اكتشاف سرطان الدماغ بواسطة الذكاء الاصطناعي من خلال تحليل نتائج فحص الدم

最近، باحثون من جامعة ستراثكلايد في غلاسكو حصلوا على براءة اختراع لطريقة لتحليل عينات الدم لاكتشاف سرطان الدماغ. قام الباحثون في شركة ClinSpec Diagnostics بدمج الطيفيات والخوارزميات الذكية لاكتشاف سرطان الدماغ بالاعتماد على خزعات الدم. كما ذكر موقع Psychology Today ، تم نشر البحث مؤخرًا في مجلة Nature Communications ، ووفقًا لفريق البحث ، يمثل هذا العمل تطورًا كبيرًا في استخدام الطيفيات السريرية والذكاء الاصطناعي.

يمكن أن يجعل البحث المقدم في الدراسة من اكتشاف سرطان الدماغ أمرًا أسهل وأبسط. قد تكون الصداع المتكرر أحد أعراض سرطان الدماغ ، ولكن على الرغم من أن الصداع شائع جدًا ، فإن سرطان الدماغ ليس كذلك. يحتاج الأطباء إلى طريقة أفضل لتمييز الصداع الذي يسبب القلق عن الصداع الأقل خطورة. يجب على الأطباء أن يكونوا قادرين على إجراء بعض أشكال التriage وتقليل الوقت والموارد المستخدمة في تشخيص سرطان الدماغ باستخدام مسحات التصوير الدماغي المكلفة. إذا كان يمكن لفحص الدم البسيط أن يوفر للمرضى معلومات موثوقة يمكن أن تساعدهم في تشخيص حالات سرطان الدماغ ، يمكن أن تنقذ الأرواح.

لذلك ، هدف باحثو ClinSpec إلى تطوير خوارزمية تساعد الأطباء على فرز حالات مرضى سرطان الدماغ المحتملين ، وتمييزهم عن أسباب أخرى للصداع.

من الطرق الشائعة لاكتشاف الأمراض مثل السرطان هي الخزعة السائلة ، حيث يتم إجراء خزعة على سوائل الجسم بدلاً من عينات الأنسجة. سوق الخزعة السائلة يتطور بسرعة ، حيث بلغ حجمه 2.4 مليار دولار وفقًا لبحوث السوق التي أجرتها شركة BC Research LLC. تثبت الخزعة السائلة فعاليتها في اكتشاف علامات السرطان ، حيث يمكنها اكتشاف الحمض النووي الدائري الخالي من الخلايا السرطانية ، أو ctDNA ، والخلايا السرطانية الدائرة ، أو CRCs. ومع ذلك ، استخدم باحثو ClinSpec طريقة تحليلية مختلفة ، حيث أجروا طيفيات على عينات الدم لتحديد العلامات الكيميائية الحيوية التي تشير إلى السرطان.

الطيفيات هي عملية استخدام الإشعاع الكهرومغناطيسي لتحديد مكونات كيميائية محددة. يتم تقسيم الضوء إلى ترددات كهرومغناطيسية مكونة ، وتتفاعل هذه الترددات بشكل مختلف مع المواد الكيميائية المختلفة. استخدم فريق البحث في ClinSpec الضوء الأشعة تحت الحمراء لإنشاء تمثيلات لعينات الدم ، وهي تقنية تسمى طيفيات الأشعة تحت الحمراء المخففة بالانعكاس الكلي (ATR)-Fourier. وأشار فريق البحث إلى أن هذه التقنية لا تدمر العينة ، ولا تتطلب إعداد العينة بشكل مكثف ، وتوفر بانتظام ملفًا كيميائيًا حيويًا للعينة. يمكن بعد ذلك تحليل تمثيلات عينات الدم لاكتشاف الشذوذ ، واكتشاف علامات السرطان المحتملة.

为了分析 البيانات ، تم استخدام آلة دعم متجه لإنشاء نموذج تصنيف. تستخدم آلات دعم المتجه للتصنيف وتحليل الانحدار ، وتعمل عن طريق رسم حدود القرار ، أو الخطوط التي تفصل مجموعة البيانات إلى فئات متعددة. تحاول الخوارزمية تحسين المسافة بين خط القرار والنقاط البيانية على جانبي الخط ، وكلما زادت المسافة ، زادت ثقة المصنف.

أفاد فريق البحث بأن طريقة تحليلهم لعينات الدم كانت قادرة على التمييز بنجاح بين عينات السرطان وعينات غير السرطان. كان هناك معدل حساسية بنسبة 93.2٪ ومعدل خصوصية بنسبة 92.8٪. وفقًا لموقع MDDI Online ، أفاد الباحثون أنه عند تحليل عينات من مجموعة من 104 مريضًا مختلفًا ، كان بإمكان طريقةهم المدعومة بالذكاء الاصطناعي التمييز بين المرضى الأصحاء ومرضى السرطان في حوالي 86٪ من الوقت.

أوضح الباحثون في الدراسة :

“هذا العمل يمثل خطوة في ترجمة طيفيات ATR-FTIR إلى العيادة. هذه الخطوة نحو التحليل ذو الإنتاجية العالية لها آثار على مجال طيفيات الأشعة تحت الحمراء والبيئة السريرية. يمكن أن يتناسب تحليل مصل الدم باستخدام هذه التقنية بشكل مثالي في مسار العلاج كأداة فحص لسرطان الدماغ”.