Una gastroscopia ‘senza tubo’ che risparmia al paziente fastidio ed evita la sedazione. Si chiama ‘NaviCam Stomach System‘ ed è un sistema dotato di intelligenza artificiale che, attraverso una videocapsula ‘robotizzata’ (della dimensione di una compressa di paracetamolo) ingerita dal paziente, consente di riconoscere le lesioni di stomaco e duodeno.
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 saperne di più l’agenzia Dire ha intervistato il prof. Cristiano Spada, direttore della UOC Endoscopia Digestiva Chirurgica del Policlinico Universitario A.
Ne parliamo con il Prof. Cristiano Spada, Direttore dell’Unità Operativa Complessa di Endoscopia Digestiva Chirurgica.
Cos'è il NaviCam Stomach System?
“Si tratta di una videocapsula che viene ingerita dal paziente e che è in grado di visualizzare lo stomaco. Le video capsule non sono nuove, in realtà, utilizziamo questi strumenti cosiddetti ‘senza fili’ da circa venti anni, ma in passato erano pensati soltanto per il piccolo intestino (il lungo tubo presente nel nostro addome) e non per lo stomaco, che era invece più difficilmente analizzabile vista la sua forma a ‘pallone’.
Un sistema dotato di intelligenza artificiale, quindi, con una piccola videocapsula che il paziente ingerisce.
La videocapsula robotizzata ha la forma di una compressa, come una pastiglia di paracetamolo, che una volta inghiottita con un bicchiere d'acqua si muove autonomamente per esplorare le pareti dello stomaco con una microcamera di precisione. Le immagini vengono registrate ed analizzate, poi la capsula “usa e getta” viene espulsa per via naturale.
"La videocapsula è utilizzata da anni per lo studio dell'intestino tenue ma finora non era stato possibile applicare questa tecnologia allo stomaco per questioni anatomiche” spiega il professor Cristiano Spada, direttore della Uoc Endoscopia digestiva chirurgica della Fondazione Policlinico universitario Gemelli Irccs.
Come Funziona la Videocapsula?
Ma come funziona esattamente? “La videocapsula ha le dimensioni di un grosso antibiotico, per intenderci, che il paziente ingerisce dopo aver bevuto acqua per distendere lo stomaco. Una volta che la capsula ‘robotizzata’ entra nello stomaco, noi siamo in grado di visualizzare completamente lo stomaco grazie ad un sistema esterno che agisce attraverso dei magneti”.
La video capsula è robotizzata e dunque si muove in autonomia all'interno dello stomaco, con la possibilità, grazie a uno speciale joystick, di riprendere i comandi in qualsiasi momento. Inoltre, invia informazioni in tempo reale sulla sua posizione.
Dotata di una consolle di controllo esterna, una sorta di ‘joystick’ che permette di riprendere i comandi in qualsiasi momento, la videocapsula è quindi controllata da un sistema magnetico e come un ‘Google maps dello stomaco’ riesce ad informa in tempo reale della sua posizione.
Nonostante le sue dimensioni estremamente ridotte, una capsula endoscopica contiene una minuscola telecamera, luci LED, una batteria e un trasmettitore wireless per catturare migliaia di immagini ad alta risoluzione delle pareti gastrointestinali e trasmetterle a un ricevitore esterno al paziente.
Inoltre l’uso di capsule endoscopiche consente l’attraversamento di tutto il tratto gastrointestinale, permettendo l’esplorazione di aree altrimenti difficili da raggiungere - come l’intestino tenue.
A Cosa Serve?
Una video capsula al posto del tubo, in grado di riconoscere le lesioni di stomaco e duodeno grazie all'intelligenza artificiale.
Per la diagnosi di quali patologie è adatto questo tipo di esame? Il suo impiego è consigliato a tutti oppure ci sono controindicazioni per alcuni pazienti? “La gastroscopia mininvasiva con videocapsula è complementare alla gastroscopia tradizionale. A tal riguardo esistono già degli studi che dimostrano come i due modi di fare l’esame, con o senza il tubo, hanno una resa diagnostica simile. Quando è indicata una gastroscopia, allora, potenzialmente è indicata anche una gastroscopia con la videocapsula.
Però attenzione: per quanto noi riusciamo a manovrare la videocapsula dall’esterno, questa non riuscirà mai a fare atti terapeutici.
Intelligenza Artificiale e CNN
L’uso dell’intelligenza artificiale (IA), e in particolare l’uso delle reti neurali convoluzionali, o CNN, nell’imaging biomedico è un supporto significativo al processo diagnostico svolto dai medici. In breve, una rete neurale convoluzionale è un’architettura matematica costituita da strati di nodi interconnessi come i neuroni.
Una CNN riceve in input dei dati che spesso sono i pixel di un’immagine biomedica complessa, come una radiografia, una risonanza magnetica o una TAC, e applica ad essa alcuni filtri (“kernel”), che rilevano caratteristiche come bordi, forme e texture superficiali.
Grazie all’estrapolazione di queste informazioni essenziali, la CNN è potenzialmente in grado di visualizzare e distinguere lesioni diverse presenti nell’immagine.
Tale supporto tecnologico consente una classificazione preliminare delle lesioni riportate nelle immagini biomediche catturate dal tessuto o dall’organo di un paziente, riducendo potenzialmente il tempo che i medici impiegano nella valutazione diagnostica, e permette di individuare dettagli che potrebbero sfuggire all’occhio umano.
La CNN di ProScan, una volta addestrata, si è dimostrata in grado di svolgere una selezione preliminare automatica estremamente accurata dei frame dei video registrati con capsule ingeribili, distinguendo tra loro diversi avvistamenti anomali come ulcere, polipi, lesioni sporgenti o parassiti.
Il protocollo dello studio ha previsto che i pazienti selezionati venissero sottoposti a un’endoscopia gastrointestinale mediante capsula NaviCam SB system in diversi centri clinici europei, fra cui gli italiani Istituto Ospedaliero Fondazione Poliambulanza di Brescia, Policlinico Universitario A.
Infatti, il numero di diagnosi corrette, cioè l’accuratezza diagnostica, e la percentuale rilevata di tutte le lesioni presenti nei video da parte dei gastroenterologi a seguito di analisi con supporto di ProScan è maggiore di quello ottenuto con una lettura senza l’applicazione del sistema ProScan. Inoltre, il tempo medio di analisi del video registrato da NaviCam, con l’azione preliminare di selezione dei frame da parte di ProScan, diminuisce di 9 volte.
| Analisi Video Standard | Analisi Video con Supporto di ProScan | |
|---|---|---|
| Accuratezza Diagnostica | 83 diagnosi corrette su 105 pazienti | 98 diagnosi corrette su 105 pazienti |
| Percentuale Lesioni Presenti Rilevate | 64,9% delle lesioni totali presenti visualizzate | 87,9% delle lesioni totali presenti visualizzate |
| Tempo Medio Lettura Video [min] | 33,7 | 3,8 |
L’utilizzo di IA per il supporto dell’analisi diagnostica di immagini biomediche ha già ampiamente dimostrato di migliorare l’accuratezza e la velocità diagnostica in svariati campi di applicazione, contribuendo a innalzare l’affidabilità e la diffusione di strumentazioni innovative, e questa affermazione si estende anche alla sua applicazione nell’endoscopia mediante capsule ingeribili, come mostra lo studio multicentrico descritto.
Controindicazioni e Prospettive Future
Quanto alle controindicazioni, non ce ne sono di particolari, sono le stesse per chi deve fare una risonanza magnetica; per cui il suo impiego è sconsigliato nei pazienti con pacemaker cardiaci, defibrillatori o altri dispositivi metallici impiantabili.
L’esame ‘NaviCam Stomach System’ al momento non viene rimborsato dal Servizio sanitario nazionale. Quali sono le prospettive future? “Come sempre accade con le nuove tecnologie, nel momento in cui vengono immesse nell’uso clinico quasi mai sono riconosciute e inserite nelle liste del Servizio sanitario nazionale.
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