Dalla cardiologia all'oncologia: così l'intelligenza artificiale rivoluzionerà la medicina
"Grazie a sistemi di IA come ChatGPT potremo personalizzare gli iter di diagnosi e cura, e minimizzare il rischio di errori". L’intervista a Giovanni Esposito, presidente della Società Italiana di Cardiologia Interventistica
L’Intelligenza Artificiale è uno dei temi più chiacchierati del momento. Basti pensare a Chat GPT (l'assistente virtuale sviluppato da Open AI che ha raggiunto oltre un miliardo di utenti dalla sua uscita nel novembre 2022) che ha spostato il concetto di IA da un piano fantascientifico a uno reale dove tutti possono averci a che fare. L’Intelligenza Artificiale non è solo assistenti virtuali, ma un vero e proprio fenomeno scientifico che sta rivoluzionando le nostre vite. A rendere questo strumento così ricco di potenzialità una serie di tecnologie e algoritmi che ne costituiscono la spina dorsale: il machine (un metodo di apprendimento automatico attraverso cui le macchine vengono addestrate su enormi quantità di dati per trovare la soluzione migliore ad un problema) e il deep learning (un sistema di reti neurali artificiali ispirate alla struttura del cervello umano per compiere attività più complesse e per produrre informazioni e previsioni accurate).
Sistemi di IA come ChatGPT non sono solo in grado di generare o tradurre testi e rispondere alle domande in modo autonomo, ma si stanno dimostrando molto utili anche in campo sanitario, dove si prevede che una vasta implementazione dell’IA possa portare a importanti progressi nella diagnostica predittiva, compresa la diagnosi precoce dell'infarto e del cancro. L’IA ha dimostrato di poter migliorare l’esperienza della persona con malattia e l’efficacia della cura attraverso una migliore comprensione della condizione del paziente, di poter fornire diagnosi più precise e prescrizioni mediche più appropriate, di rendere la formazione dei giovani studenti più accurata, e di migliorare la comunicazione medica-paziente. Alla luce di tutto ciò è giusto interrogarsi sui possibili scenari futuri. Come l’Intelligenza Artificiale supporterà la Medicina? E come l’avvento di questi sistemi cambierà il ruolo del medico e del professionista sanitario? Ne abbiamo parlato con Giovanni Esposito, presidente GISE (Società Italiana di Cardiologia Interventistica) e direttore della UOC di Cardiologia, Emodinamica e UTIC dell’Azienda Ospedaliera Universitaria Federico II di Napoli.
Prof. Esposito, in pochi anni siamo passati dal cercare i sintomi di un tumore su un motore di ricerca ad utilizzare algoritmi di machine learning per diagnosticare patologie e scegliere il trattamento più indicato. Come l’IA sta cambiando la medicina e la ricerca?
"Siamo nel pieno di una rivoluzione metodologica e culturale nell’ambito della medicina, guidata dallo sviluppo e dalla diffusione dell’intelligenza artificiale. L'IA può essere utilizzata per supportare e standardizzare i processi diagnostici di molte patologie, riconoscere i soggetti a rischio per lo sviluppo di specifiche condizioni cliniche e per sviluppare strumenti educativi interattivi che forniscano informazioni sulle malattie e le misure preventive. Si tratta di un campo in continua espansione, destinato a modificare in maniera radicale l’operato dei medici e l’interazione con i pazienti. I principali campi di applicazione riguardano la diagnostica e la gestione di grandi quantità di dati clinici. L’obiettivo ultimo è quello di personalizzare gli iter di diagnosi e cura e minimizzare il rischio di errori".
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Quale importante contributo possono offrire chatbot basati sull’Intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico, come ChatGPT, e quali sono i limiti che queste macchine devono ancora superare?
"La tecnologia consente di sviluppare chatbot e assistenti virtuali che forniscano informazioni personalizzate sulle malattie, rispondano alle domande dei pazienti e li motivino a seguire stili di vita sani. Il vantaggio principale di tali sistemi consiste nella disponibilità continuativa e nella loro ampia accessibilità. Consentono, inoltre, di fornire risposte personalizzate ai quesiti specifici dei pazienti. I limiti attuali sono rappresentati dal rischio non trascurabile che le risposte fornite non siano affidabili perché basate su informazioni non corrette o solo parziali e perché la tecnologia è priva della capacità di contestualizzare le richieste. Esiste, inoltre, un importante problema etico e di rispetto della privacy in tale contesto in quanto non vi è un sistema di regolamentazione della gestione di dati e delle informazioni personali e sensibili"
Come lavorano queste macchine? Come apprendono e sono in grado fare una diagnosi medica o suggerire una cura?
"Il funzionamento di queste macchine è basato sull’utilizzo di algoritmi e reti neurali che ricavano ed elaborano informazioni da una grande quantità di dati. L’apprendimento è basato, infatti, sulla raccolta di dati (informazioni diagnostiche, parametri di laboratorio, immagini); si sviluppano, quindi, modelli di apprendimento automatico (algoritmi) che vengono "allenati" a risolvere una gran quantità di quesiti. Dopo questa fase di addestramento, i sistemi analizzano i dati del paziente e li confrontano con le informazioni derivanti da modelli acquisiti durante la fase di addestramento. Possono, così, formulare ipotesi diagnostiche e suggerire modalità di diagnosi e cura".
In quali campo della Medicina l'IA è già operativa e sta offrendo il suo contributo?
"Allo stato attuale, i principali campi di applicazione dell’IA sono rappresentati dalla diagnostica per immagini, la ricerca in ambito farmaceutico, la chirurgia robotica, la telemedicina e il monitoraggio remoto. Si tratta di uno strumento sempre più utilizzato anche per il monitoraggio dei dati epidemiologici relativi alle patologie più comuni. Inoltre, un’altra grande area di sviluppo è rappresentata dalla cardiologia: l’IA contribuisce alla diagnosi precoce dell’infarto miocardico acuto, supporta i medici nell’identificazione delle lesioni aterosclerotiche che causano ischemia miocardica e che devono essere trattate, consente la simulazione dell’impianto di protesi valvolare o altri devices in modo da pianificare in modo accurato le procedure di interventistica strutturale".
Quali sono le prospettive future? L’IA è pronta ad entrare nella pratica clinica o è destinata a restare a lungo solo ‘sperimentale’?
"L’IA è già una realtà operativa in molti ambiti medici e le prospettive di un suo impiego sempre più ampio sono molto promettenti. In particolare, si può prevedere, nel breve termine, un utilizzo maggiore nei settori delle patologie oncologiche e cardiovascolari, che rappresentano le cause principali di mortalità e morbidità nel mondo occidentale. La comprensione dei sistemi di funzionamento di tale tecnologia da parte degli operatori sanitari rappresenta un passo cruciale per favorirne l’accettazione e l’impiego produttivo, come strumento alleato per la semplificazione ed ottimizzazione dei processi di cura".
La classe medica è pronta a recepire questa rivoluzione, o sarà necessario formare una generazione di ‘medici cyborg’, cioè medici con competenze informatiche avanzate, per facilitare l’uso di certi strumenti?
"La trasformazione digitale in ambito medico richiede una classe di professionisti culturalmente pronti ad accettare ed integrare questi sistemi innovativi nella pratica clinica. È, inoltre, importante che si realizzi e venga supportata una convergenza di competenze tra professionisti del settore ed esperti informatici in modo da formare generazioni di medici che abbiano familiarità con questi sistemi e sappiano sfruttarne al massimo le positive potenzialità".
In futuro queste macchine potrebbero, secondo lei, superare il maestro e diventare "più bravi" dei medici, prendendo addirittura il loro posto?
"Tale prospettiva mi sembra, al momento, poco probabile per una serie di ragioni. In primis, le macchine non potranno mai riprodurre o sostituire alcuni aspetti della professione medica che costituiscono il fondamento del rapporto con i pazienti. L’empatia, la compassione e la comprensione sono peculiarità umane che nessun macchinario o tecnologia potranno mai garantire. Inoltre, sebbene tali strumenti possano diventare dei forti alleati dei medici, la responsabilità finale della diagnosi e della cura spetta al professionista. Non possiamo dimenticare che il giudizio clinico non può prescindere da aspetti etici e che l’esercizio della professione può essere veramente efficace e curativo in una dimensione umana".
