ИИ научили определять рак простаты по тесту мочи
Корейский институт науки и технологий (KAIST) объявил о разработке метода диагностики рака простаты по анализу мочи всего за двадцать минут с почти 100% точностью. Исследовательская группа во главе с доктором Кван Хи Ли и профессором Ин Габ Чжон внедрила искусственный интеллект в сверхчувствительный биосенсор на основе электрических сигналов.
Рак простаты — один из самых распространенных видов рака у мужчин, указывают исследователи. Для его диагностики используется простатический специфический антиген (ПСА) — опухолевый маркер, количество которого определяется в сыворотке крови. Однако точность диагноза с использованием этого маркера составляет всего 30%, а уровень ложноположительных результатов чрезвычайно высок (80%). По этой причине многие пациенты вынуждены проходить дополнительную инвазивную биопсию, у которой есть неприятные побочные эффекты — кровотечение и боль.
В качестве неинвазивного метода был разработан диагностический тест с использованием мочи. Он удобен для пациентов и не требует биопсии. Однако, поскольку концентрация факторов рака — биологического индекса, который оценивает развитие болезни — в моче низкая, анализ мочи до сих пор использовался для классификации групп риска, а не для точной диагностики пациентов.
Команда доктора Ли в KAIST создала метод диагностики рака по анализу мочи с использованием биосенсора на основе электрических сигналов. С его помощью удалось повысить точность теста с использованием единственного фактора рака до более чем 90%. Чтобы преодолеть этот предел, команда одновременно определяла наличие нескольких различных видов фактора рака вместо одного.
Команда разработала сверхчувствительную полупроводниковую сенсорную систему, способную одновременно выявлять следы выбранных четырех факторов рака в моче. Они обучили ИИ, используя корреляцию между четырьмя факторами рака, данные о наличии которых предоставил разработанный датчик.
«Корреляция клинического состояния с сенсорными сигналами от мультимаркеров мочи анализировалась двумя алгоритмами машинного обучения. По мере увеличения количества биомаркеров оба алгоритма обеспечивали постоянное повышение эффективности скрининга. Алгоритмы машинного обучения с наилучшей комбинацией биомаркеров провели скрининг пациентов с раком простаты с точностью более 99% с использованием 76 образцов мочи», — указывают исследователи.
Исследователи подчеркивают, что отныне у пациентов, которым требуется операция или лечение, рак будет диагностирован с высокой точностью за счет использования мочи, чтобы свести к минимуму ненужную биопсию и, в свою очередь, значительно снизить медицинские расходы и трудозатраты медицинского персонала. Интеллектуальный биосенсор ученые рассчитывают в дальнейшем использовать для точной диагностики других видов рака с помощью анализа мочи.
