Искусственный интеллект для точной диагностики рака по анализу мочи

Рак простаты - один из самых распространенных видов рака среди мужчин. Пациенты определяются как больные раком простаты, в первую очередь, на основе наличия в крови ракового фактора PSA*. Однако, поскольку точность диагностики составляет всего 30%, значительное число пациентов подвергается дополнительной инвазивной биопсии и, таким образом, страдает от возникающих побочных эффектов, таких как кровотечение и боли.

Корейский институт науки и технологий (KIST) объявил, что совместная с учеными из Исследовательского центра биоматериалов и Медицинского центра Асана исследовательская группа разработала методику диагностики рака простаты на основе анализа мочи в течение всего двадцати минут с почти 100%-ой точностью. Команда исследователей разработала эту методику, интегрировав метод анализа на базе искусственного интеллекта в сверхчувствительную биосенсорную систему.

Как неинвазивный метод диагностический тест с использованием мочи удобен для пациентов и не нуждается в инвазивной биопсии, тем самым позволяя диагностировать рак без побочных эффектов. Тем не менее, поскольку концентрация раковых факторов** в моче низкая, биосенсор на основе мочи до сих пор был использован для классификации групп риска, а не для точного диагноза.

Корейские ученые разработали методику диагностики заболевания по моче с использованием сверхчувствительного биосенсора, регистрирующего электрические сигналы. Подход, использующий один фактор рака, связанный с диагностикой этого заболевания, был ограничен и не позволял повысить точность диагностики свыше 90%. Однако для преодоления этого ограничения команда для диагностики использовала одновременно различные виды факторов рака вместо того, чтобы ограничиваться только одним.

Команда ученых разработала сверхчувствительную полупроводниковую сенсорную систему, способную одновременно измерять количество выбранных четырех онкологических факторов в моче для диагностики рака простаты. Они обучили алгоритм искусственного интеллекта, используя корреляцию между четырьмя раковыми факторами, которые были получены с помощью разработанного ими сенсора. Затем был использован алгоритм искусственного интеллекта для идентификации лиц с раком простаты путем анализа сложных закономерностей обнаруженных сигналов. В ходе диагностики рака простаты с помощью такой системы было успешно обнаружено 76 образцов мочи с почти 100-процентной точностью.

"Для пациентов, нуждающихся в операции и/или лечении, рак будет диагностирован с высокой точностью путем использования мочи для минимизации ненужных биопсий и лечения, что может резко снизить медицинские расходы и нагрузку на медицинский персонал", - констатировал профессор Чжон из Медицинского центра Асан.

* Простатоспецифический антиген (PSA) - простатоспецифический антиген (онкофактор), используемый в качестве индекса для скрининга рака простаты.

** Фактор рака - биологический индекс, связанный с раком, который может объективно измерять и оценивать реакционную способность лекарств в отношении нормального биологического процесса, хода болезни и метода лечения.