Sztuczna inteligencja będzie wspomagać in vitro. To szansa dla wielu rodzin

Sztuczna inteligencja pomoże w leczeniu niepłodności

W 1978 roku na świat przyszła Louise Joy Brown. Było to pierwsze dziecko poczęte metodą in vitro. Z kolei pierwsze w Polsce dziecko poczęte metodą in vitro przyszło na świat w 1987 roku w Klinice Ginekologii Akademii Medycznej w Białymstoku. Zabieg przeprowadził profesor Marian Szamatowicz. Od tamtej pory w ciągu 40 lat dzięki metodzie in vitro na świat przyszło około 8 milionów dzieci.

Lekarze sięgają po najnowsze metody, by niepłodne pary mogły się cieszyć się upragnionym potomstwem. Te najbardziej zaawansowane metody stosuje się już na etapie wyboru komórek do in vitro. Jedną z najnowszych metod doboru komórek jest ta, opracowana przez naukowców w katowickiej klinice. Opracowali oni własny algorytm do oceny zarodków, a pomogła im w tym sztuczna inteligencja.

Potrafi dostrzec to, czego nie dostrzeże oko nawet najbardziej doświadczonego embriologa. Na podstawie 12 różnych parametrów w kilka minut identyfikuje najlepiej rozwijające się zarodki. Nowy algorytm oparty na sztucznej inteligencji ma stać się codzienną pomocą w pracy embriologów kliniki Gyncentrum i zwiększyć prawdopodobieństwo powodzenia procedury in vitro u kolejnych par.

Wybór zarodka to najważniejszy element pracy embriologa

Wybór zarodka, który da największą szansę na ciążę to najważniejszy moment w codziennej pracy embriologa. Od jego decyzji może zależeć, czy para zobaczy upragnione dwie kreski na teście ciążowym. Dlatego naukowcy na całym świecie dążą do tego, by jak najlepiej poznać każdy etap rozwoju zarodków i cechy decydujące o tym, czy z embrionu rozwinie się zdrowe dziecko.

- Niewątpliwie spośród wszystkich dostępnych metod leczenia niepłodności zapłodnienie pozaustrojowe jest najskuteczniejsze. Statystycznie co trzecia próba in vitro kończy się ciążą. Naukowcy wciąż poszukują rozwiązań, które by te wyniki poprawiły - mówi dr n med. Anna Bednarska-Czerwińska, specjalista leczenia niepłodności w Gyncentrum.

- Na przykładzie Gyncentrum mogę powiedzieć, że to się udaje. Osiągamy skuteczność na poziomie 50-60%, dla porównania 10 lat temu było to 35%. To efekt postępu, jaki dokonuje się w medycynie wspomaganego rozrodu, w tym naszych własnych badań i innowacyjnych rozwiązań nad którymi nieustannie pracujemy. Wykorzystanie sztucznej inteligencji to kolejne z nich - tłumaczy doktor Bednarska-Czerwińska.

Okres, w którym można obserwować zarodki jest ściśle określony. W piątej dobie musi on trafić do macicy lub zostać zamrożony w ciekłym azocie. Wcześniej umieszcza się go w specjalnym inkubatorze, gdzie ma zapewnione optymalne warunki do rozwoju.

Dzięki całodobowemu monitoringowi prowadzonemu za pomocą kamer, powstaje seria ponad półtora tysiąca zdjęć dokumentujących kolejne etapy rozwoju zarodka. To w nich zapisane są dane, które stanowią o tym, czy z danego zarodka może rozwinąć się zdrowe dziecko.

Embriolog ocenia m.in. jak zmienia się kształt embrionu, jego wielkość i tempo podziału komórek. Jednak wiele danych jest ukrytych przed ludzkim okiem, nawet uzbrojonym w mikroskop. Na szczegółową analizę takiej liczby zdjęć nie pozwala też czas, który w przypadku cykli in vitro ma kluczowe znaczenie. Tu wkracza sztuczna inteligencja, dla której takie ograniczenia nie istnieją.

- Algorytm potrafi przeanalizować tysiące zdjęć w ciągu kilku minut. Człowiek nigdy nie będzie w stanie tego osiągnąć. Dane dostarczone przez sztuczną inteligencję są niezwykle cenne - mogą dostarczyć informacji o zdrowiu i jakości zarodka, co może wpływać na szanse powodzenia procedury zapłodnienia pozaustrojowego – tłumaczy dr n. biol. Wojciech Sierka, Starszy Embriolog Kliniczny ESHRE z Kliniki Leczenia Niepłodności Gyncentrum.

Nad algorytmem pracowali sporo czasu

Aby to osiągnąć, nad algorytmem przez rok pracował zespół złożony z embriologów, bioinformatyków oraz diagnostów laboratoryjnych Gyncentrum.

- Oceniliśmy i oznaczyliśmy cechy morfologiczne zarodków, które zostały wykorzystane do treningu i walidacji algorytmu. Wykorzystując techniki uczenia maszynowego algorytm sztucznej inteligencji uczył się rozpoznawać wzorce i cechy, które mają wpływ na potencjał rozwojowy zarodków – wyjaśnia dr Adam Pudełko, diagnosta laboratoryjny Gyncentrum.

- Zastosowanie sieci neuronowych i zaawansowanych technik analizy obrazów umożliwia w pełni automatyczną i precyzyjną ocenę embrionów- kończy.

Naukowcy dążą do tego, by w przyszłości algorytm stał się standardowym narzędziem dodatkowej oceny każdego zarodka przed transferem. Ma to jeszcze bardziej zwiększyć skuteczność wykonywanych w klinikach Gyncentrum zabiegów in vitro.