La diagnosi la fa l’intelligenza artificiale grazie al respirometro
Analizzando la composizione chimica del respiro è possibile individuare con un’elevata precisione la presenza di patologie nel nostro organismo
Che la medicina e l’informatica formassero una coppia sempre più stretta è cosa nota da tempo. Quello che pochi immaginavano è che gli sviluppi in questo settore potessero essere così veloci e repentini. Tanto per fare un esempio, tra qualche anno a diagnosticare le malattie potrebbe essere un respirometro a intelligenza artificiale.
Uno studio condotto tra Stati Uniti, Israele, Francia, Lettonia e Cina, infatti, dimostra che dall’analisi chimica del respiro è possibile individuare delle “firme chimiche” di 17 patologie non riconducibili tra loro (cancro ai polmoni, del colon-retto, della testa e del collo, ovarico, della vescica e prostata, del rene e dello stomaco, malattia di Crohn, colite ulcerosa, sindrome del colon irritabile, la malattia di Parkinson, la sclerosi multipla, ipertensione polmonare, preeclampsia e malattia renale cronica). Non che si tratti di un’ipotesi completamente nuova, dal momento che anche gli antichi greci sostenevano una teoria simile, ma ora arriva anche la conferma di questa intuizione con i risultati in una ricerca – capitanata dal professor Hossam Haick dell’Istituto israeliano Technion – pubblicata in questi giorni sulla rivista scientifica ACS Nano.
Come è stata condotta la ricerca con il respirometro
Lo studio ha riguardato oltre 1.400 pazienti tra il gennaio 2011 e il giugno 2014, con il coinvolgimento di 14 dipartimenti in 9 centri medici disseminati in 5 Paesi: Israele, Francia, USA, Lettonia e Cina. I ricercatori hanno testato la composizione chimica dei campioni di aria espirata utilizzando un metodo analitico accettato (spettrometria di massa), che ha permesso una rilevazione quantitativa accurata dei composti chimici contenuti nel respiro. Sono stati identificati 13 componenti chimici, in diverse percentuali, in tutte e 17 le malattie sopracitate.
Fonte foto: American Chemical SocietyGrazie al respiro, il sistema messo a punto dagli scienziati del Technion riconosce 17 differenti patologie
Come funziona la diagnosi fatta dall’intelligenza artificiale
La tecnologia “Artificial Intelligence Nanoarray” consente, in pratica, una diagnosi veloce ed economica e una classificazione delle malattie basata sull’odore emanato dal respiro del paziente. La miscela di gas che fuoriesce dalla nostra bocca è analizzata da speciali sensori collegati a un sistema di intelligenza artificiale che ha il compito di analizzare i dati raccolti. Alcuni dei sensori sono costituiti da strati di nanoparticelle d’oro, mentre altri contengono una rete random di nanotubi di carbonio rivestiti da uno strato organico con lo scopo di rilevare e identificare le varie patologie.
«Ciascuno dei sensori risponde a una vasta gamma di componenti di espirazione» precisa il Prof. Haick e «l’integrazione delle informazioni fornisce dati dettagliati relativi all’unicità delle firme chimiche respiro caratteristiche delle varie malattie.» «Il nostro sistema» continua lo scienziato israeliano «ha rilevato e classificato le diverse patologie con un’accuratezza media del 86%.» Si tratta, insomma, di «una direzione nuova e promettente per la diagnosi e la classificazione delle malattie caratterizzata non solo da una notevole precisione, ma anche dal basso costo e consumo di energia elettrica, miniaturizzazione, comfort e la possibilità di ripetere il test facilmente» conclude il Professor Haick.
Fonte foto: American Chemical SocietyIl merito, però, è soprattutto dell’intelligenza artificiale, capace di analizzare la composizione chimica del respiro e ottenere dati sullo stato di salute della persona.
La “firma chimica” delle malattie
«Proprio come ognuno di noi ha un’impronta digitale unica che ci distingue dagli altri – spiega il prof- Haick – ogni malattia ha una firma chimica che la distingue da altre patologie e da un normale stato di salute. Queste firme costituite da “odori” sono quello che ci permette di individuare le malattie utilizzando la tecnologia – battezzata “artificially intelligent nanoarray” che abbiamo sviluppato» che, all’atto pratico, è stata in grado di confermare l’efficacia clinica di questa innovativa soluzione diagnostica.
(video in apertura tratto da YouTube)
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