סרטן המעי הגס (CRC) הוא אחת הצורות השכיחות והקטלניות ביותר של סרטן ברחבי העולם. סיבה מרכזית לאיגיית המוות הגבוהה שלה היא שלעתים קרובות היא לא מתעלמת עד שהיא מגיעה לשלב מתקדם. אף על פי שקולונוסקופיה מודרנית שיפרה מאוד את הגילוי המוקדם של נגעים טרום סרטניים, קביעת אילו סביר להניח שהן יהפכו לסרטן נותר אתגר-במיוחד במהלך ההליך עצמו. מחקר חדש שפורסם ב גילוי ביו -פוטוניקה עשוי להציע פיתרון מבטיח.
צוות בהובלת חוקרים בקרן שמפלימוד בפורטוגל בדק שיטת הדמיה מתקדמת המשתמשת בזוהר הטבעי (או האוטו -פלואורסצנטי) של רקמות כאשר נחשף לאורכי גל ספציפיים של אור. חשוב לציין כי גישה זו אינה דורשת צבעים או סוכני ניגודיות. על ידי ניתוח כמה זמן נמשך פלואורסצנציה של פלואורסצנציה זו שנקראה "חיי הקרינה"-החוקרים יכלו לאתר הבדלים עדינים בביוכימיה של הרקמה. בשילוב עם למידת מכונה, שיטה זו נטולת תווית יכולה להבחין שפיר נגעים ממאירים בזמן אמת.
החוקרים אספו דגימות רקמות טריות של 117 חולים שעברו ניתוח המעי הגס. הם סרקו כל דגימה באמצעות בדיקה סיבית אופטית ומערכת חיים אוטומטית של לייזר כפול-לייזר, שהאירה את הרקמה בשני אורכי גל שונים (375 ננומטר ו -445 ננומטר) כדי לרגש מולקולות שונות כמו קולגן וקואנזימים סלולריים. הגדרה זו תפסה נתונים ממספר ערוצים אופטיים, ועקבה אחר האופן בו כל סוג של רקמות הגיב לאור לאורך זמן. מדידות אלה הותאמו אז לאבחנות פתולוגיה כדי לשמש נתוני אימונים עבור מודל סיווג מבוסס AI.
בעזרת טכניקת למידה של אנסמבל המכונה Boosting Adaptive (AdaBoost), המודל הוכשר לזהות דפוסים בנתונים הספקטרוסקופיים התואמים לרקמה שפירה או סרטנית. במערך האימונים, המודל השיג 87 אחוז דיוק, ברגישות (שיעור חיובי אמיתי) של 83 אחוזים וספציפיות (שיעור שלילי אמיתי) של 90 אחוזים. כאשר נבדק על קבוצה נפרדת של דגימות חדשות, המודל ביצע כמעט היטב, עם דיוק של 85 אחוז, 85 אחוז רגישות וספציפיות של 85 אחוזים.
מבחינה מעשית, פירוש הדבר שהמערכת הצליחה לזהות רקמות סרטניות עם אמינות גבוהה המבוססת רק על חתימותיהן האוטו -פלואורסצנטיות. גם כאשר מיושמים על נקודות מדידה אינדיבידואליות–מאשר אזורי רקמות גדולות יותר-המודל יצר מפות הסתברות שימושיות שהדגישו אזורי גידול. ממצאים אלה מראים כי הטכנולוגיה יכולה יום אחד להנחות רופאים במהלך קולונוסקופיה או ניתוח, ולסייע להם להחליט אילו נגעים להסיר ואיפה למקד את תשומת ליבם.
המחקר בדק גם האם ניתן לפשט את מערכת ההדמיה המורכבת מבלי להקריב את הדיוק. התוצאות הראו כי השימוש בקבוצה מופחתת של ערוצים אופטיים-מיקוד על סימן האותות הביוכימי האינפורמטיבי ביותר הניב ביצועים חזקים, מה שעלול להוריד את העלות והמורכבות של מכשירים קליניים עתידיים.
למרות שיש צורך בעבודה רבה יותר כדי לשפר את הדיוק, במיוחד לנגעים מוקדמים או גבוליים, ולהרחיב את הבדיקה לקבוצות חולים גדולות ומגוונות יותר, מחקר זה מסמן צעד חשוב לשילוב אבחון אופטי בזמן אמת, AI, לטיפול בסרטן המעי הגס. זה יכול בסופו של דבר לעזור להפחית ביופסיות מיותרות, לקצר נהלים ולהבטיח שלא יפספסו נגעים מסוכנים.
