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Il radiologo automatizzato di IBM può leggere immagini e cartelle cliniche
La maggior parte dei software intelligenti in uso oggi è specializzata in un tipo di dati, che si tratti di interpretare il testo o indovinare il contenuto delle foto. Il software in fase di sviluppo presso IBM deve fare tutto ciò in una volta. È in formazione per diventare assistente di un radiologo.
Il software prende il nome in codice Avicenna, dal nome di un filosofo dell'XI secolo che scrisse un'influente enciclopedia medica. Può identificare caratteristiche anatomiche e anomalie nelle immagini mediche come le scansioni TC e attinge anche al testo e ad altri dati nella cartella clinica di un paziente per suggerire possibili diagnosi e trattamenti.
Avicenna è destinata ad essere utilizzata da cardiologi e radiologi per velocizzare il proprio lavoro e ridurre gli errori, ed è attualmente specializzata in cardiologia e radiologia mammaria. Attualmente è in fase di test e messa a punto utilizzando immagini e cartelle cliniche anonime. Ma Tanveer Syeda-Mahmood , ricercatrice presso il laboratorio di ricerca Almaden di IBM vicino a San Jose, in California, e capo scienziata del progetto, afferma che il suo team e altri membri dell'azienda si stanno già preparando per iniziare a testare il software fuori dal laboratorio su grandi volumi di dati di pazienti reali. Ci stiamo preparando per la commercializzazione, dice.
Avicenna esamina le immagini mediche utilizzando una suite di diversi algoritmi di elaborazione delle immagini con diverse specialità. Alcuni sono stati addestrati a giudicare fino a che punto nel torace di un paziente si trova una fetta di scansione TC, ad esempio. Altri possono identificare gli organi o etichettare anomalie come coaguli di sangue. Alcuni di questi componenti dell'immagine utilizzano una tecnica chiamata deep learning, che ha recentemente prodotto importanti passi avanti nell'accuratezza del software di riconoscimento delle immagini (vedi AI Advances Make It Possible to Search, Shop with Images ).
Gli algoritmi di elaborazione delle immagini lavorano insieme ad altri che sono stati addestrati per interpretare il testo e i risultati dei test nelle cartelle cliniche. Avicenna ha un sistema di ragionamento che attinge all'output di tutti quei diversi segnali per suggerire possibili diagnosi per un paziente. Mostra un riepilogo di quel ragionamento alla persona che lavora con il software.
Il software Avicenna di IBM ha evidenziato in verde le possibili embolie su questa TAC, trovando per lo più gli stessi problemi di un radiologo umano che ha contrassegnato l'immagine in rosso.
In una demo del sistema, Syeda-Mahmood ha mostrato Avicenna mentre si occupava del caso di una donna di 28 anni che lamentava mancanza di respiro. La cartella clinica della paziente includeva immagini dell'angiogramma polmonare dei vasi sanguigni intorno ai suoi polmoni, alcuni esami del sangue e un testo che indicava che sua madre aveva avuto più aborti spontanei.
Avicenna sapeva che la storia familiare può essere associata a una tendenza a formare coaguli di sangue, che possono portare ad aborti spontanei, conoscenza che ha cambiato il modo in cui analizzava le immagini dell'angiogramma. Il software ha suggerito l'embolia polmonare come diagnosi più probabile e ha evidenziato diverse possibili embolie nelle arterie polmonari sinistra e destra del paziente. Quando un radiologo ha esaminato indipendentemente lo stesso caso, ha fatto la stessa diagnosi e ha evidenziato più o meno esattamente le stesse embolie.
Gli IBM non sono gli unici ricercatori che cercano di creare un software che combini testo e altri dati di cartelle cliniche per funzionare come un radiologo. Ma Kenji Suzuki , professore associato presso il centro di ricerca sull'imaging medico presso l'Illinois Institute of Technology, afferma che le ambizioni commerciali di IBM per Avicenna sono uniche. Nessun'altra azienda sta tentando o immaginando quell'integrazione totale di testo, dati strutturati e imaging medico, afferma.
Tuttavia, sulla base di ciò che ha visto finora dal progetto, Suzuki afferma che i poteri diagnostici e di elaborazione delle immagini di Avicenna devono ancora diventare più accurati e flessibili. Anche dopo aver apportato questi miglioramenti, per realizzare vendite significative, IBM dovrà far integrare il suo assistente automatizzato con i sistemi IT ospedalieri esistenti e dimostrare di avere vantaggi economici, come la riduzione del costo totale dell'ospedale, il rimborso dell'assicurazione o i rischi di azioni legali, afferma Suzuki.
Syeda-Mahmood afferma che rendere Avicenna più accurata è una delle massime priorità del suo team, sebbene l'obiettivo sia aiutare i radiologi, non sostituirli. E crede che IBM abbia un vantaggio rispetto ad altri che cercano di creare questo tipo di software.
Questo perché rendere un sistema di apprendimento automatico più accurato richiede l'alimentazione di molti dati di esempio per ottimizzare le sue capacità. IBM ha già accumulato una raccolta molto ampia di immagini e cartelle cliniche e sta per ampliarla.
L'anno scorso la società ha acquisito una raccolta di miliardi di immagini mediche quando ha acquistato la società Merge Healthcare. Quelle immagini non sono ancora disponibili per Avicenna, ma quando lo sono, potrebbero aiutare a rendere il software più accurato, afferma Syeda-Mahmood. Il progetto potrebbe anche ottenere una spinta dai 50 milioni di cartelle cliniche elettroniche anonime che IBM ha ricevuto nell'acquisizione lo scorso anno di una startup chiamata Explorys.