Innovazioni dell'intelligenza artificiale nell'endoscopia

L'intelligenza artificiale (IA) ha un potenziale enorme nel campo medico. È particolarmente preziosa in procedure come l'endoscopia che, pur essendo comuni, richiedono analisi complesse e intuizioni di esperti. Anche il settore sanitario non ha trascurato questa opportunità, poiché i primi utilizzi dell'IA in endoscopia hanno già prodotto risultati promettenti.

L'endoscopia è il processo di esame del corpo dei pazienti mediante un tubo sottile e flessibile dotato di telecamera e luce. Sebbene la procedura in sé sia ​​piuttosto semplice, dare un senso alle immagini può essere impegnativo. L'intelligenza artificiale ha già offerto soluzioni su diversi fronti.

1. Rilevamento delle anomalie migliorato

La svolta più significativa dell'intelligenza artificiale nell'endoscopia è il modo in cui l'apprendimento automatico migliora il rilevamento. Gli endoscopi spesso cercano piccole anomalie come polipi o lesioni precancerose. I primi studi suggeriscono che l'apprendimento automatico può rilevare questi segnali di avvertimento in modo più accurato degli esseri umani.

Già nel 2017, gli algoritmi di intelligenza artificiale potrebbe rilevare i polipi con una precisione dell'86%, mentre i dottori esperti hanno raggiunto solo il 74% di accuratezza. Da allora, i modelli di apprendimento automatico hanno raggiunto precisioni pari al 96.4%. Tali sistemi possono spesso individuare anomalie che anche gli umani potrebbero non notare.

In pratica, i modelli di intelligenza artificiale non sostituiranno gli specialisti. Tuttavia, i medici possono usarli per acquisire maggiore sicurezza nelle loro diagnosi senza un processo che richiede molto tempo. Di conseguenza, i sistemi sanitari possono dare ai pazienti l'aiuto di cui hanno bisogno prima nella sequenza temporale delle loro condizioni, portando a risultati migliori.

2. Classificazione più affidabile

L'accuratezza non è l'unico vantaggio dell'IA nell'endoscopia. I modelli di visione artificiale sono anche abili nella classificazione, ovvero nella differenziazione tra diversi tipi di anomalie rilevate.

La classificazione è importante perché diversi tipi di polipi o lesioni richiedono approcci diversi per essere trattati in modo efficace. Di conseguenza, i modelli di intelligenza artificiale potrebbero garantire che le persone ricevano le cure di cui hanno effettivamente bisogno rilevando sottili differenze tra escrescenze anomale.

Una rete neurale è stata in grado di distinguere i polipi colorettali con una precisione fino all'87%, mettendolo alla pari con i patologi esperti. Utilizzando questo modello, i dottori potrebbero diagnosticare un paziente senza ulteriori revisioni, portando a un trattamento più rapido e accurato. Nei casi in cui l'IA e le diagnosi iniziali differiscono, il parere extra potrebbe aiutare il personale a considerare ulteriori possibilità per migliorare la sicurezza diagnostica.

3. Procedure semplificate

Vale anche la pena notare che l'endoscopia AI è veloce oltre che accurata e specifica. Mentre la certezza è la cosa più importante in una diagnosi medica, anche la velocità conta. Un processo più rapido significa che il trattamento può iniziare prima e i dottori possono visitare più pazienti in meno tempo.

Alcune reti neurali si sono dimostrate efficaci a rilevamento dei polipi in tempo reale, eliminando la necessità di analisi post-endoscopia per una maggiore sicurezza. Altri algoritmi potrebbero non fornire risultati immediati, ma possono richiedere minuti anziché ore o giorni come richiederebbe una procedura di laboratorio.

Quando i dottori riescono a migliorare la loro rilevazione e classificazione senza impiegare altro tempo, ciò porta a risultati notevolmente migliori per i pazienti. A parte il trattamento precoce, il risparmio di tempo consente a una forza lavoro limitata di servire un numero maggiore di pazienti, rendendo il turnover e la carenza di manodopera meno impattanti.

4. Ridurre i rischi di contaminazione incrociata

Gli usi dell'IA in endoscopia vanno oltre la procedura in sé. È importante anche prevenire la contaminazione incrociata tra i test, poiché circa uno su 1,000 pazienti sottoposti a colonscopia infettarsi dal processo. L'intelligenza artificiale può aiutare garantendo uno stoccaggio e una sanificazione più puliti e sicuri.

Gli armadietti di essiccazione intelligenti impiegano filtrazione HEPA, pressurizzazione positiva e passaggi simili per asciugare e disinfettare gli endoscopi tra una procedura e l'altra. Gli algoritmi li spingono oltre monitorando le condizioni interne in tempo reale. Possono quindi regolare le impostazioni secondo necessità per mantenere una conservazione sterile quando gli armadietti si aprono e si chiudono.

In alternativa, l'intelligenza artificiale può prevedere guasti alle apparecchiature e avvisare il personale del problema prima che comprometta la pulizia dell'endoscopio. Processi come questo sono già comuni nelle case intelligenti e nelle apparecchiature HVAC industriali, ma nel campo medico potrebbero prevenire le infezioni e migliorare la salute generale.

5. Formazione specialistica ampliata 

L'intelligenza artificiale è anche uno strumento di formazione utile. L'endoscopia è un processo complesso e specializzato, ma dotare i potenziali specialisti delle competenze e delle conoscenze necessarie è spesso troppo lento per tenere il passo con la crescente domanda. Considerando come gli Stati Uniti da soli mancheranno 86,000 medici entro il 2036, qualcosa deve cambiare.

Poiché l'IA è così precisa, è un modo utile per mostrare ai tirocinanti come appaiono vari polipi, lesioni o altre anomalie. I dottori in aree senza così tanti specialisti esperti o altre attrezzature di formazione traggono il massimo vantaggio da questo caso d'uso. Utilizzando l'IA come guida, possono migliorare rapidamente le loro capacità di rilevamento e classificazione.

Man mano che l'intelligenza artificiale semplifica la formazione specialistica, un'endoscopia affidabile e le cure correlate diventeranno accessibili a più persone. Un tale cambiamento potrebbe contrastare le barriere di lunga data alle cure tra diverse fasce demografiche.

Potenziali svantaggi dell'intelligenza artificiale in endoscopia

Per quanto l'intelligenza artificiale possa essere utile in endoscopia, presenta alcuni svantaggi. I dati di training distorti possono fa sì che l'intelligenza artificiale amplifichi i pregiudizi umani, e molti archivi medici storici non hanno una rappresentanza equa. Di conseguenza, questi strumenti potrebbero non essere affidabili per ogni gruppo demografico di pazienti.

Raccogliere dati sufficienti per addestrare questi modelli potrebbe anche comportare preoccupazioni sulla privacy. Il settore sanitario si trova ad affrontare rigide normative sulla sicurezza dei dati dei pazienti, quindi potrebbe essere difficile bilanciare l'affidabilità del modello con la sicurezza informatica e la conformità.

L'eccessiva dipendenza dall'intelligenza artificiale introduce un'altra preoccupazione: tali strumenti diagnostici sono altamente accurati ma imperfetti. I dottori potrebbero diventare compiacenti nel tempo e prendere per oro colato il loro contributo, portando a screening affrettati e potenziali diagnosi errate. Tali casi d'uso contrasterebbero i vantaggi dell'uso della tecnologia.

Utilizzo sicuro dell'intelligenza artificiale in endoscopia

Fortunatamente, esiste una via sicura da seguire. Una volta che le organizzazioni mediche riconoscono questi aspetti negativi, possono creare policy AI più sicure per mitigare gli effetti negativi, capitalizzando al contempo i benefici.

Una maggiore attenzione durante la formazione è fondamentale. Un team eterogeneo deve supervisionare lo sviluppo e verificare frequentemente l'algoritmo per trovare e correggere tendenze distorte. Durante questa fase, i team possono anche utilizzare dati sintetici per proteggere la privacy del paziente, fornendo al contempo un database di formazione più ampio. Modelli formati su dati sintetici può essere più preciso di altri, quindi potrebbe essere la strada migliore da seguire, anche escludendo preoccupazioni relative alla privacy e ai pregiudizi.

Infine, i sistemi sanitari devono formare i dottori a usare l'IA con attenzione. Devono sottolineare come gli esperti umani debbano sempre avere l'ultima parola e spiegare ai professionisti le carenze dell'IA per evitare che facciano troppo affidamento sulla tecnologia.

L'intelligenza artificiale sta guidando il campo dell'endoscopia in avanti

Sebbene le sfide permangano, è difficile ignorare il potenziale dell'IA nell'endoscopia. Alcune reti ospedaliere utilizzano già regolarmente screening assistiti dall'IA e, con il miglioramento della tecnologia, la sua adozione probabilmente si espanderà. Un utilizzo più ampio, a sua volta, porterà alla crescita di set di dati pertinenti e allo sviluppo di ulteriori best practice.

Man mano che tali tendenze continuano, l'intelligenza artificiale potrebbe rimodellare il campo dell'endoscopia. Queste procedure diventeranno più accurate, precise, accessibili, efficienti e sicure. Sia i medici che i pazienti trarranno beneficio da questo cambiamento.