Uppsättningen av avkänningssignaler som samlades in för varje patient analyserades sedan med ML för att screena patienten för PCa. 76 urinprover mättes tre gånger, därigenom genererar 912 biomarkörsignaler eller 228 uppsättningar av avkänningssignaler. Vi använde RF- och NN-algoritmer för att analysera multimarkörsignalerna. Båda algoritmerna gav en ökad noggrannhet, och AUROC ökade i storlek när antalet biomarkörer ökades. Kredit:Korea Institute of Science and Technology (KIST)
Prostatacancer är en av de vanligaste cancerformerna bland män. Patienter är fast beslutna att ha prostatacancer främst baserat på PSA, en cancerfaktor i blodet. Dock, eftersom diagnostisk noggrannhet är så låg som 30 %, ett stort antal patienter genomgår ytterligare invasiv biopsi och drabbas således av biverkningar som följd, som blödning och smärta.
Korea Institute of Science and Technology (KIST) meddelade att det samarbetande forskarteamet ledd av Dr Kwan Hyi Lee från Biomaterials Research Center och professor In Gab Jeong från Asan Medical Center utvecklat en teknik för att diagnostisera prostatacancer från urin inom bara 20 minuter med nästan 100 % noggrannhet. Forskargruppen utvecklade denna teknik genom att introducera en smart AI-analysmetod till en elektrisk signalbaserad ultrakänslig biosensor.
Som en icke-invasiv metod, ett diagnostiskt test med urin är bekvämt för patienter och behöver inte invasiv biopsi, därigenom diagnostisera cancer utan biverkningar. Dock, eftersom koncentrationen av cancerfaktorer är låg i urinen, Urinbaserade biosensorer används endast för att klassificera riskgrupper snarare än för exakt diagnos än så länge.
Dr Lees team vid KIST har arbetat med att utveckla en teknik för att diagnostisera sjukdom från urin med en elektrisk signalbaserad ultrakänslig biosensor. Ett tillvägagångssätt med en enda cancerfaktor associerad med en cancerdiagnos var begränsad till att öka den diagnostiska noggrannheten till över 90 %. Dock, för att övervinna denna begränsning, teamet använde samtidigt olika typer av cancerfaktorer istället för att bara använda en för att förbättra den diagnostiska precisionen på ett innovativt sätt.
Teamet utvecklade ett ultrakänsligt halvledarsensorsystem som kan samtidigt mäta spårmängder av fyra utvalda cancerfaktorer i urin för att diagnostisera prostatacancer. De tränade AI genom att använda korrelationen mellan de fyra cancerfaktorerna, som erhölls från den utvecklade sensorn. Den tränade AI-algoritmen användes sedan för att identifiera de med prostatacancer genom att analysera komplexa mönster av de upptäckta signalerna. Diagnosen av prostatacancer genom att använda AI-analysen upptäckte framgångsrikt 76 urinprover med nästan 100 procents noggrannhet.
"För patienter som behöver operation och/eller behandlingar, cancer kommer att diagnostiseras med hög noggrannhet genom att använda urin för att minimera onödiga biopsier och behandlingar, som dramatiskt kan minska medicinska kostnader och sjukvårdspersonals trötthet, " Professor Jeong vid Asan Medical Center sa. "Denna forskning utvecklade en smart biosensor som snabbt kan diagnostisera prostatacancer med nästan 100 procent noggrannhet endast genom ett urintest, och det kan användas ytterligare vid exakta diagnoser av andra cancerformer via ett urintest, " sa Dr Lee på KIST.
