
ИИ поможет отбору эмбрионов для ЭКО
Алгоритм искусственного интеллекта может определить неинвазивно, с точностью около 70 процентов, имеет ли эмбрион, оплодотворенный in vitro, нормальное или аномальное количество хромосом.
Наличие аномального числа хромосом, состояние, называемое анеуплоидией, является основной причиной того, что эмбрионы, полученные в результате экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), не могут имплантироваться или приводят к здоровой беременности. Один из современных методов обнаружения анеуплоидии включает биопсию и генетическое тестирование клеток эмбриона — подход, который увеличивает стоимость процесса ЭКО и является инвазивным для эмбриона. Новый алгоритм STORK-A, описанный в статье, опубликованной 19 декабря в журнале Lancet Digital Health, способен предсказать анеуплоидию без недостатков биопсии. Он работает путем анализа микроскопических изображений эмбриона и включает информацию о возрасте матери и оценке внешнего вида эмбриона в клинике ЭКО.
— доктор Иман Хаджирасулиха, старший автор исследования, доцент кафедры вычислительной геномики, физиологии и биофизики Weill Cornell Medicine.
В настоящее время сотрудники клиники по лечению бесплодия используют микроскопию для оценки эмбрионов на наличие крупномасштабных аномалий, которые коррелируют с плохой жизнеспособностью. Для получения информации о хромосомах персонал клиники также может использовать метод биопсии, называемый преимплантационным генетическим тестированием на анеуплоидию (PGT-A), преимущественно у женщин старше 37 лет.
Чтобы разработать вычислительный подход к оценке эмбрионов, основанный на новаторском использовании Лабораторией эмбриологии замедленной фотографии, исследователи из Центра репродуктивной медицины объединились с коллегами из Института Энгландера. В 2019 году команды разработали алгоритм искусственного интеллекта (ИИ) STORK, который может оценивать качество эмбрионов. Для нового исследования они разработали STORK-A как потенциальную замену PGT-A- или как более избирательный способ решить, какие эмбрионы должны пройти тестирование PGT-A.
Алгоритм STORK-A использует микроскопические изображения эмбрионов, сделанные через пять дней после оплодотворения, оценку качества эмбрионов персоналом клиники, возраст матери и другую информацию, которая обычно собирается в процессе ЭКО. Поскольку он использует искусственный интеллект, алгоритм автоматически «учится» соотносить определенные особенности данных, часто слишком мелкие для человеческого глаза, с вероятностью анеуплоидии. Команда обучила STORK-A на наборе данных из 10 378 бластоцист, плоидный статус которых уже был известен.
Исследователи оценили точность алгоритма в прогнозировании анеуплоидных эмбрионов по сравнению с «эуплоидными» эмбрионами с нормальной хромосомой почти в 70 процентов (69,3%). Позже они протестировали алгоритм на независимых наборах данных и получили сопоставимые результаты точности.
Исследование обеспечивает доказательство концепции для подхода, который в настоящее время является экспериментальным. Для стандартизации использования STORK-A в клиниках потребуются клинические испытания, сравнивающие его с PGT-A. Но новый алгоритм представляет собой прогресс на пути к тому, чтобы сделать отбор эмбрионов для ЭКО менее рискованным, менее субъективным, менее дорогостоящим и более точным.
— доктор Оливье Элементо, директор Института точной медицины Англии в Weill Cornell Medicine.
Теперь команда планирует развить этот успех с помощью алгоритмов, обученных на видео развития эмбриона.
— доктор Зев Розенвакс, руководитель Центра репродуктивной медицины Рональда О. Перельмана и Клаудии Коэн в Weill Cornell Medical Center.
Наличие аномального числа хромосом, состояние, называемое анеуплоидией, является основной причиной того, что эмбрионы, полученные в результате экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), не могут имплантироваться или приводят к здоровой беременности. Один из современных методов обнаружения анеуплоидии включает биопсию и генетическое тестирование клеток эмбриона — подход, который увеличивает стоимость процесса ЭКО и является инвазивным для эмбриона. Новый алгоритм STORK-A, описанный в статье, опубликованной 19 декабря в журнале Lancet Digital Health, способен предсказать анеуплоидию без недостатков биопсии. Он работает путем анализа микроскопических изображений эмбриона и включает информацию о возрасте матери и оценке внешнего вида эмбриона в клинике ЭКО.
Мы надеемся, что в конечном итоге мы сможем предсказать анеуплоидию совершенно неинвазивным способом, используя методы искусственного интеллекта и компьютерного зрения
— доктор Иман Хаджирасулиха, старший автор исследования, доцент кафедры вычислительной геномики, физиологии и биофизики Weill Cornell Medicine.
В настоящее время сотрудники клиники по лечению бесплодия используют микроскопию для оценки эмбрионов на наличие крупномасштабных аномалий, которые коррелируют с плохой жизнеспособностью. Для получения информации о хромосомах персонал клиники также может использовать метод биопсии, называемый преимплантационным генетическим тестированием на анеуплоидию (PGT-A), преимущественно у женщин старше 37 лет.
Чтобы разработать вычислительный подход к оценке эмбрионов, основанный на новаторском использовании Лабораторией эмбриологии замедленной фотографии, исследователи из Центра репродуктивной медицины объединились с коллегами из Института Энгландера. В 2019 году команды разработали алгоритм искусственного интеллекта (ИИ) STORK, который может оценивать качество эмбрионов. Для нового исследования они разработали STORK-A как потенциальную замену PGT-A- или как более избирательный способ решить, какие эмбрионы должны пройти тестирование PGT-A.
Алгоритм STORK-A использует микроскопические изображения эмбрионов, сделанные через пять дней после оплодотворения, оценку качества эмбрионов персоналом клиники, возраст матери и другую информацию, которая обычно собирается в процессе ЭКО. Поскольку он использует искусственный интеллект, алгоритм автоматически «учится» соотносить определенные особенности данных, часто слишком мелкие для человеческого глаза, с вероятностью анеуплоидии. Команда обучила STORK-A на наборе данных из 10 378 бластоцист, плоидный статус которых уже был известен.
Исследователи оценили точность алгоритма в прогнозировании анеуплоидных эмбрионов по сравнению с «эуплоидными» эмбрионами с нормальной хромосомой почти в 70 процентов (69,3%). Позже они протестировали алгоритм на независимых наборах данных и получили сопоставимые результаты точности.
Исследование обеспечивает доказательство концепции для подхода, который в настоящее время является экспериментальным. Для стандартизации использования STORK-A в клиниках потребуются клинические испытания, сравнивающие его с PGT-A. Но новый алгоритм представляет собой прогресс на пути к тому, чтобы сделать отбор эмбрионов для ЭКО менее рискованным, менее субъективным, менее дорогостоящим и более точным.
Это еще один отличный пример того, как искусственный интеллект потенциально может трансформировать медицину. Алгоритм превращает десятки тысяч изображений эмбрионов в модели искусственного интеллекта, которые в конечном итоге могут быть использованы для повышения эффективности ЭКО и дальнейшей демократизации доступа за счет снижения затрат
— доктор Оливье Элементо, директор Института точной медицины Англии в Weill Cornell Medicine.
Теперь команда планирует развить этот успех с помощью алгоритмов, обученных на видео развития эмбриона.
Технология оптимизируется и мы надеемся, что в какой-то момент ее точность будет близка к генетическому тестированию, которое является золотым стандартом и обеспечивает точность более 90 процентов
— доктор Зев Розенвакс, руководитель Центра репродуктивной медицины Рональда О. Перельмана и Клаудии Коэн в Weill Cornell Medical Center.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Планшет, пролежавший в Темзе пять лет, помог раскрыть серию запутанных преступлений
Эксперты говорят: даже вода не смогла стереть цифровые следы....

«Инопланетяне» на Земле? Древние 8-метровые «грибы» оказались совершенно неизвестной формой жизни
Вот уже 180 лет подряд живые «башни» ставят в тупик всю науку....

«Шерстистый дьявол» обнаружен в пустыне, на границе Мексики и США
Ученые говорят: такой уникальной находки не было последние полвека....

Похоже, что проблема космического мусора в скором времени будет решена раз и навсегда
Новая технология не только очистит космос, но и поможет спутникам работать втрое дольше....

Американские спецслужбы скрывают правду о самой древней из библейских реликвий?
Экстрасенс ЦРУ предупредил: Ковчег Завета убьет каждого, кто к нему прикоснется....

Почему мы не помним себя младенцами? Новое исследование дало ответы
Возможно, помним, но «ларчик» заперт....

Археологи ликуют: в Испании нашли рисунки, которые старше человечества!
200 000-летняя находка заставит пересмотреть учебники....

Астрофизики рассказали, почему Вселенная замедляется вопреки предсказаниям Эйнштейна
Если открытие DESI и ослабление темной энергии подтвердится, учебники придется переписать....

Ученые поражены: мыши, как спасатели, оживляют своих сородичей, попавших в беду
Открытие, от которого дрогнет даже самое черствое сердце....

Скрытые миллиарды: население Земли оказалось гораздо больше, чем считалось
Новые исследования бросают вызов официальным демографическим данным....

Кислород устарел! Ученые нашли новый ключ к внеземной жизни
Гицеанические миры могут стать новой надеждой астрофизиков....

На 100 000 лет раньше людей: ученые рассказали, кто устроил первые похороны на планете
Загадочные карлики Homo naledi, чей мозг был размером с апельсин, оказались не глупее нас с вами....

Секретная мутация гена: оказалось, ее имеют все обитатели Марианской впадины
Поразительное открытие китайских ученых может изменить всю теорию эволюции....

10 лет за 48 часов: ИИ полностью переиграл ученых в поисках секрета супербактерий
Однако эксперты предупреждают: нейросети не только ускоряют науку, они запросто могут столкнуть нас в пропасть....

Ученый рассказал, как использовались загадочные артефакты из гробницы Тутанхамона
Это было как в фильме «Мумия»: «Фараон должен воскреснуть!»...

Гигантский айсберг скрывал древнюю живую экосистему
Губки и кораллы благоденствуют на обнажившемся морском дне в месте, ранее недоступном взгляду....