Nature Communications: Искусственный интеллект может повысить успешность ЭКО

Во время процедуры ЭКО врачи с помощью ультразвукового сканирования отслеживают размер фолликулов — маленьких мешочков в яичниках, содержащих яйцеклетки, — чтобы решить, когда сделать инъекцию гормона, называемую триггером, чтобы подготовить яйцеклетки к сбору и убедиться, что они готовы к оплодотворению спермой для создания эмбрионов. 

Выбор времени введения триггера — ключевой момент, поскольку он работает менее эффективно, если фолликулы слишком малы или слишком велики на момент введения. После того как яйцеклетки собраны и оплодотворены спермой, выбирается эмбрион, который имплантируется в матку и, как мы надеемся, приводит к беременности.

Исследователи использовали методы «объяснимого ИИ» — тип ИИ, который позволяет человеку понять принцип его работы — для анализа ретроспективных данных о более чем 19 000 пациентов, прошедших процедуру ЭКО. Они изучили, какие размеры фолликулов связаны с улучшением показателей извлечения зрелых яйцеклеток, в результате чего рождаются дети.

Выяснилось, что введение гормональной инъекции, когда большая часть фолликулов имеет размер 13-18 мм, связано с более высокими показателями извлечения зрелых яйцеклеток и рождения детей.

В настоящее время врачи используют ультразвуковое сканирование для измерения размера ведущих (самых крупных) фолликулов и обычно делают инъекцию триггера при достижении порога в два или три ведущих фолликула размером более 17 или 18 мм.

Результаты исследования позволяют предположить, что максимальное увеличение доли фолликулов промежуточного размера может оптимизировать количество извлеченных зрелых яйцеклеток и улучшить показатели рождения детей.

Команда считает, что результаты исследования подчеркивают потенциал ИИ для персонализации ЭКО, чтобы улучшить клинические результаты для пациентов и максимизировать их шансы на рождение ребенка. Команда планирует создать инструмент искусственного интеллекта, который будет использовать результаты исследования для персонализации ЭКО и поддержки принятия решений врачами на каждом этапе процесса ЭКО. Они подадут заявку на финансирование для проведения клинических испытаний этого инструмента.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, проводится под руководством ученых из Имперского колледжа Лондона, Университета Глазго, Университета Сент-Эндрюс и клиницистов из Imperial College Healthcare NHS Trust. Она финансируется британской организацией UK Research and Innovation и Национальным институтом исследований в области здравоохранения и ухода (NIHR) Имперского центра биомедицинских исследований (BRC).

Доктор Али Аббара, научный сотрудник-клиницист NIHR в Имперском колледже Лондона и консультант по репродуктивной эндокринологии в Imperial College Healthcare NHS Trust, и соавтор исследования сказал:

ЭКО дает помощь и надежду многим пациентам, которые не могут зачать ребенка, но это инвазивный, дорогостоящий и длительный метод лечения. Когда оно не приносит результата, это разбивает сердце, поэтому важно обеспечить максимальную эффективность этого метода лечения.

ИИ может предложить новую парадигму в проведении ЭКО и привести к лучшим результатам для пациентов.

ЭКО дает так много данных, что врачам бывает сложно в полной мере использовать их при принятии решений о лечении пациентов. Наше исследование показало, что методы искусственного интеллекта хорошо подходят для анализа сложных данных ЭКО. В будущем ИИ можно будет использовать для выработки точных рекомендаций, чтобы улучшить процесс принятия решений и помочь в персонализации лечения, чтобы дать каждой паре наилучшие шансы на рождение ребенка.

Профессор Вальджит Дхилло, старший исследователь NIHR из отделения метаболизма, пищеварения и репродукции в Имперском колледже Лондона, консультант-эндокринолог в Imperial College Healthcare NHS Trust и соавтор исследования, добавил:

Наши результаты могут проложить путь к новому подходу, чтобы максимально повысить успешность ЭКО, что приведет к большему количеству беременностей и рождений.

Наше исследование — первый анализ большого массива данных, который показывает, что ИИ может определить конкретные размеры фолликулов, которые с наибольшей вероятностью дадут зрелые яйцеклетки, более точно, чем существующие методы.

Это захватывающее событие, поскольку полученные результаты свидетельствуют о том, что мы можем использовать информацию о гораздо более широком наборе размеров фолликулов, чтобы решить, когда делать пациенткам триггерные уколы, а не только размер только самых крупных фолликулов — то, что используется в текущей клинической практике.

Доктор Томас Хейнис, соавтор работы с факультета вычислительной техники Имперского колледжа Лондона, сообщил:

Объяснимый ИИ может стать ценным ресурсом в здравоохранении. Там, где ставки очень высоки для принятия наилучшего возможного решения, эта техника может поддержать врачей в принятии решений и привести к лучшим результатам для пациентов. Важно отметить, что мы ожидаем экспоненциального роста вычислительных мощностей в ближайшем будущем, что позволит нам принимать решения на основе точных данных так, как это было невозможно ранее.

Каждая шестая пара страдает бесплодием, и ЭКО стало ценным методом, помогающим пациентам зачать ребенка.

Триггерная инъекция

Ключевое решение при проведении ЭКО — когда сделать «пусковой» укол гормонов, например хорионического гонадотропина человека (ХГЧ), чтобы созрели яйцеклетки для сбора. Время проведения триггерного укола влияет на количество извлеченных зрелых яйцеклеток и успех лечения.

Клиницисты используют ультразвуковое сканирование для измерения размера ведущих (самых крупных) фолликулов. Обычно триггерный укол делают при достижении порога в два или три ведущих фолликула диаметром более 17 или 18 мм. Однако этот метод недостаточно точен и не учитывает размеры каждого отдельного фолликула и вероятность того, что каждый фолликул принесет зрелую яйцеклетку.

Размеры фолликулов

В ретроспективном исследовании команда использовала методы искусственного интеллекта на данных 19 082 пациенток в возрасте 18-49 лет, которые проходили лечение в одной из 11 клиник Великобритании, включая клиники ЭКО в Imperial College Healthcare NHS Trust, и двух клиник в Польше в период с 2005 по 2023 год. Они изучили размеры отдельных фолликулов за несколько дней до и в день введения триггера.

Исследователи обнаружили, что фолликулы промежуточного размера 13-18 мм ассоциируются с более зрелыми яйцеклетками, которые впоследствии удается извлечь. Полученные данные позволили предположить, что наличие большего количества фолликулов в этом диапазоне в день введения триггера связано с лучшими клиническими результатами.

Также было установлено, что слишком длительная стимуляция яичников, при которой в день введения триггера в яичники попадает большее количество крупных фолликулов (более 18 мм), может привести к преждевременному повышению уровня гормона прогестерона. Это может негативно сказаться на результатах ЭКО, поскольку влияет на правильное развитие эндометрия — ткани, выстилающей матку, которая важна для имплантации эмбриона, чтобы наступила беременность. Это снижает шансы эмбриона на имплантацию и последующее рождение живого ребенка. Эти знания, полученные с помощью искусственного интеллекта, помогут команде разработать протоколы ЭКО, основанные на данных, которые должны повысить эффективность лечения.

Ранее ученые сообщили о новой разработке в области ЭКО, которая повышает вероятность успеха процедуры на 25%.

08.01.2025