Para peneliti di Swedia telah melatih hidung elektronik yang dipandu AI untuk mendeteksi kanker ovarium dari sampel darah sederhana. Tes cepat dan murah ini suatu hari nanti dapat membantu mendeteksi kanker mematikan jauh lebih awal.
Sebuah "hidung" buatan yang dipandu oleh kecerdasan buatan dapat mendeteksi tanda-tanda awal kanker ovarium dari sampel darah sederhana, menawarkan cara baru yang potensial untuk melakukan skrining terhadap salah satu kanker ginekologi paling mematikan.
Para peneliti di Universitas Linköping di Swedia melaporkan bahwa perangkat berbasis pembelajaran mesin mereka dapat membedakan kanker ovarium dari kanker endometrium dan individu sehat dengan menganalisis campuran zat volatil yang muncul dari plasma darah. Dalam pengujian pada sampel yang disimpan, alat tersebut mencapai akurasi 97%.
Pekerjaan, diterbitkan dalam jurnal Sistem Cerdas Canggih, dikembangkan berdasarkan teknologi "hidung elektronik" yang telah ada selama beberapa dekade, tetapi menggabungkannya dengan AI modern untuk mengatasi kesenjangan besar dalam kesehatan wanita: kurangnya tes skrining rutin yang andal untuk kanker ovarium.
Kanker ovarium sering disebut sebagai pembunuh senyap karena gejala awalnya—kembung, ketidaknyamanan perut, perubahan nafsu makan—tidak jelas dan mudah disalahartikan sebagai kondisi yang lebih umum. Akibatnya, banyak pasien baru didiagnosis setelah penyakit menyebar, ketika pengobatan lebih sulit dan tingkat kelangsungan hidup jauh lebih rendah.
Di seluruh dunia, ratusan ribu orang didiagnosis menderita kanker ovarium setiap tahun, dan lebih dari 200,000 meninggal karena penyakit tersebut. Organisasi kanker internasional memperkirakan angka tersebut akan meningkat tajam pada tahun 2050 seiring pertumbuhan dan penuaan populasi.
Menurut penulis pendamping Donatella Puglisi, seorang profesor madya di Universitas Linköping, tim tersebut berupaya menciptakan kembali salah satu sistem penginderaan paling ampuh dalam biologi.
“Kami mencoba meniru indra penciuman mamalia secara artifisial. Kami sekarang telah mengembangkan algoritma yang dapat membedakan kanker ovarium dari kanker endometrium dan kelompok kontrol sehat, menggunakan data dari hidung elektronik,” kata Puglisi dalam siaran pers.
Hidung elektronik telah ada selama kurang lebih 60 tahun. Prototipe yang digunakan dalam penelitian ini memiliki 32 sensor yang tersedia secara komersial yang merespons berbagai senyawa volatil — molekul kecil yang menguap dari cairan atau padatan dan dapat dideteksi sebagai bau.
Setiap jenis kanker melepaskan pola zat volatilnya sendiri, yang pada dasarnya memberikan "aroma" kimia yang berbeda. Alih-alih mencari satu biomarker tunggal, seperti protein spesifik dalam darah, perangkat LiU membaca pola keseluruhan dari semua 32 sensor sekaligus.
Data mentah dari sensor tersebut kemudian dimasukkan ke dalam model pembelajaran mesin tingkat lanjut. Dengan melatih model-model tersebut menggunakan sampel yang sudah dikenal dari bank data biologis — beberapa dari penderita kanker ovarium, beberapa dari penderita kanker endometrium, dan beberapa dari individu sehat — sistem ini belajar mengenali pola kompleks yang menandakan adanya penyakit.
Hasilnya adalah sebuah tes yang tidak bergantung pada identifikasi satu molekul tertentu dan mampu menangani realitas biologi manusia yang kompleks, di mana banyak faktor dapat memengaruhi satu biomarker tunggal.
Tes skrining kanker berbasis darah saat ini biasanya mencari satu atau beberapa biomarker yang terkait dengan kanker tertentu. Tes-tes tersebut dapat memakan waktu lama untuk dianalisis dan seringkali kurang sensitif dan presisi yang dibutuhkan untuk mendeteksi kanker ovarium secara dini dengan andal.
Penulis pendamping Jens Eriksson, seorang profesor madya di Universitas Linköping dan kepala teknologi di VOC Diagnostics AB, perusahaan yang mengembangkan hidung elektronik, menekankan bahwa hal itu merupakan keterbatasan utama dari perawatan saat ini.
“Tidak seperti pada kanker payudara, saat ini belum ada metode skrining kanker ovarium yang dapat diandalkan. Tes-tes ini seringkali hanya berdasarkan satu biomarker dan kurang memiliki ketelitian yang dibutuhkan untuk mendeteksi penyakit pada tahap awal. Oleh karena itu, metode kami jauh lebih unggul, tidak hanya dalam hal akurasi tetapi juga dalam kemampuan untuk mengidentifikasi penyakit pada tahap awal,” kata Eriksson dalam siaran pers tersebut.
Pendekatan baru ini dirancang agar cepat dan praktis. Menurut tim tersebut, tes hidung elektronik membutuhkan waktu sekitar 10 menit dari pengambilan sampel hingga hasil.
“Ini adalah tes sederhana yang memakan waktu 10 menit dan memberikan hasil yang jelas. Metode kami dapat menguji banyak orang dengan biaya rendah dan jauh lebih akurat daripada yang ada di pasaran saat ini. Studi ini merupakan uji coba, tetapi kami berharap metode ini akan digunakan sebagai bagian dari skrining kanker dalam waktu tiga tahun. Saat ini, kami fokus pada deteksi kanker, tetapi aplikasinya tidak terbatas,” tambah Eriksson.
Jika visi tersebut terwujud, teknologi ini dapat membuat skrining lebih mudah diakses baik di lingkungan dengan sumber daya tinggi maupun rendah. Sensor itu sendiri relatif sederhana dan sudah tersedia di pasaran, yang dapat membantu menekan biaya dibandingkan dengan tes pencitraan atau tes berbasis laboratorium yang lebih kompleks.
Puglisi menekankan pentingnya kesehatan masyarakat secara lebih luas seiring meningkatnya diagnosis kanker di seluruh dunia.
“Semakin banyak orang yang didiagnosis menderita kanker, terutama orang dewasa muda, dan ini mengkhawatirkan. Jika skrining lebih mudah diakses, baik dari segi biaya maupun lokasi, maka diagnosis dini dapat ditingkatkan. Pendekatan kami dapat memfasilitasi penerapan protokol skrining baru dan pengembangan metode diagnostik baru, sehingga meningkatkan angka harapan hidup, kualitas hidup, dan hasil klinis secara keseluruhan,” katanya.
Meskipun studi ini masih merupakan studi percontohan dan uji klinis yang lebih besar akan diperlukan untuk mengkonfirmasi hasilnya dalam kondisi dunia nyata, konsep ini menunjukkan masa depan di mana penginderaan kimia yang ditingkatkan dengan AI dapat membantu mendeteksi berbagai jenis kanker hanya dengan pengambilan sampel darah sederhana.
Selain kanker ovarium, jenis hidung elektronik yang sama berpotensi dilatih untuk mengenali tanda-tanda volatil dari penyakit lain, mulai dari jenis kanker tambahan hingga kondisi metabolik atau infeksi. Karena sistem ini "tidak bergantung pada biomarker," para peneliti dapat fokus pada melatihnya untuk mengenali pola daripada terlebih dahulu mengidentifikasi setiap molekul yang terlibat.
Untuk saat ini, tim LiU sedang berupaya menyempurnakan teknologi tersebut, memvalidasinya pada kelompok pasien yang lebih besar dan lebih beragam, serta menavigasi langkah-langkah regulasi yang diperlukan sebelum tes skrining apa pun dapat digunakan di klinik.
Jika berhasil, hidung bertenaga AI yang dapat "mencium" kanker dari darah dapat menjadi alat baru yang ampuh dalam deteksi dini — dan pengingat bahwa terkadang, indra tertua dapat menginspirasi ilmu pengetahuan terbaru.
Sumber: Universitas Linköping