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)

tan-hoang-minh
Tin bài khác
Nhiệt điện Hải Phòng đồng hành cùng người dân khắc phục ảnh hưởng từ sự cố môi trường

Nhiệt điện Hải Phòng đồng hành cùng người dân khắc phục ảnh hưởng từ sự cố môi trường

Trước sự cố phát tán bụi thạch cao trong quá trình sửa chữa hệ thống xử lý khí thải tại Tổ máy số 3, Công ty Cổ phần Nhiệt điện Hải Phòng đã và đang khẩn trương triển khai các biện pháp khắc phục, tổ chức thu gom, vệ sinh môi trường tại khu vực bị ảnh hưởng, đồng thời phối hợp chặt chẽ với chính quyền địa phương để hỗ trợ người dân ổn định sinh hoạt.
Bộ điều khiển phi tuyến dạng tầng cho phương tiện đệm khí chuyển động một chiều

Bộ điều khiển phi tuyến dạng tầng cho phương tiện đệm khí chuyển động một chiều

Các phương tiện robot đệm khí hoạt động trên bề mặt môi trường, đặc biệt là sông, biển và vùng đầm lầy, ngày càng thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu cũng như các nhà phát triển sản phẩm thương mại. Tuy nhiên, việc phát triển các bộ điều khiển tự động cho những hệ thống này vẫn là một thách thức lớn đối với cộng đồng khoa học.
Đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam: Động lực phát triển kinh tế trong kỷ nguyên số

Đường sắt tốc độ cao Bắc - Nam: Động lực phát triển kinh tế trong kỷ nguyên số

Trong thời đại vạn vật kết nối (Internet of things - IoT), Quản trị kinh tế bền vững là quá trình hoạch định và điều hành vĩ mô theo bộ khung phát triển chiến lược trên nền tảng công nghệ số nhằm tối ưu hóa, đồng bộ hóa các nguồn lực cốt lõi để hướng tới xây dựng một nền kinh tế thông minh, tự chủ và thịnh vượng
Anh có thể hạ mục tiêu tỷ lệ xe điện trong tổng doanh số ô tô xuống 60% vào năm 2030

Anh có thể hạ mục tiêu tỷ lệ xe điện trong tổng doanh số ô tô xuống 60% vào năm 2030

Chính phủ Anh được dự báo sẽ giảm mục tiêu tỷ lệ xe điện trong doanh số ô tô mới vào năm 2030 từ 80% xuống khoảng 60%, trong bối cảnh các nhà sản xuất ô tô gặp khó khăn về chuỗi cung ứng và nhu cầu tiêu dùng.
Nhận định phiên giao dịch ngày 13/11: Hạn chế giao dịch theo biến động bất thường trong phiên ATC

Nhận định phiên giao dịch ngày 13/11: Hạn chế giao dịch theo biến động bất thường trong phiên ATC

Sau phiên giảm hơn 12 điểm, VN-Index có thể tiếp tục vận động tích lũy, đan xen các nhịp tăng giảm để kiểm định cung cầu trước khi xác lập xu hướng mới. Nhà đầu tư được khuyến nghị duy trì tỷ trọng hợp lý, hạn chế sử dụng margin và thận trọng với những biến động bất thường trong phiên ATC do hoạt động cơ cấu quỹ.
Thị trường chứng khoán ngày 12/11: Lực bán trên diện rộng, VN Index quay đầu giảm điểm

Thị trường chứng khoán ngày 12/11: Lực bán trên diện rộng, VN Index quay đầu giảm điểm

Thị trường chịu sức ép khi hơn 200 cổ phiếu giảm giá, còn khối ngoại mạnh tay bán ròng gần 880 tỷ đồng Giữa sắc đỏ bao trùm, cổ phiếu xây dựng bất ngờ trở thành điểm hút tiền hiếm hoi.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 13/11/2026: Tuổi Mùi vận trình khởi sắc, tuổi Dậu cần thận trọng

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 13/11/2026: Tuổi Mùi vận trình khởi sắc, tuổi Dậu cần thận trọng

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 13/11/2026 nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên và sức khỏe.
Đưa thương mại điện tử về xã, mở rộng động lực tăng trưởng kinh tế số

Đưa thương mại điện tử về xã, mở rộng động lực tăng trưởng kinh tế số

Phát triển thương mại điện tử đến cấp xã đang được Bộ Công Thương xác định là hướng đi quan trọng nhằm mở rộng thị trường, thu hẹp khoảng cách số và khai thác dư địa tăng trưởng từ khu vực nông thôn. Mục tiêu đến năm 2030, 60% số xã có thương nhân bán hàng trực tuyến.
NVIDIA ra mắt GR00T 2 và Isaac Lab 3.0, thúc đẩy phát triển robot thông minh

NVIDIA ra mắt GR00T 2 và Isaac Lab 3.0, thúc đẩy phát triển robot thông minh

NVIDIA giới thiệu mô hình AI dành cho robot GR00T 2 và nền tảng huấn luyện robot mã nguồn mở Isaac Lab 3.0 tại Hội nghị Học máy dành cho Robot (CoRL) ở Austin, Texas (Mỹ), nhằm nâng cao khả năng thao tác linh hoạt, học hỏi kỹ năng và huấn luyện robot trong môi trường mô phỏng trước khi triển khai thực tế.
Dự án điện gió tại Lào mở ra triển vọng kết nối năng lượng sạch Đông Nam Á

Dự án điện gió tại Lào mở ra triển vọng kết nối năng lượng sạch Đông Nam Á

Với 133 tua-bin gió và công suất 600 MW, dự án Monsoon Wind Power tại Lào không chỉ bổ sung nguồn điện tái tạo cho Việt Nam mà còn được kỳ vọng trở thành mô hình thúc đẩy kết nối lưới điện giữa các quốc gia Đông Nam Á, góp phần hiện thực hóa mục tiêu xây dựng Lưới điện ASEAN vào năm 2045.
master