In uno studio di dottorato innovativo, l’intelligenza artificiale ( AI ) ha dimostrato la sua eccezionale capacità di distinguere accuratamente le lesioni cutanee maligne da quelle benigne utilizzando l’imaging iperspettrale (HSI). Questo approccio innovativo, guidato dalla laureata in medicina Vivian Lindholm, combina una tecnologia all’avanguardia con l’analisi dell’intelligenza artificiale per rivoluzionare potenzialmente la diagnosi e il trattamento del cancro della pelle.
La sfida crescente del cancro della pelle
I tumori della pelle sono tra le forme di cancro più diffuse e in rapido aumento a livello globale, compresa la Finlandia. I metodi tradizionali per rilevare i tumori della pelle spesso richiedono una formazione specializzata per l’analisi delle immagini, rendendo difficile la diagnosi precoce e la differenziazione accurata tra lesioni benigne e maligne.
La ricerca di Lindholm ha sfruttato la potenza dell'imaging iperspettrale, una tecnica non invasiva che cattura un'ampia gamma di informazioni sulle diverse lunghezze d'onda della luce rispetto alle fotocamere convenzionali. Questa fotocamera iperspettrale ha fornito dati spettrali unici, simili a una “impronta digitale”, per ogni lesione cutanea. A complemento di questi dati c'era un modello 3D che raffigurava la struttura superficiale della lesione cutanea. L’analisi dell’intelligenza artificiale, utilizzando reti neurali, ha elaborato questi dati completi per fornire una diagnosi accurata per ciascuna lesione cutanea.
Lo studio di Lindholm ha valutato l'accuratezza di questo metodo nel differenziare varie condizioni della pelle, tra cui il melanoma, il cancro della pelle dei cheratinociti e le alterazioni precancerose della pelle, da lesioni benigne. Lo studio ha incluso 172 lesioni cutanee e i risultati sono stati notevoli. L'analisi AI successiva all'imaging iperspettrale ha raggiunto un'accuratezza e una sensibilità del 95% per il melanoma, una sensibilità dell'85-100%, un'accuratezza del 92-100% per il cancro della pelle dei cheratinociti e una sensibilità dell'84% e un'accuratezza del 94% per la malattia di Bowen.
Mappatura delle lesioni cutanee per un trattamento preciso
Oltre alla diagnosi accurata, questo approccio innovativo fornisce immagini mappate delle lesioni cutanee. Questa mappatura consente una delineazione più precisa dei confini della lesione, particolarmente utile prima del trattamento chirurgico. Migliorando l’accuratezza della delineazione delle lesioni, questa tecnologia ha il potenziale per aiutare i medici a individuare le lesioni cutanee che richiedono un trattamento in modo più accurato, riducendo così la necessità di biopsie non necessarie e consentendo la diagnosi precoce dei tumori della pelle.
Sebbene questi risultati siano promettenti, Lindholm sottolinea la necessità di ulteriori ricerche e di set di dati più ampi che comprendano tutti i tipi di lesioni cutanee per convalidare e perfezionare il metodo. Questo approccio cauto garantisce che il potenziale di questa tecnologia venga pienamente realizzato e che diventi uno strumento prezioso nella lotta contro il cancro della pelle.
Una nuova alba per i cambiamenti precancerosi della pelle
Diagnosi del cancro della pelle, la ricerca di Lindholm ha esplorato anche i trattamenti per i cambiamenti precancerosi della pelle, noti come cheratosi attiniche. I trattamenti tradizionali, come la terapia fotodinamica (PDT), possono essere efficaci ma spesso dolorosi. Lo studio di Lindholm ha introdotto due nuovi trattamenti PDT laser-assistiti per le cheratosi attiniche sulla testa, offrendo speranza per una migliore esperienza dei pazienti.
Il beneficio più significativo è stato osservato quando si utilizzava il laser frazionato prima della PDT con luce diurna simulata o naturale. Il laser frazionato crea piccoli fori sulla superficie della pelle, migliorando significativamente l'efficacia della PDT con luce diurna. Con questo trattamento combinato, l’86% delle lesioni è migliorato, mentre utilizzando la sola PDT con luce diurna si è ottenuto un miglioramento del 70%. Questo approccio ha dimostrato risultati eccezionali anche per le lesioni spesse, superando l'efficacia della PDT standard.
Ottimizzazione e avanzamenti futuri
Tuttavia, Lindholm sottolinea la necessità di ulteriori ricerche per ottimizzare le impostazioni del laser, migliorando sia l’efficacia che la tolleranza del trattamento. Questi risultati suggeriscono che la combinazione di laser frazionato e PDT potrebbe diventare la scelta primaria per i pazienti con cheratosi attiniche estese o spesse, offrendo un’opzione di trattamento meno dolorosa ma altamente efficace.
La superiorità dell'imaging iperspettrale risiede nella sua capacità di acquisire una grande quantità di dati su diverse lunghezze d'onda della luce, ben oltre le capacità della fotografia convenzionale. Questi dati forniscono informazioni spettrali complete, consentendo un'analisi dettagliata della composizione dell'area cutanea ripresa.
Lo spettro unico di ciascuna lesione cutanea dipende principalmente dai cromofori come la melanina cutanea, l'emoglobina, la bilirubina, l'acqua e il contenuto di grassi. L’enorme quantità di dati generati dall’imaging iperspettrale ha spinto studi recenti a sfruttare i metodi di intelligenza artificiale per l’analisi.