Riuscire a capire da un elettrocardiogramma l'aspettativa di vita di un paziente quando è stata diagnosticata la rara sindrome cardiaca di Brugada, utilizzando l'intelligenza Artificiale. Questa sindrome è un disturbo dell'attività elettrica del cuore che può provocare episodi di aritmia ventricolare anche letali, ed è nota per essere una delle principali cause di morte cardiaca improvvisa e, purtroppo, non prevedibile. Soprattutto persone giovani muoiono senza nessuna sintomatologia particolare. L'obiettivo del gruppo di ricerca del Politecnico di Torino, coordinato da Eros Pasero, docente del Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni, è mettere a disposizione dei cardiologi gli strumenti dell'Intelligenza artificiale (Ia) per estrarre informazioni nascoste negli elettrocardiogrammi.
L'Ia è la nuova frontiera tecnologica in molti campi, in medicina sta assumendo un ruolo di grande valore. Perché?
«Il ruolo dell'IA è quello di vedere cose che non si vedono. La nostra cultura ci porta a ragionare su ciò che facciamo, ma alle volte l'informazione è all'interno dell'informazione stessa, quindi il successo dell'applicazione dell'Ia in medicina, nel nostro caso, è di riuscire a fare diagnosi e scovare patologie all'interno di dati sommersi».
Come nasce la collaborazione tra un gruppo di ricercatori in elettronica del Politecnico di Torino ed i cardiologi?
«Nel 2015, ho inventato il primo elettrocardiografo da polso, quando ancora non c'era l'Apple Watch, ma purtroppo l'università non è stata in grado di trasferire questa tecnologia all'industria italiana, altrimenti saremmo arrivati prima di Apple. Però ora abbiamo trovato un partner italiano e faremo un elettrocardiografo da polso. Questo per dirle che da molti anni, il mio gruppo di ricerca ha interesse nelle applicazioni in ambito cardiologico. Il professore Fiorenzo Gaita, un aritmologo di fama internazionale, stava cercando un esperto di Ia perché voleva trovare delle incognite nelle diagnosi di pazienti affetti dalla sindrome di Brugada, che muoiono all'improvviso senza spiegazioni. Venne fatto il mio nome, così è iniziato il progetto».
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Che prevede anche una partnership con Israele. Di che tipo?
«C'era un progetto di scambio culturale tra Italia ed Israele, ed abbiamo chiesto di collaborare con l'università di Tel Aviv, perché sono all'avanguardia nella tecnologia nel settore elettronico per ovvi motivi militari e hanno un'ottima reputazione anche nel settore medico».
Come lavorerà l'IA che avete sviluppato?
«La sindrome di Brugada è ancora poco conosciuta, ci sono poche migliaia di casi e raramente è mortale, quindi il primo passaggio è riuscire a capire dall'analisi di un elettrocardiogramma quando un paziente ne è affetto, ed interpretare se in quei dati si nascondono sintomi forieri di una prossima mortalità. Infatti, se la sindrome è scoperta in tempo, si può intervenire con l'ablazione o impiantando un defribrillatore; l'Ia che abbiamo già sviluppato ha esaminato i dati contenuti nell'elettrocardiogramma di persone decedute, riscontrando delle similitudini nei 40 casi di pazienti deceduti, con una percentuale di successo del 100%. Il problema è che i casi documentati con elettrocardiogrammi archiviati sono molto pochi, quindi è difficile sperimentare l'Ia su più casi».
In assenza di dati sufficienti, cosa pensate di fare?
«Se le persone credono nella nostra innovazione, si potrà comunque applicare sul paziente con la sindrome, a cui daremo un'opportunità gratuita di diagnosi precoce».
E come applicherete la vostra invenzione sugli elettrocardiografi tradizionali?
«Vorremmo aggiungere un dispositivo esterno con l'algoritmo che abbiamo elaborato sul device attualmente in uso, oppure, dove possibile, effettuare un upgrade software sulle macchine usate per l'elettrocardiogramma. Una volta identificata la sindrome, il secondo passaggio è far elaborare i dati ad una seconda Ia che possa stabilire una percentuale di mortalità su base temporale».
E come è in grado di predire la mortalità?
«Allo stato attuale la nostra intelligenza artificiale, addestrata sulla base dei dati disponibili, è in grado di dirci se il paziente affetto dalla sindrome è a rischio morte oppure no. Insieme agli scienziati dell'Università di Tel Aviv stiamo ulteriormente addestrando il sistema neurale affinché si possa stabilire con un certo grado di certezza oltre alla mortalità della patologia, l'arco temporale, in modo da poter comunicare al paziente di sottoporsi all'intervento entro un periodo di tempo massimo. Il problema è la mancanza di dati che rende difficile questa ricerca, perché la sindrome di Brugada è stata ampiamente sottovalutata, solo ora se ne è compresa l'importanza».
Lei è un esperto di IA. In che direzione sta andando?
«Le reti neurali sono nate nel 1942 quando due biologi scoprirono il modello elementare del neurone e delle sinapsi, mentre l'Ia nasce in America quando un gruppo di scienziati ha creato gli algoritmi con l'obiettivo di simulare il cervello umano. Questa è un'illusione, però sei anni fa ci fu una rivoluzione importante, quando tre scienziati americani non si occuparono più di replicare il funzionamento del cervello umano, ma solo delle sue parti, le cosiddette reti neurali profonde; questo è l'approccio giusto, meno presuntuoso, ma più orientato all'industria. Mi è venuta in mente una cosa, che può far sorridere, ma rende l'idea di quanto questi device di Ia possano salvarci la vita».
Prego, dica pure.
«Stavo facendo lezione ed indossavo l'elettrocardiografo di mia invenzione per mostrare agli studenti il funzionamento proiettando sullo schermo i valori del mio cuore; ho detto, vedete questo è un tipico caso di fibrillazione atriale, poi mi fermo un attimo.
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