L’intelligenza artificiale a supporto del settore sanitario: i sei principi dell’Oms

Le applicazioni in sanità sono molte, dalla diagnostica alla chirurgia fino allo sviluppo dei farmaci. I 6 principi dell'Oms per garantire che l’applicazione dell’intelligenza artificiale nel settore sanitario assicuri la tutela delle persone e dell’interesse pubblico [...]
Maria Rosaria Della Porta

Research fellow Istituto per la Competitività, I-Com

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È una rivoluzione quella in corso in ambito sanitario grazie all’intelligenza artificiale. L’utilizzo di queste tecnologie sta fornendo preziosi contributi all’esercizio della professione medica e cure sempre più tempestive e precise.

Questo tipo di applicazioni in sanità sono tantissime, dalla diagnostica alla chirurgia fino allo sviluppo dei farmaci, e hanno già fatto il loro ingresso nei centri sanitari di quasi tutto il mondo, apportando benefici al personale medico-sanitario e ai pazienti e ottimizzando la gestione delle questioni amministrative.

I principi dell’Oms per un uso etico e responsabile dell’AI in sanità

I vantaggi dell’intelligenza artificiale per il settore sanitario sono dunque enormi, ma come tutte le tecnologie può anche essere utilizzata in modo improprio e causare danni. Ed è partendo da questo concetto che l’Organizzazione mondiale della sanità (Oms) ha pubblicato recentemente il documento intitolato “Ethics and governance of artificial intelligence for health”, il cui fulcro è che questo tipo di applicazioni mettano l’etica e i diritti al centro della progettazione, della distribuzione e dell’uso.

Pertanto, l’Oms elenca sei principi per garantire che l’applicazione dell’intelligenza artificiale nel settore sanitario assicuri la tutela delle persone e dell’interesse pubblico e che le opportunità a essa legata superino i rischi:

  1. Proteggere l’autonomia umana. L’uso dell’intelligenza artificiale può portare a situazioni in cui il potere decisionale rischia di essere trasferito alle macchine. Il principio di autonomia prevede, invece, che l’uso di queste tecnologie o di altri sistemi computazionali non pregiudichi il processo decisionale umano. Nel contesto dell’assistenza sanitaria, ciò significa che gli esseri umani dovrebbero mantenere il controllo dei sistemi sanitari e delle decisioni mediche; la privacy e la riservatezza dovrebbero essere protette e i pazienti dovrebbero conservare il diritto di fornire un valido consenso informato attraverso adeguati quadri legali per la protezione dei dati personali.
  2. Promuovere il benessere e la sicurezza delle persone e l’interesse pubblico. L’AI non dovrebbe mai intaccare il benessere e la sicurezza delle persone e per tale motivo chi progetta tali applicazioni dovrebbe soddisfare i requisiti normativi di sicurezza, accuratezza ed efficacia per casi d’uso o indicazioni ben definite. Dovrebbero essere, inoltre, disponibili procedure e pratiche di controllo della qualità e del miglioramento delle performance nell’uso di queste nuove applicazioni nel tempo.
  3. Garantire trasparenza, chiarezza e intelligibilità. Le tecnologie di intelligenza artificiale dovrebbero essere intelligibili o, quantomeno, comprensibili sia per gli sviluppatori, sia per i professionisti medici, i pazienti, gli utenti e le autorità di regolamentazione. Sotto questo profilo, il report dell’Oms sottolinea come si debba migliorare la trasparenza dell’intelligenza artificiale e renderla spiegabile e comprensibile anche ai non addetti ai lavori. Sempre secondo gli esperti dell’Oms, “la trasparenza richiede che siano pubblicate o documentate informazioni sufficienti prima della progettazione o dell’implementazione di una tecnologia di intelligenza artificiale e che tali informazioni facilitino una consultazione pubblica e un dibattito significativi su come la tecnologia è progettata e su come dovrebbe o non dovrebbe essere utilizzata”. Inoltre, le tecnologie dovrebbero essere comprensibili per coloro a cui vengono spiegate, che siano medici, infermieri o pazienti.
  4. Promuovere responsabilità. Sebbene le tecnologie di intelligenza artificiale svolgano compiti specifici, è responsabilità delle parti interessate, soprattutto delle istituzioni, garantire che queste vengano utilizzate in condizioni appropriate e da persone adeguatamente formate. Dovrebbero essere disponibili meccanismi efficaci di tutela degli individui che potrebbero essere influenzati negativamente da decisioni basate su algoritmi.
  5. Garantire inclusività ed equità. L’inclusività richiede che l’AI per la salute sia progettata per incoraggiare l’uso e l’accesso più equo possibile, indipendentemente da età, sesso, genere, reddito, razza, etnia, orientamento sessuale, abilità o altre caratteristiche protette dai codici dei diritti umani. Le tecnologie di intelligenza artificiale dovrebbero ridurre al minimo le inevitabili disparità di potere che sorgono tra i fornitori di servizi sanitari e i pazienti, tra responsabili politici e persone e tra le aziende che implementano queste tecnologie e i governi che le utilizzano o fanno affidamento su di esse. Dunque, il loro utilizzo dovrebbe essere monitorato e valutato per identificare effetti sproporzionati su gruppi specifici di persone. Nessuna tecnologia dovrebbe sostenere o peggiorare le forme esistenti di pregiudizio e discriminazione.
  6. Promuovere un’AI reattiva e sostenibile. I progettisti, gli sviluppatori e gli utenti dovrebbero valutare in modo continuo e trasparente le applicazioni AI durante l’uso effettivo per determinare se rispondono in modo adeguato e appropriato alle aspettative e ai requisiti. I sistemi di AI dovrebbero anche essere progettati per ridurre al minimo le loro conseguenze ambientali e aumentare l’efficienza energetica. I governi e le aziende dovrebbero affrontare le interruzioni previste sul posto di lavoro, compresa la formazione degli operatori sanitari per adattarsi all’uso dei sistemi di intelligenza artificiale e le potenziali perdite di posti di lavoro dovute all’uso di sistemi automatizzati.

Il mercato dell’AI nel settore sanitario

Secondo una recente ricerca di Markets and Markets, il mercato dell’intelligenza artificiale in sanità si è attestato sui 4,9 miliardi di dollari nel 2020 e dovrebbe raggiungere 45,2 miliardi nel 2026, con un tasso annuo di crescita composto (CAGR) del 44,9% durante il periodo di previsione.

I fattori che guideranno l’espansione del mercato sono sicuramente l’aumento del volume di dati sanitari e la necessità di ridurre i costi.

Un altro importante elemento che contribuisce attualmente alla crescita di tale ecosistema è l’adozione di questa tecnologia da parte di più aziende farmaceutiche e biotecnologiche in tutto il mondo per accelerare i processi di sviluppo di vaccini o farmaci contro il Covid-19.

Inoltre, si prevede che la pandemia da coronavirus stimolerà ancora di più l’adozione dell’AI nell’assistenza sanitaria.

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Tuttavia, come tutte le tecnologie, l’intelligenza artificiale non è priva di insidie e rischi ed è per questo che la sua implementazione deve essere accompagnata da una riflessione attenta, che sappia coniugare al meglio la tutela dei diritti umani con l’accesso a una sanità di qualità e sempre più all’avanguardia.

Il supporto dell’AI alla pratica medica

I sistemi dotati di intelligenza artificiale possono aiutare i medici a migliorare le diagnosi, a prevedere la diffusione di malattie e a personalizzare i trattamenti. Ed è proprio nella medicina di precisione – un approccio emergente al trattamento e alla prevenzione delle malattie che tiene conto della variabilità individuale dei geni, dell’ambiente e dello stile di vita al fine di sviluppare cure “su misura” – che questa tecnologia gioca un ruolo fondamentale. Grazie agli algoritmi di machine learning e ai super computer cognitivi in grado di analizzare un’enorme mole di dati clinici, di laboratorio e di immagini, inizia a essere possibile fare diagnosi precoci (e sicuramente più precise) e suggerire al medico le scelte terapeutiche più appropriate per il singolo paziente o identificare una terapia salvavita molto più velocemente rispetto ai metodi tradizionali.

Anche in sala operatoria l’intelligenza artificiale, tramite la chirurgia robotica, fornisce il suo notevole contributo, consentendo ai medici di gestire più efficacemente il proprio lavoro e trascorrere più tempo significativo con i pazienti.

All’istituto Humanitas Mater Domini di Castellanza (Varese), ad esempio, opera – letteralmente – il robot chirurgico ‘da Vinci X’, il primo di questo modello installato in Lombardia, il secondo in Italia. Impiegato in Urologia per il trattamento del tumore alla prostata, aiuta il chirurgo con diversi vantaggi, tra cui minore necessità di trasfusioni, minor dolore post-operatorio, tempi di degenza spesso dimezzati. Tale sistema consente anche il trattamento di tumori al rene e si pensa al suo utilizzo pure per le patologie del colon-retto.

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Un aiuto dall’intelligenza artificiale nella lotta ai tumori

L’oncologia è sicuramente un ambito in cui l’intelligenza artificiale si presenta come una valida alleata. Nella lotta ai tumori, la diagnosi precoce è fondamentale e di solito permette maggiori possibilità di cura, interventi chirurgici meno invasivi e una migliore qualità della vita. Ciò è particolarmente vero per il tumore al seno, in cui la diagnosi precoce consente percentuali di sopravvivenza molto elevate (prossime al 98%). Per questa ragione, esami come la mammografia e l’ecografia mammaria sono fondamentali per individuare la malattia nelle sue fasi iniziali e prima che si diffonda ad altri organi tramite metastasi. Tuttavia, le immagini mammografiche spesso contengono informazioni non visibili a occhio nudo. È qui che entrano in gioco gli algoritmi di intelligenza artificiale, che supportano il medico nell’interpretazione di tali immagini e si dimostrano utili nel ridurre gli errori e nel consentire diagnosi più tempestive.

Di recente, anche l’Istituto di informatica e telematica del Cnr ha realizzato uno studio pubblicato su Scientific Reports, la rivista del gruppo Nature, in cui viene utilizzata l’intelligenza artificiale nella lotta al tumore al seno. Nello specifico i ricercatori del Cnr hanno sviluppato una metodologia basata su nuovi algoritmi di intelligenza artificiale in grado di prevedere con estrema precisione la sopravvivenza della paziente a 5 anni dall’asportazione del tessuto tumorale. Come si legge nel comunicato stampa del Cnr, le misurazioni e le analisi effettuate su un database di sequenze genetiche di esami di biopsie di un gruppo di 2.000 pazienti, grazie all’applicazione dell’intelligenza artificiale indicano una capacità predittiva superiore a quella dei metodi attualmente in uso, con un’accuratezza che si aggira intorno all’80% e in alcuni casi al 90.

Tale metodologia, la cui invenzione è stata oggetto di deposito della domanda di brevetto in Italia, negli Stati Uniti e nella Comunità europea, può fornire un importante contributo alle decisioni cliniche sulla terapia per il tumore al seno e la possibilità di personalizzare la cura con più alte probabilità di sopravvivenza.

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I benefici dell’intelligenza artificiale per i pazienti e il sistema sanitario

Le potenzialità dell’inelligenza sanitaria non si esauriscono qui. I pazienti possono ad esempio ricevere da chatbot o assistenti virtuali, opportunamente addestrati tramite una grande moltitudine di dati, risposte adeguate su determinati sintomi o condizioni di salute. Oppure fruire di app personalizzate che consentono, ad esempio, il monitoraggio a distanza dei parametri vitali o l’aderenza alle terapie, trasformando così e potenziando allo stesso tempo la gestione delle patologie croniche, che rappresentano un’ampia fetta del budget a carico dei sistemi sanitari.

L’intelligenza artificiale può anche essere fondamentale per snellire e rendere più efficiente il settore sanitario. Attraverso la robotica collaborativa, ad esempio, è possibile ridurre il carico di lavoro per il personale ospedaliero, specie per le attività di routine come sanitizzare superfici, dispensare farmaci, ristabilire le scorte del magazzino di reparto, lasciando a disposizione più tempo per lavorare su compiti maggiormente importanti.

La tecnologia intelligente può aiutare anche a migliorare i processi organizzativi e amministrativi all’interno delle strutture sanitarie, semplificando la routine quotidiana delle cure ospedaliere, dalla compilazione di banali lavori cartacei alla pianificazione degli appuntamenti e dei posti letto.

Inoltre, l’uso della realtà aumentata e virtuale potrebbe contribuire anche a un miglioramento dell’attività di riparazione e manutenzione delle apparecchiature medicali da remoto. Alcune aziende del settore del settore stanno sviluppando o hanno già sviluppato sistemi di assistenza tecnica 4.0 al personale presente in loco in grado di fornirgli un supporto a distanza più efficace, tempestivo e di elevata qualità.

Infine, anche in ambito farmaceutico, e si è visto anche nel caso del vaccino anti-Covid, l’intelligenza artificiale presenta numerosi vantaggi: rende più economico, veloce e sicuro il processo di drug discovery. Molte sono le aziende che sottoscrivono partnership con imprese e start-up innovative per sfruttare i vantaggi del machine learning e del deep learning nella ricerca e scoperta di nuovi farmaci (drug discovery) al fine di ottimizzare i tempi.

 

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