تشخیص آرتروز با هوش مصنوعی در چند دقیقه و دقت ۹۸ درصدی

تشخیص آرتروز با هوش مصنوعی در چند دقیقه و دقت ۹۸ درصدی, یک پلتفرم تشخیصی نوین که توسط محققان کره جنوبی توسعه یافته، قادر است فرآیند شناسایی آرتروز را به شکل چشمگیری تسریع و دقیقتر کند. این سیستم با ترکیب یک حسگر نانوذرات طلای پیشرفته و الگوریتمهای هوش مصنوعی، مایع مفصلی را تحلیل میکند و آرتروز (OA) و آرتریت روماتوئید (RA) را با دقت ۹۸.۱ درصدی از هم تفکیک میکند.

راهحل سریع، ارزان و مقیاسپذیر برای بالینیها به گزارش صبح سریع، این فناوری یک روش عملی، مقرونبهصرفه و قابل ارتقا برای تشخیص آرتروز در محیطهای بالینی ارائه میدهد. این تست سریع نه تنها بین دو نوع رایج آرتروز تمایز قائل میشود، بلکه میتواند شدت بیماری را نیز ارزیابی کند تا پزشکان بتوانند پروتکلهای درمانی دقیقتری تدوین نمایند. چرا تشخیص زودرس آرتروز حیاتی است؟

میلیونها نفر در سراسر جهان تحت تأثیر درد مفاصل قرار دارند و تفکیک سریع آرتروز از آرتریت روماتوئید اهمیت بالینی فراوانی دارد. اگرچه هر دو بیماری علائم مشترکی چون درد و التهاب مفصل دارند، اما ریشهیابی و روشهای درمانی آنها به طور بنیادین متفاوت است. آرتروز ناشی از فرسایش مکانیکی مفصل است، در حالی که آرتریت روماتوئید ناشی از حمله سیستم ایمنی به بافتهای مفصلی میباشد.

محدودیتهای روشهای سنتی تشخیص در حال حاضر پزشکان برای تشخیص از ترکیبی از پرسشنامهها، تصویربرداری و آزمایشهای آزمایشگاهی بهره میبرند که میتواند زمانبر، پرهزینه و گاهی در مراحل اولیه بیماری، بینتیجه باشد. محققان اشاره میکنند که بیوپسی مایع مفصلی اگرچه دقت ۷۰ تا ۸۰ درصدی دارد، اما در شناسایی دقیق بیماران در مراحل اول آرتروز با چالش مواجه است.

تکنولوژی سرس (SERS) و نانوذرات طلا روشی نوین بر پایه طیفسنجی رامان ارتقایافته سطحی (SERS) به کار رفته که قادر است مولکولها را از طریق اثرانگشتهای شیمیایی منحصر به فردشان شناسایی کند. برای افزایش حساسیت، تیم محققان یک کاغذ مخصوص پوشیده از نانوذرات طلا طراحی کرده که سیگنالهای مایع مفصلی را به شدت تقویت میکند.

یادگیری ماشین برای دستهبندی بیماری وقتی قطرهای از مایع مفصلی روی این سوبستراط طلایی قرار میگیرد، دستگاه یک امضای طیفی ثبت میکند که با الگوریتمهای یادگیری ماشین تحلیل میشود. مدل ماشین بردار پشتیبانی (SVM) برای طبقهبندی این امضاها آموزش دیده و به حساسیت ۹۷.۳ درصد در تفکیک آرتروز و آرتریت روماتوئید رسیده است.

شناسایی بیومارکرهای خاص با ریاضیات پیشرفته محققان فراتر از تشخیص دوگانه، با استفاده از ابزارهای ریاضی پیشرفته شامل ضریب همبستگی پیرسون (PCC) و فاکتورگیری ماتریس غیرمنفی (NMF)، مولکولهای خاصی را در مایع مفصلی شناسایی و کمیسازی کردهاند که میتوانند به عنوان بیومارکرهای زیستی عمل کنند.