تم اكتشاف سرطان الدماغ بواسطة الذكاء الاصطناعي لتحليل نتائج فحص الدم

في الآونة الأخيرة ، حصل باحثون مرتبطون بجامعة ستراثكلايد في غلاسكو على براءة اختراع طريقة لتحليل عينات الدم للكشف عن سرطان الدماغ. جمع الباحثون في ClinSpec Diagnostics Limited التحليل الطيفي وخوارزميات الذكاء الاصطناعي للكشف عن سرطان الدماغ بناءً على خزعات الدم. كما ذكر بواسطة علم النفس اليوم، نُشر البحث مؤخرًا في مجلة Nature Communications ، ووفقًا لفريق البحث ، يمثل العمل تطورًا مهمًا في استخدام التحليل الطيفي السريري والذكاء الاصطناعي.

البحث المقدم في الدراسة يمكن أن يجعل الإصابة بسرطان الدماغ أسهل بكثير وأبسط. قد يكون الصداع المتكرر الحدوث أحد أعراض سرطان الدماغ ، ولكن على الرغم من أن الصداع شائع جدًا ، إلا أن سرطان الدماغ ليس كذلك. يحتاج الأطباء إلى طريقة أفضل لتمييز الصداع المثير للقلق والأكثر اعتدالًا. يجب أن يكون الأطباء قادرين على إجراء شكل من أشكال الفرز وتقليل مقدار الوقت والموارد المستثمرة في تشخيص سرطان الدماغ من خلال فحوصات تصوير الدماغ المكلفة. إذا كان اختبار الدم البسيط يمكن أن يمنح الأطباء معلومات موثوقة يمكن أن تساعدهم في تشخيص حالات سرطان الدماغ ، فيمكن إنقاذ الأرواح.

لهذا السبب ، سعى باحثو ClinSpec إلى تطوير خوارزمية من شأنها أن تساعد الأطباء على فرز حالات مرضى سرطان الدماغ المحتملين ، وتمييزهم عن الأسباب الأخرى للصداع.

إحدى الطرق الشائعة للكشف عن أمراض مثل السرطان هي الخزعة السائلة ، وأخذ خزعة من سوائل الجسم بدلاً من عينات الأنسجة. ينمو سوق الخزعات السائلة بسرعة ، حيث يصل حجمه إلى 2.4 مليار دولار وفقًا لأبحاث السوق من BC Research LLC. أثبتت الخزعة السائلة فعاليتها في الكشف عن علامات السرطان ، حيث إنها قادرة على اكتشاف الحمض النووي للورم الخالي من الخلايا ، أو ctDNA ، وخلايا الورم المنتشرة ، أو CRCs. ومع ذلك ، استخدم الباحثون من ClinSpec طريقة مختلفة للتحليل ، حيث قاموا بإجراء التحليل الطيفي لعينات الدم للعثور على العلامات البيوكيميائية التي تشير إلى السرطان.

التحليل الطيفي هو عملية استخدام الإشعاع الكهرومغناطيسي للعثور على مكونات كيميائية معينة مستهدفة. ينقسم الضوء إلى مكونات ترددات كهرومغناطيسية ، وستتفاعل هذه الترددات بشكل مختلف مع مواد كيميائية مختلفة. استخدم فريق البحث ClinSpec ضوء الأشعة تحت الحمراء لإنشاء تمثيلات لعينات الدم ، وهي تقنية يطلق عليها اسم الانعكاس الكلي المخفف (ATR) - التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR). ذكر فريق البحث أن هذه التقنية هي تقنية غير مدمرة وغير جراحية تخلق بشكل موثوق ملفًا كيميائيًا حيويًا للعينة دون الحاجة إلى تحضير العينة على نطاق واسع. يمكن بعد ذلك تحليل تمثيلات عينات الدم بحثًا عن الانحرافات ، والتحقق من وجود علامات محتملة للسرطان.

من أجل تحليل البيانات، تم استخدام جهاز ناقل الدعم لإنشاء نموذج التصنيف. تُستخدم أجهزة المتجهات الداعمة للتصنيف وتحليل الانحدار، وتعمل عن طريق رسم حدود القرار، أو الخطوط التي تفصل مجموعة البيانات إلى فئات متعددة. تحاول الخوارزمية تعظيم المسافة بين الخط الفاصل ونقاط البيانات على جانبي الخط، وكلما زادت المسافة، زادت ثقة المصنف.

وذكر فريق البحث أن طريقتهم في تحليل عينات الدم تمكنت من التمييز بشكل فعال بين العينات السرطانية والعينات غير السرطانية. كان هناك معدل حساسية 93.2% ومعدل خصوصية 92.8%. وفقًا لموقع MDDI Online، أفاد الباحثون أنه عند تحليل عينات من مجموعة مكونة من 104 مرضى مختلفين، تمكنت طريقتهم المدعومة بالذكاء الاصطناعي من التمييز بين المرضى الأصحاء والسرطان في حوالي 86٪ من الوقت.

وأوضح الباحثون في الدراسة:

يمثل هذا العمل خطوة في ترجمة التحليل الطيفي لـ ATR-FTIR إلى العيادة. هذه الخطوة نحو تحليل الإنتاجية العالية لها آثار في مجال التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء وكذلك البيئة السريرية. سيكون تحليل مصل الدم باستخدام هذه التقنية مناسبًا بشكل مثالي للمسار السريري كأداة فرز لسرطان الدماغ ".