ปัญญาประดิษฐ์กำลังกำหนดอนาคตของการตรวจคัดกรองมะเร็งในระยะเริ่มต้น

VTV.vn - ปัญญาประดิษฐ์ (AI) กำลังสร้างความก้าวหน้าครั้งใหม่ในด้านการตรวจหามะเร็งในระยะเริ่มต้น

(ภาพ: ท็อปทัล)

การตรวจหามะเร็งโดยใช้สัญญาณชีวภาพระดับ "จุลภาค"

นักวิทยาศาสตร์ จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) และไมโครซอฟต์ได้ตีพิมพ์งานวิจัยเกี่ยวกับระบบไบโอเซนเซอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยปัญญาประดิษฐ์ (AI) ซึ่งสามารถตรวจจับมะเร็งในระยะเริ่มต้นได้โดยใช้การทดสอบปัสสาวะอย่างง่าย งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications และเปิดแนวทางใหม่ในการตรวจคัดกรองมะเร็งที่บ้านด้วยความไวที่สูงกว่าวิธีการแบบดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ

ทีมวิจัยระบุว่า ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ถูกนำมาใช้ในการออกแบบเปปไทด์ ซึ่งเป็นสายโปรตีนสั้นๆ ที่สามารถจดจำการทำงานของโปรตีเอส ซึ่งเป็นกลุ่มเอนไซม์ที่มักทำงานมากเกินไปในเซลล์มะเร็ง เปปไทด์เหล่านี้ถูกเคลือบลงบนพื้นผิวของอนุภาคนาโนเพื่อสร้างไบโอเซนเซอร์ขนาดเล็ก เมื่อนำเข้าสู่ร่างกาย หากเปปไทด์เหล่านี้พบกับโปรตีเอสที่เกี่ยวข้องกับมะเร็ง เปปไทด์จะถูกย่อยสลายและปล่อยสัญญาณจำเพาะออกมา สัญญาณเหล่านี้จะถูกขับออกมาทางปัสสาวะและสามารถตรวจจับได้โดยใช้แถบตรวจคล้ายกับชุดตรวจการตั้งครรภ์

ก่อนหน้านี้ ทีมวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีการตรวจจับโปรตีเอสสามารถตรวจจับมะเร็งหลายชนิด เช่น มะเร็งปอด มะเร็งรังไข่ และมะเร็งลำไส้ใหญ่ได้ อย่างไรก็ตาม กระบวนการออกแบบเปปไทด์ส่วนใหญ่ยังคงใช้วิธีการแบบดั้งเดิม ทำให้ความแม่นยำมีจำกัด เพื่อแก้ไขปัญหานี้ นักวิทยาศาสตร์จึงได้พัฒนาระบบ AI ที่เรียกว่า CleaveNet เพื่อออกแบบเปปไทด์โดยอัตโนมัติ ซึ่งสามารถระบุเอนไซม์เป้าหมายแต่ละชนิดได้อย่างแม่นยำ

(ภาพ: ITN)

ปัจจุบันห้องปฏิบัติการของศาสตราจารย์ Bhatia กำลังเข้าร่วมโครงการที่ได้รับทุนสนับสนุนจากหน่วยงานวิจัยและพัฒนาชีวการแพทย์ขั้นสูงของสหรัฐฯ (ARPA-H) เพื่อพัฒนาชุดตรวจที่บ้านซึ่งสามารถตรวจจับและจำแนกมะเร็งได้ประมาณ 30 ชนิดในระยะเริ่มต้น นอกเหนือจากบทบาทในการวินิจฉัยแล้ว เทคโนโลยีเปปไทด์ที่ออกแบบโดย AI ยังมีศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในการรักษามะเร็งอีกด้วย เปปไทด์เหล่านี้สามารถเชื่อมต่อกับยาหรือแอนติบอดีเพื่อปลดปล่อยส่วนประกอบสำคัญได้อย่างแม่นยำภายในสภาพแวดล้อมของเนื้องอก เพิ่มประสิทธิภาพและลดผลข้างเคียง

ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่า การผสานรวมปัญญาประดิษฐ์ (AI) กับนาโนเทคโนโลยีและชีววิทยาระดับโมเลกุลกำลังสร้างทิศทางใหม่ในการแพทย์แม่นยำ ซึ่งจะช่วยให้สามารถตรวจพบและรักษาโรคได้ก่อนที่จะเกิดความเสียหายร้ายแรง

AI สามารถทำนายความเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งได้ก่อนที่แพทย์จะตรวจพบ

นอกเหนือจากไบโอเซนเซอร์รุ่นใหม่แล้ว ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ยังแสดงให้เห็นถึงความสามารถที่เหนือกว่าในการวิเคราะห์ภาพทางการแพทย์เพื่อทำนายความเสี่ยงของโรคมะเร็งในระยะเริ่มต้น หนึ่งในงานวิจัยที่โดดเด่นที่สุดในปัจจุบันคือแบบจำลอง AI ชื่อ Sybil ซึ่งพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์จากศูนย์มะเร็ง Mass General Brigham และโรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ดในสหรัฐอเมริกา เพื่อทำนายความเสี่ยงของโรคมะเร็งปอด

ดร. เลเซีย เซควิสต์ จากศูนย์มะเร็งแมสซาชูเซตส์เจเนอรัล กล่าวว่า ทีมวิจัยได้ฝึกฝนแบบจำลอง Sybil โดยใช้ภาพสแกน CT ปริมาณรังสีต่ำหลายพันภาพของผู้ป่วยที่เข้าร่วมในการทดลองทางคลินิก ข้อมูลที่ใช้รวมถึงข้อมูลเกี่ยวกับผู้ที่ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นมะเร็งในภายหลัง ระยะเวลาของการเริ่มเป็นโรค ลักษณะด้านสุขภาพ และผลลัพธ์ของการรักษา หลังจากการฝึกฝนแล้ว Sybil สามารถทำนายความเสี่ยงของมะเร็งปอดได้โดยอาศัยเพียงภาพสแกน CT เท่านั้น โดยไม่จำเป็นต้องใช้ข้อมูลผู้ป่วยเพิ่มเติม ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองมีความแม่นยำประมาณ 80-95% ในการทำนายความเสี่ยงของมะเร็งปอด แม้กระทั่งก่อนที่รังสีแพทย์จะตรวจพบความผิดปกติที่ชัดเจน

นอกจาก Sybil แล้ว ยังมีระบบ AI อีกระบบหนึ่งชื่อ MIRAI ที่ถูกนำมาใช้ในการทำนายความเสี่ยงมะเร็งเต้านมเช่นกัน MIRAI พัฒนาโดยทีมวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์ Regina Barzilay จาก MIT โดยใช้ข้อมูลจากภาพแมมโมแกรมประมาณ 128,000 ภาพ รวมถึง 3,800 กรณีที่ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นมะเร็งภายใน 5 ปี ระบบนี้สามารถทำนายความเสี่ยงมะเร็งเต้านมในอนาคตได้อย่างแม่นยำประมาณ 75-84%

(ภาพ: AP)

ความท้าทายสำคัญในปัจจุบัน ได้แก่ ความปลอดภัยของข้อมูล ทางการแพทย์ ความโปร่งใสของอัลกอริทึม ความเสี่ยงของความไม่ถูกต้องของข้อมูล และการเข้าถึงเทคโนโลยีในประเทศต่างๆ นอกจากนี้ การฝึกอบรมบุคลากรทางการแพทย์ที่มีความสามารถในการใช้และตรวจสอบระบบ AI ก็ถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการรับประกันการรักษาที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ด้วยอัตราการพัฒนาในปัจจุบัน ผู้เชี่ยวชาญหลายคนเชื่อว่า AI จะกลายเป็นเครื่องมือสำคัญในกลยุทธ์การป้องกันมะเร็งในอนาคต นักวิจัยกล่าวว่าเป้าหมายระยะยาวไม่ใช่เพียงแค่การรักษาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น แต่ยังรวมถึงการตรวจพบตั้งแต่เนิ่นๆ เพื่อให้สามารถควบคุมมะเร็งได้ก่อนที่จะเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อสุขภาพของมนุษย์

ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่าการประยุกต์ใช้ AI ในการวินิจฉัยโรคมะเร็งกำลังนำไปสู่ยุคใหม่ของเวชศาสตร์ป้องกัน ซึ่งสามารถคาดการณ์ความเสี่ยงของโรคได้ล่วงหน้าหลายปี แทนที่จะรอจนกว่าจะมีอาการ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังตั้งข้อสังเกตว่าเทคโนโลยี AI ยังคงต้องการการทดสอบที่ครอบคลุมมากขึ้นก่อนที่จะนำไปใช้ในระบบการดูแลสุขภาพอย่างแพร่หลาย

ที่มา: https://vtv.vn/ai-dinh-hinh-tuong-lai-tam-soat-ung-thu-som-100260603183614169.htm