Тест на основе запаха пара, исходящие от образцов крови, смог отличить доброкачественные клетки от клеток рака поджелудочной железы и яичников с точностью до 95%, говорится в новом исследовании.
Результаты показывают, что инструмент, использующий искусственный интеллект и машинное обучение для расшифровки смеси летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых клетками в образцах плазмы крови, может служить неинвазивным методом скрининга для выявления труднообнаруживаемых видов рака, таких как рак поджелудочной железы и яичников.
«Это раннее исследование, но результаты очень многообещающие», – говорит А.Т. Чарли Джонсон, профессор физики и астрономии в Пенсильванском университете. «Полученные данные показывают, что мы можем выявлять эти опухоли как на поздних, так и на самых ранних стадиях, что не может не радовать. При надлежащей разработке для клинических условий это может стать тестом, который проводится при стандартном заборе крови, что может быть частью ежегодного медосмотра».
Электронная система обоняния – «электронный нос», оснащена наносенсорами, откалиброванными для определения состава летучих органических соединений, которые выделяют все клетки. Предыдущие исследования ученых показали, что ЛОС, выделяемые из тканей и плазмы крови больных раком яичников, отличаются от тех, что выделяются из образцов пациентов с доброкачественными опухолями.
Среди 93 пациентов, включая 20 пациентов с раком яичников, 20 пациентов с доброкачественными опухолями яичников и 20 сопоставимых по возрасту контрольных групп без рака, а также 13 пациентов с раком поджелудочной железы, 10 пациентов с доброкачественными заболеваниями поджелудочной железы и 10 контрольных групп, датчики паров различали ЛОС от рака яичников с точностью 95% и рака поджелудочной железы с точностью 90%. Инструмент также правильно определил всех пациентов (всего восемь) с раком на ранней стадии.
Подход технологии распознавания образов похож на то, как работает обоняние человека, когда отчетливая смесь соединений сообщает мозгу, что он чувствует запах. Инструмент был обучен и протестирован, чтобы идентифицировать модели ЛОС, более связанные с раковыми клетками, и клетки из здоровых образцов крови за 20 минут или меньше.
«Первые прототипы коммерческих устройств, способных обнаруживать рак по жидкостям и парам, будут готовы в ближайшее время и предоставлены этим исследователям из Пенсильвании для дальнейшей работы», – говорит Ричард Пострел, генеральный директор и главный инновационный директор VOC Health. Работа команды с Пострелом привела к улучшению скорости обнаружения в 20 раз.
Исследователи также получили грант на разработку портативного устройства, способного определять характерный «запах» людей с COVID-19, который основан на технологии обнаружения рака, примененной в данном исследовании.