Изкуствен интелект открива тумори в мозъка

Учени от химико-биологическия клъстер на Националния изследователски университет по информационни технологии, механика и оптика (ИТМО), Санкт Петербург, Русия, създават изкуствен интелект, който открива тумори в мозъка и определя вида им според състава на кръвната плазма. Системата е насочена към диагностицирането на едни от най-трудните и тежки за опериране тумори, каквито са глиалните.

Алгоритъмът

Изследователският екип, чийто ръководител е Антон Пушкин, създава диагностичен алгоритъм, при който няма нужда от хирургическа намеса. Тя се прилага, за бъде определен видът на тумора и да се потърси разпространението му. Важно е, защото именно в тези случаи съществуват рискове от увреждане за пациента.

Системата се базира на изкуствен интелект и на практика поставя диагнозата благодарение на резултатите от анализа на кръвна плазма.

>>>Изкуствен интелект определя подвида на рака по време на операция за отстраняване на мозъчен тумор

Как действа алгоритъмът, обяснява Антон Пушкин, който освен ръководител на проекта оглавява и лабораторията на химичния и биологичен клъстер.

Първата стъпка е да се вземе кръвна проба от пациента. След това специално устройство изолира РНК молекули и изследва тяхната последователност и количеството им. Финалът на този процес поставя моделът за машинно обучение, чиято задача е да анализира данните. Именно в резултат на този анализ се получава число. „То може да бъде над или под прага и да бъде характерно за здрав или за болен човек“, казва Антон Пушкин.

За ползата от системата

Изследователите са убедени, че разработката им ще ускори поставянето на диагнозата. И не само това. „Сега лечението на мозъчните тумори се усложнява, тъй като за да бъдат анализирани, лекарите търсят следи. За целта те правят операция, за да извлекат проби за изследване. Методът е не само опасен за здравето на човека, но още е скъп и често доста неточен“, казва Антон Пушкин.

Проучването на екипа показва, че техният метод улеснява диагностицирането, защото обученият модел поставя диагнозата на третия ден. При операция за това са нужни най-малко десет дни.

>>>Механична нанохирургия унищожава агресивни и резистентни към химиотерапия мозъчни тумори

Сред другите предимства е, че технологията е по-безопасна, но и по-рентабилна.

„Създаденото от нас може да помогне за намаляването на смъртността и на честите рецидиви при хората с мозъчни тумори, тъй като патологията може да бъде открита в много ранен етап“, казва още Антон Пушкин.

Екипът продължава да обучава изкуствения интелект като използва информация за руснаците с мозъчни тумори. Предстои да създадат и собствена данни.

След като извършат изпитванията и бъде потвърдено, че технологията им е ефективна, изследователите смятат да използват подобен метод и за лечението на други често срещани тумори – в стомаха, белия дроби, млечните жлези.

За Антон Пушкин

През 2020-а Антон Пушкин, тогава младши научен сътрудник в Лабораторията по молекулярна онкология на Националния медицински изследователски център по онкология, печели националния конкурс „Ти си новатор“ точно с проекта за неинвазивна диагностика на злокачествени глиални тумори в мозъка. Проектът впечатлява руските учени с идеята изследването да се извърши на нивото на микроРНК молекули в кръвната плазма, метод, който щади пациента и в същото време е по-бърз и точен.

Антон Пушкин е убеден, че микроРНК е идеален диагностичен биомаркер.

Това се потвърждава и от проведен научен експеримент в Националния медицински център по онкология. Молекулярното и генетично изследване на 40 души, които са с диагноза тумор на мозъка, потвърдена чрез други методи и контролна група.

Резултатите показват висок риск от наличието на глиални тумори, когато се определят микро РНК маркери в кръвната плазма на хората с вече установена диагноза.

>>>Изкуствен интелект, наречен Sybil, открива ранните признаци на рак на белите дробове

Три години по-късно Антон Пушкин и екипът му доразвиват идеята, завършват проекта за бърза диагностика на туморите в мозъка и насочват усилията си тумори и в други органи.