“Pace”, il software che sostituisce la TAC. Nuovo studio italiano

Lo sviluppo della ricerca e delle alte tecnologie realizzato dall’INGV trova applicazione anche in molte altre branche della ricerca scientifica. È il caso dello studio “Pipeline for Advanced Contrast Enhancement (PACE) of Chest X-ray in Evaluating COVID-19 Patients by Combining Bidimensional Empirical Mode Decomposition and Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE)” recentemente pubblicato sulla rivista “Sustainability” di MDPI, condotto in collaborazione con l’Università di Messina e l’Università di Catania, per lo sviluppo di un applicativo software chiamato “PACE” prodotto per offrire un importantissimo supporto ai radiologi nella diagnosi e nella cura delle patologie polmonari gravi come quelle causate dal COVID-19.
Infatti, è venuta in aiuto alla diagnostica per immagini applicata ai pazienti affetti da patologie polmonari quella normalmente utilizzata dall’INGV per caratterizzare lo “stato di salute” della crosta terrestre.
“L’analogia tra l’interno della Terra e interno dei polmoni può apparire alquanto audace”, afferma Massimo Chiappini, ricercatore dell’INGV e coautore dell’iniziativa. “Tuttavia questa ricerca nasce proprio dall’intuizione di utilizzare su immagini mediche le stesse tecniche di trattamento delle immagini che utilizziamo normalmente per la rappresentazione del sottosuolo nelle aree soggette a rischio sismico, vulcanico o ambientale”.
È noto infatti che per i pazienti affetti da gravi patologie polmonari come, negli ultimi tempi il COVID-19, la valutazione radiologica di lesioni polmonari è indispensabile sia per il monitoraggio dell’evoluzione della malattia sia per valutare la risposta alle specifiche terapie. Tuttavia, quest’attività è resa complessa dal fatto che i pazienti, specialmente nelle fasi acute della malattia, non sono collaborativi e/o si trovano in terapia intensiva. In tali situazioni, inoltre, i radiogrammi sono effettuati spesso con strumenti radiografici portatili che, spesso, producono immagini artefatte che ne riducono la leggibilità.
Pertanto, il software PACE, sviluppato dal team multidisciplinare dei ricercatori dell’INGV, dell’Università di Messina (guidato dal prof. Giovanni Finocchio del Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche e Scienze della Terra (MIFT) e dal prof. Giuseppe Cicero del Dipartimento di Scienze biomediche, odontoiatriche e delle immagini morfologiche e funzionali) e dell’Università di Catania (guidato dai proff.i Giulio Siracusano e Aurelio La Corte), è stato ideato per risolvere questi problemi di rappresentazione grafica ottimizzando al massimo il contrasto delle immagini radiografiche del torace.
Ad oggi, vista l’urgenza, i medici l’hanno applicato alle immagini raccolte sui pazienti COVID-19 del Policlinico Universitario “G. Martino” di Messina: con PACE è migliorata significativamente la lettura del radiogramma da parte del radiologo. L’algoritmo, infatti, combina lo stato dell’arte di applicativi numerici di elaborazione delle immagini, quali la decomposizione empirica bi-dimensionale, il filtro omomorfico e l’equalizzazione adattiva dell’istogramma in modo opportuno.
“Dal punto di vista clinico” – afferma il prof. Gaeta del Dipartimento di Scienze biomediche, odontoiatriche e delle immagini morfologiche e funzionali dell’Ateneo di Messina, “è stato fondamentale verificare che le informazioni aggiuntive prodotte da PACE fossero reali. Per far questo, sono state effettuate e confrontate congiuntamente le radiografie del torace e quelle delle TAC tradizionali: il grande successo è stato quello di verificare che le lesioni aggiuntive che il software PACE rilevava nelle semplici immagini radiografiche fossero tutte confermate dalle TAC”.
“La ricaduta del software ideato da INGV e dalle Università siciliane è rilevantissima in ambito sociale” afferma Massimo Chiappini. “Tra i vantaggi, infatti, oltre la evidente riduzione dei costi e di tempi derivante dalla non indispensabilità dei macchinari per la TAC per avere identici risultati diagnostici utili, con l’uso di PACE è sufficiente effettuare un solo intervento sul paziente per l’esame radiografico con un minor rischio di diffusione di malattie virali anche tra gli operatori sanitari come nel caso del COVID-19. Inoltre, questa tecnologia offre la possibilità di applicarla anche in condizioni limite dove l’accesso alla diagnostica TAC non è agevole sia per l’alto numero di degenti interessati sia per i costi della macchina stessa che, nelle aree economicamente poco sviluppate, quali l’Africa ed il Sud America, rappresenta una strumentazione proibitiva”.
Dato l’alto interesse riscontrato in ambito medico, tutti i risultati della ricerca sono a stati messi a disposizione della comunità scientifica liberamente

agi
Una mutazione di SARS-CoV-2, chiamata D614G, potrebbe aver aumentato la contagiosità del virus. L’allarmante ipotesi è il risultato di uno studio, pubblicato sulla rivista mBIO, condotto da un gruppo di scienziati dell’Università del Texas ad Austin e dello Houston Methodist Hospital.
La crescita smisurata delle alghe sargassi nell’Oceano Atlantico sta causando danni importanti al turismo e all’ambiente dell’area dei Caraibi.
Interventi di bioingegneria, tra i quali il ripascimento della spiaggia, il ripristino dei cordoni dunali e il dragaggio del porto peschereccio, per mitigare gli effetti dell’erosione e preservare il paesaggio di uno dei tratti più apprezzati e naturalisticamente rilevanti della costa pugliese.
“Con il Premio Mondi Lucani 2020, l’Associazione si proietta verso la III edizione con la consapevolezza che l’iniziativa è un tentativo ben riuscito di fare da ponte tra realtà e soggetti apparentemente lontani. Adesso occorre l’apertura verso “altri mondi” per creare una rete che possa generare Connessioni e Restituzione in una visione molto più ampia che guarda al mentoring e alla creazione di attività d’impresa attraverso il Network di Mondi Lucani”. È questo il bilancio tracciato dall’Associazione Mondi Lucani a conclusione della II edizione del Premio.
Due bandi regionali per coinvolgere le aziende emiliano-romagnole in programmi internazionali di scambio e promozione in ambito sanitario con Boston e Philadelphia, i due principali hub mondiali per le applicazioni della genomica, della terapia cellulare e dei big data applicati alla salute.
È iniziata allo Spallanzani la sperimentazione del vaccino italiano contro il Covid-19. Alle 8.30 è stata inoculata la prima dose al primo dei 90 volontari selezionati. “Il vaccino italiano sarà pubblico e a disposizione di tutti coloro che ne avranno bisogno” ha detto il presidente della Regione Lazio, Nicola Zingaretti, in una conferenza stampa. “La Regione” ha aggiunto “seguirà passo dopo passo il processo di sperimentazione per arrivare prima possibile alla distribuzione del vaccino. Crediamo molto nel vaccino bene comune, per questo abbiamo finanziato questo progetto pubblico. Da oggi inizia una fase storica della ricerca: è un bellissimo traguardo che la scienza e la medicina italiane hanno raggiunto”.
La Cooperazione Italiana ha recentemente approvato un contributo multilaterale per il finanziamento di un programma congiunto di borse di studio per giovani scienziate, scienziati, ricercatrici e ricercatori provenienti dai cosiddetti Paesi meno sviluppati (“Least Developed Countries” – LDCs), nei quali rientrano Lesotho e Madagascar.
Sarebbe possibile creare colonie umane su Marte, e anche sulla Luna, sfruttando le grandi caverne di lava che sono presenti in alcune aree del Pianeta Rosso e anche della Luna. Le caverne sono infatti molto ampie e potrebbero ospitare impianti necessari a supportare la sopravvivenza umana al riparo dalle radiazioni cosmiche. La rivista internazionale Earth-Science Reviews ha pubblicato un documento che offre una panoramica dei tubi di lava (pirrodotti) sulla Terra, fornendo una stima delle dimensioni (maggiori) delle loro controparti lunari e marziane. “Possiamo trovare – spiega Francesco Sauro, speleologo responsabile dei programmi Esa Caves e Pangea e professore al dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali dell’Università di Bologna – tubi di lava sul pianeta Terra, ma anche sul sottosuolo della Luna e di Marte secondo le immagini ad alta risoluzione dei lucernari dei tubi di lava scattate da sonde interplanetarie. La prova di tubi di lava è stata spesso dedotta osservando cavità lineari e sinuose crollano le catene dove si sono fessurate le gallerie. Queste catene di collasso rappresentano porte o finestre ideali per l’esplorazione del sottosuolo. L’espressione morfologica della superficie dei tubi di lava su Marte e Luna è simile alla loro controparte terrestre. Gli speleologi hanno studiato a fondo i tubi di lava sulla Terra nelle Hawaii, nelle Isole Canarie, in Australia e in Islanda”. I ricercatori hanno scoperto che i tubi marziani e lunari sono rispettivamente 100 e 1.000 volte più larghi di quelli sulla Terra, che in genere hanno un diametro compreso tra 10 e 30 metri. La gravità inferiore e il suo effetto sul vulcanismo spiegano queste dimensioni eccezionali (con volumi totali superiori a 1 miliardo di metri cubi sulla Luna). Le agenzie spaziali sono ora interessate alle grotte planetarie e ai tubi di lava, in quanto rappresentano un primo passo verso future esplorazioni della superficie lunare e verso la ricerca della vita (passata o presente) nel sottosuolo di Marte. (AGI)