不僅難以診斷和查明早期腦腫瘤——即使在出現(xiàn)癥狀后也可能出現(xiàn)某些困難。托木斯克州立大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)了一種新的非侵入性方法來診斷神經(jīng)膠質(zhì)瘤，這是最嚴重的腦腫瘤類型之一。他們使用拉曼光譜檢測血液中的生物痕跡——腫瘤分泌的化合物。該研究發(fā)表在《藥劑學(xué)》雜志上的一篇文章中。
TSU 激光分子成像和機器學(xué)習(xí)實驗室負責人 Yury Kistenev 評論說：“只有通過組織學(xué)檢查才能驗證腫瘤的類型，組織學(xué)檢查是在腫瘤被切除后進行的。”“然而，光學(xué)分析方法顯著擴大了診斷的可能性，而且使我們能夠在不采集生物組織的情況下無創(chuàng)地做所有事情。也就是說，我們使用了拉曼光譜，它有助于高精度地檢測生物體液和組織中的化合物。“
在初始階段，科學(xué)家們研究了特定領(lǐng)域的文獻，并收集了有關(guān)膠質(zhì)瘤組織中發(fā)現(xiàn)的生物標志物類型的信息。隨后，他們在實驗室動物身上進行了一項實驗：給小鼠注射人類膠質(zhì)母細胞瘤細胞，在不同時間段后檢查它們的血清，并將它們自己從實驗中移除。通過拉曼光譜，科學(xué)家們確定了特定的頻率，這些頻率可以精確定位生物體液中的神經(jīng)膠質(zhì)瘤痕跡，并將小鼠分為健康組和不健康組。
新數(shù)據(jù)被收集到一個庫中，研究團隊使用該庫來訓(xùn)練有助于自動化分析過程的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
“我們的方法之所以具有優(yōu)勢，是因為它使我們能夠在癥狀出現(xiàn)之前找到早期腫瘤的痕跡，”Yury Kistenev 解釋道。“問題是，膠質(zhì)母細胞瘤改變了血液的生化成分。它分泌的物質(zhì)和腫瘤細胞最終進入血液，將它們帶到全身。通過分析這些生物痕跡，我們可以獲得關(guān)于癌癥形成的數(shù)據(jù)：這些信息反過來可用于診斷疾病或監(jiān)測治療效果。”
據(jù)科學(xué)家稱，這種新方法可能被證明有望用于檢測其他類型的腫瘤。所有惡性腫瘤都會分泌特定的化合物，如果知道哪些確切的生物痕跡與特定的醫(yī)療狀況有關(guān)，則可以使用拉曼光譜和機器學(xué)習(xí)來檢測它們。
光學(xué)分析方法在各個領(lǐng)域變得越來越普遍;特別是，它們?yōu)榭焖僭\斷疾病開辟了巨大的機會。在這方面，TSU 科學(xué)家正在使用 AI 開發(fā)新的無創(chuàng)診斷病毒和細菌呼吸道感染的方法，這將把分析所需的時間從幾天縮短到幾分鐘。
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