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Costruiamo insieme un pianeta più intelligente
In Mayo Clinic
le immagini si traducono
in diagnosi più rapide.
Panoramica
La sfida
Per rendere l’analisi più accurata, Mayo
Clinic cercava di trasformare il modo
in cui vengono elaborati e interpretati
i risultati degli esami di imaging.
La soluzione
Mayo Clinic ha collaborato con IBM
alla creazione di nuovi, potenti algoritmi
di analisi e alla loro perfetta integrazione
nelle attività di radiologia.
Perché è più intelligente
Gli algoritmi individuano potenziali aree
critiche nelle immagini biomediche
e le contrassegnano secondo la probabilità
di anomalia.
I vantaggi
“Grazie alle immagini che otteniamo
con gli esami radiologici, i medici potranno
disporre di informazioni di maggiore
qualità in tempi più rapidi e approntare
trattamenti migliori per i nostri pazienti.”
– Bradley Erickson, M.D., Ph.D, a capo
del Radiology Informatics Lab di Mayo
Clinic e codirettore dell’MI3C.
La medicina deve alla tecnologia gran parte di suoi progressi.
L’integrazione dell’IT nell’erogazione dei servizi sanitari ha consentito
a medici e ricercatori di fare analisi più approfondite, di vedere ciò
che non poteva essere visto e di comprendere, per esempio, il ruolo
della genetica nel determinare la probabilità di una malattia
e la reazione alle diverse terapie.Tuttavia, il fattore umano rimane
fondamentale in questo campo: non soltanto per dare sicurezza
al paziente e conquistarne la fiducia, ma anche per diagnosticare
i problemi e individuare i trattamenti più efficaci.
Gli esami di imaging sono forse l’esempio migliore di come una
tecnologia avanzata richieda l’intervento umano per realizzare appieno
il suo potenziale. Tecnologie come la tomografia computerizzata
(TC) e la risonanza magnetica (RM) hanno rivoluzionato la medicina
fornendo strumenti estremamente precisi (e non invasivi)
per individuare e diagnosticare anomalie nell’organismo. Ciò avviene
generalmente confrontando esami effettuati in tempi diversi
per rilevare variazioni nella dimensione, o nella localizzazione, di una
massa o di una condizione anomala. Se è vero che questi confronti
non sarebbero possibili senza tecnologie avanzate, l’enorme quantità
di informazioni generate pone una sfida ai radiologi. Nel caso delle
TC per esempio, che producono una serie di immagini in sezione
trasversale, è necessario esaminare ciascuna immagine, operazione
che richiede tempo e precisione. Di fronte a questa sfida, Mayo Clinic,
struttura nota a livello mondiale, ha scorto nell’evolversi
delle tecnologie IT un’opportunità per trasformare le sue tecniche
di diagnostica per immagini.
Verso una medicina sempre più personalizzata.
A sostegno della sua concezione di “medicina personalizzata”,
Mayo Clinic sta integrando i dati clinici e genomici provenienti
da tutte le sue divisioni per sviluppare trattamenti più mirati ed efficaci.
La Clinica ha individuato nel campo delle immagini biomediche
l’opportunità di concretizzare questa concezione, affrontando
un aspetto diverso della cura dei pazienti.
La collaborazione con il Medical Imaging Informatics Innovation
Center (MI3C) ha permesso di coniugare avanzate competenze
informatiche e di elaborazione delle immagini con algoritmi ottimizzati
per un’analisi più rapida e accurata.
Costruiamo insieme un pianeta più intelligente
I vantaggi
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Processi di correzione del movimento
50 volte più rapidi, per consentire
ai radiologi di fornire risultati nell’arco
di minuti, anziché di ore.
Aumento stimato del 25%
nella sensibilità diagnostica
per l’individuazione dell’aneurisma
cerebrale attraverso la segnalazione
delle aree a rischio elevato.
Risultati migliori in termini di cura
del paziente grazie a capacità
diagnostiche potenziate.
Aumento della produttività dei radiologi
attraverso l’integrazione nelle loro
attività dei test di rilevazione.
Possibilità di estendere il modello
analitico ad altre tecniche di acquisizione
immagini, grazie all’approccio
di sviluppo basato su SOA.
Affinché i radiologi siano in grado di individuare le variazioni, anche
impercettibili, che possono essere indice di problemi, è necessario
che le immagini biomediche siano non soltanto più nitide, ma anche
più confrontabili possibile. Per questo sono generalmente necessari
speciali algoritmi, alcuni per correggere le imperfezioni o le distorsioni
causate dal respiro, dal battito cardiaco o dal movimento, altri
per allineare correttamente le immagini quando la posizione
del paziente o le diversità della strumentazione generano una differenza
nell’orientamento dell’immagine. Data la complessità di questi
algoritmi, ci possono volere ore per applicarli e determinare
se le immagini originali siano correggibili elettronicamente;
e se ciò non fosse possibile il paziente dovrebbe essere sottoposto
a nuovi esami.
Poiché alla Mayo Clinic arrivano pazienti da ogni parte del mondo,
si tende a concentrare varie attività (tra cui diversi esami e consulenze
specialistiche) in tempi molto ridotti: è uno dei motivi per cui
la Clinica privilegia la cultura della rapidità e dell’efficienza. Unendo
le loro competenze, Mayo Clinic e IBM hanno modificato gli algoritmi
per la correzione delle immagini in modo da sfruttare al massimo
i vantaggi offerti dalle capacità di calcolo dei server IBM BladeCenter
QS21 Cell Blade, nucleo della soluzione MI3C. Utilizzando Cell
Broadband Engine, una potente architettura di elaborazione sviluppata
da IBM, Sony e Mitsubishi, l’MI3C esegue gli algoritmi 50 volte
più rapidamente, consentendo ai radiologi di interpretare i risultati
nell’arco di alcuni minuti dopo l’esame.
Weaving intelligence into the imaging workflow
Oltre che per accorciare il ciclo di elaborazione delle immagini, Mayo
Clinic ha intravisto l’opportunità di far leva sull’MI3C per migliorare
l’efficacia dei confronti tra immagini e dei processi di analisi effettuati
dai radiologi. Per verificare questa possibilità, Mayo Clinic e IBM
si sono concentrate sul processo manuale e particolarmente complesso
di individuare gli aneurismi cerebrali, i rigonfiamenti anomali delle
arterie nel cervello. Disporre semplicemente della capacità tecnica
per effettuare quest’analisi non era sufficiente. Per ottimizzare
l’efficacia clinica, Mayo e IBM dovevano integrare la “lettura” automatica
nelle attività di radiologia.
Una sanità più intelligente: utilizzare gli algoritmi per aumentare la precisione.
Tecnologia
Dopo l’acquisizione dei risultati degli esami di imaging,
si attiva l’esecuzione degli algoritmi che individuano
e segnalano le aree sospette sulle immagini stesse.
Interconnessa
Gli esami producono immagini migliori, che vengono
perfettamente integrate nelle attività di radiologia per essere
analizzate e interpretate.
Intelligente
Le ulteriori possibilità di analisi offerte dagli algoritmi
migliorano la capacità di individuare sintomatologie nascoste
potenzialmente significative.
Costruiamo insieme un pianeta più intelligente
Componenti della soluzione
Software
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IBM WebSphere® Process Server
IBM DB2® per Linux®, UNIX® e
Windows®
Hardware
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IBM System x®
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IBM BladeCenter® HS20
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IBM System Storage™ DS8100
Services
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IBM Systems and Technology Group
Utilizzando IBM WebSphere Process Server per configurare e dirigere
il flusso operativo, IBM ha collaborato con i radiologi della Mayo Clinic
per pianificare una sequenza di acquisizione immagini che consentisse
ai radiologi di applicare gli algoritmi di rilevazione durante le loro
normali attività, con la strumentazione di sempre. Mayo Clinic
ha scelto l’angiografia a risonanza magnetica (che produce immagini
dei vasi sanguigni nel cervello), ma la soluzione è stata progettata
in modo da essere facilmente configurata per qualsiasi tipo di tecnologia
di imaging. Una volta acquisite, le immagini vengono automaticamente
inviate ai server MI3C, dove gli algoritmi le allineano correttamente
e le analizzano (sulla base di criteri definiti dalla Mayo) per individuare
e segnalare visivamente potenziali aneurismi. I risultati dell’algoritmo
di rilevazione possono quindi essere inviati alla rete PACS (Picture
Archiving System) della Clinica, dove diventano visualizzabili dalla
postazione di lavoro del radiologo. Durante il processo, le immagini
vengono memorizzate su un server dati IBM DB2 per Linux, UNIX
e Windows, mentre la logica del flusso di lavoro è gestita attraverso
server IBM System x e IBM System Storage.
Il risultato è che oggi i radiologi sono in grado di verificare con più
esattezza la loro interpretazione delle immagini dell’angiografia.
Per Mayo Clinic, il vantaggio non risiede nel risparmio in termini
di tempo o costi, ma nel miglioramento dell’accuratezza diagnostica
e dunque della qualità dell’assistenza al paziente. Concretamente,
la soluzione proof-of-concept ha prodotto un tasso di accuratezza
del 95%, a fronte del 70% ottenuto con l’interpretazione manuale
(fonte: “The Detection and Management of Unruptured Intracranial
Aneurysms”, Wardlaw JM, White PM - Brain 2000; 123 (pt2): 205-21).
Sulla scia del successo ottenuto nella rilevazione dell’aneurisma
cerebrale, Mayo Clinic prevede di applicare lo stesso approccio
ad altri esami che richiedono tecniche radiologiche più accurate,
come ad esempio la rilevazione di lesioni mammarie mediante
risonanza magnetica.
La soluzione per l’angiografia a risonanza magnetica è stata pensata
tenendo presente questa flessibilità. Grazie all’approccio SOA
adottato da IBM, tale soluzione impiega infatti un insieme di servizi
Web riutilizzabili che svolgono funzioni specifiche; i flussi di lavoro
principali, gestiti da IBM WebSphere Process Server, ricorrono
a questi servizi quando necessario. Il fatto che la soluzione si affidi
a risorse riutilizzabili renderà più semplice estendere questo modello
di servizio ad altri processi radiologici.
Bradley Erickson, a capo del Radiology Informatics Lab della Mayo
Clinic e codirettore dell’MI3C, vede le iniziative nel campo delle
tecniche di imaging come un rafforzamento dell’attenzione costante
e univoca nel migliorare la cura del paziente: “Grazie alle immagini
che otteniamo con gli esami radiologici, i medici potranno disporre
di informazioni di maggiore qualità in minor tempo, e approntare
trattamenti migliori per i nostri pazienti”.
Per maggiori informazioni
Per maggiori informazioni su come IBM può contribuire
alla trasformazione del business, contattare un rappresentante IBM
o il Business Partner IBM locale.
Per saperne di più:
ibm.com/healthcare
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1 New Orchard Road
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U.S.A.
Prodotto negli Stati Uniti d’America
Ottobre 2009
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La presente storia di successo illustra le modalità di utilizzo dei prodotti IBM
da parte di un cliente IBM. Non è possibile garantire risultati paragonabili.
I riferimenti nella presente pubblicazione a prodotti o servizi IBM non implicano
che IBM intenda metterli a disposizione in tutti i Paesi in cui opera.
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