AI phát hiện 13 loại ung thư chết người với độ chính xác hơn 98% từ mẫu mô

Trí tuệ nhân tạo
24/06/2024 13:48
Các mô hình AI có thể giúp phát hiện ung thư sớm bằng cách xác định các dấu hiệu methyl hóa DNA đặc trưng từ đó cải thiện kết quả điều trị cho bệnh nhân.
aa

Shamith Samarajiwa – giảng viên cao cấp của Imperial College London, tác giả của bài báo được xuất bản bởi tạp chí Biology Methods & Protocols mới đây đã cho biết, các mô hình AI có thể giúp phát hiện ung thư sớm bằng cách xác định các dấu hiệu methyl hóa DNA đặc trưng từ đó cải thiện kết quả điều trị cho bệnh nhân.

ai phat hien 13 loai ung thu chet nguoi voi do chinh xac hon 98 tu mau mo
Minh họa 3D của các tế bào ung thư trên nền sợi DNA.

Theo bài báo, một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng các bác sĩ có thể sớm sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để phát hiện và chẩn đoán ung thư ở bệnh nhân, cho phép điều trị sớm hơn.

Nghiên cứu nhấn mạnh rằng việc phát hiện và phân loại ung thư bằng các phương pháp dựa trên methyl hóa là một lĩnh vực đang mở rộng, hiện nay đã kết hợp sử dụng AI.

Cuộc chiến chống ung thư vẫn tiếp diễn vì nó vẫn là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên thế giới. 19 triệu trường hợp mắc và 10 triệu ca tử vong được báo cáo mỗi năm khiến việc tiên lượng và chẩn đoán giai đoạn sớm trở nên cấp bách.

“Hầu hết các bệnh ung thư đều có thể điều trị và chữa khỏi nếu được phát hiện đủ sớm”, nghiên cứu cho biết. Tuy nhiên, hầu hết các bệnh ung thư được phát hiện ở giai đoạn muộn. Nhưng một điểm chung giữa nhiều loại ung thư là một hiện tượng di truyền được gọi là methyl hóa DNA bất thường. Mô hình đó đã thúc đẩy nghiên cứu sâu hơn. Nó có thể giúp phát hiện ung thư trước khi nó bắt đầu.

Phát hiện ung thư trong DNA

DNA bao gồm bốn bazơ A, C, G, và T, theo thông cáo báo chí. Do thay đổi môi trường bên ngoài tế bào, một số bazơ này có thể thêm một nhóm methyl, gọi là “methyl hóa DNA”.

Trong hóa học hữu cơ, điều này có nghĩa là ba nguyên tử hydro bao quanh một nguyên tử carbon.

Thực tế, mỗi tế bào có hàng triệu nhóm methyl này. Do đó, việc phân biệt mô không ung thư và mô ung thư trở thành nhiệm vụ đầy thách thức, đặc biệt khi yêu cầu về tốc độ.

Do tính chất đồ sộ của nhiệm vụ, các nhà nghiên cứu đã “sử dụng các phương pháp học máy để xác định những thay đổi đặc trưng của ung thư từ methyl hóa đặc trưng của mô bình thường.”

“Việc xác định các dấu hiệu methyl hóa DNA cụ thể cho thấy các loại ung thư khác nhau cũng giống như việc mò kim đáy bể” – theo nghiên cứu.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Cambridge và Imperial College London đã sử dụng công nghệ tính toán nhanh. Họ quan sát các thay đổi trong các dấu hiệu DNA này ở giai đoạn phát triển sớm của ung thư và xác định “13 loại ung thư khác nhau từ mô không ung thư với độ chính xác 98.2%.”

AI có thể dự đoán ung thư trước khi nó bắt đầu

Các nhà nghiên cứu đã làm việc với bốn loại mô hình khác nhau nhưng trình bày kết quả từ hai mô hình mà họ đã sử dụng để tạo ra EMethylNET. Nó bao gồm một mô hình DNN được đào tạo về các tính năng học được từ XGBoost đa lớp.

Họ đã sử dụng các mô hình học máy nhị phân và đa lớp để phân loại 13 loại ung thư và các mô bình thường tương ứng.

“Phương pháp của chúng tôi đạt hiệu suất tốt cho tất cả các mô hình XGBoost,” họ viết, “cụ thể là độ chính xác trung bình là 0.987 và 0.982 cho các mô hình nhị phân và đa lớp, tương ứng.”

Họ đã kiểm tra các mẫu mô thay vì các mảnh DNA trong máu, điều này dường như là chìa khóa cho thành công của nó.

“Chúng tôi đã chứng minh rằng các mô hình XGBoost phù hợp để phân loại nhiều loại ung thư chỉ sử dụng dữ liệu methyl hóa DNA làm đầu vào.”

Họ lưu ý rằng mô hình cần được huấn luyện và kiểm tra. Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng “khía cạnh quan trọng của nghiên cứu này là sử dụng một mô hình AI cốt lõi có thể giải thích và dễ hiểu. Thậm chí cung cấp những hiểu biết về lý do tại sao nó đưa ra các dự đoán.

Họ cho rằng mô hình này có thể giúp y học hiểu rõ “các cơ chế cơ bản góp phần vào sự phát triển của ung thư.”

Các bác sĩ có thể phát hiện ung thư gần như trong suy nghĩ. Họ có thể hành động ngay lập tức trước khi nó phát triển thành bệnh và thậm chí bắt kịp đủ sớm để chữa trị. Nếu lĩnh vực y học có thể thu hẹp khoảng cách đó, ung thư sẽ có thể bị đánh bại vì hầu hết đều có thể chữa khỏi nếu được phát hiện đủ sớm.

“Điều này sẽ mang lại kết quả tốt hơn cho bệnh nhân,” Shamith Samarajiwa cho biết.

Hồng Minh (Theo interestingengineering)

Bài liên quan
hoi-cho-duoc-lieu
Tin bài khác
"Thư từ Roma": Bài 2 – Đi học tuổi 50

"Thư từ Roma": Bài 2 – Đi học tuổi 50

Bài 2 trong loạt bài "U50 đi du học" của tác giả Tô Phương Thủy – Phóng viên thường trú của Tạp chí Công dân và Khuyến học tại Châu Âu - Đi học tuổi 50: Nỗi sợ thay đổi và hành trình tìm lại niềm vui.
Sinh viên tích hợp các công nghệ AI vào dự án hỗ trợ người gặp hoàn cảnh khó khăn

Sinh viên tích hợp các công nghệ AI vào dự án hỗ trợ người gặp hoàn cảnh khó khăn

Vòng chung kết chương trình truyền hình thực tế “Sinh Viên Thế Hệ Mới 2024" mùa thứ hai vừa kết thúc thành công tốt đẹp. Đội quán quân thuộc về sinh viên Đại Học Ngoại Ngữ, Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
Thị trường chứng khoán ngày 21/11: Đà hồi phục tiếp diễn nhưng thanh khoản giảm mạnh

Thị trường chứng khoán ngày 21/11: Đà hồi phục tiếp diễn nhưng thanh khoản giảm mạnh

Phiên đáo hạn phái sinh ngày 21/11 đã diễn ra khá tích cực khi thị trường duy trì đà tăng và không có biến động bất ngờ vào cuối phiên. Tuy nhiên, thanh khoản thị trường yếu nên chưa thể xác định rõ xu hướng hồi phục.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 22/11/2024: Tuổi Dần gặp tin xấu, tuổi Ngọ công việc thuận lợi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 22/11/2024: Tuổi Dần gặp tin xấu, tuổi Ngọ công việc thuận lợi

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 22/11/2024 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Kế hoạch hành động quốc gia về phát triển kinh tế số giai đoạn 2024 - 2025

Kế hoạch hành động quốc gia về phát triển kinh tế số giai đoạn 2024 - 2025

Phó Thủ tướng Thường trực Nguyễn Hòa Bình ký Quyết định số 1437/QĐ-TTg ngày 20/11/2024 ban hành Kế hoạch hành động quốc gia về phát triển kinh tế số giai đoạn 2024 - 2025.
Vietinbank dẫn đầu ngành ngân hàng về tổng thu nhập hoạt động 9 tháng đầu năm 2024

Vietinbank dẫn đầu ngành ngân hàng về tổng thu nhập hoạt động 9 tháng đầu năm 2024

9 tháng đầu năm 2024, VietinBank dẫn đầu ngành ngân hàng khi tổng thu nhập hoạt động (TOI) tăng trưởng 16%, đạt hơn 60.600 tỷ đồng, bỏ xa ngân hàng BIDV và Vietcombank.
Ứng dụng công nghệ cao trong phát triển lâm nghiệp bền vững

Ứng dụng công nghệ cao trong phát triển lâm nghiệp bền vững

Nhiều ứng dụng mới được áp dụng trong ngành lâm nghiệp không chỉ giúp truy xuất nguồn gốc rừng nguyên liệu, định vị từng khoảnh rừng mà còn có thể đo được khả năng hấp thụ carbon, bụi mịn của từng loại cây.
Vì sao pin dự phòng không được để trong hành lý ký gửi máy bay?

Vì sao pin dự phòng không được để trong hành lý ký gửi máy bay?

Pin lithium, dù ở dạng pin nhỏ trong máy ảnh, bàn chải điện, điện thoại, laptop hay tablet, đều bị hầu hết các hãng hàng không cấm mang trong hành lý ký gửi. Quy định này nhằm giảm thiểu nguy cơ cháy nổ trong khoang hàng hóa.
Nhận định chứng khoán ngày 21/11: Thị trường đã có tín hiệu phục hồi

Nhận định chứng khoán ngày 21/11: Thị trường đã có tín hiệu phục hồi

Với những điểm tương đồng với giai đoạn cuối năm 2016, kỳ vọng sau phiên đáo hạn phái sinh, thị trường sẽ bước vào chu kỳ tăng trưởng mạnh mẽ hơn. Nhà đầu tư cần bám sát diễn biến, nắm giữ cổ phiếu tiềm năng và chuẩn bị dòng tiền để tận dụng cơ hội gom hàng khi điều chỉnh.
Agribank tích hợp ESG trong lĩnh vực kinh doanh và triển khai đều cả ba trụ cột E,S,G

Agribank tích hợp ESG trong lĩnh vực kinh doanh và triển khai đều cả ba trụ cột E,S,G

Bà Nguyễn Thị Thu Hà, Giám đốc Trường Đào tạo cán bộ Agribank, Phó Trưởng Ban Chỉ đạo ESG Agribank (Ngân hàng Agribank) cho biết, hiện ngân hàng đã thành lập Ban chỉ đạo và tổ giúp việc triển khai ESG.