Prevedere l'infarto grazie alla retina (e all'intelligenza artificiale)

Guarda l’occhio e vedi il cuore. Alcuni scienziati hanno sviluppato un sistema di Intelligenza artificiale (Ai) che può analizzare le scansioni acquisite durante una normale visita da un oculista o un ottico e identificare i pazienti ad alto rischio di infarto.

Niente magia: i ricercatori si sono resi conto che mutamenti nei minuscoli vasi sanguigni della retina sono indicativi di un più vasto disturbo vascolare, inclusi problemi col cuore. Nella ricerca, condotta dall’Università di Leeds (Regno Unito), una complessa serie di algoritmi detta “deep learning” (apprendimento approfondito) è stata impiegata per “allenare” il sistema di Intelligenza artificiale a leggere automaticamente le scansioni della retina e identificare quanti, nell’anno successivo, avrebbero potuto subire un attacco di cuore.

In un articolo apparso sulla rivista scientifica Nature Machine Intelligence, i ricercatori riferiscono che il sistema Ai raggiunge una precisione tra il 70 e 80 per cento. L’uso del deep learning nell’analisi delle scansioni della retina potrebbe cambiare il modo di fare screening ai primi segni di disturbo cardiaco. Il professor Alex Frangi, che ha la cattedra di Medicina computazionale all’Università di Leeds ed è “Turing Fellow” all’Alan Turing Institute, ha supervisionato lo studio e ha osservato: «I disturbi cardiovascolari, compresi gli infarti, costituiscono la principale causa di morte precoce nel mondo e sono il secondo maggiore killer in Gran Bretagna. Questa nuova tecnica può rivelarsi rivoluzionaria perché le scansioni della retina costano poco e vengono fatte di routine in diverse pratiche oculistiche. Come risultato automatizzato, i pazienti che sono a rischio di ammalarsi vengono indirizzati verso gli specialisti di problemi cardiovascolari. Inoltre le scansioni si possono impiegare anche per seguire l’andamento dei primi segni del disturbo cardiaco».

Allo studio di Leeds hanno collaborato scienziati di tutto il mondo mentre la Biobanca del Regno Unito ha fornito i dati. Uno dei ricercatori inglesi, Chris Gale, ha osservato che con questo strumento di Ai «si potrebbero iniziare prima i trattamenti di prevenzione per eventuali disturbi cardiovascolari». Durante il processo di deep learning il sistema Ai ha analizzato le scansioni della retina e quelle del cuore di oltre cinquemila persone identificando le associazioni tra la patologia della retina e i cambiamenti nel cuore dei pazienti. Lo stesso sistema Ai, spiegano gli autori, potrebbe calcolare la dimensione e l’efficienza nel pompaggio del ventricolo sinistro, uno delle quattro camere del cuore, grazie alle scansioni della retina. Un ventricolo allargato è legato a maggior rischio di disturbo cardiaco. Con questi dati allargati ad altre caratteristiche dei pazienti, compresi età e sesso, il sistema Ai è in grado di fare una previsione sul rischio di un infarto nei successivi 12 mesi. Abitualmente la misura e la sufficienza nel pompaggio del ventricolo sinistro di un paziente si ottiene con l’ecocardiografia o la risonanza magnetica imaging del cuore. Queste tecniche diagnostiche tuttavia possono essere costose oppure poco disponibili.

Nel commento alla ricerca di Leeds il professor Claudio Tondo, direttore del Dipartimento di Aritmologia all’Istituto cardiologico Monzino di Milano, premette che non si tratta di una novità. «Per lo meno non lo è che la valutazione dello stato dei vasi sanguigni a livello retinico possano suggerire la presenza di una patologia vascolare o comunque la probabilità che l'individuo possa essere considerato a rischio di sviluppare una cardiopatia e/o vasculopatia». Poi spiega: «I vasi retinici possono essere valutati in tempo reale e dare un’indicazione dello stato vascolare del soggetto. Questo studio di Leeds è l'ennesima dimostrazione di come l'Intelligenza artificiale possa essere d'aiuto al medico per migliorare le azioni di prevenzione e anticipare strategie terapeutiche, oltre a mettere in atto misure di profilassi cardiovascolare su larga scala».

Il professor Tondo lancia un avvertimento: «Attenzione però, perché i vasi retinici non hanno la medesima organizzazione anatomica dei vasi coronarici cardiaci, per cui i dati desunti dall'analisi dei vasi retinici devono essere integrati con altre variabili cliniche, quali la familiarità, lo stile di vita, l'alimentazione per poter costruire un algoritmo di prevenzione efficace. Inoltre, sarebbe interessante testare l'algoritmo dell'intelligenza artificiale nei pazienti che hanno già avuto un evento cardiovascolare e verificare se avrebbe dato un'indicazione adeguata del rischio cardiovascolare». La conclusione comprende un monito perentorio: «L'applicazione dell'Intelligenza artificiale diverrà sempre più "routinaria" in medicina e anche in ambito cardiovascolare, ma l'interpretazione deve essere lasciata agli esperti del settore, cioè i medici, e non ingegneri e/o informatici». 

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