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KAIROS

Il gemello digitale farmacocinetico per un dosaggio più sicuro.

KAIROS è un gemello digitale farmacocinetico del paziente: fonde profilo genomico, anatomia e modello del farmaco per stimare esposizione, tossicità ed efficacia prima della somministrazione. Cambi la dose o una variante e vedi spostarsi la finestra terapeutica in tempo reale, sul paziente virtuale invece che su quello reale. È uno strumento di ricerca e supporto alla decisione, non un dispositivo medico.

<4 h SIMULAZIONE END-TO-END PER PAZIENTE0.91 DICE SCORE SEGMENTAZIONE VASCOLARE92% CONCORDANZA IN-SILICOMODALITÀ CONSULENTE · SOLA LETTURA<4 h SIMULAZIONE END-TO-END PER PAZIENTE0.91 DICE SCORE SEGMENTAZIONE VASCOLARE92% CONCORDANZA IN-SILICOMODALITÀ CONSULENTE · SOLA LETTURA
01In cifreDATI DI CAMPO
<4 h
simulazione end-to-end per paziente
0.91
Dice score segmentazione vascolare
92%
concordanza in-silico
02Il problema

La finestra terapeutica si scopre spesso sul paziente.

Molte terapie ad alto rischio, a partire dalla chemioterapia, vengono tarate per tentativi: una dose sbagliata significa tossicità grave o sotto-trattamento. I dati per fare di meglio esistono già, sequenziamento genomico, imaging ad alta risoluzione, modelli cinetici, ma restano in silos separati, mai integrati in un modello predittivo unico. Manca l'infrastruttura che li faccia dialogare su un solo grafo computazionale.

03Cosa fa04
01

Simulazione della finestra terapeutica

Stima esposizione, tossicità ed efficacia per una dose data e visualizza come si sposta il rischio al variare del regime.

02

Motore farmacocinetico paziente-specifico

Mappa varianti SNP e CNV su un modello cinetico calibrato per singolo paziente, non su una media di popolazione.

03

Anatomia da imaging

Una segmentazione 3D ricostruisce la mesh vascolare dai DICOM, così la simulazione gira sull'anatomia reale del paziente.

04

Tempi compatibili con la ricerca clinica

Una pipeline a grafo parallelizza ingestione, segmentazione e solver CFD, portando la simulazione end-to-end da ore-giorno a poche ore.

04Come funziona04 PASSI
01

Acquisisci

Sequenza genomica, imaging DICOM e parametri del farmaco entrano nella pipeline.

02

Ricostruisci

La segmentazione 3D genera la mesh vascolare del paziente dall'imaging.

03

Simula

Il solver CFD e il motore farmacocinetico calcolano esposizione e distribuzione del farmaco.

04

Esplora

Il clinico varia dose e ipotesi e legge lo spostamento di rischio ed efficacia.

05Architettura

KAIROS è una pipeline a grafo diretto che porta genomica, imaging e modello del farmaco su un unico grafo computazionale. Ingestione, ricostruzione anatomica, simulazione ed esplorazione sono stadi parallelizzati, così una simulazione end-to-end che richiedeva un giorno scende a poche ore. È uno strumento di ricerca e supporto alla decisione, non un dispositivo medico.

01Ingestione multi-fonteSequenza genomica (WGS e pannelli), imaging DICOM dai PACS ospedalieri e parametri del farmaco entrano nella pipeline, orchestrati da Nextflow con provenienza tracciata per ogni input.
02Ricostruzione anatomicaUna segmentazione 3D in PyTorch3D, accelerata con NVIDIA Clara, ricostruisce la mesh vascolare del paziente dai DICOM, così la simulazione gira sull'anatomia reale e non su un modello medio.
03Solver PK + CFDIl motore farmacocinetico paziente-specifico mappa varianti SNP e CNV su un modello cinetico calibrato per individuo, e un solver CFD su GPU CUDA/A100 calcola esposizione e distribuzione del farmaco sulla mesh.
04Esplorazione della finestra terapeuticaIl clinico-ricercatore varia dose e ipotesi e legge in tempo reale come si sposta la finestra tra tossicità ed efficacia sul paziente virtuale, senza mai agire sul paziente reale.
06Specifiche
Simulazione end-to-end per paziente<4 h
Dice score segmentazione vascolare0.91
Concordanza in-silico92%
Ingresso imagingDICOM (PACS)
Acceleratore solverCUDA / A100 GPU
Orchestrazione pipelineNextflow
Input genomicoWGS / pannelli
ClassificazioneRicerca / non-dispositivo
07Deployment

Cloud per la ricerca

Ambiente GPU gestito (A100) per centri di ricerca e sponsor di trial, con dati de-identificati e isolamento per progetto; adatto a studi retrospettivi e simulazioni di coorte su larga scala.

On-premise ospedaliero

Deployment dentro il perimetro IT dell'ospedale, integrato ai PACS via DICOM, così l'imaging e i dati genomici del paziente non lasciano mai l'infrastruttura clinica. Il calcolo GPU può appoggiarsi a un MONOLITH locale.

Isolato / clinical-grade

Configurazione completamente isolata per dati clinici altamente sensibili: nessuna connettività esterna, aggiornamenti dei modelli via supporto firmato e log di elaborazione conservati nel perimetro dell'istituzione.

08Sicurezza & compliance

Standard e stato regolatorio

KAIROS è uno strumento di ricerca e supporto alla decisione, non un dispositivo medico, e non fornisce diagnosi o prescrizioni. La gestione dei dati è allineata a ISO 27001 e alle pratiche di trattamento dei dati sanitari (GDPR, e HIPAA dove applicabile).

Sovranità del dato

In modalità on-premise e isolata, imaging DICOM e sequenze genomiche restano nel perimetro dell'ospedale; la pipeline lavora su dati de-identificabili e conserva la provenienza a livello di risorsa per la conformità.

Accesso e audit

RBAC separa ricercatori, clinici e amministratori; ogni simulazione, variazione di dose esplorata e accesso ai dati del paziente è registrato in un audit trail immutabile, essenziale per la riproducibilità della ricerca.

Cifratura

Cifratura AES-256 a riposo per imaging, genomica e risultati di simulazione, e TLS 1.3 in transito verso i PACS e tra gli stadi della pipeline; le chiavi restano nel perimetro dell'istituzione nelle modalità isolate.

09Integrazioni
PACS ospedalieri via DICOMNVIDIA Clara (DICOM-to-tensor)Orchestrazione pipeline NextflowSegmentazione 3D in PyTorch3DSolver CFD su GPU CUDA / A100Sequenziamento WGS e pannelli genomici
10FAQ

KAIROS decide la dose al posto del medico?

No. KAIROS è uno strumento di supporto alla decisione e di ricerca: stima esposizione, tossicità ed efficacia su un paziente virtuale per aiutare l'esplorazione delle ipotesi. La decisione clinica resta interamente al medico curante.

È un dispositivo medico certificato?

No, e non è presentato come tale. KAIROS non fornisce diagnosi né prescrizioni e non è destinato all'uso come dispositivo medico; è pensato per la ricerca clinica e il supporto alla decisione in ambiente di studio.

Quanto sono affidabili i risultati?

La segmentazione vascolare raggiunge un Dice score di 0.91 e le simulazioni mostrano una concordanza in-silico del 92% nei confronti di validazione; restano stime modellistiche, da interpretare nel contesto clinico e non come verità assolute.

I dati del paziente lasciano l'ospedale?

Nelle modalità on-premise e isolata no: imaging e genomica restano nel perimetro clinico, integrati via DICOM ai PACS. Solo la configurazione cloud per la ricerca usa dati de-identificati con isolamento per progetto.

11Il marchioGRIGLIA 64 · TRATTO 5

Il marchio codifica il meccanismo, non il settore: il menisco nel flacone e la scala di dose.

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La provaMesso in produzione: leggi il case study
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