Uno studio pubblicato su Communications Medicine dimostra che l’iAI può individuare nelle comuni risonanze magnetiche le lesioni corticali della sclerosi multipla, finora difficili da rilevare
Le lesioni corticali della sclerosi multipla, tra i principali indicatori della progressione della malattia e del deterioramento cognitivo, potrebbero non essere più invisibili. Grazie all’intelligenza artificiale, infatti, è possibile estrarre informazioni nascoste dalle comuni risonanze magnetiche e identificare alterazioni della corteccia cerebrale che finora sfuggivano agli esami diagnostici tradizionali. È quanto emerge da uno studio pubblicato sulla rivista Communications Medicine, coordinato da Michael G. Dwyer e Robert Zivadinov del Buffalo Neuroimaging Analysis Center (BNAC) della University at Buffalo.
Il limite delle risonanze magnetiche tradizionali
Da tempo è noto che la sclerosi multipla non colpisce soltanto la sostanza bianca, ma interessa anche la sostanza grigia della corteccia cerebrale, il cui danno è strettamente associato all’accumulo di disabilità e al declino delle funzioni cognitive. Tuttavia, nella pratica clinica le risonanze magnetiche convenzionali riescono a evidenziare soprattutto le lesioni della sostanza bianca, lasciando sostanzialmente invisibili quelle corticali. Anche le terapie oggi disponibili sono state sviluppate e valutate principalmente sulla capacità di ridurre le lesioni della sostanza bianca, mentre è sempre stato più difficile misurare l’impatto sul danno corticale.
Come funziona l’intelligenza artificiale
Per superare questo limite, il gruppo di ricerca ha sviluppato un sistema che combina diverse tecniche di elaborazione delle immagini con algoritmi di intelligenza artificiale. Il nuovo approccio, denominato MMCLE (Multimodal Cortical Lesion Enhancement), integra differenti sequenze di risonanza magnetica per ricostruire informazioni che non risultano visibili osservando le singole immagini. Il metodo è stato applicato alle risonanze magnetiche raccolte nello studio clinico di fase III ORATORIO, che ha valutato il farmaco ocrelizumab nella sclerosi multipla progressiva primaria e comprendeva oltre 700 pazienti. L’analisi ha evidenziato che, mentre le immagini originali mostravano quasi esclusivamente le lesioni della sostanza bianca, la nuova elaborazione ha consentito di identificare mediamente tra 15 e 20 lesioni corticali per paziente, per un totale di oltre 11 mila lesioni nell’intero database. Nello studio metodologico, il sistema ha rilevato in media 14,8 lesioni corticali per partecipante, con un tasso di identificazione corretto dell’86% e un’elevata riproducibilità anche utilizzando apparecchiature di risonanza magnetica differenti.
“Informazioni già presenti, ma invisibili”
“Individuare lesioni corticali precedentemente invisibili nelle risonanze magnetiche convenzionali ha importanti implicazioni per la ricerca e la pratica clinica nella sclerosi multipla – sottolinea Robert Zivadinov -. La possibilità di osservare per la prima volta questi indicatori nascosti della progressione della malattia, compresi deterioramento cognitivo e disabilità, rappresenta un importante passo avanti”. Per Michael G. Dwyer il risultato conferma le potenzialità dell’intelligenza artificiale applicata alla medicina: “Sapevamo da tempo che queste lesioni corticali esistevano, ma non riuscivamo a vederle. Nella sclerosi multipla continua a verificarsi un danno che la risonanza magnetica convenzionale non mostra, mentre gli studi istopatologici lo documentano da decenni”. Secondo il ricercatore, “abbiamo finalmente accesso a informazioni estremamente utili già presenti nelle risonanze magnetiche ma invisibili senza l’intelligenza artificiale”. Gli algoritmi, infatti, confrontano simultaneamente immagini ottenute con differenti contrasti, individuando minime differenze impossibili da cogliere a occhio nudo. “L’intelligenza artificiale riesce a riconoscere che quel tessuto non si comporta come un tessuto sano, ricostruendo informazioni che in precedenza risultavano mancanti”.
Le prospettive per la ricerca
Gli autori sottolineano che il nuovo approccio potrebbe avere ricadute importanti sia nella ricerca sia nella pratica clinica. Le tecniche sviluppate consentono infatti di rivalutare le risonanze magnetiche già raccolte nei grandi studi clinici, senza dover ripetere gli esami con apparecchiature più sofisticate. In questo modo sarà possibile comprendere meglio il ruolo delle lesioni corticali nella progressione della sclerosi multipla, valutare con maggiore precisione l’efficacia delle terapie sulla sostanza grigia e progettare futuri studi clinici utilizzando un nuovo indicatore di malattia. “Questo lavoro, che ha rivelato quanto sia estesa la patologia cerebrale invisibile nella sclerosi multipla, avrà un impatto enorme sia nell’analisi degli studi clinici già conclusi sia in quelli futuri”, conclude Zivadinov.
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