La zia del Dr. Vaclav Potesil scoprì di avere il cancro ai polmoni quando era ormai troppo tardi. Non aveva mai fumato ma la diagnosi arrivò quando la malattia era già in uno stadio molto avanzato, una situazione fin troppo comune. Optellum, una startup di cui il Dr. Potesil è co-fondatore, sta rivoluzionando la cura di questo carcinoma grazie all’utilizzo dell’intelligenza artificiale per identificare precocemente i noduli cancerosi e fornire ai pazienti la possibilità di accedere a un trattamento quando la malattia può ancora essere curata.
Il cancro ai polmoni nel 2020 ha ucciso 1.8 milioni di persone nel mondo - più di ogni altro cancro. Una diagnosi precoce può cambiare significativamente lo scenario, allungando a 20 anni l’aspettativa di vita per otto pazienti su dieci.
Il software della Optellum, Virtual Nodule Clinic, è stato sviluppato per fare proprio questo. Utilizzando database che contengono scansioni TC polmonari dei pazienti e le diagnosi di molti istituti sanitari di Regno Unito, Stati Uniti e Europa il Dr. Potesil e i suoi colleghi hanno addestrato un’intelligenza artificiale (IA) a differenziare fra noduli beningni e maligni — piccole lesioni nei polmoni che potrebbero essere, ma che il più delle volte non sono, tumori - quando sono in uno stadio molto precoce e quindi più facilmente trattabili (stadio IA).
Il sistema Optellum utilizza una rete neurale per trasformare una scansione TC standard in un Lung Prediction Score per ogni nodulo che va da 1 a 10, dove 10 indica il più alto rischio di malignità. L’analisi dura pochi secondi, laddove i risultati del tradizione esame di biopsia liquida possono richiedere settimane, e il punteggio che si ottiene rappresenta un rischio di malignità personalizzato. Nel 2021 il software Virtual Nodule Clinic ha ottenuto l’autorizzazione 510 (k) da parte della FDA statunitense. Uno studio clinico incluso nella sottomissione ha evidenziato un miglioramento statisticamente significativo dell’accuratezza delle diagnosi di noduli polmonari effettuate da pneumologi e radiologi di vari livelli di esperienza, sia generalisti che specialisti, quando utilizzavano il software Optellum.
“Piccoli progressi che fanno una grande differenza”
Anche un piccolo passo avanti in questo campo può avere profondi effetti sul sistema sanitario globale, dice il Dr. Fergus Gleeson, professore di radiologia alla Oxford University, che ha supervisionato gli studi clinici che hanno aiutato Optellum nello sviluppo e nella validazione della sua tecnologia. Il Dr. Gleeson, che conduce ricerche sull’imaging del corpo umano come direttore della Oxford Radiology Research Unit, fa notare che a Oxford circa 2000 pazienti all’anno si sottopongono a una scansione di follow-up per i noduli polmonari.
“Se riduciamo questo numero del 10%, avremo 200 pazienti all’anno che non avranno più bisogno di questo esame” afferma “Dal punto di vista del paziente e dell’assistenza sanitaria si tratta di un bel salto in avanti. Sono i piccoli incrementi che fanno una grande differenza dove vi è un’ampia popolazione di pazienti.”
Il team di Optellum punta a soluzioni che abbiano un forte impatto a livello globale. Invece di rivolgersi soltanto agli accaniti fumatori che fanno annualmente una tac di screening – una minoranza nei casi di cancro ai polmoni - la loro soluzione di lA consente ai dottori di effettuare diagnosi precoci presintomatiche per chiunque si sottoponga a una TC, per qualsiasi motivo. Annualmente sono circa 84 milioni le scansioni effettuate negli U.S.A., e la TC viene usata per tutto: dall’attacco cardiaco alle fratture alla spalla, fino all’ictus. Talvolta su queste immagini appaiono anche i polmoni, quasi per caso, ma grazie alla qualità di immagini offerta dall’ultima generazione di scanner GE HealthCare anche i noduli più piccoli – meno di un centimetro – possono essere identificati e analizzati dalla rete neurale. Questi noduli vengono spesso annotati nei report dei radiologi come “scoperte casuali” e nella maggioranza dei casi non beneficiano di adeguato follow-up, il che ostacola la possibilità di una diagnosi precoce di cancro ai polmoni.
L’esistenza di migliaia di queste immagini estremamente dettagliate ha aperto la strada all’individuazione precoce dei noduli e ha portato alla nascita della collaborazione fra Optellum and GE HealthCare. Le due aziende sono convinte che analizzando i referti dei radiologi con il supporto dell’lA alla ricerca di queste TC polmonari accidentali e applicando quindi il Lung Cancer Prediction Score per aiutare i medici a concentrarsi sui pazienti ad alto rischio, sia possibile individuare un numero maggiore di noduli cancerosi.
Creare un rete più ampia
Lo University of Mississippi Medical Center, uno degli istituti negli U.S.A. ad aver aderito a questa rivoluzione nella cura del cancro ai polmoni, sta utilizzando la tecnologia di GE HealthCare e Optellum.
“Le persone arrivano con diversi tipi di scansioni per le più svariate ragioni” dice il Dr. Michal Senitko, pneumologo interventista e co-direttore del programma di screening di cancro ai polmoni del centro. “Praticamente molti, senza volerlo, si sottopongono a uno screening per il cancro ai polmoni. Abbiamo solo bisogno di migliorare la tracciabilità e dare seguito alle scoperte incidentali.”
Dr. Michal Senitko, utilizzatore clinico del Software Optellum . Credit: University of Mississippi Medical Center. In alto: Il Dr. Fergus Gleeson, che ha utilizzato il software Optellum presso il Churchill Hospital Radiology department. Credit: Oxford Medical Illustration.
Può capitare che molti pazienti non si ripresentino per svariate ragioni, dice il Dr. Senitko. Fare una biopsia di un piccolo nodulo, probabilmente benigno, comporta dei rischi - i polmoni non stanno mai fermi e sono attraversati da minuscoli percorsi - perciò molti medici aspettano di vedere se il nodulo si ingrossa, il che può indicare che è maligno riducendo così il rischio del test.
Con il software Optellum, il team può rilevare il singolo nodulo sul pannello di controllo e affidarsi al Lung Cancer Prediction Score elaborato dell’IA per fare una valutazione del rischio sulla base della quale focalizzare l’attenzione. Altri ospedali usano Optellum, come il Vanderbilt University Medical Center e l’Atrium Health Wake Forest, e i dottori Potesil e Senitko prevedono uno sviluppo ancora maggiore per Optellum AI, specialmente negli ospedali più piccoli non accademici, che spesso hanno solo radiologi, pneumologi e chirughi geniralisti senza alcuna esperienza in oncologia toracica.
Il Dr. Senitko ricorda il caso di un paziente con un piccolo nodulo molto vicino a un vaso sanguigno. Il team medico si era riunito per discutere la strategia da adottare. Le opzioni includevano una sorveglianza vigile con una ripetizione della scansione dopo tre mesi o una biopsia complicata. Optellum aveva valutato il nodulo con alto rischio di cancro, il che fece risparmiare tempo cruciale. Il Dr. Senitko e i suoi colleghi procedettero con la biopsia e trovarono un cancro ai polmoni; un risultato indesiderato ma di incredibile aiuto per il paziente. Ottenere una diagnosi precoce ha permesso al team di iniziare in anticipo il piano di trattamento, aumentando le probabilità di successo.
Verso la cura di precisione
Optellum ha collaborato con GE HealthCare per introdurre il suo software in molte cliniche sparse in tutto il mondo, integrando la sua piattaforma per il trattamento di precisione del cancro al polmone con le tecnologie diagnostiche e le piattaforme cloud di GE HealthCare. Il Dr. Potesil è convinto che applicare l’IA per la diagnosi precoce sia soltanto il primo passo nel percorso di Optellum che va nella direzione di una vera e propria rivoluzione della cura del cancro ai polmoni. I team sono al lavoro per rendere la tecnologia in grado di prevedere la probabilità di una recidiva e di una risposta al trattamento, il che si tradurrebbe in un trattamento di precisione su misura per il singolo paziente.
“Collaborare con una delle massime aziende a livello mondiale nel campo della tecnologica medica può davvero aiutare un’innovativa startup nel campo dell’IA ad accelerare l’impiego di questa tecnologia nei grandi sistemi sanitari” dice il Dr. Potesil. “[Noi] e GE HealthCare siamo molto galvanizzati all’idea di poter offrire a ogni paziente diagnosi precoci e far progredire l’lA per trattamenti come le immunoterapie nei primi stadi del cancro ai polmoni, sfruttando l’integrazione multimodale di immagini, dati clinici e molecolari per fornire una terapia personalizzata.”
Per il Dr. Senitko e il suo team di intervento pneumologico, l’utilizzo della tecnologia di GE HealthCare e Optellum ha permesso di individuare un maggior numero di tumori ai polmoni nella fase iniziale, offrendo a molti pazienti la possibilità di una vita più lunga e più sana.
“E’ molto importante per noi prevenire anche solo un tumore.” dice il Dr. Senitko. “Perchè questo basta per cambiare il corso di quella vita e avere un impatto su molte altre.”
