How AI is making it easier to diagnose disease | Pratik Shah

Traduttore: Gabriella Patricola Revisore: Elisabetta Siagri

Computer algorithms today are performing incredible tasks

Oggi, gli algoritmi informatici eseguono compiti incredibili

with high accuracies, at a massive scale, using human-like intelligence.

in modo estremamente accurato, su vasta scala,

simulando l'intelligenza umana.

And this intelligence of computers is often referred to as AI

A questa intelligenza dei computer, ci si riferisce spesso come IA

or artificial intelligence.

o intelligenza artificiale.

AI is poised to make an incredible impact on our lives in the future.

Si ipotizza che l'intelligenza artificiale avrà un ruolo incredibile in futuro.

Today, however, we still face massive challenges

Oggi, comunque, ci troviamo davanti a sfide estremamente impegnative

in detecting and diagnosing several life-threatening illnesses,

nel riconoscere e diagnosticare diverse malattie potenzialmente mortali,

such as infectious diseases and cancer.

come malattie infettive e cancro.

Thousands of patients every year

Migliaia di pazienti ogni anno,

lose their lives due to liver and oral cancer.

muoiono per un tumore al fegato o alla cavità orale.

Our best way to help these patients

Il modo migliore per aiutare questi pazienti

is to perform early detection and diagnoses of these diseases.

è la prevenzione e diagnosi precoce di queste malattie.

So how do we detect these diseases today, and can artificial intelligence help?

Come riconoscerle e qual è il ruolo dell'intelligenza artificiale?

In patients who, unfortunately, are suspected of these diseases,

Se, purtroppo, si sospetta in pazienti l'eventualità di queste malattie,

an expert physician first orders

un medico esperto dapprima prescrive

very expensive medical imaging technologies

esami con tecnologie ad immagini che sono molto costose,

such as fluorescent imaging, CTs, MRIs, to be performed.

come imaging a fluorescenza, tomografia computerizzata,

risonanza magnetica.

Once those images are collected,

Dopo aver raccolto queste immagini,

another expert physician then diagnoses those images and talks to the patient.

uno specialista formula una diagnosi e ne parla con il paziente.

As you can see, this is a very resource-intensive process,

Come potete vedere, questo è un processo molto costoso,

requiring both expert physicians, expensive medical imaging technologies,

poiché richiede sia specialisti, sia tecnologie mediche costose

and is not considered practical for the developing world.

e non è considerato praticabile nei paesi in via di sviluppo.

And in fact, in many industrialized nations, as well.

In realtà, neanche in molte nazioni industrializzate.

So, can we solve this problem using artificial intelligence?

Possiamo risolvere questo problema con l'aiuto dell'intelligenza artificiale?

Today, if I were to use traditional artificial intelligence architectures

Al giorno d'oggi, se dovessimo usare le architetture tradizionali di IA

to solve this problem,

per risolvere questo problema,

I would require 10,000 --

ce ne vorrebbero 10.000.

I repeat, on an order of 10,000 of these very expensive medical images

Ripeto, 10.000 di queste costosissime immagini mediche

first to be generated.

dovrebbero essere prodotte.

After that, I would then go to an expert physician,

In seguito dovremmo consultare uno specialista

who would then analyze those images for me.

per analizzare le immagini.

And using those two pieces of information,

Usando questi due tipi di informazioni,

I can train a standard deep neural network or a deep learning network

posso modellare una rete neurale standard o processo di apprendimento in profondità

to provide patient's diagnosis.

per fornire la diagnosi al paziente.

Similar to the first approach,

Analogamente al primo approccio,

traditional artificial intelligence approaches

gli approcci tradizionali di IA

suffer from the same problem.

riferiscono lo stesso problema.

Large amounts of data, expert physicians and expert medical imaging technologies.

Grande quantità di dati, specialisti e tecnologie mediche ad immagini.

So, can we invent more scalable, effective

Possiamo progettare architetture di intelligenza artificiale

and more valuable artificial intelligence architectures

più scalabili, più efficienti e più utili

to solve these very important problems facing us today?

per risolvere le criticità che stiamo affrontando oggi?

And this is exactly what my group at MIT Media Lab does.

È esattamente quello che facciamo al MIT Media Lab.

We have invented a variety of unorthodox AI architectures

Abbiamo progettato numerose architetture IA non ortodosse

to solve some of the most important challenges facing us today

per risolvere i problemi attuali più preoccupanti

in medical imaging and clinical trials.

nelle tecnologia clinica ad immagini e nel processo clinico.

In the example I shared with you today, we had two goals.

Nell'esempio che vi ho portato oggi, avevamo due obiettivi.

Our first goal was to reduce the number of images

Il primo obiettivo era ridurre il numero di immagini

required to train artificial intelligence algorithms.

richieste nel processo di apprendimento dell'algoritmo IA.

Our second goal -- we were more ambitious,

Per il secondo obiettivo, eravamo più ambiziosi,

we wanted to reduce the use of expensive medical imaging technologies

volevamo ridurre l'utilizzo delle tecnologie mediche più costose

to screen patients.

per lo screening del paziente.

So how did we do it?

Come?

For our first goal,

Per il nostro primo obiettivo,

instead of starting with tens and thousands

invece di partire con decine di migliaia di costosissime immagini,

of these very expensive medical images, like traditional AI,

come con l'IA tradizionale,

we started with a single medical image.

abbiamo iniziato con una singola lastra.

From this image, my team and I figured out a very clever way

Da questa lastra, insieme al mio team ho elaborato un modo molto ingegnoso

to extract billions of information packets.

per estrapolare miliardi di blocchi di informazione.

These information packets included colors, pixels, geometry

Questi blocchi di informazione includevano colori, pixel, relazione

and rendering of the disease on the medical image.

e interpretazione della malattia sulla lastra.

In a sense, we converted one image into billions of training data points,

Pertanto, abbiamo convertito un'immagine in miliardi di punti di apprendimento,

massively reducing the amount of data needed for training.

riducendo enormemente l'ammontare dei dati necessari per l'apprendimento.

For our second goal,

Per il secondo obiettivo,

to reduce the use of expensive medical imaging technologies to screen patients,

ridurre l'uso di tecnologie costose per l'esame clinico dei pazienti,

we started with a standard, white light photograph,

abbiamo cominciato con una fotografia a luce bianca standard,

acquired either from a DSLR camera or a mobile phone, for the patient.

acquisita con una macchina digitale o la fotocamera del cellulare.

Then remember those billions of information packets?

Ricordate quei miliardi di blocchi di informazioni?

We overlaid those from the medical image onto this image,

Sono stati sovrapposti dalla lastra su questa immagine,

creating something that we call a composite image.

creando un'immagine composta.

Much to our surprise, we only required 50 --

Sorprendentemente, ne sono occorse solo 50,

I repeat, only 50 --

ripeto, solo 50

of these composite images to train our algorithms to high efficiencies.

di queste immagini composte per addestrare i nostri algoritmi ad alta efficienza.

To summarize our approach,

Per riassumere,

instead of using 10,000 very expensive medical images,

invece di usare 10.000 lastre molto costose,

we can now train the AI algorithms in an unorthodox way,

possiamo adesso addestrare algoritmi in modo non ortodosso,

using only 50 of these high-resolution, but standard photographs,

usando solo 50 di queste fotografie standard ma ad alta definizione,

acquired from DSLR cameras and mobile phones,

acquisite da macchine digitali o cellulari,

and provide diagnosis.

e formulare diagnosi.

More importantly,

Ancora più importante,

our algorithms can accept, in the future and even right now,

i nostri algoritmi possono accettare, nel futuro ma anche adesso,

some very simple, white light photographs from the patient,

semplici fotografie a luci bianche fatte dal paziente,

instead of expensive medical imaging technologies.

invece di costose tecnologie mediche ad immagine.

I believe that we are poised to enter an era

Penso che stiamo entrando in un'era

where artificial intelligence

dove l'intelligenza artificiale

is going to make an incredible impact on our future.

avrà un incredibile ruolo nel nostro futuro.

And I think that thinking about traditional AI,

Penso che ragionare sull'IA tradizionale,

which is data-rich but application-poor,

che ha molti dati ma poche applicazioni,

we should also continue thinking

implica anche elaborare

about unorthodox artificial intelligence architectures,

architetture IA non ortodosse,

which can accept small amounts of data

che possono lavorare con pochi dati

and solve some of the most important problems facing us today,

e risolvere alcuni dei più gravi problemi di oggi,

especially in health care.

soprattutto in medicina.

Thank you very much.

Vi ringrazio molto.

(Applause)

(Applausi)