L’intelligenza artificiale per ottimizzare la Tac

Si è realizzato un modello per l’analisi automatizzata delle immagini Tac mediante algoritmi di intelligenza artificiale. La tomografia computerizzata è uno degli strumenti diagnostici più potenti e consolidati tra quelli a disposizione della medicina moderna. Tuttavia, l’analisi manuale delle immagini che vengono prodotte attraverso questa metodologia richiede molto tempo e la loro qualità è direttamente proporzionale alla quantità di radiazioni a raggi X a cui un paziente deve essere sottoposto per questo scopo. “Il nostro gruppo ha creato un algoritmo, analizzando i dati generati dall’esame visivo che diversi medici radiologi hanno effettuato su immagini Tc di un fantoccio, costruito allo scopo di replicare le caratteristiche dei tessuti umani e la presenza di lesioni artificiali. Successivamente, sono stati sviluppati due modelli di intelligenza artificiale che sono stati addestrati e testati attraverso l’utilizzo delle immagini e delle risposte dei medici raccolte precedentemente”, spiega Sandra Doria (Cnr-Iccom), coordinatrice della ricerca. 

Un gruppo di ricercatori, fisici medici e radiologi del Dipartimento di fisica e astronomia dell’Università di Firenze, dell’Azienda ospedaliero universitaria Careggi e dell’Azienda Usl Toscana centro, guidato dalla dott.ssa Sandra Doria dell’Istituto di chimica dei composti organo metallici del Consiglio nazionale delle ricerche di Firenze (Cnr-Iccom), è infatti riuscito ad automatizzare il processo di valutazione della qualità d’immagine negli esami di tomografia computerizzata (Tc) utilizzando l’intelligenza artificiale, allo scopo di ridurre le radiazioni al paziente. Al progetto, la cui modalità è stata descritta in uno studio pubblicato sul Journal of Medical Imaging (JMI), hanno collaborato anche l’Istituto superiore di sanità e la Fondazione Bruno Kessler di Trento, utilizzando le risorse computazionali messe a disposizione da Uniser Pistoia.

 I  modelli di intelligenza artificiali testati potrebbero rappresentare una strategia di valutazione automatica della qualità di un’immagine Tc che consentirà di ottimizzare il dosaggio delle radiazioni, per non esporre i pazienti a una quantità di raggi X eccessiva.Durante i trattamenti o le procedure diagnostiche, un paziente deve essere esposto a livelli minimi di radiazioni, secondo il principio noto ‘as low as reasonably achievable’. In quest’ottica, il personale medico deve trovare un compromesso tra l'esposizione ai raggi X e l'acquisizione di immagini di buona qualità, anche per evitare diagnosi errate. I risultati che abbiamo ottenuto attraverso questo studio sono molto promettenti: i nostri modelli possono identificare con accuratezza un oggetto inserito nel fantoccio, come sarebbe in grado di fare un medico radiologo. Auspichiamo, nel prossimo futuro, di riuscire ad applicare questi modelli su una scala più ampia e a rendere le valutazioni ancora più veloci e sicure, semplificando notevolmente il processo di ottimizzazione della dose di radiazioni utilizzata nei protocolli Tc. Questo aspetto è fondamentale per ridurre i rischi per la salute del paziente e per ottimizzare le tempistiche delle valutazioni mediche”, ha concluso Doria. 

Patrizia Lazzarin, 7 aprile 2023

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Alfabeto delle emozioni

  • Pubblicato in Cultura

La mano affonda nella grande scatola e come un mago da un cappello, lo scrittore estrae da quel contenitore, un piccolo  coniglio bianco che ci condurrà nel Paese delle Meraviglie. La metafora usata, spiega con un’immagine a noi cara e nota, i sentimenti di stupore e di meraviglia, di godimento potremmo ancora aggiungere, che l’affabulazione del “menestrello” Stefano Massini, provoca in noi ogni volta che lo ascoltiamo. Essa è   capace di  condurci su sentieri inusuali,  dove ci viene suggerito di osservare, con occhi diversi,  il mondo intorno a noi. I suoi oggetti sono  le lettere dell’alfabeto, nulla di nuovo, ma come il vecchio coniglio della favola di Lewis Carroll, servono a un’operazione speciale: riacciuffare le parole, ma soprattutto le emozioni. Ogni lettera estratta, come la scorsa serata al Teatro Comunale Città di Vicenza, è l’incipit di un racconto noto o spesso sconosciuto, di cui Massini fa emergere curiosità e significati. Per questa missione egli usa le parole con lo scopo di riallacciarle all’umanità che ci contraddistingue.

E per farlo narra vicende ed eventi dove si ritrovano sentimenti, apparentemente nascosti, ma che si riescono a catturare dagli anfratti di luoghi e dentro tempi trascorsi, capaci di svelarci quel sentire umano che si agita, spesso pressato dalle convenzioni sociali, nel nostro animo.  Provare gioia o tristezza, rabbia  o minaccia, paura e meraviglia. Accorgerci finalmente che ci mancano le parole per  spiegare e  per indicare le cose. Quel filo che ci metta in relazione con gli altri … Parole, parole … Riusciremo ancora a comunicare con esse o come guerriere e custodi di un nuovo status e differente condizione faremmo entrare  le Emozioni. Sono esse trainate da singoli lemmi, trampolino di lancio per una narrazione che vuole creare spazio a un mondo interiore. Pensiamo solo per un attimo a quando copriamo lo sguardo con gli occhiali scuri per non mostrare le lacrime che rigano le nostre guance. Lacrime che celano emozioni e poi sentimenti, suggerisce l’autore. 

E allora il teatro è il luogo ideale per far emergere e scoppiettare un sentire vivo, capace di farci piangere, ridere e meravigliarsi. Fra le  prime estratte, vi è stata la lettera M,  con cui Massini, ci ha restituito  la storia di Nelly Bly, la prima giornalista di reportage d’inchiesta che seppe, con un astuto stratagemma, farsi internare in un manicomio di New York per mostrarne la crudeltà e l’inefficienza e quindi farlo chiudere. Dentro quel contenitore di follia, reale o presunta, Nelly Bly scopre, negli occhi delle “pazze,” la Meraviglia con cui guardano il mondo, ma sente anche la Minaccia che lei, come loro stanno vivendo. E allora tutto diventa tremendamente palpitante, ognuna si lega all’altra in un’esperienza corale dove comprende e viene capita. Quale forza e potere hanno le emozioni e i sentimenti nella nostra vita? Possiedono tantissime variazioni di sfumature e di toni come  i colori della tavolozza del pittore illustre. Felicità e tristezza appartengono all’oggi, al domani o all’ieri? Per quanto tempo pensiamo di viverle? L’essere umano cerca di comprendere il mondo e lo fa, forse, soprattutto nominando le cose che lo individuano. Tuttavia quei  vocaboli condotti dalla ragione e dalla matematica nella stretta logica delle loro argomentazioni, astraggono dal reale e finiscono per allontanare gli esseri umani da se stessi. Ripeschiamo allora, un’altra volta, quel coniglio della storia di Alice che nel suo biancore ci invita a fare tabula rasa, a ripulire la mente per far rinascere il dialogo vero delle emozioni che ci fanno percepire noi, gli altri e il mondo che ci circonda.

Stefano Massini è  l’unico autore italiano ad aver ricevuto un Tony Award, l’Oscar del teatro americano, oltre ad aggiudicarsi sia il Drama League Award 2022 sia l’Outer Critics Circle Award 2022. Egli  un compositore e "scompositore" di parole e di storie, indagatore delle storie quotidiane e degli stati d’animo. I suoi testi sono tradotti in 27 lingue e messi in scena da Broadway alla Comédie- Française, da registi come Luca Ronconi o il premio Oscar Sam Mendes. La sua nuova opera teatrale, già in corso di traduzione in molti paesi, è il monumentale Manhattan Project, affresco teatrale di oltre 5 ore sulla nascita della bomba atomica, pubblicato in Italia per Einaudi a marzo 2023.

Patrizia Lazzarin, 6 aprile 2023

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Nuove prospettive per la correzione nella sindrome ICF

Grazie a una collaborazione tra due Istituti del Consiglio nazionale delle ricerche e il Technion di Haifa, in Israele, è stata applicata una strategia innovativa per riparare i difetti genetici che causano la sindrome da immunodeficienza, instabilità centromerica e anomalie facciali (ICF), una rara patologia genetica.La sindrome ICF è una malattia genetica a trasmissione autosomica recessiva estremamente rara: si manifesta nella prima infanzia con una grave immunodeficienza che comporta una grande suscettibilità alle infezioni respiratorie e del tratto gastrointestinale. Inoltre, i pazienti presentano alterazioni dello sviluppo, psicomotorie e difetti cognitivi”, spiega Maria R. Matarazzo (Cnr-Igb). “Il nostro studio si è concentrato sui pazienti del primo sottotipo, tutti accomunati da mutazioni nel gene DNMT3B che interferiscono con l'attività enzimatica della proteina, che metila il DNA, determinando i difetti alla base della malattia. Tali anomalie colpiscono, ad esempio, alcune regioni cromosomiche importanti per la corretta divisione cellulare, e i loro effetti sono particolarmente evidenti nelle cellule del sistema immunitario”. Applicando la tecnologia CRISPR/Cas9 nelle cellule staminali pluripotenti indotte derivate dai fibroblasti dei pazienti affetti dalla sindrome, i ricercatori hanno dimostrato che è possibile “correggere” le mutazioni nel gene DNMT3B e ripristinare l’attività enzimatica della proteina. 

“In sostanza, il gene mutato è stato sostituito con quello in grado di codificare la proteina corretta”, prosegue Matarazzo. “La nostra ricerca ha consentito di identificare le regioni genomiche target della proteina DNMT3B e di acquisire nuove informazioni sulla sua perdita di funzione nelle fasi più precoci della patologia. In oltre il 75% di queste regioni abbiamo osservato il recupero del corretto livello di metilazione del DNA in seguito al gene editing. In particolare, è “corretta” la metilazione di regioni cromosomiche responsabili delle alterazioni della divisione cellulare, e di diversi geni con funzioni importanti nella risposta immunitaria. Alcune regioni genomiche sono resistenti alla “correzione” e questo dipende dal coinvolgimento di altri meccanismi epigenetici”.  

Lo studio rappresenta un importante passo avanti per identificare con maggiore precisione i target molecolari alla base di questa malattia rara e definire approcci terapeutici più mirati ed efficaci.  “In una prospettiva più ampia, i risultati ottenuti prefigurano lo sviluppo di strategie sperimentali che potrebbero consentire di affrontare questa e altre immunodeficienze associate a difetti nella metilazione del DNA”, conclude Matarazzo. La ricerca è pubblicata su Genome Research dello scorso marzo.

Patrizia Lazzarin, 4 aprile 2023

 

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