{"id":4209,"date":"2020-04-15T14:31:44","date_gmt":"2020-04-15T12:31:44","guid":{"rendered":"http:\/\/www.pepite.info\/blog\/?p=4209"},"modified":"2020-04-16T11:50:56","modified_gmt":"2020-04-16T09:50:56","slug":"ingegneri-e-medici-assieme-per-creare-grande-database","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.pepite.info\/blog\/ingegneri-e-medici-assieme-per-creare-grande-database\/","title":{"rendered":"Ingegneri e medici assieme per creare grande database"},"content":{"rendered":"

strutturato su pazienti Covid-19 <\/strong>grazie all\u2019intelligenza artificiale.<\/strong><\/h1>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

Una domanda diretta (\u00abci dai una mano\u00bb?); un insieme di competenze trasversali che mettono a fattor comune Data Science, Intelligenza Artificiale e Medicina clinica; impegno su base assolutamente volontaria; l\u2019entusiasmo di far parte di una comunit\u00e0 che sa di poter fare qualcosa di utile, e di lavorare ad applicazioni di immediata utilit\u00e0. Sono questi gli ingredienti del progetto a cui lavora il team dell\u2019Universit\u00e0 di Bergamo messo in piedi dal professore Fabio Previdi<\/strong>, direttore del Laboratorio Control Systems and Automation<\/a>, per fronteggiare l\u2019emergenza coronavirus anche con l\u2019utilizzo dell\u2019Intelligenza Artificiale. Un progetto nato da una \u201calleanza\u201d tra ricercatori dell\u2019Universit\u00e0 ed equipe mediche dell\u2019Ospedale Papa Giovanni XXIII<\/a>, sulla base di una convenzione gi\u00e0 esistente tra la struttura sanitaria e l\u2019Universit\u00e0 di Bergamo. Cosa si sta provando a realizzare? Un grande database strutturato sul Covid-19 che potr\u00e0 dare molte indicazioni utili, verificare l’efficacia delle terapie in corso e politiche da suggerire alle Istituzioni di governo della sanit\u00e0 sul territorio. E, inoltre, dare indicazioni utili alla comunit\u00e0 scientifica internazionale.<\/p>\n

INGEGNERI E MEDICI: UN\u2019ALLENZA TRA SCIENZIATI<\/strong><\/span><\/h4>\n

Questa \u201csanta alleanza\u201d tra ingegneria elettronica e sanit\u00e0 ce la facciamo raccontare da chi sta dentro il progetto, sul fronte tecnico. Danilo Pau, Technical Director, IEEE e ST Fellow<\/strong> di STMicroelectronics<\/a>, si occupa da sempre \u00abdi ricerca e sviluppo, da alcuni anni in ambito Artificial Intelligence nel gruppo System Research and Application<\/strong>\u00bb dell\u2019azienda, dove \u00e8 entrato da studente gi\u00e0 nel 1991. \u00c8 stato chiamato dai professori Fabio Previdi<\/strong> e Andrea Remuzzi<\/strong> a far parte del gruppo di lavoro dell\u2019universit\u00e0 insieme ad altre persone altamente qualificate \u201creclutate\u201d nel mondo aziendale (Riccardo Sabatini<\/strong>, fondatore di Orionis Biosciences<\/a>, Vincenzo Manzoni<\/strong> e Andrea Rota<\/strong> di Tenaris Dalmine<\/a>, Michele Ermidoro<\/strong> del Consorzio Intellimech<\/a> e Daniele Gamba<\/strong>, fondatore della startup bergamasca AISent<\/a>).<\/p>\n

\"\"\u00abHo conosciuto il professor Previdi presso il suo laboratorio lo scorso dicembre – <\/em>dice Pau<\/strong> –. Abbiamo iniziato a investigare insieme l\u2019utilizzo di AI applicata all\u2019analisi di immagini per il riconoscimento di difetti superficiali in pezzi meccanici, collaborazione tutt\u2019ora attiva tramite una tesi di laurea in ingegneria informatica sul tema dell\u2019AI embedded.\u00bb<\/em><\/p>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/em>\u00abHo chiesto a Danilo di partecipare – <\/em>dice Previdi<\/strong> – in quanto esperto di AI (deep learning in particolare). Danilo metter\u00e0 a disposizione del team le <\/em>sue conoscenze sia nell\u2019analisi di serie temporali (evol<\/em>uzione dei parametri clinici dei pazienti per ottenere una previsione sulla guarigione), sia nell\u2019analisi della diagnostica per immagini (radiografie <\/em>e CT) per correlarle con le analisi istologiche che stanno facendo gli anatomo-patologi insieme ai pneumologi.\u00bb<\/em><\/p><\/blockquote>\n

GLI STEP PER SVILUPPARE UN MODELLO DI AI<\/strong><\/span><\/h4>\n

Come saranno processati i dati che arrivano dall’ospedale?<\/strong> \u00abNel pieno rispetto della privacy<\/em> – spiega Pau – si tratta di un cosiddetto studio retrospettivo. Si vuole rispondere \u201cquantitativamente\u201d ad alcune domande: quali sono i parametri fisiologici pi\u00f9 importanti da monitorare? Quali relazioni causa effetto ci sono tra alcuni esiti patologici e determinati eventi? \u00c8 possibile integrare coerentemente le immagini con l\u2019andamento di altri parametri per quantificare fenomeni ad oggi solo indicati qualitativamente? Quali sono i principali fattori predittivi di guarigione? Quali terapie (e quale evoluzione temporale) hanno una pi\u00f9 elevata correlazione con la guarigione? Molti di questi problemi vanno affrontati con il tipico processo dello sviluppo di modelli di AI<\/em>\u00bb. E quando si sviluppa Intelligenza Artificiale, spiega Pau, \u00abci sono 5 step:<\/em><\/p>\n

    \n
  1. definire il problema<\/em><\/strong>, che tipo di applicazione vogliamo indirizzare;<\/em><\/li>\n
  2. definire la base dati<\/strong>, la parte pi\u00f9 delicata e onerosa, perch\u00e9 deve essere esente da errori (trascrizioni errate o info confuse, cosa che pu\u00f2 capitare quando le annotazioni sono a penna sui tracciati e, ad esempio, devono essere ricopiate nel database digitale);<\/em><\/li>\n
  3. disegnare l\u2019AI<\/strong>, con reti neurali artificiali e algoritmi di machine learning;<\/em><\/li>\n
  4. fare una implementazione<\/strong>, su pc o su altri dispositivi embedded;<\/em><\/li>\n
  5. vedere<\/strong> se questa filiera funziona sul campo e verificare<\/strong> se le performance raggiungono il livello di confidenza e accuratezza che ci siamo prefissi\u00bb<\/em>. Per adesso, aggiunge il ricercatore di ST, \u00absiamo al secondo step e la \u201cpulizia\u201d dei dati provenienti dall\u2019ospedale \u00e8 il primo problema che si \u00e8 dovuto affrontare\u00bb.<\/em><\/li>\n<\/ol>\n

    L\u2019ESEMPIO DI ALAN TURING<\/strong><\/span><\/h4>\n

    Cosa si utilizzer\u00e0 per mappare i dati?<\/strong> \u00abNon so ancora<\/em> \u2013 dice Pau – se utilizzeremo microcontrollori, come quelli che gi\u00e0 usiamo in ST in ambito Internet delle cose o per l\u2019industria, oppure pc o altri dispositivi nel cloud che tipicamente hanno risorse di calcolo e memoria virtualmente illimitati. Per quanto mi riguarda il mio contributo \u00e8 assolutamente volontaristico. ST ci ha sempre lasciato molta libert\u00e0 nella ricerca, ha una grande sensibilit\u00e0 sul fronte sociale e certamente in questo progetto non ci sono aspetti di business. Qui, quello che conta \u00e8 essere parte di questa comunit\u00e0 scientifica. Possono nascere grandi cose, soprattutto quando un progetto nasce da una domanda semplice, come quella fatta dalla moglie, anestesista, al professor Previdi: \u201cCi dai una mano con le tue competenze<\/strong>?\u201d Nella mia esperienza i progetti pi\u00f9 entusiasmanti, creativi, premianti, sono nati da intuizioni personali su base volontaristica, per cui quando ho letto che un medico si era rivolto ad un ingegnere, anche se in famiglia, sollevando un problema scientifico, mi ci sono riconosciuto\u00bb<\/em>.<\/p>\n

    Una domanda semplice pu\u00f2 generare grandi progetti. \u00abUna caratteristica italiana<\/strong>, questa capacit\u00e0 di iniziare con buona volont\u00e0 e poche risorse, ma con un\u2019immaginazione che pu\u00f2 porre domande molto corrette e concrete su cui lavorare e acquisire maggiori competenze<\/em>\u00bb, aggiunge Pau. Che fa l\u2019esempio di Alan Turing, il \u201cpap\u00e0\u201d dell\u2019Intelligenza Artificiale.<\/p>\n

     \u00abNel 1950 l\u2019AI nacque da una domanda semplice: le macchine possono pensare? Turing la riformul\u00f2 dicendo: esiste un computer che pu\u00f2 approssimare e “performare” correttamente nel gioco dell\u2019imitazione? \u00c8 stato l\u2019avvio all\u2019AI. I nostri assistenti virtuali pi\u00f9 comuni su smartphone o a casa sono sintetizzatori vocali che difficilmente riusciamo a distinguere dal parlare umano. \u00c8 questa l\u2019essenza dell\u2019i”mitation game”<\/em>\u00bb.<\/p>\n

    IMPEGNO SOCIALE<\/strong> <\/span><\/h4>\n

    Infine ma non ultimo, c\u2019\u00e8 l\u2019aspetto sociale <\/strong>di questo progetto. \u00abNon solo i carpentieri mettono a disposizione le loro abilit\u00e0 per costruire ospedali in una settimana; non solo le aziende convertono le loro produzioni per fabbricare mascherine, camici e disinfettante. Anche chi si occupa di dati, scienza dell\u2019informazione, \u201cconoscenza\u201d in senso ampio e ingegneria ICT pu\u00f2 dare un contributo cooperando con i medici clinici, quelli che operano sul campo con i pazienti<\/em>\u00bb, rileva con orgoglio Pau. <\/p>\n

    INNOVAZIONE?<\/strong> <\/span><\/h4>\n

    \u00abNon \u00e8 la prima volta che si prova un\u2019analisi retrospettiva su dati clinici usando tecniche di intelligenza artificiale<\/em> – conclude Pau – ma certamente \u00e8 la prima volta che ci si trova a fare un\u2019attivit\u00e0 del genere in emergenza e con la possibilit\u00e0 di dare un contributo significativo nell\u2019immediato<\/em>\u00bb. E infatti, \u00abquesta prima fase del progetto ha un orizzonte temporale di due-tre mesi. Tra un mese dovremmo gi\u00e0 avere i primi risultati. L\u2019idea \u00e8 di pubblicarli molto rapidamente per favorire al massimo la diffusione della conoscenza sul tema. L\u2019obiettivo \u00e8 dare supporto ai medici nel consolidare la conoscenza del fenomeno (in particolare l\u2019interazione virus-ospite e l\u2019efficacia delle terapie), con lo scopo di fornire risultati al resto della comunit\u00e0 scientifica. Ci saranno poi altre attivit\u00e0 che avranno un orizzonte temporale pi\u00f9 lungo. L\u2019Ospedale Papa Giovanni XXIII ha costituito un Covid LAB<\/strong> per sostenere attivit\u00e0 come la nostra e favorire l\u2019interazione tra diversi soggetti sia dentro le mura dell\u2019ospedale sia fuori<\/em>\u00bb.<\/p>\n

    \"\"
    La gigantografia \u201cAngels\u201d,dell’autore Franco Rivolli, nell’ Ospedale Giovanni XXIII di Bergamo<\/figcaption><\/figure>\n

    Di Gianluca Reale<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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