è nata nella “Silicon Valley cinese” e verrà utilizzata per la prima volta al mondo, al di fuori della Cina, nel corso del congresso EndoLive Roma 2023, in programma a Roma presso l’Università Cattolica- Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS dal 24 al 26 maggio. Grande l’interesse degli addetti ai lavori per questo sistema dotato di intelligenza artificiale per il riconoscimento delle lesioni, che risparmia al paziente il fastidio del ‘tubo’ ed evita la sedazione. È la prima ‘gastroscopia senza tubo’ del mondo e sarà utilizzata per la prima volta, al di fuori della Cina, dove è stata inventata (Ankon Technologies* di Wuhan), nel corso del congresso EndoLive che si svolge a Roma dal 24 al 26 maggio (Auditorium dell’Università Cattolica, Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS), organizzato dal professor Guido Costamagna, Direttore Scientifico dello European Endoscopy Training Centre EETC e Direttore Scientifico dell’Endolive Roma e dal professor Cristiano Spada, Direttore della UOC Endoscopia Digestiva Chirurgica, Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS e Professore Ordinario di Gastroenterologia, Università Cattolica, campus di Roma.
NaviCam® Stomach System è la prima piattaforma robotica che consente la visualizzazione dello stomaco attraverso una videocapsula in grado di riconoscere le lesioni di stomaco e duodeno grazie all’intelligenza artificiale.
“La videocapsula è utilizzata da anni per lo studio dell’intestino tenue - spiega il professor Cristiano Spada - ma finora non era stato possibile applicare questa tecnologia allo stomaco per questioni anatomiche; l’intestino tenue è infatti un ‘tubo’ del diametro di appena 3 cm, all’interno del quale la videocapsula progredisce naturalmente; al contrario, lo stomaco assomiglia più a un ‘sacco’ e per visualizzarlo con una videocapsula è necessario controllarne da fuori il movimento”. Questo primo passo era stato raggiunto con una prima versione di questo sistema, che utilizzava un sistema magnetico per indirizzare il movimento della videocapsula. Ma con la nuova versione di NaviCam® Stomach System è stato fatto un ulteriore passo in avanti.
La videocapsula è ‘robotizzata’ e dunque si muove in autonomia all’interno dello stomaco, come un aereo controllato da un pilota automatico (ma la consolle di controllo è dotata di uno speciale joystick che consente di riprendere i comandi in qualsiasi momento, controllandone il movimento dall’esterno attraverso un sistema magnetico). La nuova videocapsula, inoltre, informa in tempo reale della sua posizione, come in un Google maps dello stomaco (fondo, cardias, piloro, corpo dello stomaco, antro, duodeno).
NaviCam riesce a individuare e analizzare lesioni anche molto piccole a livello dello stomaco e del duodeno con grande accuratezza, ma senza i disagi tipici di una gastro-duodenoscopia convenzionale, che in genere richiede la sedazione del paziente. Questa videocapsula, grande più o meno come una compressa di paracetamolo o di antibiotico (pesa 5 grammi, ha un diametro di 11,8 mm e una lunghezza di 27 mm) viene inghiottita dal paziente con un bicchiere d’acqua e la sua minuscola telecamera comincia subito a inviare informazioni, dall’esofago in giù; le immagini vengono ‘catturate’ da un ‘registratore’ che il paziente indossa sopra i vestiti, mentre il ‘viaggio’ della capsula può essere seguito durante l’esame e dopo la procedura (fino alla sua eliminazione per via naturale visto che la capsula è ‘usa e getta’) grazie a un localizzatore che ne rileva la presenza.
L’innovativo sistema, sviluppato dalla società cinese Ankon Technologies, di Wuhan, è stato utilizzato per la prima volta al di fuori della Cina in Italia in occasione del Congresso “EndoLive Roma 2023”, che si è svolto nel maggio scorso presso l’Auditorium dell’Università Cattolica.
Per il momento questo esame non viene rimborsato dal Servizio sanitario nazionale. “A breve partiranno studi clinici per confermare l’accuratezza e valutare il rapporto di costo-efficacia del sistema - afferma il professor Costamagna -. Tra gli altri argomenti ‘di punta’ che saranno trattati al congresso EndoLive, che vedrà la partecipazione in presenza di oltre 700 specialisti in endoscopia, oltre a molti altri collegati da remoto da ogni angolo del mondo, ci sono i nuovi interventi di endoscopia bariatrica per il trattamento dell’obesità. Una sessione sarà interamente dedicata all’intelligenza artificiale e alla sua applicazione nell’ambito dell’endoscopia digestiva.
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