Kanker Otak Didiagnosis oleh AI dengan Menganalisis Hasil Tes Darah

Baru-baru ini, para peneliti yang berafiliasi dengan Universitas Strathclyde, Glasgow, mematenkan metode untuk menganalisis sampel darah untuk mendeteksi kanker otak. Para peneliti di ClinSpec Diagnostics Limited menggabungkan spektroskopi dan algoritma AI untuk mendeteksi kanker otak berdasarkan biopsi darah. Seperti yang dilaporkan oleh Psychology Today, Penelitian ini baru-baru ini diterbitkan di jurnal Nature Communications, dan menurut tim peneliti, karya ini mewakili perkembangan yang signifikan dalam pemanfaatan spektroskopi klinis dan AI.

Penelitian yang disajikan dalam studi ini dapat membuat deteksi kanker otak lebih mudah dan sederhana. Sakit kepala yang sering terjadi mungkin merupakan gejala kanker otak, tetapi meskipun sakit kepala sangat umum, kanker otak tidak. Klinisi memerlukan metode yang lebih baik untuk membedakan sakit kepala mana yang perlu dikhawatirkan dan mana yang lebih ringan. Dokter harus dapat melakukan beberapa bentuk triase dan mengurangi waktu dan sumber daya yang diinvestasikan dalam mendiagnosis kanker otak dengan pemindaian citra otak yang mahal. Jika tes darah sederhana dapat memberikan klinisi informasi yang dapat diandalkan untuk membantu mereka mendiagnosis kasus kanker otak, nyawa dapat diselamatkan.

Untuk alasan ini, peneliti ClinSpec bertujuan untuk mengembangkan algoritma yang dapat membantu dokter memilah-milah kasus pasien kanker otak yang mungkin, membedakannya dari penyebab sakit kepala lainnya.

Salah satu metode umum untuk mendeteksi penyakit seperti kanker adalah biopsi cair, melakukan biopsi pada cairan tubuh bukan sampel jaringan. Pasar biopsi cair tumbuh dengan cepat, mencapai ukuran sekitar $2,4 miliar dolar menurut penelitian pasar dari BC Research LLC. Biopsi cair terbukti efektif dalam mendeteksi tanda-tanda kanker, karena dapat mendeteksi DNA tumor yang bersirkulasi bebas, atau ctDNA, dan sel tumor yang bersirkulasi, atau CTC. Namun, peneliti dari ClinSpec menggunakan metode analisis yang berbeda, melakukan spektroskopi pada sampel darah untuk menemukan penanda biokimia yang mengindikasikan kanker.

Spektroskopi adalah proses menggunakan radiasi elektromagnetik untuk menemukan komponen kimia yang ditargetkan. Cahaya dipecah menjadi frekuensi elektromagnetik komponen, dan frekuensi ini akan bereaksi berbeda dengan kimia yang berbeda. Tim peneliti ClinSpec menggunakan cahaya inframerah untuk membuat representasi sampel darah, sebuah teknik yang disebut spektroskopi inframerah Fourier transform (FTIR) dengan refleksi total yang diredam (ATR). Tim peneliti menyatakan bahwa teknik ini adalah non-destruktif, non-invasif yang secara andal membuat profil biokimia sampel tanpa perlu mempersiapkan sampel secara ekstensif. Representasi sampel darah kemudian dapat dianalisis untuk aberrasi, diperiksa untuk tanda-tanda kanker yang mungkin.

Untuk menganalisis data, mesin vektor pendukung digunakan untuk membuat model klasifikasi. Mesin vektor pendukung digunakan untuk analisis klasifikasi dan regresi, dan mereka beroperasi dengan menggambar batas keputusan, atau garis yang memisahkan dataset menjadi beberapa kelas. Algoritma mencoba memaksimalkan jarak antara garis pembagi dan titik data di kedua sisi garis, dan semakin besar jarak, semakin percaya diri klasifikator.

Tim peneliti menyatakan bahwa metode analisis mereka untuk sampel darah dapat secara efektif membedakan sampel kanker dari sampel non-kanker. Ada tingkat sensitivitas sebesar 93,2% dan tingkat spesifisitas sebesar 92,8%. Menurut MDDI Online, Para peneliti melaporkan bahwa ketika menganalisis sampel dari sekelompok 104 pasien yang berbeda, metode AI yang dibantu mereka dapat membedakan pasien sehat dari kanker sekitar 86% dari waktu.

Para peneliti menjelaskan dalam studi:

“Karya ini menyajikan langkah dalam penerjemahan spektroskopi ATR-FTIR ke klinik. Langkah ini menuju analisis berkapasitas tinggi memiliki implikasi di bidang spektroskopi IR serta lingkungan klinis. Analisis serum darah menggunakan teknik ini akan sangat sesuai dalam jalur klinis sebagai alat triase untuk kanker otak.”