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)

ar
Tin bài khác
Mô hình hóa và dự đoán phát thải carbon công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh bằng học máy

Mô hình hóa và dự đoán phát thải carbon công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh bằng học máy

Nghiên cứu này so sánh bốn mô hình gồm Hồi quy tuyến tính, ARIMA, SVR và Rừng ngẫu nhiên trong dự báo phát thải CO₂ công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả cho thấy Hồi quy tuyến tính đa biến (MLR) và SVR tối ưu đạt hiệu năng tốt nhất, với R² lần lượt là 0,932 và 0,923, trong khi Random Forest và ARIMA cho R² âm do hạn chế của bộ dữ liệu chuỗi thời gian nhỏ (n = 52). Phân tích cũng xác nhận giao thông vận tải là động lực ngoại sinh quan trọng nhất đối với phát thải CO₂ công nghiệp của thành phố. Trên cơ sở đó, mô hình MLR ước tính phát thải CO₂ công nghiệp năm 2026 đạt 123,79 Mt CO₂, cung cấp cơ sở tham khảo cho lựa chọn mô hình và ưu tiên giảm phát thải theo ngành.
Hợp tác Việt - Nga: Kỳ vọng bứt phá từ liên kết công nghiệp địa phương

Hợp tác Việt - Nga: Kỳ vọng bứt phá từ liên kết công nghiệp địa phương

Diễn đàn doanh nghiệp “tỉnh Sverdlovsk (Nga) - Việt Nam: Các xu hướng hợp tác công nghiệp hiện nay” diễn ra ngày 8/4 tại Hà Nội đã thu hút đông đảo doanh nghiệp, hiệp hội và cơ quan quản lý hai nước, mở ra nhiều cơ hội kết nối cung - cầu, thúc đẩy hợp tác trong các lĩnh vực công nghiệp, năng lượng và công nghệ.
VAA thúc đẩy hợp tác công nghệ với đoàn doanh nghiệp tỉnh Sverdlovsk (Nga)

VAA thúc đẩy hợp tác công nghệ với đoàn doanh nghiệp tỉnh Sverdlovsk (Nga)

Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA) đã có buổi tiếp đón và làm việc với đoàn doanh nghiệp tỉnh Sverdlovsk (Liên bang Nga), mở ra nhiều cơ hội hợp tác trong các lĩnh vực cơ khí, tự động hóa, vật liệu và năng lượng.
Nhận định phiên giao dịch ngày 13/4: Có thể giải ngân từng phần tại các nhịp rung lắc

Nhận định phiên giao dịch ngày 13/4: Có thể giải ngân từng phần tại các nhịp rung lắc

Phiên giao dịch ngày mai được dự báo tiếp tục xu hướng hồi phục trong ngắn hạn nhưng sẽ xuất hiện các nhịp rung lắc khi tiến gần vùng kháng cự. Nhà đầu tư có thể cân nhắc giải ngân từng phần, ưu tiên các cổ phiếu có xu hướng tăng rõ ràng.
[E-Magazine] Điều khiển học và giới hạn đạo đức của tự động hóa

[E-Magazine] Điều khiển học và giới hạn đạo đức của tự động hóa

Điều khiển học khởi sinh từ phòng thí nghiệm giữa thế kỷ XX, nhưng hôm nay đã trở thành nền tảng vận hành của quốc gia số. Khi vòng phản hồi không chỉ điều chỉnh máy móc mà điều chỉnh cả hành vi con người, vấn đề không còn là năng suất mà là chủ quyền, trách nhiệm và giới hạn đạo đức của quyền lực công nghệ.
Hội An và Đà Nẵng dẫn đầu bảng xếp hạng điểm đến "ít người biết" nhưng giàu trải nghiệm toàn cầu

Hội An và Đà Nẵng dẫn đầu bảng xếp hạng điểm đến "ít người biết" nhưng giàu trải nghiệm toàn cầu

Hai điểm đến nổi tiếng của Việt Nam là Hội An và Đà Nẵng vừa được vinh danh ở hai vị trí cao nhất trong bảng xếp hạng những địa điểm du lịch độc đáo, chi phí hợp lý do tạp chí Travel + Leisure công bố, tiếp tục khẳng định sức hút của du lịch Việt trên bản đồ thế giới.
Astrotales’26: Ourania và tìm hiểu thiên văn học qua trải nghiệm khám phá vũ trụ

Astrotales’26: Ourania và tìm hiểu thiên văn học qua trải nghiệm khám phá vũ trụ

Lấy cảm hứng từ hành trình khám phá vũ trụ của nhân loại và hình tượng nữ thần bầu trời Ourania, Ban Tổ chức Astrotales’26: Ourania lựa chọn chủ đề du hành xuyên thời gian, tái hiện các cột mốc lịch sử thiên văn học qua góc nhìn sáng tạo và giàu tính tương tác. Sự kiện mở ra một thế giới nơi người tham gia không chỉ quan sát mà còn trực tiếp “bước vào” dòng chảy thời gian, khám phá những thành tựu vĩ đại đã đưa con người tiến gần hơn tới các vì sao.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 13/4/2026: Tuổi Mùi tình trạng bấp bênh, tuổi Hợi sự nghiệp may mắn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 13/4/2026: Tuổi Mùi tình trạng bấp bênh, tuổi Hợi sự nghiệp may mắn

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 13/4/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Sa Pa vào top 53 thị trấn đẹp nhất thế giới

Sa Pa vào top 53 thị trấn đẹp nhất thế giới

Được Condé Nast Traveller vinh danh trong danh sách 53 thị trấn đẹp nhất thế giới, Sa Pa gây ấn tượng khi trở thành đại diện tiêu biểu cho xu hướng du lịch chậm - nơi du khách tìm đến để trải nghiệm sâu, sống chậm và kết nối với thiên nhiên, văn hóa bản địa.
Tàu Orion hạ cánh an toàn, mở ra kỷ nguyên mới chinh phục Mặt Trăng

Tàu Orion hạ cánh an toàn, mở ra kỷ nguyên mới chinh phục Mặt Trăng

Tàu vũ trụ Orion thuộc sứ mệnh Artemis II đã tiếp nước thành công ngoài khơi San Diego (Mỹ), đánh dấu kết thúc hành trình 10 ngày bay quanh Mặt Trăng. Thành công này được xem là bước tiến quan trọng đưa con người trở lại quỹ đạo chinh phục Mặt Trăng sau hơn nửa thế kỷ.
song-gia-tri