Un’app mobile e un software di intelligenza artificiale per velocizzare le diagnosi dei tumori della pelle

Individuare i tumore della pelle grazie ad un'app in grado di riconoscere un melanoma da una foto

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Quando il cancro della pelle viene rilevato precocemente, ci sono buone possibilità di guarigione. I ricercatori di Fraunhofer hanno sviluppato una soluzione digitale per accelerare notevolmente la diagnosi. Un’applicazione mobile assiste nella registrazione delle lesioni cutanee e le invia ai reparti di dermatologia negli ospedali. Utilizzando l’intelligenza artificiale e l’analisi delle immagini, il software analizza il rischio di cancro della pelle, aiutando il dermatologo a dare priorità alle proprie analisi.

Il cancro della pelle è una forma particolarmente ingannevole di cancro. Nelle prime fasi, assomiglia molto a un neo o ad una voglia innocua e non provoca alcun dolore. Secondo i dati della Società Tedesca del Cancro, ogni anno in Germania più di 200.000 persone soffrono di cancro della pelle. Solo nel 2017 sono morte 3.764 persone. Uno dei tipi più gravi di cancro della pelle è il melanoma maligno, che è più frequentemente causato dall’esposizione ai raggi UV del sole.

Ma, se preso in tempo, è molto probabile che anche il melanoma venga curato. Il tasso di sopravvivenza è superiore al 95% dopo cinque anni, il che significa che la diagnosi precoce e la prevenzione sono ancora più cruciali. Il Fraunhofer Center for Assistive Information and Communication Solutions (AICOS) a Porto e Lisbona ha sviluppato una soluzione per accelerare il riconoscimento precoce. La soluzione Derm.AI combina le foto da smartphone della lesione cutanea con il software di analisi delle immagini e l’intelligenza artificiale. Fornisce una rapida, prima valutazione dei cambiamenti potenzialmente pericolosi sulla superficie della pelle. I dermatologi possono accedere a questa piattaforma di supporto decisionale e analizzare prima i casi con un aumentato rischio di cancro della pelle. La soluzione Derm.AI mira a migliorare i processi di teledermatologia esistenti nel sistema sanitario nazionale portoghese.

Negli ultimi anni, i medici di base si sono sempre più preoccupati di individuare precocemente il cancro della pelle. Le persone che notano macchie scure o altri cambiamenti percettibili sulla loro pelle hanno bisogno di chiarezza rapidamente. Ma nelle regioni con pochi specialisti, spesso ci vuole molto tempo per ottenere un appuntamento per la valutazione iniziale. Spesso i pazienti devono anche percorrere lunghe distanze per questi appuntamenti. È qui che entra in gioco la nostra soluzione Derm.AI“, afferma Maria Vasconcelos, Senior Scientist presso Fraunhofer AICOS.

Foto standardizzate con uno smartphone

Il primo passo è che il medico di famiglia fotografi con uno smartphone la potenziale area problematica sulla pelle. Il team di Fraunhofer ha sviluppato un’app speciale proprio per questo scopo che funziona sia su iPhone che su smartphone Android. L’app garantisce che le foto siano correttamente allineate, scattate alla giusta distanza e abbiano la corretta risoluzione. L’app scatta due foto: una in primo piano dell’area sospetta e una da più lontano per mostrare l’area nel contesto. Aiuta anche ad allineare e posizionare correttamente la fotocamera. Questo crea foto standardizzate con impostazioni coerenti per risoluzione, colore, luminosità e contrasto. “Gli scatti standardizzati sono facili da confrontare e possono essere analizzati in modo affidabile da specialisti“, spiega Vasconcelos.

Analisi delle immagini con l’intelligenza artificiale

Le immagini ottenute presso lo studio del MMG vengono poi inviate via internet al reparto di dermatologia di un ospedale. È qui che entra in gioco il software di intelligenza artificiale. Analizza le foto della lesione cutanea, le confronta con i dati di riferimento e con i dati di altri pazienti e fornisce una valutazione del rischio. La lesione in questione è etichettata come “normale“, “prioritaria” o “alta priorità“. Questa non è ancora una diagnosi formale, è semplicemente una prima valutazione che aiuta a stabilire la priorità dell’ordine in cui vengono esaminati i potenziali casi. I medici possono dare la priorità all’esame dei casi che il software di intelligenza artificiale ha indicato come ad alto rischio, poiché devono essere rapidamente confermati o chiariti. Il software non prende una decisione; fornisce semplicemente una preselezione basata sulla probabilità.

Dopo che le immagini sono state analizzate, insieme ai dati del paziente come età, sesso o condizioni precedenti, il dermatologo dell’ospedale può fornire un feedback al medico di famiglia responsabile del paziente tramite teleconsulto o programmare una consultazione preliminare con il paziente.

I casi sospetti devono essere esaminati in loco

Nei casi più dubbi riguardo al livello di rischio della lesione cutanea, gli specialisti dermatologi prenotano un appuntamento di persona. In questo appuntamento, ad esempio, esamineranno la zona di pelle al microscopio a luce riflessa o preleveranno campioni di tessuto per l’analisi mediante biopsia.

Circa l’80% dei casi in cui i pazienti si presentano allo studio del medico con un cambiamento sospetto della pelle si rivelano innocui nei o voglie, dopo l’analisi dell’immagine e il consulto tra medico e dermatologo. Ciò consente ai medici di famiglia di dare rapidamente il via libera ai pazienti, risparmiando loro lunghi periodi di attesa e un viaggio spesso lungo verso un appuntamento in ospedale.

Per i pazienti le cui alterazioni cutanee non sono chiaramente identificabili come innocue o per quelle che indicano una forma meno pericolosa di cancro della pelle, il MMG chiede al paziente di tornare, ad esempio entro tre mesi, e di farsi fare un’altra foto dell’area.

Software per l’apprendimento profondo

Durante il progetto Derm.AI, la ricercatrice AICOS e il suo team hanno sviluppato l’algoritmo per il software di analisi delle immagini. Il software di deep learning è stato alimentato con dati di immagine e informazioni da circa 4000 casi. L’algoritmo ha anche utilizzato le conoscenze specialistiche dei dermatologi nella successiva definizione delle priorità. “Abbiamo avuto molte discussioni con GP e dermatologi per capire davvero di cosa hanno bisogno. Abbiamo ricevuto un ottimo feedback dai medici per Derm.AI,” Vasconcelos è lieto di annunciare.

Il progetto è stato sviluppato in collaborazione con i Servizi Condivisi del Ministero della Salute e i partner clinici IPO Coimbra, CHUP e ULS Guarda. I ricercatori AICOS stanno attualmente analizzando i risultati dell’utilizzo dell’app mobile e stanno lavorando per perfezionare ulteriormente il modello di deep learning per il software.