The early detection of cancer is a challenging problem in medicine. The blood sera of cancer patients are enriched with heterogeneous secretory lipid bound extracellular vesicles (EVs), which present a complex repertoire of information and biomarkers, representing their cell of origin, that are being currently studied in the field of liquid biopsy and cancer screening. Vibrational spectroscopies provide non-invasive approaches for the assessment of structural and biophysical properties in complex biological samples. In this pilot study, multiple Raman spectroscopy measurements were performed on the EVs extracted from the blood sera of 9 patients consisting of four different cancer subtypes (colorectal cancer, hepatocellular carcinoma, breast cancer and pancreatic cancer) and five healthy patients (controls). FTIR (Fourier Transform Infrared) spectroscopy measurements were performed as a complementary approach to Raman analysis, on two of the four cancer subtypes. The AdaBoost Random Forest Classifier, Decision Trees, and Support Vector Machines (SVM) distinguished the baseline corrected Raman spectra of cancer EVs from those of healthy controls (18 spectra) with a classification accuracy of above 90 percent when reduced to a spectral frequency range of 1800 to 1940 inverse cm and subjected to a 50:50 training: testing split. FTIR classification accuracy on 14 spectra showed an 80 percent classification accuracy. Our findings demonstrate that basic machine learning algorithms are powerful applied intelligence tools to distinguish the complex vibrational spectra of cancer patient EVs from those of healthy patients. These experimental methods hold promise as valid and efficient liquid biopsy for artificial intelligence-assisted early cancer screening.


翻译:癌症的早期检测是医学上的一个挑战性问题。癌症患者的血液阴部通过混杂的秘密脂质脂质外细胞囊肿(EVs)丰富了血液中的癌症患者的血液阴部,这些血液中含有代表其起源细胞的复杂信息和生物标志,目前正在液体生物检查和癌症筛查领域对这些细胞进行研究。活性光谱谱为评估复杂生物样本中的结构性和生物物理特性提供了非侵入性的方法。在这项试点研究中,对从9个患者血液腹部提取的EV进行了多次拉曼分光谱检查,这些病人由四种不同的癌症亚型(染色癌、肝细胞癌癌、乳腺癌和胃癌)和5个健康病人组成,它们代表着一个复杂的信息和生物细胞标志。FTIR(Ferver Infred)的光谱测量为Raman分析提供了一种非侵入性方法,用于评估复杂的生物样本中的两种癌症14个子型。AdaBoost Romic Foral分类、决定树和对精度的精度机器(SVM)的精度测量方法是:在实验室的精度上,这些精度的精度是实验室的精度的精度的精度的精度的精度,其精度的精度的精度的精度,其精度的精度的精度的精度是:在18次的精度的精度值的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度是,其精度的精度的精度的精度的精度值。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习系统设计系统评估标准
专知会员服务
41+阅读 · 2020年12月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
56+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
143+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
【2019-26期】This Week in Extracellular Vesicles
外泌体之家
11+阅读 · 2019年6月28日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
2018年中科院JCR分区发布!
材料科学与工程
3+阅读 · 2018年12月11日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
外泌体文献【Cell】合集
外泌体之家
4+阅读 · 2018年4月3日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
8+阅读 · 2017年11月25日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
12+阅读 · 2017年9月24日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月19日
Techniques for Automated Machine Learning
Arxiv
4+阅读 · 2019年7月21日
VIP会员
相关资讯
【2019-26期】This Week in Extracellular Vesicles
外泌体之家
11+阅读 · 2019年6月28日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
2018年中科院JCR分区发布!
材料科学与工程
3+阅读 · 2018年12月11日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
外泌体文献【Cell】合集
外泌体之家
4+阅读 · 2018年4月3日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
8+阅读 · 2017年11月25日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
12+阅读 · 2017年9月24日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员