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Utilizzo del deep learning per l’ecografia mammaria, un altro successo mondiale

Samsung Electronics possiede un portafoglio molto ampio di prodotti destinati a diversi settori e una cosa che sa fare molto bene è sfruttare le sue numerose tecnologie e la sua vasta esperienza per creare tali prodotti.

01-11-2017

Ad esempio, Samsung ha introdotto gli schermi LCD a colori nei cellulari (2002), inoltre è stata la prima azienda a vendere televisori digitali (allora, nel 1998, le TV avevano solo ingressi analogici). Samsung offre anche stampanti con numerose funzioni di stampa mobile e cloud e una interfaccia che utilizza tablet Android.

Questa filosofia caratterizza anche la divisione Health and Medical Equipment. Qualche anno fa Samsung ha vinto un premio di design per l’interfaccia utente (UI) che utilizza touchscreen per i dispositivi radiologici e che ha rivoluzionato il modo in cui i radiologi interagiscono con le macchine. Quest’anno Samsung ha aggiornato il suo sistema ecografico RS80A with Prestige inserendo nuove funzioni, tra cui ‘S-Detect for Breast’* che applica per la prima volta il deep learning alla diagnosi ecografica per l’analisi delle lesioni mammarie.

Tecnologia di riconoscimento, elaborazione delle immagini e analisi di big data
Tecnologia di riconoscimento, elaborazione delle immagini e analisi di big data

Non esistono molte soluzioni CADx (Computer-Aided Diagnosis) per l’ecografia perché le immagini ecografiche vengono lette in tempo reale ed è molto difficile creare una soluzione in grado di elaborarle abbastanza velocemente. Inoltre le immagini ecografiche presentano un rumore relativamente maggiore e una risoluzione inferiore rispetto ad altri esami di imaging, pertanto sono più difficili da elaborare con precisione.


Da tempo Samsung si occupa dello sviluppo di tecniche avanzate per l’elaborazione delle immagini presso il Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT). L’istituto effettua anche ricerche su nuove tecnologie, tra cui l’elaborazione ad alte prestazioni (HPC), l’analisi di big data e la tecnologia di riconoscimento. L’azienda ha pertanto deciso di introdurre i frutti delle sue intense attività di ricerca e sviluppo in questo settore. La soluzione CADx per ‘S-Detect for Breast’ è un’altra delle numerose tecnologie create dal SAIT che sono state adottate per i prodotti Samsung.

Creazione di un algoritmo basato sul deep learning
Creazione di un algoritmo basato sul deep learning

Per creare un buon sistema di deep learning occorre parecchio hardware innovativo. Ad esempio, il sistema AlphaGo, che ha battuto il giocatore professionista Lee Sedol nel gioco da tavola cinese Go, usa rack di hardware personalizzato dedicato al machine learning . Sarebbe bello poter disporre di questo tipo di potenza di elaborazione per ogni sistema ecografico, ma il costo sarebbe eccessivo.


In alternativa si potrebbero trasmettere le informazioni diagnostiche a un server dedicato che le elabora. Questo modello client/server, tuttavia, pone diversi potenziali problemi relativi alla privacy e alla sicurezza, inoltre comporta diversi vincoli giuridici circa la condivisione delle informazioni sul paziente all’esterno dell’istituto clinico.

Invece di creare apparecchi ecografici o sistemi informatici eccessivamente costosi, Samsung ha optato per la creazione di un algoritmo da utilizzare per ogni singolo apparecchio, basato sull’analisi approfondita di una serie di dati reali anonimi, acquisiti in modo indipendente.


Con la collaborazione di istituti clinici e medici, Samsung ha creato un database di immagini ecografiche del seno anonime, relative a pazienti che hanno dato il loro consenso a tale procedura. In seguito Samsung ha creato un sistema di deep learning, un computer molto potente in grado di elaborare le immagini, e ha trasmesso i dati acquisiti in modo che la macchina potesse imparare ad analizzare meglio le lesioni mammarie.


Grazie a oltre 10.000 immagini e alla pluriennale esperienza di ospedali partner come il Samsung Medical Center , Samsung ha realizzato un algoritmo destinato a individuare le lesioni mammarie, contribuire a determinarne la forma e le dimensioni, indicarne la benignità o malignità e inserire tutte le informazioni in un unico rapporto.

La diagnosi finale e le decisioni in merito rimangono di competenza dei medici, ma grazie a S-Detect for Breast avranno a disposizione tecnologie innovative che li aiuteranno a prendere decisioni migliori in minor tempo.

Uno sguardo al futuro

Il sistema RS80A Prestige non è semplicemente un nuovo apparecchio ecografico, ma un prodotto dell’ingegno di Samsung che presenta diverse tecnologie all’avanguardia per diversi settori. Con questo sistema Samsung intende aiutare i radiologi ad effettuare diagnosi rapide e precise, cercando di evitare l’esecuzione di MRI e biopsie superflue.

Forte dei risultati ottenuti, Samsung continuerà a collaborare con gli istituti clinici con l’obiettivo di migliorare ulteriormente l’algoritmo e di riuscire ad applicare questa tecnologia anche in altri ambiti (es. tiroide, fegato, ecc.). 
Per leggere l’articolo in lingua originale: https://news.samsung.com/global/applying-deep-learning-to-breast-lesion-ultrasound-another-world-first 
Maggiori informazioni sulla divisione Health and Medical Equipment Samsung su: http://www.samsung.com/global/business/healthcare 

* Aggiornato per spiegare il ruolo svolto dal Samsung Advanced Institute of Technology nel progetto.