Il 2020 è stato un anno come nessun altro. A marzo, il virus COVID-19 si era diffuso in tutto il mondo, colpendo famiglie, aziende e comunità. Molti stanno ancora combattendo la diffusione del virus, che ha introdotto diverse nuove varianti che minacciano le nostre comunità. La velocità con cui il virus si è diffuso ha ritardato la diagnostica del COVID-19 e la comunità sanitaria è alla ricerca di nuovi modi su come la tecnologia possa davvero aiutare in questo momento.
Mentre i paesi hanno affrontato la sfida di scalare i test di COVID-19, AWS ha lanciato l’iniziativa per lo sviluppo diagnostico – Amazon Web Services Diagnostic Development – per aiutare le organizzazioni di tutto il mondo ad applicare la potenza del cloud per accelerare la ricerca e lo sviluppo della diagnostica. Attraverso questa iniziativa, AWS ha impegnato 20 milioni di dollari in crediti di calcolo e competenze personalizzate del team AWS Professional Services per sostenere i clienti che utilizzano AWS per guidare le innovazioni diagnostiche.
Nella prima fase dell’iniziativa, AWS ha aiutato 87 organizzazioni – no profit, istituti di ricerca, startup e grandi aziende – in 17 paesi. Sono stati assegnati 8 milioni di dollari a sostegno di diversi progetti diagnostici, tra cui test molecolari per anticorpi, antigeni e acidi nucleici, immagini diagnostiche, wearables e strumenti di analisi dei dati che utilizzano l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico per rilevare il virus.
Mentre AWS lancia la prossima fase, l’azienda è entusiasta di ampliare la portata dell’iniziativa AWS Diagnostic Development e stanziare i restanti 12 milioni di dollari quest’anno. Dal 12 aprile, sta infatti espandendo la portata a tre nuove aree: 1) rilevamento precoce della malattia per identificare i focolai a livello individuale e di comunità; 2) prognosi per comprendere meglio la diagnosi della malattia; 3) genomica della salute pubblica per sostenere il sequenziamento del genoma virale in tutto il mondo.
AWS darà la priorità ai progetti COVID-19 ma valuterà anche progetti incentrati su altre malattie infettive. Saranno accettate domande fino alla fine dell’anno, dando priorità a quelle ricevute prima del 31 luglio. Le organizzazioni interessate possono fare domanda qui.
“Nell’ultimo anno abbiamo visto innovazioni rivoluzionarie nel modo in cui vengono diagnosticate le malattie, dall’analisi delle immagini a raggi X alimentata dal ML, ai nuovi sviluppi nei test rapidi di alta qualità e diretti al consumatore”, commenta Dr. Vin Gupta, chief medical officer of Amazon’s COVID-19 Response. “Questi cambiamenti continueranno ad evolversi e a migliorare la nostra capacità di rispondere a future epidemie. Abbiamo già visto risultati entusiasmanti dall’iniziativa Diagnostic Development, e non vediamo l’ora di sostenere un utilizzo più diffuso delle tecnologie cloud per consentire alle organizzazioni e alle comunità di identificare e rispondere ancora più velocemente alle future epidemie”.
Accelerare l’innovazione dei clienti
Il Centro Diagnostico Italiano e Bracco Imaging creano un progetto di archivio di immagini open-source
L’iniziativa AWS Diagnostic Development ha accelerato progetti che stanno avendo un impatto diretto sul riconoscimento del COVID-19 e cambiando ciò che è possibile con la diagnostica medica. Questi progetti non solo aiutano la comunità medica a rispondere rapidamente al COVID-19, ma sostengono anche un lavoro importante per molte altre malattie infettive.
Ecco solo alcuni dei progetti finanziati dalla AWS Diagnostic Development Initiative.
Un consorzio di organizzazioni sanitarie e di ricerca guidato da Centro Diagnostico Italiano e da Bracco Imaging ha collaborato per creare l’archivio AIforCOVID Imaging, un repository con quasi 1.000 radiografie del torace e dati clinici in forma anonima di pazienti COVID-19. Le immagini e i dati clinici sono stati analizzati utilizzando tre approcci di ML sviluppati dalle organizzazioni di ricerca ed eseguiti su AWS. Sulla base di queste analisi, il consorzio ha sviluppato un modello che è in grado di prevedere l’esito clinico dei pazienti COVID-19 dalle immagini delle radiografie del torace e dai dati clinici. Tutti i dati raccolti dalla rete AIforCOVID sono disponibili per il download ai membri della comunità scientifica internazionale dal sitoweb del progetto.
“L’imaging radiologico sta rivestendo un ruolo cruciale nella gestione dei pazienti COVID-19 per la diagnosi e la selezione del trattamento. Grazie alla potenza del machine learning fornita dalla tecnologia e dal supporto professionale di AWS, siamo stati in grado di dare rapidamente un senso al vasto volume di dati generati dalla diagnostica per immagini e dalle analisi cliniche”, dichiara Sergio Papa, direttore della diagnostica per immagini e della radiochirurgia stereotassica del Centro Diagnostico Italiano. “Stiamo lavorando per fornire una risorsa pratica che gli ospedali e le organizzazioni di tutto il mondo possono applicare per aumentare la loro conoscenza della malattia, facilitare i loro sforzi diagnostici e migliorare il trattamento dei pazienti”.
“Lavorando con il Centro Diagnostico Italiano e AWS, abbiamo iniziato a esplorare il potenziale dell’applicazione dell’intelligenza artificiale ai dati clinici, e ci siamo resi conto che stiamo appena iniziando a cogliere la portata di questa rivoluzione”, commenta Fabio Tedoldi, direttore ricerca e sviluppo, Bracco Global Business Unit Imaging. “La sanità si sta muovendo rapidamente verso nuove modalità di integrazione e interconnessione dei dati con la pratica clinica e la gestione del paziente”.
Le immagini delle radiografie del torace dei pazienti COVID-19 del progetto AIforCOVID mostrano l’utilizzo della tecnologia per identificare numerose caratteristiche quantitative dalle radiografie del torace per preparare i modelli di ML e dedurre la prognosi dei pazienti COVID-19.
Immagini radiografiche del torace dal progetto AIforCOVID di pazienti COVID-19. I pannelli A e B mostrano pazienti con esito grave, anche se l’ispezione visiva radiologica può suggerire rispettivamente una prognosi grave e lieve. I pannelli C e D mostrano immagini di pazienti con esito lieve, anche se l’ispezione visiva radiologica può suggerire rispettivamente una prognosi grave e lieve.
Immagini radiografiche del torace dal progetto AIforCOVID di pazienti COVID-19, mostra la differenza tra la segmentazione manuale dell’area interessata (verde) rispetto alla segmentazione tecnologica (rosso)
La Stanford University School of Medicine sviluppa un “sistema di allarme” basato su smartwatch per la diagnostica
I ricercatori della Stanford University School of Medicine’s Healthcare Innovation Lab hanno sviluppato un’app per smartwatch progettata per segnalare correttamente i segni del sistema immunitario di una persona che combatte una potenziale infezione da COVID-19. L’app è alimentata da un algoritmo che rileva i cambiamenti nella frequenza cardiaca a riposo di un individuo e il conteggio dei passi. I primi risultati sono promettenti, e una prova pilota ha avvisato con successo gli individui appena infettati già 10 giorni prima che diventassero consapevoli di eventuali sintomi. L’app è entrata nella fase successiva di studio e il team di Stanford sta reclutando utenti con l’obiettivo di raggiungere 10 milioni di partecipanti per aumentare la sua capacità di individuare i segni di COVID-19 in tempo reale. Questo sistema di rilevamento precoce basato su smartwatch è stato realizzato su AWS con il supporto del team AWS Professional Services, che ha collaborato con i ricercatori per aiutare lo studio a scalare la sua pipeline di elaborazione dati.
“Siamo fiduciosi che lo screening in corso utilizzando dispositivi indossabili possa fornire soluzioni diagnostiche scalabili per superare le attuali barriere dei test. Ampliare inoltre l’accesso ai dati a più ricercatori contribuirà a nuove scoperte che miglioreranno la salute umana”, commenta Michael Snyder, Ph.D., professor and chair of genetics for Stanford University’s School of Medicine. “Non vediamo l’ora di superare i confini di ciò che è possibile fare con il cloud”.
Illumina accelera l’identificazione delle mutazioni virali attraverso il sequenziamento di prossima generazione
La genomica sta rivestendo un ruolo fondamentale nella pandemia di COVID-19, e Illumina sta rapidamente guidando l’implementazione della genomica. Il genoma virale della SARS-CoV-2 è stato sequenziato per la prima volta su tecnologia Illumina in Cina e reso pubblico l’11 gennaio 2020. Come parte di una strategia globale per portare soluzioni rapide ai suoi clienti e alla comunità scientifica di tutto il mondo, Illumina ha rilasciato il suo SARS-CoV-2 Data Toolkitnell’aprile 2020. Il toolkit comprende una serie di applicazioni costruite per analizzare i campioni COVID-19 sul suo BaseSpace™ Sequence Hub, che gira su Amazon Elastic Compute Cloud (EC2). Le pipeline di analisi focalizzate nel toolkit sono state messe a disposizione dei ricercatori a costo zero per sei mesi nel 2020. Come risultato, Illumina ha aiutato oltre 800 utenti a elaborare campioni di sequenza virale attraverso le sue diverse app. Quando la sorveglianza genomica è diventata più rilevante verso la fine del 2020, l’uso dell’app DRAGEN COVID Lineage – usata per identificare le mutazioni nel genoma virale – è aumentata rapidamente mentre gli esperti cercano varianti note ed emergenti che potrebbero influenzare le decisioni sulla salute pubblica.
“Attualmente, molti paesi stanno raggiungendo un punto in cui le agenzie di sanità pubblica hanno bisogno di mantenere un catalogo accurato delle varianti nella loro regione, individuare i ceppi emergenti e valutare il potenziale di ogni singolo ceppo di incidere sull’efficacia del vaccino”, commenta Phil Febbo, MD, chief medical officer di Illumina. “I nostri partner e clienti si affidano al sequenziamento di alta qualità e all’analisi dei dati di Illumina per garantire genomi virali accurati e tipizzazione dei ceppi, che richiedono un’elevata potenza di calcolo ed elaborazione. Apprezziamo l’infrastruttura innovativa e scalabile basata sul cloud offerta da AWS che permette una cooperazione cruciale a livello mondiale, un fattore essenziale per vedere la fine di questa pandemia”.
Helix intensifica i test COVID-19 ad alta sensibilità in tutti gli Stati Uniti.
Helix, una startup di genomica che ha costruito la sua intera piattaforma software su AWS, sta rapidamente espandendo l’accesso ai test molecolari COVID-19 ad alta sensibilità con tempi di consegna il giorno successivo per i servizi sanitari, i datori di lavoro, i governi e altre organizzazioni in tutti gli Stati Uniti. Il test Helix® COVID-19 ha ricevuto l’Emergency Use Authorisation da Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti, e l’azienda sta crescendo per elaborare fino a 100.000 test COVID-19 al giorno negli Stati Uniti, diventando così uno dei più grandi laboratori di test COVID-19 della nazione. Helix fornisce una soluzione end-to-end e altamente scalabile per individuare le infezioni attive da COVID-19, consentendo una semplice auto-raccolta di campioni con tamponi nasali e una opzione di raccolta di campioni in loco assistita o non.
“Lavorare con AWS ci ha permesso non solo di creare una soluzione COVID-19 in breve tempo, ma ha anche permesso a Helix di scalare rapidamente per soddisfare un aumento della domanda di test durante lo scorso inverno. L’impatto è stato enorme. Mentre la pandemia peggiorava, siamo stati in grado di sviluppare la soluzione sulla base della tecnologia AWS che ci ha permesso di aiutare migliaia di comunità – milioni di vite – in tutti gli Stati Uniti”, commenta Jim Chou, vice president of engineering at Helix.
