Imaging diagnostico: la sostenibilità è innovazione

Parliamo di un mercato in crescita. Il mercato delle immagini diagnostiche aumenterà di valore del 4,18 per cento l’anno dal 2025 al 2030, a quota 60 miliardi di dollari, secondo Mondor Intelligence. Mentre si investe sempre di più, il settore affronta pressioni senza precedenti per ridurre il consumo energetico, ottimizzare l'uso di risorse critiche come l'elio, e conformarsi a normative sempre più stringenti sull'impatto ecologico dei dispositivi. 

Le soluzioni emergenti spaziano dalle risonanze magnetiche a magnete permanente che eliminano la necessità di elio liquido, all'AI che può ridurre sino al 60% i tempi d'esame, fino a modelli di economia circolare per il ricondizionamento delle apparecchiature. 

“Le risonanze magnetiche a magnete permanente (a medio campo, 0,2-0,4 tesla), dove siamo pionieri, rappresentano una svolta ecologica. Non necessitano di elio (mentre una macchina tradizionale ne consuma circa  2mila litri l’anno, ndr.) e riducono del 90% i costi energetici”, spiega Giacomo Pedretti, Marketing Manager di Esaote. 

Queste macchine sono nate per diagnosi muscolo-scheletrica e si differenziano dalle macchine tradizionali ad alto campo con magnete superconduttore (1,5 tesla come standard ospedaliero o 3 tesla per alcune finalità che richiedono maggiore dettaglio ad esempio neuromaging e ricerca avanzata) anche per il loro carattere “sostenibile”. Un approccio sostenibile implica quindi che le macchine tradizionali – che, come si diceva, consumano dieci volte di più e impiegano la risorsa scarsa dell’elio – siano destinate solo agli esami, tipicamente ospedalieri, che le richiedano davvero. Come quelli in oncologia, dove serve altissima risoluzione. 

Nelle cliniche gli esami più diffusi sono invece quelli muscolo scheletrici, per i quali ha più senso un sistema a magnete permanente, in grado di offrire una qualità diagnostica eccellente e bassi costi di esercizio, per soddisfare così le necessità in termini di efficacia diagnostica e costo per esame. In più, con le recenti innovazioni, queste macchine stanno guadagnando terreno anche in neurologia (per pazienti claustrofobici) e in interventistica, grazie a diversi vantaggi: hanno costi di installazione e gestione inferiori rispetto agli scanner superconduttivi, rendendole più accessibili a ospedali e cliniche con budget limitati. Nei Paesi dove l’accesso all’energia è difficile, poi, queste macchine sono la scelta più consona.

”Quando nel 1992 abbiamo realizzato ed introdotto sul mercato il primo sistema di risonanza magnetico aperto” racconta Pedretti “non esisteva al mondo una macchina simile. Eravamo stati guidati nell’ideazione dalla necessità di venire incontro a chi soffriva di claustrofobia e per questo motivo non riusciva a sottoporsi ad un esame in un sistema chiuso (nel cosiddetto “tubo”); per esempio i bambini, per eseguire l’esame nel tubo, vengono spesso anestetizzati per ridurre la claustrofobia; con la macchina aperta, invece, non è più necessario”. 

“Oggi la risonanza magnetica aperta” continua “è uno strumento indispensabile anche per la valutazione delle patologie neurologiche, grazie alla sua capacità di acquisire le immagini dei tessuti sani e dei tessuti con patologie attraverso il contrasto differenziato e, in generale, la RM neurologica a basso campo viene essenzialmente eseguita ai fini dello screening e come prima indagine delle più comuni malattie cerebrali come traumi, cefalea e compromissione cognitiva”.

Le risonanze aperte sono sempre più usate anche per interventistica grazie anche al fatto che non utilizzano radiazioni ionizzanti. 

Come si vede, la sostenibilità ambientale e l’accessibilità alla diagnosi vanno di pari passo, in questo caso. 

In più, la ricerca avanza e promette importanti innovazioni in sostenibilità da qui al 2030.

Il diboruro di magnesio (MgB₂), un superconduttore a temperatura relativamente più alta rispetto ai materiali tradizionali come NbTi e Nb₃Sn, potrebbe ridurre il consumo di elio fino al 70% entro il 2030 nelle tradizionali macchine ad alto campo. Questo è possibile grazie alla minore necessità di raffreddamento criogenico, con la prospettiva di sviluppare sistemi a ciclo chiuso o alternative come il raffreddamento a idrogeno. Inoltre, il MgB₂ è più economico e potrebbe rendere i magneti ad alto campo più accessibili.

Parallelamente, l’impiego del grafene nei magneti permanenti potrebbe aumentare l’intensità di campo fino a 0,5 Tesla, migliorando la qualità delle immagini delle risonanze a medio campo. Grazie alla sua elevata conducibilità e resistenza meccanica, il grafene ridurrebbe il peso e i costi di produzione rispetto ai materiali tradizionali come il neodimio o il samario-cobalto. Questo permetterebbe di estendere l’uso della risonanza magnetica a contesti più ampi, come ambulanze, studi medici e ambienti remoti, dove oggi è limitata.

Entra sempre più in gioco anche l’intelligenza artificiale, con implicazioni che vanno dalla riduzione dei tempi di scansione all’ottimizzazione del consumo energetico e delle risorse.

Uno degli sviluppi più avanzati è l’utilizzo di algoritmi AI-based (deep learning o reti neurali profonde) e di tecniche di signal processing per ricostruzione di dati come la Compressed Sensing. 

Le tecniche di Compressed Sensing permettono di ottenere immagini di alta qualità acquisendo solo una parte dei dati necessari, ricostruendo poi le informazioni mancanti attraverso modelli matematici avanzati. Questo riduce il tempo di scansione del 20-50%, abbattendo i consumi energetici e migliorando il comfort del paziente. Lo confermano studi a partire da Lustig et al. (2008); vedi anche Hirsch et al. (2020) e il più recente (2024) Reducing the Energy Consumption of Magnetic Resonance Imaging and Computed Tomography Scanners: Integrating Ecodesign and Sustainable Operations dell’americano National Renewable Energy Laboratory (NREL).

Le reti neurali profonde, invece, vengono addestrate su enormi dataset di immagini RMN e sono in grado di abbattere i tempi di scansione e parallelamente ricostruire immagini con meno rumore e maggiore dettaglio, rendendo utilizzabili anche scanner a campo magnetico più basso di quelli tradizionali.

Al Congresso ECR di Vienna tenutosi a marzo  2025, Esaote ha presentato una piattaforma AI chiamata "e-SPADES" sviluppata in collaborazione con l'Amsterdam University Medical Center e AIRS Medical, in grado di ridurre il tempo complessivo dell'esame fino al 60% rispetto al tempo di scansione convenzionale, offrendo al contempo una qualità dell'immagine senza precedenti. 

L’intelligenza artificiale è inoltre fondamentale nella post-elaborazione delle immagini, dove migliora la risoluzione, esalta i dettagli anatomici e riduce gli artefatti di movimento, un problema comune nei pazienti pediatrici o con difficoltà a rimanere immobili. Questo è particolarmente utile in neurologia, dove l’AI consente di identificare precocemente lesioni cerebrali, ictus e malattie neurodegenerative con una precisione mai vista prima. Di nuovo, un vantaggio di inclusività e di accessibilità.

Infine, l’intelligenza artificiale sta aprendo la strada all’automazione delle diagnosi, con sistemi in grado di interpretare autonomamente le immagini RMN e fornire ai radiologi un supporto decisionale avanzato. In futuro, questo potrebbe ridurre drasticamente i tempi di refertazione, migliorare l’accuratezza diagnostica e rendere la risonanza magnetica sempre più accessibile anche in contesti con carenza di specialisti.

Le regole in Europa stanno pure spingendo i produttori verso una crescente attenzione alla sostenibilità.

Il Regolamento UE n. 2017/745 sui dispositivi medici (Medical Device Regulation, “MDR”) non solo prevede maggiori requisiti di sicurezza e prestazione ma anche maggiore responsabilità di tutti gli attori facenti parte della catena di fornitura. Questo approccio, combinato con le restrizioni del regolamento REACH sulle sostanze pericolose, sta guidando l'eliminazione progressiva di composti come ftalati, IPA e metalli pesanti dai componenti elettronici. REACH regola la registrazione, valutazione, autorizzazione e restrizione delle sostanze chimiche, imponendo ai produttori l'obbligo di comunicare l'uso di determinate sostanze e di garantire che non presentino rischi per la salute umana o l'ambiente. “Noi abbiamo scelto di sviluppare una  piattaforma di Life Cycle Assessment - LCA  per affrontare in modo efficiente la grande complessità dello scambio di informazioni, puntuali, con la supply chain”, spiega Massimo Polignano, Chief Quality Officer di Esaote.

La direttiva WEEE 2012/19/UE obbliga inoltre i produttori a garantire lo smaltimento corretto del 95% dei materiali nelle apparecchiature a fine vita, spingendo verso design modulari che facilitano riparazioni e aggiornamenti.

La certificazione ISO 14001 sui sistemi di gestione ambientale è adottata da un crescente numero di produttori, mentre iniziative come il "Manifesto per l'imaging molecolare sostenibile" dell’associazione italiana di medicina nucleare e imaging molecolare promuovono l'appropriatezza d'uso attraverso linee guida cliniche validate.

Da citare anche EN 60601, serie di standard internazionali che definiscono i requisiti di base per la sicurezza e le prestazioni essenziali delle apparecchiature elettromedicali, inclusi gli aspetti di compatibilità elettromagnetica e sostenibilità ambientale; EN ISO 14971, che fornisce una guida per l'applicazione della gestione del rischio ai dispositivi medici, aiutando i produttori a identificare e controllare i potenziali rischi associati all'uso dei loro prodotti. Ma anche: IEC62304, riguardante i Software life cycle processes; IEC62366-1 usability engineering, ISO10993 per biocompatibilità.

La transizione verso un imaging medico sostenibile richiede un approccio sistemico che combini innovazione tecnologica, adeguamento normativo e cambiamento culturale, con una stretta collaborazione tra pubblico e privato. 

Mentre soluzioni come l'AI ottimizzata e i magneti permanenti offrono benefici immediati, la vera sfida risiede nel ripensare i modelli organizzativi per bilanciare accessibilità, precisione diagnostica e responsabilità ecologica. L'integrazione di criteri ESG nella strategia aziendale può generare vantaggi competitivi, aprendo la strada a un paradigma dove sostenibilità e progresso medico diventano sinergici anziché antitetici.