L'Intelligenza Artificiale nelle tecnologie biomediche per le Neuroscienze: il ruolo del Servizio di Ingegneria Clinica

The task of the Clinical Engineering Service of the IRCCS Foundation Neurological Institute “Carlo Besta” of Milan is to manage the biomedical instrumentation, from entry to disposal. The introduction of new technologies with Artificial Intelligence (AI) applications requires the Clinical Engineering Service to identify ad hoc evaluation criteria in the tender procedures for their supply. In order to identify the criteria to be included in a specific technical sheet, a review of the literature was carried out from which to identify the main characteristics and critical issues related to the development and use of these applications, in the field of Neuroscience. The review revealed that AI applications evolve within a heterogeneous framework in which it is necessary to consider the development characteristics of AI algorithms, explainability, data harmonization, risk assessment, aspects related to privacy, security, ethical and legal issues, IT infrastructure for data storage, interoperability, maintenance of the application through updates, different regulatory frameworks and costs. AI technologies in use in the context of Neurosciences were also identified: software for image processing (Magnetic Resonance Imaging, Computerized Tomographs and ultrasound scans), for the recognition of lesions or neurodegenerative pathologies; wearable devices for the processing of signals derived from patient monitoring through wireless sensors with the aim of generating alerts in order to prevent epileptic seizures or events linked to neurodegenerative diseases; the Electronic Medical Record with the aim of predicting pathologies identified from the patient's archived data; laboratory equipment that analyzes genome sequences in the field of omics sciences in order to reconstruct the sequences with greater precision, identifying the associated pathologies. In this context, a questionnaire was prepared and administered to the suppliers and producers of these technologies. The responses received were analyzed and the questions that could identify technical-qualitative evaluation criteria were consequently selected. A technical evaluation form was therefore prepared by selecting both generic and specific questions, depending on the technology of interest. Although the framework is constantly evolving, it is possible to determine fixed points that can really allow a Clinical Engineering Service to carry out the evaluation activities and commissioning of these technologies considering their entire life cycle.

Il compito del Servizio di Ingegneria Clinica della Fondazione IRCCS Istituto Neurologico “Carlo Besta” di Milano è quello di gestire la strumentazione biomedica, dalle modalità di ingresso alla dismissione. L’introduzione di nuove tecnologie con applicazioni di Intelligenza Artificiale (IA) prevede che il Servizio di Ingegneria Clinica individui dei criteri di valutazione ad hoc nelle procedure di gara per la loro fornitura. Al fine di identificare i criteri da inserire in una scheda tecnica specifica, è stata effettuata una revisione della letteratura da cui individuare le caratteristiche principali e le criticità legate allo sviluppo e all’utilizzo di queste applicazioni, nell’ambito delle Neuroscienze. Dalla revisione è emerso che le applicazioni di IA evolvono all’interno di un quadro eterogeneo in cui è necessario considerare le caratteristiche di sviluppo degli algoritmi di IA, la spiegabilità, l’armonizzazione dei dati, la valutazione del rischio, gli aspetti legati alla privacy, alla sicurezza, ai problemi etici e legali, all’infrastruttura informatica per l’archiviazione del dato, all’interoperabilità, al mantenimento dell’applicazione tramite aggiornamenti, a diversi quadri normativi e costi. Sono state inoltre individuate le tecnologie con IA in uso nel contesto delle Neuroscienze: software per l’elaborazione delle immagini (Risonanze Magnetiche, Tomografi Computerizzati ed ecotomografi), per il riconoscimento di lesioni o di patologie neurodegenerative; dispositivi indossabili per l’elaborazione di segnali derivati dal monitoraggio del paziente attraverso sensori wireless con lo scopo di generare degli alert al fine di prevenire crisi epilettiche o eventi legati a patologie neurodegenerative; la Cartella Clinica Elettronica con lo scopo di predire patologie individuate dai dati archiviati del paziente; apparecchiature da laboratorio che analizzano le sequenze del genoma nel campo delle scienze omiche al fine di ricostruire le sequenze con maggiore precisione individuando le patologie annesse. In questo contesto è stato predisposto un questionario somministrato ai fornitori e produttori di queste tecnologie. Sono state analizzate le risposte ricevute e di conseguenza selezionate le domande che potessero identificare dei criteri di valutazione tecnico qualitativi. È stata dunque predisposta una scheda di valutazione tecnica selezionando domande sia generiche che specifiche, a seconda della tecnologia di interesse. Nonostante il quadro sia in continua evoluzione, è possibile determinare dei punti fermi che possono realmente consentire a un Servizio di Ingegneria Clinica di svolgere le attività di valutazione e la messa in servizio di queste tecnologie considerando tutto il loro ciclo di vita.