科学者らは、一滴の尿、センサー、AIアルゴリズムを使用して前立腺がんをスクリーニングする方法を考案したと述べている。 小規模なテストの結果によると、テストにかかる時間はわずか 99 分で、精度は XNUMX% です。
男性では年齢が上がるにつれて前立腺がんを発症するリスクが高まるため、50歳以上の人は定期的に前立腺がんの検査を受ける必要があるとされています。 血液検査またはその他の実践的な検査で問題があることが示唆された場合、患者は生検を受ける場合があります。生検では、前立腺から少量の組織が採取され、癌細胞が存在するかどうかが確認されます。 。 しかし、これらのスクリーニング検査では多くの偽陽性が発生する傾向があり、不必要な生検につながります。
韓国科学技術研究院（KIST）が率いる研究チームは、尿サンプルだけを使用して前立腺がんを非侵襲的かつ迅速にスクリーニングできると考えている。 高レベルの PCA3 が検出された場合、前立腺がんの可能性が高くなります。
ただし、尿検査では、本当に生検が必要かどうかを予測するのが不正確になる可能性もあります。 研究チームは、PCA3 だけを探すのではなく、デュアルゲート電界効果トランジスタで構成されるバイオセンサーを使用して、尿中のバイオマーカーの存在を感知します。 これらのバイオマーカーは、トランジスタの基準電圧のシフトを引き起こします。
バイオセンサーの表面に尿をほんの少し垂らした後、この変化を測定することで、科学者は液体中のバイオマーカーの濃度を決定できます。 訓練されたアルゴリズムはこれらの濃度の測定値を取得し、それを使用して誰かが病気に罹患しているかどうかを予測できます。
「基本的に、バイオマーカーは私たちの体内の特定の物質であり、その濃度は特定の疾患状態によって影響を受けます」と、この技術を説明した論文の共著者であるクワンヒ・リー氏は、 公表 ACS Nano の博士であり、KIST の主任研究員 – に説明されました 登録 火曜日に。
「私たちの研究では、前立腺がんに関連する XNUMX つの異なるバイオマーカーを選択しました。 簡単に言えば、健康な人と比較して、がん患者のバイオマーカー濃度の増加または減少が見られます。
「単一のバイオマーカーに基づく診断では、疾患を診断するための閾値を設定するだけで済みます。 しかし、バイオマーカーの数が増えると（今回の場合は XNUMX つ）、バイオマーカーのデータと病状の関係を理解するのは容易ではなくなります。 複数のバイオマーカーに基づく診断の可能性を考慮すると、複数のバイオマーカーデータを分析する必要があります。 ここでは、AI アルゴリズムを利用してバイオマーカー データのパターンを学習し、AI アルゴリズムががんを予測できるようにしました。」
このアルゴリズムは、前立腺がん患者に共通するバイオマーカー データ内の特定のパターンを探すようにトレーニングされました。 新鮮な尿サンプルで同じパターンが検出された場合、病気の可能性が高くなります。 研究チームは、健康な患者と前立腺がんの男性の混合から76の尿サンプルを収集し、その70パーセントをアルゴリズムのトレーニングに使用し、30パーセントを検査に使用した。
初期の結果では、アルゴリズムが前立腺がんに罹患しているかどうかを少なくとも 99% の精度で正確に予測できたことが示されました。 ただし、この実験では 23 人のみがテストされたため、この限られた実験の結果は割り引いて受け止める必要があることに注意してください。
今後技術が発展すれば、現在の血液検査の代替が可能になると思います。
Lee氏は、アルゴリズムの偽陽性率と偽陰性率はそれぞれ0.024と0.037と低かったが、チームはさらに多くの患者で結果を検証する必要があると述べた。
「技術がさらに発展すれば、現在の血液検査に代わることが可能になると思います」と同氏は語った。 「これを実現するには、克服しなければならない課題がいくつかあります。 まず、はるかに大規模なデータセットを使用したアプローチの検証をチェックする必要があります。 第二に、センサーの小型化が必要です。
「そして、現在の血液ベースの検査を置き換えるかどうかを決定するために、センシングプラットフォームのパフォーマンスを監視する分野で医療専門家と緊密に連携する必要があります。 個人的には、パフォーマンスを損なうことなくセンシング プラットフォームをより手頃な価格にすることが重要だと考えています。」
現時点では、この検査はさらなる生検検査の必要性を完全に根絶するほど十分ではないとリー氏は考えている。 同氏は、将来的にチームが、AIアルゴリズムで分析して患者を診断できる、さまざまながんの複数のバイオマーカーを検出できるバイオセンサーを開発できることを期待している。 ®
出典: https://go.theregister.com/feed/www.theregister.com/2021/01/27/ai_prostate_cancer/
