Da una ricerca realizzata congiuntamente dal Dipartimento di Fisica e di Scienze dell’Informazione (sede di Cesena) dell’Università di Bologna, è nato "Galileo", il primo software made in Italy per automatizzare la consultazione dei referti mammografici. Grazie a questo novità nell’ambito della Computer Aided Detection (CAD), il radiologo è coadiuvato da un occhio informatico nella ricerca all’interno delle mammografie di microcalcificazioni (piccoli depositi di calcio che possono,ma non necessariamente,essere correlati al cancro) e opacità (addensamenti sospetti,da indagare ulteriormente) .
Software simili esistono già da tempo negli Stati Uniti, "ma – precisa Renato Campanini, docente di biofisica delle reti neurali e coordinatore dell’équipe bolognese – noi rispetto agli Usa abbiamo spinto molto sull’apprendimento. Non abbiamo inserito le caratteristiche dei segnali che il programma deve riconoscere, ma abbiamo realizzato algoritmi di apprendimento che, attraverso una support vector machine, hanno permesso al programma di imparare da esempi che gli abbiamo sottoposto". Questi esempi provengono da un database americano contenente sia mammografie di seni sani sia mammografie di seni in cui è stato diagnosticato un tumore. Una parte di questo corpus di dati è stata sottoposto al software per il machine learning. Un’altra parte è stata invece utilizzata per testare il grado di attendibilità della diagnosi automatizzata. "Quando siamo partiti, cinque anni fa, - afferma Campanini – il CAD aveva un’efficienza molto bassa, mentre ora identifichiamo il 95% delle calcificazioni (indicate nel monitor con una cornice rettangolare) e l’85% delle opacità (indicate nel monitor da una cornice circolare). L’obiettivo per il futuro è di aumentare ulteriormente la percentuale di segnali veri rivelati e diminuire il numero dei falsi positivi (ovvero i segnali evidenziati ma che non identificano l’insorgere di una patologia)".
Galileo, attualmente in fase di sperimentazione all’ospedale Maggiore e a Zurigo, è pronto per la commercializzazione. A tal fine è nato uno spin-off accademico, l’Arcadia Lab, che avrà come target le ditte costruttrici di mammografi digitali. La prima di queste è l’Internazionale Medica Scientifica (Ims) con la quale il Dipartimento di Fisica aveva collaborato per la realizzazione del mammografo digitale Giotto.
Molte le tipologie di ricercatori coinvolti nella progettazione di Galileo. I fisici, che hanno una una lunga tradizione nella costruzione di rivelatori per applicazioni mediche. Gli informatici, che hanno curato gli aspetti di software connessi al trattamento dell’immagine. I radiologi che si sono occupati di tutti gli aspetti diagnostici. E l’industria, infine, che è stata chiamata in causa nella realizzazione dei macchinari.
Questo insieme di discipline ruota attorno alla pattern recognition, una disciplina a metà tra l’informatica e la statistica. "E’ in questo ambito – dice Campanini – che abbiamo elaborato algoritmi di apprendimento molto avanzati, coinvolgendo competenze di frontiera". Con risultati che già al momento vanno oltre il perfezionamento di Galileo. In cantiere c’è un progetto europeo per la realizzazione di mammografie attraverso la tomosintesi, tecnica che permette di dare una visione tridimensionale senza aumentare la dose di radiazioni; l’elaborazione di un CAD per la ricerca dei noduli polmonari; in collaborazione con i geofisici, un’applicazione finalizzata alla previsione di fenomeni di eruzione vulcanica e, di nuovo in collaborazione con medici, l’analisi di dati di genetica molecolare con le tecniche di microarray.
Il gruppo del prof. Campanini, costituito da un ricercatore, il dott. Nico Lanconelli, e da assegnisti e borsisti, si divide tra i laboratori di Scienze dell’Informazione di Cesena (dott. Roffilli, Angelini, Benini) e i laboratori del Dipartimento di Fisica (dott. Iampieri, Masotti, Riccardi, Dongiovanni, Petkov, Palermo, Marconi e Procopio).
