Kanserin Kokusu: Yapay zeka ile kanser teşhisi koyulabilir mi?

Son yıllarda atılım yapan ve dünyayı kasıp kavuran yapay zekâ (AI - Artifical Intelligence) teknolojisi, tıp dünyasını da etkisi altına almaya başladı.

Basit bir ifadeyle AI, insan zekâsını taklit etmek suretiyle verilen görevleri yerine getiren, topladıkları bilgilerle kendini geliştiren sistemler ya da makineler anlamına gelir. Sohbet ve öneri motorları, kendi kendine hareket eden otonom arabalar, satranç oynayan bilgisayarlar gibi AI için birçok örnek verilebilir.

Çoğumuzun sandığının aksine AI bizim yerimize geçmek için çabalamamakta, aksine yaptığımız işte bizi daha iyi hale getirmeye çalışmaktadır. İnsan beyninden, dikkatinden kaçabilen ilişkileri AI algoritmaları kolayca yakalayabilir. Bu sayede de insanın verimliliğini artırabilir. Günümüzde, her sektörde AI’ye yüksek bir talep vardır. İmalat, perakende ve bankacılık sektörlerinin yanı sıra sağlık sektörü de AI ile yakından ilgilenmektedir. AI uygulamaları; röntgen, tomografi gibi filmleri okuyabilirken, aynı zamanda kişisel sağlık asistanlığı da yapabilir. Ama özellikle onkoloji (kanser tedavi bölümü) alanında kullanılan AI, bilim insanlarını çok heyecanlandırmaktadır.

Pennsylvania Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde yapılan bir çalışmada, yumurtalık ve pankreas kanseri gibi, erken teşhisi zor kanser türlerini tanımlayabilen bir AI geliştirildiği rapor edilmiştir (1). Kan örneklerinden yayılan organik bileşiklerin farklı karışımlarını algılayarak ya da başka bir deyişle “koklayarak” kanser teşhisi koyabilen AI temelli araçların, yüzde 90-95 gibi yüksek bir doğruluk oranıyla çalıştığının gösterildiği bu çalışma, tıp dünyasında büyük yankı yapmıştır. Yapılan çalışmada; 20 yumurtalık kanseri, 20 iyi huylu yumurtalık kisti, 13 adet pankreas kanseri, 10 adet iyi huylu pankreas kisti olan ve 30 adet de sağlıklı gönüllünün olduğu toplam 93 kişi taranmıştır. AI ile yapılan tarama, yumurtalık kanserini yüzde 95 doğrulukla, pankreas kanserini de yüzde 90 doğrulukla tanımlamıştır.

Peki bu koku alma sistemi nasıl çalışmaktadır?

İnsan beyni, burun içindeki sinir uçlarından gelen uyarıları değerlendirerek kokuları analiz etmektedir. Bu uyarılar ise burun içine giren kimyasal bileşiklerin kokuyla ilgili sinir uçlarını uyarması sonucu oluşur. AI de koku alma duyusuna sahip bir insan ya da hayvan gibi kokuların (aslında kan örneği) içindeki bileşikleri algılar ve bu bileşiklerin belli karışımlarını birbirinden ayırt eder. Hangi bileşiğin hangi kanser türüyle ilişkili olduğunu saptayabilen AI, bu bileşiklerin karışımlarının da hangi kanser türüyle ilişkili olduğunu kendi başına öğrenebilir. Örneğin; prostat spesifik antijen (PSA) diye bilinen biyo-belirteçin kandaki değerlerinin yüksek olması potansiyel prostat kanserini göstermektedir. Bu yüzden de erken teşhis için büyük önem taşımaktadır. Aynı şekilde kanser antijen 15-3 adlı biyo-belirteç de meme kanseri takibinde kullanılan önemli bir parametredir.

Bilim insanlarının şu anki amaçları AI yardımıyla, bu belirteçlerle benzer özelliklerde olan nano-belirteçlerin ev ortamında saptanabilmesi ve kişinin kendi kendine tarama uygulayabilmesidir. Çalışmanın araştırma ekibi, bu amacı gerçekleştirebilmek için VOC Health adında bir sağlık şirketiyle birlikte çalışmaktadır (2).

AI, var olan her endüstriyi kökten değiştirecek güce sahiptir. Ancak yapabilecekleri ve sınırları iyi anlaşılmalıdır. AI, temel olarak ona girilen verilerden öğrenir. Yani, yanlış bir veri girilmesi durumunda yanlış bir sonuç almak da kaçınılmaz olacaktır. Günümüzdeki AI sistemlerine her görevi açıkça tanımlamak gerekmektedir. Mesela; satranç oynayan bir bilgisayar tavla oynayamaz ya da tıbbi amaçla kullanılan bir sistem araba süremez. Özetle, bu sistemler oldukça uzmanlaşmış sistemlerdir ve kendi kendilerine öğrenme kapasiteleri hâlâ çok kısıtlıdır. Bilimkurgu filmlerindeki AI sistemlere ulaşmamıza daha zaman var gibi görünse de karmaşık işleri öğrenen ve belirli görevleri yapabilen bilgisayarlar oldukça yaygın hale gelmektedir.

Dr. Ahmet Tevfik Albayrak

 

Referanslar

1.      A. T. Charlie Johnson, Christopher Kehayias, Erica L. Carpenter et al. Nanoanalysis of plasma volatile organic compounds using novel DNA decorated carbon nanotube vapor sensors to noninvasively distinguish ovarian and pancreatic cancer from benign and control samples. University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, Philadelphia, PA;

2.      Traynor SM, Wang GA, Pandey R, Li F, Soleymani L. Dynamic Bio-Barcode Assay Enables Electrochemical Detection of a Cancer Biomarker in Undiluted Human Plasma: A Sample-In-Answer-Out Approach. Angew Chem Int Ed Engl. 2020 Dec 7;59(50):22617-22622. doi: 10.1002/anie.202009664. Epub 2020 Oct 7. PMID: 33026144.