Ricerche

Sfruttando strumenti di apprendimento automatico, dei ricercatori hanno verificato che i marcatori dell'Alzheimer sulla risonanza magnetica portatile hanno una precisione corrispondente a quella della risonanza magnetica standard

Entro il 2050, circa 139 milioni di persone dovrebbero avere il morbo di Alzheimer (MA) a livello globale. La scansione a risonanza magnetica (MRI) è uno strumento importante per identificare i cambiamenti della struttura cerebrale che precedono il declino cognitivo e la progressione della malattia, però il suo costo ne limita l'uso diffuso.

Un nuovo studio condotto al Massachusetts General Hospital (MGH), dimostra che una macchina per risonanza magnetica semplificata a basso campo magnetico (LF), potenziata con strumenti di apprendimento automatico, eguaglia la risonanza magnetica convenzionale nella misurazione delle caratteristiche del cervello rilevanti per il MA. I risultati, pubblicati su Nature Communications, evidenziano il potenziale della LF-MRI per aiutare a valutare quelli con sintomi cognitivi.

"Per affrontare la sfida sanitaria globale crescente della demenza e la compromissione cognitiva nella popolazione che invecchia, avremo bisogno di strumenti semplici da capezzale che possano aiutare a determinare le cause sottostanti di compromissione cognitiva e informare il trattamento", ha affermato l'autore senior W. Taylor Kimberly MD/PhD, capo della Divisione Cure Neurocritiche nel Dipartimento di Neurologia del MGH. "Per fare ciò, abbiamo riunito un team di ricerca per progettare un approccio della scansione cerebrale incentrato sul paziente atto a migliorare l'accesso e la praticità, ridurre i costi e semplificare le valutazioni cognitive".

Il team di ricerca dietro il progetto includeva ricercatori clinici, fisici MRI, esperti del sistema sanitario e di intelligenza artificiale. Gli investigatori dell'MGH stanno esplorando la LF-MRI da diversi anni in alternativa alla risonanza magnetica tradizionale di alto campo (HF), che fornisce immagini ricche di dettagli e trasversali del corpo, generando potenti campi magnetici. Le macchine HF-MRI sono costose, richiedono centri/suite di scansione dedicati per funzionare e sono spesso assenti da ambienti a basso risorse negli Stati Uniti e in tutto il mondo.

Al contrario, le macchine LF-MRI usano campi magnetici 50 volte più deboli di quelli richiesti per la risonanza magnetica convenzionale, rendendoli più piccoli e portatili, e richiedendo solo una presa elettrica per funzionare, ma hanno anche una qualità minore dell'immagine. Per migliorare tale qualità e rendere più facile usare la LF-MRI in clinica, i ricercatori hanno sfruttato gli strumenti di intelligenza artificiale (AI), creando insiemi di dati artificiali abbinati alle scansioni HF e LF-MRI da persone sane e pazienti con condizioni neurologiche.

Hanno usato questi dati per addestrare un algoritmo che riconosce le caratteristiche rilevanti del MA su LF-MRI, comprese le dimensioni di strutture cerebrali come l'ippocampo (il centro di memoria del cervello) e le regioni di iperintensità della materia bianca (WMH), che possono indicare neurodegenerazione o problemi dei capillari. Quando hanno testato il loro metodo in 54 pazienti con lieve compromissione cognitiva o demenza correlata al MA, le scansioni LF-MRI basate su AI corrispondevano alle misurazioni tradizionali HF-MRI dell'ippocampo e del volume della sostanza bianca.

Il nuovo approccio richiederà l'autorizzazione normativa e nuovi protocolli clinici, ma promette di espandere la neuroscansione in contesti con accesso limitato all'MRI. Oltre a far avanzare la diagnosi di MA, l'LF-MRI può aiutare a semplificare le cure per i pazienti con MA che richiedono il monitoraggio della risonanza magnetica durante il trattamento con i nuovi farmaci di MA. La LF-MRI portatile potrebbe anche essere usata nel pronto soccorso, nei centri sanitari di comunità o nelle unità ambulatoriali, in particolare per i pazienti che hanno sperimentato o sono a rischio di ictus.

"La risonanza magnetica tradizionale non è distribuita uniformemente e non è disponibile per tutti", ha detto Kimberly. “Prevediamo un futuro in cui una persona con difficoltà cognitive che visita un medico di base, geriatra o neurologo può ottenere una scansione del cervello, un esame del sangue e un test cognitivo, il tutto in una singola visita. La tecnologia a basso costo e più facile da implementare può aiutare a fornire informazioni ai medici, proprio al capezzale del paziente".