Dal monitoraggio dei territori sismici e vulcanici alle terapie mediche: ecco PACE il software che sostituisce la TAC
Attraverso la rielaborazione di un software nato per il monitoraggio della crosta terrestre, i ricercatori sono giunti a svilupparne un tipo in grado di rielaborare le immagini delle radiografie in immagini TAC.
www.ingv.it
Lo sviluppo della ricerca e delle alte tecnologie realizzato dallโINGV trova applicazione anche in molte altre branche della ricerca scientifica. ร il caso dello studio โPipeline for Advanced Contrast Enhancement (PACE) of Chest X-ray in Evaluating COVID-19 Patients by Combining Bidimensional Empirical Mode Decomposition and Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE)โ recentemente pubblicato sulla rivista โSustainabilityโ di MDPI, condotto in collaborazione con lโUniversitร di Messina e lโUniversitร di Catania, per lo sviluppo di un applicativo software chiamato โPACEโ prodotto per offrire un importantissimo supporto ai radiologi nella diagnosi e nella cura delle patologie polmonari gravi come quelle causate dal COVID-19.
Infatti, รจ venuta in aiuto alla diagnostica per immagini applicata ai pazienti affetti da patologie polmonari quella normalmente utilizzata dallโINGV per caratterizzare lo โstato di saluteโ della crosta terrestre.
โLโanalogia tra lโinterno della Terra e interno dei polmoni puรฒ apparire alquanto audaceโ, afferma Massimo Chiappini, ricercatore dellโINGV e coautore dell’iniziativa. โTuttavia questa ricerca nasce proprio dallโintuizione di utilizzare su immagini mediche le stesse tecniche di trattamento delle immagini che utilizziamo normalmente per la rappresentazione del sottosuolo nelle aree soggette a rischio sismico, vulcanico o ambientaleโ.
ร noto infatti che per i pazienti affetti da gravi patologie polmonari come, negli ultimi tempi il COVID-19, la valutazione radiologica di lesioni polmonari รจ indispensabile sia per il monitoraggio dellโevoluzione della malattia sia per valutare la risposta alle specifiche terapie. Tuttavia, questโattivitร รจ resa complessa dal fatto che i pazienti, specialmente nelle fasi acute della malattia, non sono collaborativi e/o si trovano in terapia intensiva. In tali situazioni, inoltre, i radiogrammi sono effettuati spesso con strumenti radiografici portatili che, spesso, producono immagini artefatte che ne riducono la leggibilitร .
Pertanto, il software PACE, sviluppato dal team multidisciplinare dei ricercatori dellโINGV, dellโUniversitร di Messina (guidato dal prof. Giovanni Finocchio del Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche e Scienze della Terra (MIFT) e dal prof. Giuseppe Cicero del Dipartimento di Scienze biomediche, odontoiatriche e delle immagini morfologiche e funzionali) e dellโUniversitร di Catania (guidato dai proff.i Giulio Siracusano e Aurelio La Corte), รจ stato ideato per risolvere questi problemi di rappresentazione grafica ottimizzando al massimo il contrasto delle immagini radiografiche del torace.
Ad oggi, vista lโurgenza, i medici lโhanno applicato alle immagini raccolte sui pazienti COVID-19 del Policlinico Universitario โG. Martinoโ di Messina: con PACE รจ migliorata significativamente la lettura del radiogramma da parte del radiologo. Lโalgoritmo, infatti, combina lo stato dellโarte di applicativi numerici di elaborazione delle immagini, quali la decomposizione empirica bi-dimensionale, il filtro omomorfico e lโequalizzazione adattiva dell’istogramma in modo opportuno.
โDal punto di vista clinicoโ – afferma il prof. Gaeta del Dipartimento di Scienze biomediche, odontoiatriche e delle immagini morfologiche e funzionali dellโAteneo di Messina, โรจ stato fondamentale verificare che le informazioni aggiuntive prodotte da PACE fossero reali. Per far questo, sono state effettuate e confrontate congiuntamente le radiografie del torace e quelle delle TAC tradizionali: il grande successo รจ stato quello di verificare che le lesioni aggiuntive che il software PACE rilevava nelle semplici immagini radiografiche fossero tutte confermate dalle TACโ.
โLa ricaduta del software ideato da INGV e dalle Universitร siciliane รจ rilevantissima in ambito socialeโ afferma Massimo Chiappini. โTra i vantaggi, infatti, oltre la evidente riduzione dei costi e di tempi derivante dalla non indispensabilitร dei macchinari per la TAC per avere identici risultati diagnostici utili, con lโuso di PACE รจ sufficiente effettuare un solo intervento sul paziente per lโesame radiografico con un minor rischio di diffusione di malattie virali anche tra gli operatori sanitari come nel caso del COVID-19. Inoltre, questa tecnologia offre la possibilitร di applicarla anche in condizioni limite dove lโaccesso alla diagnostica TAC non รจ agevole sia per lโalto numero di degenti interessati sia per i costi della macchina stessa che, nelle aree economicamente poco sviluppate, quali lโAfrica ed il Sud America, rappresenta una strumentazione proibitivaโ.
Dato lโalto interesse riscontrato in ambito medico, tutti i risultati della ricerca sono a stati messi a disposizione della comunitร scientifica liberamente.
