L’ecocardiografia clinica implementata con algoritmi di Intelligenza Artificiale: la realtà lavorativa del Centro cardiologico Spoke

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L’ecocardiografia clinica implementata con algoritmi di Intelligenza Artificiale: la realtà lavorativa del Centro cardiologico Spoke

L’introduzione dei nuovi software di Intelligenza Artificiale impone la necessità di distinguere tra Centro Spoke e Centro Hub

Vantaggi e limiti dei software di Intelligenza Artificiale applicati alla valutazione ecocardiografica dei pazienti ospedalizzati presso il Centro cardiologico Spoke

L’ecocardiografia clinica implementata con algoritmi di Intelligenza Artificiale
Sono un Cardiologo di 44 anni che esercita la professione di Cardiologo clinico ed ecocardiografista presso l’Ospedale San Giuseppe MultiMedica, situato al centro di Milano. Mi sono documentato in merito all’Intelligenza Artificiale (IA) applicata alla diagnostica per immagini, in particolare all’ecocardiografia clinica. Le principali review pubblicate su PubMed hanno messo in luce i vantaggi dell’ecocardiografia implementata con algoritmi di IA, quale sistema in grado di superare quelli che sono i limiti dell’ecocardiografia guidata dall’intelligenza umana. L’IA rappresenta uno strumento che potrà supportare il lavoro clinico e migliorare il flusso lavorativo nei laboratori di ecocardiografia, la qualità del laboratorio e l’interpretazione delle immagini ecocardiografiche, risultando in ultima analisi in una migliore assistenza del paziente. Indubbiamente negli ultimi anni, complice l’invecchiamento generale della popolazione, le indicazioni all’esecuzione di un ecocardiogramma sono aumentate notevolmente e parallelamente è aumentata la complessità dei pazienti cardiopatici che ogni giorno giungono alla nostra osservazione clinica, sia in regime di urgenza e/o emergenza che in elezione. La metodica ecocardiografica è spesso gravata da una importante variabilità inter-operatore, soprattutto nella stima della frazione di eiezione del ventricolo sinistro e/o nella valutazione della cinesi
regionale del ventricolo sinistro, ma anche nella valutazione dell’entità delle valvulopatie mitralica e/o aortica. Inoltre, l’ecocardiografia richiede una curva di apprendimento di diversi anni ed è fortemente dipendente dall’esperienza
dell’operatore. L’interpretazione delle immagini ecocardiografiche resta quindi altamente soggettiva, condizionando spesso una importante divergenza di opinioni in merito alla valutazione delle cardiopatie, non solo tra Istituzioni diverse ma anche all’interno della stessa Istituzione. I software di IA attualmente disponibili sugli ecocardiografi di ultima generazione sono in grado di misurare le dimensioni delle camere cardiache, stimare gli indici di contrattilità miocardica e valutare la funzione delle valvole cardiache con un’accuratezza superiore rispetto all’imaging bidimensionale convenzionale. Inoltre, l’acquisizione automatica può aiutare a ridurre il carico ergonomico dei sonographer, limitando la frequenza dei movimenti delle articolazioni degli arti superiori e quindi in ultima analisi la durata temporale degli esami. L’IA quindi ha la potenzialità di sopperire alle limitazioni umane della fatica e della distrazione, alla variabilità interoperatore, ed infine alla noiosa e dispendiosa interpretazione di ampi set di dati. Tuttavia il limite principale dell’IA è nella qualità delle immagini ecocardiografiche; in particolare, il tracciamento del bordo endocardico da parte dell’operatore deve essere necessariamente buono, in quanto da dati input subottimali ne potrebbe conseguire un’interpretazione dei dati stessi, da parte del software, anch’essa subottimale e/o di scarsa qualità. Quindi possono essere necessarie correzioni manuali per migliorare il tracciamento del bordo endocardico, e migliorare quindi l’efficacia della misurazione automatica.

La realtà lavorativa del Centro cardiologico Spoke
Ogni settimana il nostro Ambulatorio di Cardiologia esegue circa 50 ecocardiogrammi transtoracici convenzionali per pazienti ambulatoriali esterni e 10 esami specialistici (tra cui ecocardiogramma da stress fisico e/o farmacologico, ecocardiogramma transesofageo, ecoDoppler transcranico ed ecoDoppler dei tronchi sovraaortici). Inoltre, ogni giorno riceviamo da 10 a 15 richieste di ecocardiogramma transtoracico convenzionale per pazienti che fanno accesso al nostro Pronto Soccorso o che sono ricoverati nei vari reparti del Presidio ospedaliero. La stragrande maggioranza dei pazienti interni (una percentuale superiore al 90%) sono allettati nei reparti di Medicina Interna, sono grandi anziani, hanno uno stato di decadimento cognitivo avanzato e sono in condizioni cliniche generali il più delle volte scadute. Tali pazienti sono spesso portatori di numerose comorbidità, sia non cardiologiche che cardiologiche. Gli stessi pazienti, inoltre, hanno di frequente finestre ecocardiografiche scadenti e non collaborano all’esecuzione dell’esame con l’operatore. Di conseguenza, la qualità degli esami ecocardiografici è spesso sub-ottimale e, talora, può essere di difficile interpretazione anche per operatori esperti. Per superare queste difficoltà, nel nostro Centro viene praticata l’ecocardioscopia fast al letto del malato, che consiste in una rapida valutazione, il più delle volte ispettiva, della cinetica cardiaca, degli apparati valvolari cardiaci, del pericardio e dell’aorta toracica, in virtù delle buone proprietà di caratterizzazione tissutale dell’ecocardiografia bidimensionale. L’ecocardioscopia fast è integrata dai dati anamnestici, obiettivi, ECG e di terapia. All’esame ecocardiografico generalmente assistono i Colleghi delle varie Unità operative, ai quali vengono rilasciati pareri sulla terapia, durante o subito dopo ciascun esame. Questo procedimento di ecocardioscopia integrata con la visita cardiologica al letto del malato viene completato nel giro di pochi minuti. Per quanto concerne invece gli ecocardiogrammi completi eseguiti a pazienti ambulatoriali esterni, una percentuale di esami ecocardiografici pari al 75% circa si accompagna alla visita cardiologica ambulatoriale elettiva, che viene eseguita il giorno stesso dell’esame ecocardiografico. In merito alla variabilità interoperatore all’interno del singolo Centro Spoke, nel nostro caso essa è significativamente contenuta, in ragione della presenza di due soli operatori che lavorano allo stesso modo ed in sincronia da diversi anni. Sicuramente la fatica nell’esecuzione degli ecocardiogrammi al letto del malato da parte degli operatori, rende particolarmente appetibile la possibilità di poter usufruire di ecocardiografi implementati con algoritmi di IA. Tuttavia, nel caso del Centro Spoke con necessità di esecuzione di ECG, ecocardiogrammi e visite cardiologiche allo stesso paziente in urgenza e/o in elezione, il più delle volte simultaneamente, l’impiego di suddetti software rischierebbe di tradursi in un ritardo temporale e decisionale, più che in una riduzione dei tempi procedurali, legato ad una probabile limitata qualità delle immagini (dati input), acquisite al letto di pazienti in stato di agitazione psicomotoria e/o con decadimento cognitivo avanzato, con frequente grande difficoltà ad ottenere in tali situazioni sezioni e immagini ecocardiografiche standardizzate, da cui potrebbe conseguire una interpretazione delle immagini anch’essa di scarsa qualità da parte dei software di IA. Dal mio punto di vista, l’IA troverebbe una maggiore applicazione in caso di una valutazione ecocardiografica da parte di medici intensivisti e/o medici del Pronto Soccorso, non specialisti in Cardiologia, in assenza e/o in attesa del consulente Cardiologo, laddove è spesso indicato un inquadramento diagnostico rapido del paziente. Il consulente Cardiologo, d’altra parte, quando chiamato a valutare un paziente in Pronto Soccorso e/o in Terapia Intensiva, potrebbe avvalersi dell’ecocardioscopia fast bidimensionale che permette in tempi rapidissimi il riconoscimento di cardiopatie acute. L’IA inoltre potrebbe essere anche indicata per la valutazione ecocardiografica di pazienti ambulatoriali esterni da parte del sonographer, con la supervisione del Cardiologo, specie nei pazienti con buona finestra ecocardiografica, collaboranti, preferibilmente afferenti ai Centri Cardiologici Hub con grosso volume di procedure diagnostiche strumentali. Concludendo, l’implementazione dell’ecocardiografia con i software di IA è sicuramente affascinante e potenzialmente utile per migliorare la qualità dell’assistenza medica, soprattutto nei Centri con grande richiesta di esami diagnostici ambulatoriali esterni e nei Presidi ospedalieri con i Pronto Soccorso particolarmente affollati, dove può essere utile la collaborazione con il Cardiologo da parte di altre figure professionali, in fase di apprendimento e/o con poca dimestichezza con la tecnica ecocardiografica bidimensionale convenzionale.

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