Ingegneri dell’Università di Waterloo hanno sviluppato un innovativo sistema di imaging potenziato dall’intelligenza artificiale (IA) che mira a trasformare il trattamento del cancro. Sfruttando il potere dell’IA, gli ingegneri hanno migliorato l’accuratezza e la sicurezza della terapia ad ultrasuoni ad alta intensità focalizzata, un trattamento non invasivo del cancro che può distruggere vari tipi di tumori.
La terapia ad ultrasuoni ad alta intensità focalizzata utilizza onde sonore ad alta frequenza per mirare e riscaldare le cellule tumorali, eliminandole efficacemente. Sebbene questa tecnica sia in uso dagli anni ’70 e offra vantaggi come un’invasività minima e un più rapido recupero del paziente, presenta notevoli limitazioni. Una delle sfide è la difficoltà nel controllare con precisione il trattamento, che può danneggiare involontariamente i tessuti sani circostanti il tumore o lasciare parti del tumore non trattate, permettendogli di diffondersi.
Guidati dal leader del progetto Moslem Sadeghi Goughari, un ricercatore associato al Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Meccatronica, il team ha sviluppato un sistema completo che consente il monitoraggio accurato del trattamento in tempo reale. Il sistema combina componenti hardware e software per ottimizzare la precisione e la sicurezza.
Per quanto riguarda l’aspetto hardware, gli ingegneri hanno utilizzato un trasduttore ad ultrasuoni focalizzati per fornire energia ad ultrasuoni all’area bersaglio e hanno utilizzato una sonda di imaging ad ultrasuoni per catturare immagini durante il trattamento. Per garantire un’allineamento preciso tra la sonda e il trasduttore, è stato utilizzato un braccio robotico, consentendo la generazione di immagini accurate durante tutto il trattamento.
Il componente software del sistema incorpora un framework di intelligenza artificiale che analizza rapidamente le immagini ad ultrasuoni scattate prima e dopo ogni applicazione. Il framework di intelligenza artificiale può elaborare sorprendenti 45 fotogrammi di immagini ad ultrasuoni al secondo, rendendolo adatto per il monitoraggio in tempo reale. Entro un impressionante intervallo di 22 millisecondi, il sistema può rilevare con precisione l’estensione della distruzione del tumore con un tasso di precisione impressionante del 93%.
Fornendo ai medici informazioni precise sull’area ablata, il sistema di imaging potenziato dall’IA permette loro di avere un maggiore controllo sul trattamento, garantendo l’eliminazione efficace dei tumori pur salvaguardando i tessuti sani. Questa soluzione innovativa mostra il potenziale dell’IA nel rivoluzionare il trattamento del cancro e getta una solida base per ulteriori progressi.
Domande frequenti (FAQ)
Cos’è la terapia ad ultrasuoni ad alta intensità focalizzata?
La terapia ad ultrasuoni ad alta intensità focalizzata è una tecnica di trattamento non invasiva che utilizza onde sonore ad alta frequenza per distruggere le cellule tumorali senza la necessità di incisioni o interventi chirurgici. È stata utilizzata per trattare vari tipi di cancro, tra cui il cancro alla prostata, al seno e al fegato.
Quali sono i limiti della terapia ad ultrasuoni focalizzata?
Uno dei limiti della terapia ad ultrasuoni focalizzata è la sfida del controllo preciso. Senza un monitoraggio accurato, il trattamento può danneggiare involontariamente i tessuti sani o lasciare parti del tumore non trattate, permettendo al cancro di diffondersi.
Come potenzia il trattamento il sistema di imaging potenziato dall’IA?
Il sistema di imaging potenziato dall’IA consente il monitoraggio in tempo reale del processo di trattamento. Analizzando rapidamente le immagini ad ultrasuoni prima e dopo ogni applicazione, il sistema può rilevare con precisione l’estensione della distruzione del tumore e fornire ai medici informazioni precise, migliorando la loro capacità di controllare il trattamento e ridurre al minimo i danni ai tessuti sani.
Qual è il tasso di precisione del sistema di imaging potenziato dall’IA?
Il sistema di imaging potenziato dall’IA vanta un impressionante tasso di precisione del 93% nel determinare l’estensione della distruzione del tumore. Questo elevato livello di precisione consente ai medici di rilevare con precisione i margini dell’area ablata nell’ordine dei micrometri.