هوش مصنوعی با تصویربرداری مادون قرمز، تشخیص دقیق سرطان روده را امکان پذیر می کند

پیشرفت چشمگیر در زمینه گزینه های درمانی در سال های گذشته به طور قابل توجهی شانس درمان بیماران مبتلا به سرطان روده بزرگ را بهبود بخشیده است. با این حال، این رویکردهای جدید، مانند ایمونوتراپی، نیاز به تشخیص دقیق دارند تا بتوان آنها را به طور خاص برای فرد طراحی کرد.

محققان مرکز تشخیص پروتئین PRODI در دانشگاه روهر بوخوم، آلمان، از هوش مصنوعی در ترکیب با تصویربرداری مادون قرمز برای بهینه سازی درمان سرطان روده بزرگ برای بیماران خاص استفاده می کنند. روش بدون برچسب و خودکار می تواند تجزیه و تحلیل های پاتولوژیک موجود را تکمیل کند. تیمی به رهبری پروفسور کلاوس گرورت یافته های خود را در این مقاله گزارش کردند مجله اروپایی سرطان در ژانویه 2023

بینش عمیق به بافت انسان در عرض یک ساعت

تیم PRODI در چند سال گذشته در حال توسعه یک روش تصویربرداری دیجیتالی جدید بوده است: به اصطلاح تصویربرداری مادون قرمز بدون برچسب (IR) ترکیب ژنومی و پروتئومی بافت مورد بررسی را اندازه گیری می کند، یعنی اطلاعات مولکولی را بر اساس طیف مادون قرمز ارائه می کند. . این اطلاعات با کمک هوش مصنوعی رمزگشایی شده و به صورت تصاویر با رنگ کاذب نمایش داده می شود. برای انجام این کار، محققان از روش های تجزیه و تحلیل تصویر در زمینه یادگیری عمیق استفاده می کنند.

در همکاری با شرکای بالینی، تیم PRODI توانست نشان دهد که استفاده از شبکه‌های عصبی عمیق، تعیین مطمئن وضعیت ریزماهواره، یک پارامتر مرتبط پیش آگهی و درمانی، در سرطان روده بزرگ را ممکن می‌سازد. در این فرآیند، نمونه بافت از طریق یک فرآیند استاندارد، مستقل از کاربر و خودکار می‌گذرد و طبقه‌بندی تفاضلی تومور را در عرض یک ساعت امکان‌پذیر می‌سازد.

نشانه ای از اثربخشی درمان ها

در تشخیص کلاسیک، وضعیت ریزماهواره یا با رنگ آمیزی پیچیده ایمونوهیستوشیمی پروتئین های مختلف یا با تجزیه و تحلیل DNA تعیین می شود. پروفسور آندریا تاناپفل، رئیس موسسه آسیب شناسی در دانشگاه روهر می گوید: 15 تا 20 درصد بیماران مبتلا به سرطان کولون، ناپایداری ریزماهواره ای در بافت تومور نشان می دهند. این بی ثباتی یک نشانگر زیستی مثبت است که نشان می دهد ایمونوتراپی موثر خواهد بود.

با گزینه های درمانی در حال بهبود، تعیین سریع و بدون عارضه چنین نشانگرهای زیستی نیز اهمیت بیشتری پیدا می کند. بر اساس داده‌های میکروسکوپی IR، شبکه‌های عصبی اصلاح، بهینه‌سازی و در PRODI آموزش داده شدند تا تشخیص‌های بدون برچسب ایجاد کنند. برخلاف رنگ آمیزی ایمنی، این روش به رنگ نیاز ندارد و به طور قابل توجهی سریعتر از تجزیه و تحلیل DNA است.

دکتر Ph.D می گوید: «ما توانستیم نشان دهیم که دقت تصویربرداری IR برای تعیین وضعیت ریزماهواره به رایج ترین روش مورد استفاده در کلینیک یعنی رنگ آمیزی ایمنی نزدیک است. دانش آموز استفانی شرنر دکتر Frederik Großerüschkamp می افزاید: «از طریق توسعه مداوم و بهینه سازی روش، ما انتظار افزایش بیشتر دقت را داریم.