L’Unità di Radiologia per Medicina Personalizzata, anche denominata in inglese “Advanced Imaging for Personalized Medicine - AI4PM”, nasce dalla collaborazione tra l'Università Vita-Salute San Raffaele e l'IRCCS Ospedale San Raffaele.

L’obiettivo dell’unità è di sottolineare la capacità delle tecnologie di caratterizzare finemente il paziente con la sua specifica condizione patologica, attraverso l’estrazione di biomarker (indicatori utilizzati per rilevare la presenza di una determinata patologia o come risposta per uno specifico trattamento) quantitativi e qualitativi, in grado di guidare un percorso di cura preciso, accurato e personalizzato.

Questa Unità rappresenta il perfetto connubio tra clinica e ricerca; sintesi della massima tecnologia possibile in ambito di imaging radiologico tomografico avanzato. 

Infatti, unisce tecnologie particolarmente all'avanguardia, come la Risonanza Magnetica (MRI) 3 Tesla e la Tomografia Computerizzata (CT) “Photon Counting”, che, unita anche a soluzioni software particolarmente avanzate e a protocolli di scansione e interpretazione altamente innovativi, rappresenta un concentrato unico nel suo genere, in grado di portare l’imaging diagnostico a livelli senza precedenti.

La missione dell’Unità di Radiologia per Medicina Personalizzata è duplice:

• offrire servizi di diagnostica per immagini nel campo della Risonanza Magnetica e della Tomografia Computerizzata con i più elevati standard qualitativi e il massimo dell’accuratezza diagnostica;
• realizzare ricerca scientifica su tecnologie avanzate per identificare, sviluppare e validare nuove metodologie e nuovi biomarker con valore diagnostico e prognostico.

L’Unità rappresenta un centro di imaging radiologico di eccellenza, con valenza clinica e di ricerca. 

Le tecnologie presenti presso questa Unità hanno una diffusione molto limitata e la loro combinazione rappresenta una condizione estremamente rara, che fa dell’Ospedale San Raffaele un istituto particolarmente all’avanguardia nel panorama internazionale dell’imaging.

Grazie a queste tecnologie, combinate con expertise specialistiche di alto profilo, è possibile offrire esami diagnostici innovativi come, ad esempio, la Risonanza Magnetica Total Body (Whole-Body MRI - WB-MRI). 

La WB-MRI è una tecnica diagnostica che permette di visualizzare l'interno del corpo umano, dalla testa ai piedi, in un singolo esame, senza radiazioni ionizzanti, traccianti radioattivi o mezzi di contrasto: una condizione di completa non-invasività e sicurezza. 

Attraverso un approccio multiparametrico, la WB-MRI consente di identificare accuratamente molteplici patologie in una fase precoce, con elevata sensibilità e risoluzione spaziale millimetrica, prima che diventino clinicamente evidenti e, quindi, in una fase in cui il loro trattamento è facilitato e con elevate chance di successo. 

La WB-MRI è utilizzata per la diagnosi precoce di neoplasie in pazienti con predisposizioni genetiche e non e consente, allo stesso tempo, lo studio dei grossi vasi toraco-addominali. Non sostituisce, ma integra i programmi di screening tradizionali per raggiungere il più elevato standard di screening possibile a oggi. La WB-MRI è, inoltre, altamente efficace per la stadiazione e sorveglianza di metastasi, linfomi e mieloma multiplo e viene raccomandata dalle linee guida internazionali per la gestione del mieloma multiplo. 

Presso l'IRCCS Ospedale San Raffaele, la WB-MRI è eseguita con scanner di ultima generazione a 3 Tesla, che combina potenti componenti hardware con software basati su intelligenza artificiale, per garantire esami veloci, in grado di identificare le alterazioni più piccole, con una qualità delle immagini nettamente superiore rispetto agli scanner più diffusi.

La stessa qualità e gli stessi vantaggi vengono garantiti anche negli esami di RM su distretti anatomici specifici come, ad esempio, il cuore, tutti gli organi addominali e pelvici maschili e femminili e le articolazioni. 

L’unità offre una diagnostica di secondo livello estremamente avanzata, con esami multiparametrici e spettrali che includono informazioni dettagliate sia di tipo anatomico sia di tipo funzionale, non disponibili con le strumentazioni convenzionali anche di ultima generazione. 

Ad esempio, grazie alla tecnologia della tomografia computerizzata photon counting, l’esame di TC coronarica o di Angio-TC cuore raggiunge dei livelli di massima accuratezza con esami a Ultra-High Resolution (UHR) capaci di vedere le coronarie e diagnosticare la patologia con “fettine” dello spessore di 0,2 mm. 

Questo tipo di risoluzione può essere utilizzata in qualsiasi distretto anatomico, portando vantaggi nello studio dei vasi in genere, del polmone, degli organi addominali e delle ossa. L’approccio UHR si combina con un approccio spettrale, grazie al quale le immagini di Tomografia Computerizzata acquistano maggiore valore informativo. 

Il tutto si svolge con livelli di esposizione radiante bassi, in alcuni casi sovrapponibile a quella di alcune esposizioni ambientali tipiche della vita comune odierna.

La disponibilità nella stessa sede di tecnologie così avanzate e di competenze mediche all’avanguardia consente di scegliere sempre la metodica diagnostica più accurata e, in alcuni casi, di combinarle per raggiungere l’informazione diagnostica definitiva e più dettagliata a favore del corretto inquadramento del paziente. Tutto ciò consente di offrire la cura sempre più adeguata e personalizzata senza step diagnostici ulteriori. 

Ad esempio, in ambito di diagnostica avanzata delle patologie cardiache e coronariche: l’elevata accuratezza anatomica nella valutazione dei vasi sanguigni, con possibilità di quantificare nel dettaglio le stenosi, valutare la patologia di parete, caratterizzare la composizione delle placche aterosclerotiche, si associa alla possibilità di studiare funzionalmente la perfusione del muscolo cardiaco con elevato dettaglio, in condizioni di riposo e durante stress farmacologico. 

L’obiettivo è di quantificare la riduzione di riserva perfusoria legata a una stenosi coronarica o a una patologia del microcircolo cardiaco di RM cuore con stress. La RM cardiaca raggiunge una precisione diagnostica molto elevata, tale da configurare la RM cardiaca come una “istologia non-invasiva in-vivo”. 

Lo stesso livello si raggiunge negli altri organi e distretti anatomici, a partire da polmone, fegato, pancreas, reni, prostata e tutti gli altri. In casi particolari, gli esami possono essere programmati in sedazione con assistenza anestesiologica.

L’Unità supporta esigenze di ricerca clinica, occupandosi della diagnostica di trial clinici complessi, che richiedono l’acquisizione di biomarker di imaging particolarmente avanzati, soprattutto nell’ambito delle patologie cardiovascolari, oncologiche, neurologiche, immuno-reumatologiche e metaboliche. 

L’Unità rappresenta una piattaforma tecnologica importante per il contributo di Università Vita-Salute San Raffaele al progetto PNC 0000001 D3 4 Health (CUP B83C22006120001) del piano nazionale per gli investimenti complementari al PNRR, finanziato dall’Unione europea - NextGenerationEU, dal titolo “Digital Driven Diagnostics, prognostics and therapeutics for sustainable Health care”, acronimo D34H. 

In particolare, l’Università Vita-Salute San Raffaele è co-leader dello Spoke 2 del progetto, dal titolo “Multilayer platform to support the generation of the Patients’ Digital Twin”, con il Prof. Carlo Tacchetti come PI UniSR. Lo Spoke 2 di D34H si pone l’obiettivo di creare una piattaforma che raccolga dati clinici dei pazienti, sia grezzi che pre-processati, aprendo nuove frontiere nella ricerca medica e supportando la generazione di soluzioni innovative di intelligenza artificiale per la raccolta e l'analisi dei dati sanitari. 

L'analisi di questi dati e la generazione di gruppi di pazienti con parametri fisici e condizioni cliniche simili possono migliorare: 

• la prevenzione e la comprensione delle patologie; 
• le performance diagnostiche; 
• la stratificazione del rischio prognostico;
• la valutazione precoce della risposta clinica ai trattamenti. 

In questa prospettiva, la creazione di Gemelli Digitali rappresentativi di una specifica popolazione di pazienti può fornire uno strumento di ricerca digitale di grande valore per l’avanzamento della medicina. Fra i parametri fondamentali per la caratterizzazione delle patologie e quindi per la creazione di piattaforme di dati e di Gemelli Digitali, ci sono i dati derivati dall’imaging avanzato e questi dati devono provenire da tecnologie estremamente all’avanguardia per poter disegnare strumenti di ricerca che consentano un avanzamento della medicina e che siano attuali per molto tempo. 

Per questo l’Unità di Radiologia per Medicina Personalizzata è stata creata con le tecnologie più avanzate possibili, la cui gestione è affidata a un team multidisciplinare di esperti, diretto dal Prof. Antonio Esposito, Professore Ordinario di Radiologia, e che include oltre a medici radiologi, anche tecnici, ingegneri, computer scientist, infermieri, data manager e altri professionisti.

È in fase di attivazione il progetto AIMOMICS-BANK, che raccoglierà, con lo specifico consenso del singolo paziente, dati integrati derivati dalle immagini radiologiche insieme a dati ambientali, sociali, clinici e laboratoristici dei pazienti arruolati presso l’Unità di di Radiologia per Medicina Personalizzata, oltre che, ove possibile, campioni biologici per analisi di natura genomica, proteomica e metabolomica. Tali dati rappresenteranno una risorsa estremamente preziosa per supportare la creazione di banche dati e gemelli digitali nei campi patologici oggetto di D34H nell’ambito dello Spoke 2.