Prostaatkanker is een van de meest voorkomende kankers bij mannen. Er wordt vastgesteld dat patiënten prostaatkanker hebben, voornamelijk op basis van PSA, een kankerfactor in het bloed. Echter, aangezien de diagnostische nauwkeurigheid slechts 30% is, een aanzienlijk aantal patiënten ondergaat een extra invasieve biopsie en heeft daardoor last van bijwerkingen, zoals bloedingen en pijn.

Het Korea Institute of Science and Technology (KIST) heeft aangekondigd dat het collaboratieve onderzoeksteam onder leiding van Dr. Kwan Hyi Lee van het Biomaterials Research Center en professor In Gab Jeong van Asan Medical Center een techniek hebben ontwikkeld voor het diagnosticeren van prostaatkanker uit urine binnen slechts 20 minuten met bijna 100% nauwkeurigheid. Het onderzoeksteam ontwikkelde deze techniek door een slimme AI-analysemethode te introduceren in een op elektrische signalen gebaseerde ultragevoelige biosensor.

Als een niet-invasieve methode, een diagnostische test met urine is handig voor patiënten en vereist geen invasieve biopsie, daarmee de diagnose van kanker zonder bijwerkingen. Echter, omdat de concentratie van kankerfactoren laag is in de urine, op urine gebaseerde biosensoren worden tot nu toe alleen gebruikt voor het classificeren van risicogroepen in plaats van voor een nauwkeurige diagnose.

Het team van Dr. Lee bij het KIST heeft gewerkt aan de ontwikkeling van een techniek voor het diagnosticeren van ziekten uit urine met een op elektrische signalen gebaseerde ultragevoelige biosensor. Een benadering waarbij gebruik werd gemaakt van een enkele kankerfactor geassocieerd met een kankerdiagnose, was beperkt in het verhogen van de diagnostische nauwkeurigheid tot meer dan 90%. Echter, om deze beperking te overwinnen, het team gebruikte tegelijkertijd verschillende soorten kankerfactoren in plaats van slechts één om de diagnostische nauwkeurigheid innovatief te verbeteren.

Het team ontwikkelde een ultragevoelig halfgeleidersensorsysteem dat in staat is om gelijktijdig sporenhoeveelheden van vier geselecteerde kankerfactoren in de urine te meten voor de diagnose van prostaatkanker. Ze trainden AI door de correlatie tussen de vier kankerfactoren te gebruiken, die werden verkregen uit de ontwikkelde sensor. Het getrainde AI-algoritme werd vervolgens gebruikt om mensen met prostaatkanker te identificeren door complexe patronen van de gedetecteerde signalen te analyseren. De diagnose van prostaatkanker door gebruik te maken van de AI-analyse heeft met succes 76 urinemonsters gedetecteerd met een nauwkeurigheid van bijna 100 procent.

"Voor patiënten die een operatie en/of behandelingen nodig hebben, kanker zal met hoge nauwkeurigheid worden gediagnosticeerd door urine te gebruiken om onnodige biopsie en behandelingen te minimaliseren, die de medische kosten en de vermoeidheid van het medisch personeel drastisch kunnen verminderen, " Professor Jeong van het Asan Medisch Centrum zei. "Dit onderzoek ontwikkelde een slimme biosensor die prostaatkanker snel kan diagnosticeren met bijna 100 procent nauwkeurigheid alleen door middel van een urinetest, en het kan verder worden gebruikt bij de precieze diagnose van andere kankers via een urinetest, " zei Dr. Lee van het KIST.