Uno specialista artificiale per interpretare gli elettroencefalogrammi

  • Massimo Sandal
  • Uniflash
L'accesso ai contenuti di questo sito è riservato agli operatori del settore sanitario italiano L'accesso ai contenuti di questo sito è riservato agli operatori del settore sanitario italiano

Le AI possono interpretare e classificare gli elettroencefalogrammi (EEG), con una accuratezza pari a quella di uno specialista, secondo uno studio multicentrico pubblicato su JAMA Neurology.

Gli EEG sono lo strumento diagnostico primario per la diagnosi delle epilessie, permettendo di classificarle e di distinguerle da altri tipi di eventi neurologici. Interpretarli è però un compito complesso e delicato, dove spesso anche specialisti esperti possono incontrare difficoltà o incertezze. Ciò nonostante, la maggior parte degli EEG è interpretata da medici senza una preparazione specifica nella loro lettura; l’interpretazione errata degli EEG è quindi una delle principali difficoltà nella diagnosi delle epilessie. 

Non stupisce che da tempo si cercassero algoritmi capaci di assistere il medico nell’interpretazione. Gli strumenti informatici finora esistenti però non erano abbastanza accurati e spesso generavano false diagnosi positive. Il modello di intelligenza artificiale SCORE-AI, secondo gli autori dello studio, supera queste limitazioni. È capace di distinguere EEG anomali da quelle normali, e di classificare le anomalie secondo categorie di rilevanza clinica: epilettiformi-focali, epilettiformi-generalizzate, nonepilettiformi-focali e nonepilettiformi-diffuse. SCORE-AI è il primo strumento completamente automatico capace di un’accuratezza paragonabile a quella di uno specialista umano; l’area sotto la curva ROC va da 0.89 nel riconoscimento delle anomalie nonepilettiformi-focali a 0.95 per il riconoscimento degli EEG normali. La concordanza di opinioni nella classificazione tra l’AI e gli esperti è simile alla concordanza tra esperti diversi; SCORE-AI si trova inoltre più spesso d’accordo con il consenso degli esperti di quanto lo facciano i singoli esperti umani. In generale, la performance di SCORE-AI sembra del tutto paragonabile a quella di un buon specialista in carne e ossa.

Per ottenere questo risultato, SCORE-AI è stata istruita su una notevole quantità di dati: 30.493 EEG anonimizzati, da pazienti di età superiore ai 3 mesi, ottenuti dall’ospedale della Università di Haukeland (Bergen, Norvegia) e dal Centro Danese per le Epilessie di Dianalund (Danimarca), valutati e classificati indipendentemente da 17 esperti umani, per minimizzare il bias. Il modello è poi stato validato su un insieme di 9785 EEG dell’ospedale universitario di Oslo (Norvegia), del tutto indipendente da quelli usati per l’addestramento del modello e classificati da un insieme separato di specialisti. 

Gli autori dello studio hanno già integrato l’algoritmo in Natus NeuroWorks, uno dei più diffusi software per l’EEG. In futuro questo dovrebbe permettere ai medici di utilizzare il giudizio dell’AI all’interno di un’interfaccia familiare, senza software aggiuntivi. 

Non significa certo che l’esperienza del medico ora sia obsoleta. Come fanno notare Jonathan K. Kleen ed Elan L. Guterman nell’editoriale che accompagna lo studio su JAMA Neurology, "SCORE-AI non è uno specialista in epilessia, anche se è altrettanto bravo in alcuni compiti. La classificazione delle anomalie in focali o generalizzate e in epilettiformi o non-epilettiformi è utile, ma non esaurisce la varietà dei risultati degli EEG che influiscono sulla diagnosi e il trattamento delle epilessie. Tra questi, ci sono la lateralità, la posizione e l’ampiezza delle scariche epilettiformi. Inoltre SCORE-AI non è stato addestrato per interpretare gli EEG in pazienti in gravi condizioni, o in neonati". Inoltre, proseguono Kleen e Guterman, l’uso di questi strumenti porta a domande non banali: "La performance del modello resterà la stessa in tutti i centri medici in cui verrà usato? Che responsabilità ci si assume qualora il medico non concordi con l'interpretazione dell’AI?" 

Ciò nonostante, l’esistenza di strumenti automatici come SCORE-AI rappresenta un potenziale passo avanti importante per la diagnosi delle epilessie e l’interpretazione degli EEG, che ora potrebbe essere condotta con maggiore accuratezza anche in zone e situazioni dove tuttora scarseggiano medici specificamente addestrati.