L’app sperimentale TBScreen promette di rivoluzionare la diagnosi della tubercolosi senza la necessità di ricorrere a costosi esami di laboratorio o attrezzature sofisticate. A idearla, un gruppo di ricerca composto da ingegneri, informatici, medici ed esperti di malattie infettive dell’Università di Washington a Seattle e del Centro per la ricerca sulle malattie respiratorie del Kenya a Nairobi.
I dati relativi all’app sperimentale sono stati pubblicati Science Advance
Combattere la tubercolosi con TBScreen
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Nel vasto panorama dei device per il self-screening, TBScreen rappresenta una vera e propria rivoluzione.
Come mai? Riesce a riconoscere e identificare i tipi di tosse dal suono che emettono, persino quelli sintomatici della tubercolosi. Prima di addentrarci nella ricerca, utile spendere qualche parola sulla malattia infettiva causata dal batterio Mycobacterium tuberculosis (chiamato comunemente Bacillo di Koch).
La TBC interessa principalmente i polmoni e si manifesta con sintomi come tosse persistente, febbre, perdita di peso e affaticamento. Nonostante i progressi nella medicina moderna, rimane una delle principali cause di malattia e morte evitabile.
Nel 2022, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha riportato statistiche allarmanti a riguardo.
Secondo i dati, la tubercolosi ha colpito ben 10,6 milioni di individui in tutto il mondo, causando la morte di circa 1,4 milioni di persone. Numeri che mettono in evidenza l’entità del problema e l’urgenza di affrontare la diffusione della malattia.
Ma c’è di più…
La pandemia di COVID-19 ha ulteriormente amplificato il problema, spingendo la tubercolosi al secondo posto tra le malattie infettive mortali.
A segnalarlo, Manuja Sharma, ingegnere dell’Università di Washington a Seattle, ideatrice dell’app.
Screening per la diagnosi: dal mare magnum emerge TBScreen
In questo contesto di sfide e necessità, gli sforzi per individuare la tubercolosi in modo rapido ed efficiente sono diventati più urgenti che mai.
I ricercatori hanno dedicato anni alla ricerca di strumenti di screening innovativi.
In particolare, gli studi si sono concentrati nelle regioni del mondo con risorse limitate, dove la malattia colpisce in modo più devastante e le infrastrutture sanitarie sono carenti.
Attualmente, la diagnosi della tubercolosi si basa principalmente su test di laboratorio costosi e complessi, come la coltura dell’espettorato o i test molecolari.
Tuttavia, l’aumento dell’incidenza e della mortalità della malattia ha reso necessaria la ricerca di soluzioni di screening più accessibili ed economiche.
È qui che entra in gioco il team internazionale di ricercatori “visionari” al centro del nostro articolo.
TBScreen l’app che distingue i sibili tipici della Tbc
Ma come può un’app per cellulare individuare i segni nascosti nella tosse, distinguendo tra un semplice raffreddore e una malattia così insidiosa?
Cerchiamo di capire meglio.
Gli esperti hanno utilizzato un approccio di apprendimento automatico per istruire l’app a riconoscere il modello e la frequenza della tosse associata alla tubercolosi o provocata da altri disturbi respiratori.
Cosa non proprio semplice, dal momento che esistono molteplici variabili e sfumature nei tipi di tosse, talvolta impercettibili all’orecchio umano, che l’app deve discernere con precisione.
«Il meccanismo di produzione della tosse varia in base alle proprietà del muco, alla forza dei muscoli respiratori, alla meccanosensibilità, alla chemiosensibilità delle vie aeree e ad altri fattori che determinano diversi suoni della tosse».
A precisarlo Sharma, autrice principale della nuova analisi. In riferimento all’app, aggiunge.
«Abbiamo costruito un progetto di studio con rumore di fondo e variabilità ambientale minimi tra i controlli e i gruppi affetti da tubercolosi per garantire che il modello si adatti alle differenze nelle caratteristiche della tosse piuttosto che al rumore ambientale».
Risultato?
Quando il team ha introdotto l’audio della tosse attraverso diversi microfoni in TBScreen, l’app sperimentale è riuscita a identificare, con una precisione complessiva pari all’82%, la tosse attiva da quella non tubercolare.
Un risultato promettente, soprattutto considerando che l’app è stata testata in condizioni reali, utilizzando il microfono di uno smartphone Pixel.
Inoltre, TBscreen ha dimostrato una maggiore efficacia nel rilevare la tosse di pazienti con cariche batteriche più elevate.
Cosa che lascia intravedere il suo potenziale come strumento di triage per identificare i pazienti gravemente malati.
Focus sull’esperimento
L’esperimento che ha testato la nuova tecnologia di classificazione della tosse è stato condotto in modo meticoloso e dettagliato.
Sotto analisi, un campione impressionante di 33mila colpi di tosse passiva e 1.200 colpi di tosse forzata, provenienti da 149 pazienti affetti da tubercolosi polmonare e 46 pazienti con altre condizioni respiratorie.
«Per studiare le caratteristiche della tosse come classificatore accurato della tubercolosi rispetto alla tosse non correlata alla tubercolosi, abbiamo arruolato adulti con tosse dovuta a tubercolosi polmonare e eziologie non correlate alla tubercolosi a Nairobi, in Kenya», spiegano dal team.
A dirigere lo studio, condotto presso il Kenya Medical Research Institute di Nairobi, il Dr. Videlis Nduba, un esperto di rilievo nell’ambito della ricerca.
Ma vediamo quali istruzioni hanno seguito i partecipanti.
Ognuno di essi, collocato in una stanza tranquilla, una sorta di “sala di registrazione”, doveva attendere l’esordio spontaneo della tosse.
Questa è stata poi registrata per due ore.
Un tale approccio ha permesso ai ricercatori di raccogliere un campione significativo di dati audio sulla tosse, in grado di fornire quadro dettagliato delle variazioni e dei pattern associati alla tubercolosi.
TBScreen: una speranza tecnologica
L’app sperimentale, denominata TBScreen, si presenta come uno strumento rivoluzionario nel campo della diagnosi della tubercolosi. Sebbene attualmente sia in fase di sperimentazione e non ancora pronta per la distribuzione, il suo potenziale nell’identificare la tosse correlata alla tubercolosi in modo rapido e preciso è senza dubbio promettente.
Considerando il crescente numero di casi di tubercolosi in tutto il mondo e la necessità urgente di strumenti diagnostici più accessibili ed efficaci, lo sviluppo dell’app appare insomma una mano santa.
«I nostri risultati supportano la fattibilità dell’utilizzo di un dispositivo di registrazione ampiamente disponibile, gli smartphone, per uno screening della tubercolosi basato sulla tosse presso il punto di cura».
La conclusione di Sharma lascia intendere questa nuova strategia di screening potrebbe rivelarsi utile anche nella diagnosi di altre malattie polmonari.
Prospettive future
L’uso della tosse come possibile indicatore per la diagnosi e il monitoraggio della tubercolosi non è certo una novità nel campo della ricerca medica. Già l’anno scorso, gli scienziati dell’Università della California, a San Francisco, avevano condotto uno studio rivoluzionario sull’utilizzo di un’app per cellulare per monitorare la frequenza della tosse tra i pazienti in cura per la tubercolosi.
Il nuovo studio, condotto in collaborazione con ricercatori in Uganda, Sud Africa, India, Filippine e Vietnam, ha coinvolto regioni del mondo in cui l’incidenza della tubercolosi rimane significativamente elevata.
Adesso non ci resta che attendere fiduciosi.
Fonte
Manuja Sharma et al, TBscreen: Un classificatore passivo della tosse per lo screening della tubercolosi con un set di dati controllato, Science Advances (2024).