Telemedicina, algoritmi, app, wearable, gamification, intelligenza artificiale e terapie digitali per innovare la gestione della salute

Non solo terapie digitali, ma anche diagnostica, raccolta dati per la ricerca, miglioramento dello stile di vita e della comunicazione con i medici, telemedicina, social media, intelligenza artificiale, wearable (la tecnologia wearable, che significa indossabile, consiste in cose che possono essere indossate, come vestiti, sensori o occhiali, che contengono una tecnologia informatica) e gamification (l'applicazione di elementi del gioco in contesti non legati ad esso, tra cui le applicazioni in sanità). Le terapie digitali sono un ambito in crescita e che potrà rispondere ad alcuni bisogni dei pazienti a cui ancora oggi non si riesce a dare una risposta concreta, ma la tecnologia non si ferma qui. Gli algoritmi, le app, i device potranno aiutare medici e pazienti ad affrontare la malattia sfruttando la tecnologia, a supporto delle medicine classiche o utilizzata in modo indipendente.

Lo scorso aprile la Food and Drud Administration (FDA – l’agenzia regolatoria dei farmaci statunitense) ha approvato uno strumento per la diagnosi di problemi dell’occhio legati al diabete, dimostrando proprio che oltre alle terapie, c’è tutto l’ambito della diagnostica che può beneficiare delle tecnologie avanzate. Anche in questo caso, l’approvazione degli enti è fondamentale per l’applicazione di questi nuovi strumenti alla pratica medica condivisa. L’istituzione della Digital Health Innovation Action Plan delinea gli sforzi della FDA verso questa rivoluzione della medicina digitale. In Europa è stato creato il consorzio Digital Health Europe per supportare la trasformazione verso il digitale della medicina. Inoltre, l’attenzione delle grandi industrie che si occupano di data science e informatica è molto elevata in questo settore: basti pensare all’Apple Watch, che è stato registrato negli Stati Uniti dalla FDA come dispositivo medico e che è in grado di rilevare episodi di fibrillazione atriale grazie alla esecuzione di un elettrocardiogramma a una derivazione. Google ha recentemente acquistato Fitbit per 2,1 miliardi di dollari, Adidas nel 2015 ha acquistato Runtastic (una delle applicazioni maggiormente conosciute da chi pratica il fitness), mentre diverse aziende farmaceutiche stanno investendo nel settore digitale già da qualche anno.

Ad oggi il potenziale di questi strumenti, specialmente per quanto riguarda le terapie digitali, è limitato dalla presenza di una grande quantità di prodotti – basti pensare alle oltre 325.000 app presenti negli app store che appartengono alla sfera del benessere e del fitness, ma che non rientrano nella definizione di terapie - e anche alla mancata organizzazione a livello di incentivi, anche se gli investimenti nel settore hanno avuto un incremento notevole negli ultimi anni. Valutare, comprendere e risolvere questi ostacoli farà in modo di procedere verso una nuova fase della medicina moderna.

La sezione “Digital Health” è realizzata in collaborazione con Eugenio Santoro, Capo del Laboratorio di Informatica Medica del Dipartimento di Salute Pubblica presso l’Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri IRCCS (Milano)

cerotto hi-tech, dipendenze

Uno studio pubblicato su JAMA Psychiatry mostra il potenziale di un dispositivo indossabile nel supportare le persone con problemi di alcolismo e abuso di sostanze durante il recupero

Per chi soffre di dipendenza da alcol o da sostanze, il primo periodo di astensione può essere particolarmente duro, portando con sé forti ripercussioni psicologiche. Un approccio innovativo, non farmacologico, basato su un dispositivo indossabile di ultima generazione, ha dimostrato di poter aiutare a gestire lo stress e ridurre il rischio di ricadute, supportando le persone in questo momento così delicato. Lo strumento, al centro di un lavoro pubblicato a inizio ottobre su JAMA Psychiatry, si applica come un semplice cerotto (o “patch”) ma è un vero concentrato di tecnologia: misura i livelli di stress e interviene con stimoli che inducono a regolare la respirazione, contribuendo a stabilizzare l’umore e a mantenere il controllo.

ai, chirurgia, robot

Molte procedure mediche richiedono l’utilizzo di un ago: oggi l’intelligenza artificiale può assistere il chirurgo, calcolando la traiettoria dell’ago e controllandone il movimento

Il 10% della popolazione mondiale ha paura degli aghi. La preoccupazione cresce soprattutto quando questi strumenti devono raggiungere tessuti e organi profondi, dove anche pochi millimetri di errore possono avere conseguenze gravi. Ci sentiremmo più sicuri sapendo che, dietro l’ago, non c’è solo una mano umana, ma anche una mente “artificiale”? Oggi l’AI può assumere un ruolo cruciale negli interventi chirurgici, supportando o amplificando le capacità del medico. A interrogarsi su questa possibilità è la review di Alterovitz e colleghi, pubblicata su Science Robotics, in cui viene illustrata l’evoluzione della chirurgia robotica con aghi “intelligenti” guidati dall’AI mettendo in luce opportunità e limiti di questa nuova alleanza tra chirurgo e macchina.

ai, batteri, fagi

Un algoritmo di Stanford ha generato i primi genomi completi di batteriofagi: una nuova frontiera della biologia che promette terapie innovative contro l’antibiotico-resistenza

L’intelligenza artificiale (AI) scrive, sotto nostro input, un sacco di cose ogni giorno: dalle mail ai commenti, dai riassunti alle traduzioni. I ricercatori di Stanford e dell’Arc Institute di Palo Alto - guidati da Brian L. Hie e Samuel H. King - hanno fatto un passo in più: hanno sviluppato un modello in grado di scrivere utilizzando un alfabeto diverso, i nucleotidi, le “lettere” con cui è scritto il nostro DNA. Evo è una AI (di cui sono state utilizzate due versioni, Evo1 e Evo2) che tratta il DNA come un linguaggio vero e proprio e che per la prima volta ha proposto e scritto interi genomi di virus funzionanti. Addestrato su milioni di sequenze di batteriofagi, ovvero i virus che infettano i batteri, Evo ha generato centinaia di varianti del fago ΦX174, un noto virus modello nella biologia molecolare. I risultati sono stati pubblicati su bioRxiv e, anche se non sono ancora stati sottoposti a revisione tra pari (peer review), rappresentato un notevole passo avanti.

ai, cancro

Un articolo publicato su Nature Biotechnology propone un cambio di paradigma: una nuova tassonomia dei bersagli da aggredire e più dati aperti

Per decenni, la ricerca contro il cancro ha dovuto fare i conti con un ostacolo insormontabile: una vasta categoria di bersagli tumorali considerati "inattaccabili" dai farmaci esistenti fino a quel momento. Grazie agli ultimi progressi dell'intelligenza artificiale (AI), questa barriera si sta iniziando a sgretolare. La sua capacità di prevedere strutture proteiche, analizzare sistemi biologici complessi e guidare la progettazione di nuove molecole non ha infatti precedenti. Un recente lavoro pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Biotechnology, descrive come l'integrazione tra l'AI e le nuove modalità terapeutiche stia aprendo la strada a un'era di profonda trasformazione.

Uno studio ha testato due diversi modelli di GPT per la selezione dei pazienti in un trial sui tumori della testa e del collo. I risultati sono buoni ma ci sono ancora dei nodi da sciogliere

La selezione dei pazienti per l’arruolamento negli studi clinici è un passaggio cruciale, ma anche uno dei più onerosi: richiede tempo, personale specializzato e un’analisi dettagliata delle cartelle cliniche. Secondo una ricerca statunitense del 2022, fino al 20% delle sperimentazioni affiliate al National Cancer Institute (NCI) fallisce a causa del basso numero di partecipanti. Questo non solo aumenta i costi e ritarda i risultati, ma compromette anche l'affidabilità dei nuovi trattamenti. Un nuovo studio, pubblicato a luglio sulla rivista accademica Machine Learning, ha mostrato che ChatGPT può accelerare lo screening dei pazienti per le sperimentazioni cliniche.

cellula virtuale

I modelli di intelligenza artificiale potrebbero generare cellule virtuali capaci di simulare le risposte ai farmaci, sostituendo in parte gli esperimenti tradizionali e riducendo tempi e costi della ricerca

Nel laboratorio del futuro, i biologi potrebbero usare il mouse più della pipetta e passare più tempo davanti a uno schermo che al bancone. Non perché smetteranno di studiare le cellule, ma perché a supportare – o persino sostituire – gli esperimenti tradizionali potrebbero esserci “repliche virtuali” di queste minuscole unità viventi: modelli creati con l’intelligenza artificiale (AI), capaci di simulare in pochi secondi risposte che oggi richiedono giorni o settimane di lavoro, come l’effetto di un farmaco o di una modifica genetica. Una rivoluzione che promette di accelerare enormemente la ricerca, riducendo costi e tempi. Ma non tutti sono convinti: secondo alcuni scienziati, le cellule virtuali sono ancora lontane dall’essere davvero affidabili – e forse non lo saranno mai del tutto. Un articolo pubblicato a luglio su Nature esplora potenzialità e limiti di questi modelli computerizzati.

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