L’intelligenza artificiale (IA) ha già plasmato il campo dell’ecocardiografia: due nuovi studi presentati a Chicago alle Scientific Sessions 2024
L’intelligenza artificiale (IA) ha già plasmato il campo dell’ecocardiografia e due nuovi studi presentati a Chicago alle Scientific Sessions 2024 dell’American Heart Association (AHA) evidenziano ulteriori progressi e potenzialità.
L’ecocardiografia è una modalità di imaging cardiaco estremamente comune, utilizzata in un’ampia gamma di pazienti, grazie alla sua economicità, assenza di radiazioni e portabilità. Tuttavia, presenta sfide come la variabilità intraosservatore e la qualità delle immagini, che possono variare tra i pazienti.
Vantaggi per gli ecografisti evidenziati dalla sperimentazione AI-ECHO
Il primo studio randomizzato, AI-ECHO, presentato da Nobuyuki Kagiyama (Juntendo University, Tokyo) ha dimostrato che un flusso di lavoro assistito dall’intelligenza artificiale può migliorare l’efficienza e ridurre l’affaticamento mentale degli ecografisti rispetto alla scansione convenzionale.
Quattro ecografisti hanno eseguito scansioni giornaliere utilizzando sia metodi tradizionali sia un sistema basato su IA (Us2.ai system, Singapore) che calcola automaticamente quasi 70 parametri. Gli ecografisti hanno verificato le misurazioni e hanno controllato e approvato tutti i rapporti.
In un periodo di 38 giorni, gli ecografisti hanno letto 268 scansioni con il metodo tradizionale e 317 con l’IA, riscontrando una riduzione del tempo di esame (da 14,3 a 13,0 minuti) e un aumento del numero di esami giornalieri (da 14,1 a 16,7). L’IA ha inoltre incrementato il numero di parametri ecocardiografici analizzati, da 25 a 85, con una concordanza molto alta tra i valori iniziali dell’IA e quelli del rapporto finale.
Gli ecografisti intervistati hanno affermato che l’assistenza dell’intelligenza artificiale ha ridotto significativamente l’affaticamento mentale e ha evidenziato una tendenza alla riduzione dell’affaticamento fisico, nonostante l’aumento del carico di lavoro.
Kagiyama ha suggerito che questo miglioramento del flusso di lavoro può consentire agli ecografisti di dedicare più tempo a compiti clinicamente arricchenti, aumentando la soddisfazione sul lavoro. Inoltre, i revisori in cieco hanno stabilito che la qualità delle immagini era migliore nei giorni con uso di IA rispetto ai giorni senza uso di IA, probabilmente perché gli ecografisti potevano concentrarsi maggiormente sull’acquisizione delle immagini senza dover misurare i parametri manualmente.
Positiva valutazione dello strumento PanEcho
Il secondo studio, presentato insieme da Rohan Khera e Gregory Holste (Yale School of Medicine, New Haven, USA), ha valutato un nuovo strumento di intelligenza artificiale chiamato PanEcho, progettato per automatizzare completamente l’analisi ecocardiografica.
PanEcho è stato addestrato su 1,2 milioni di video ecocardiografici e valutato in termini di precisione nella lettura di 39 parametri. In 18 attività diagnostiche, PanEcho ha raggiunto un’area mediana sotto la curva caratteristica operativa del ricevitore (AUROC, che misura l’area sotto la curva ROC e quantifica la capacità del modello di distinguere tra le diverse classi) di 0,91, eccellendo particolarmente nella valutazione ventricolare.
Il sistema ha stimato con precisione i parametri ecocardiografici continui, prevedendo la frazione di eiezione del ventricolo sinistro (LVEF) entro il 4% e lo spessore della parete posteriore del ventricolo sinistro entro 1,2 mm in media.
Le prestazioni di PanEcho sono risultate paragonabili ai migliori modelli di intelligenza artificiale esistenti specializzati per singole attività, ma con il vantaggio di eseguire tutte queste attività contemporaneamente. Inoltre, lo strumento ha mantenuto un’alta precisione anche con visualizzazioni limitate, segnalando un potenziale uso per lo screening assistito in contesti point-of-care dove gli ecocardiogrammi completi potrebbero non essere fattibili.
I ricercatori hanno convalidato esternamente PanEcho utilizzando due popolazioni della California, mostrando solide prestazioni in diverse aree geografiche. Questo strumento potrebbe cambiare i flussi di lavoro ecocardiografici, fornendo un nuovo livello di standardizzazione e qualità nei rapporti ecocardiografici e migliorando l’accesso all’analisi ecocardiografica automatizzata.
Uno sguardo sul futuro
L’introduzione dell’IA nell’ecocardiografia potrebbe cambiare radicalmente i flussi di lavoro, sia nei laboratori ecografici standard sia nei contesti point-of-care. Tuttavia, la maggiore implementazione iniziale avverrà probabilmente nei centri accademici, dove le risorse e l’infrastruttura tecnologica sono già avanzate.
L’IA ha il potenziale per migliorare l’efficienza, ridurre il carico di lavoro degli ecografisti e garantire una maggiore qualità e affidabilità dei rapporti ecocardiografici. Sebbene questi strumenti siano promettenti, è importante che medici e amministratori valutino attentamente i costi e l’integrazione di queste tecnologie nella pratica clinica quotidiana.
Fonti:
- Kagiyama N. Artificial intelligence-based automated echocardiographic measurements and the workflow of sonographers: randomized crossover trial (AI-Echo RCT). Presented at: AHA 2024. Chicago.
- Khera R, Holste G. PanEcho: Complete AI-enabled echocardiography interpretation with multi-task deep learning. Presented at: AHA 2024. Chicago.