Исследователи из Сиднейского технологического университета (UTS) разработали инструмент искусственного интеллекта, позволяющий определять сперматозоиды у мужчин с тяжелой формой бесплодия быстрее и точнее, чем медицинские специалисты.
Исследование была представлена на 39-й ежегодной встрече Европейского общества репродукции человека и эмбриологии (ESHRE). Исследовательская группа продемонстрировала ИИ, который может помочь мужчинам с ограниченной спермой стать отцами биологических детей.
В настоящее время таким пациентам приходится проходить процедуру удаления части яичек, из которых эмбриологи вручную извлекают сперматозоиды. Затем эта сперма используется для оплодотворения яйцеклеток партнера с помощью интрацитоплазматической инъекции сперматозоида (ИКСИ).
Нынешний процесс трудоемок и требует много времени, часто занимает до 6 часов и может привести к усталости, что влияет на точность идентификации спермы.
Этот процесс имеет высокий процент неудач, и его часто приходится повторять.
В исследовании, проведенном под руководством профессора Маджида Варкиани из Школы биомедицинской инженерии UTS, представлен инструмент искусственного интеллекта, известный как SpermSearch, который ускоряет этот трудоемкий процесс.
Ведущий автор исследования Дейл Госс, кандидат наук, заявил: "Этот инструмент может дать пациентам, у которых очень мало шансов стать отцом собственных биологических детей, больше шансов".
Он добавил: "Алгоритм совершенствует устаревшие подходы, которые не обновлялись уже несколько десятилетий. Он обеспечит быструю идентификацию сперматозоидов в образцах, что не только повысит шансы пары зачать своих биологических детей, но и снизит нагрузку на сперматозоиды и повысит эффективность работы в лаборатории".
Как это работает
Исследователи подчеркнули, что примерно 1% всех мужчин и около 5% пар, обращающихся за лечением бесплодия, страдают необструктивной азооспермией (НОА) - тяжелой формой бесплодия, характеризующейся отсутствием сперматозоидов в сперме.
В настоящее время эмбриологи определяют сперматозоиды для ИКСИ, кропотливо измельчая образцы тканей и отделяя их с помощью пинцета или тонких игл. Затем все присутствующие сперматозоиды выпускаются в специально подготовленную жидкость, помещаются в чашку Петри и анализируются под микроскопом. Этот процесс сложен из-за загрязнения другими клетками и частицами, и если эмбриолог пропустит сперматозоид, показатели успеха снизятся.
Инструмент SpermSearch, работающий на основе искусственного интеллекта, призван ускорить этот процесс. Команда обучила алгоритм искусственного интеллекта, используя тысячи изображений микроскопа с помеченными сперматозоидами. Благодаря анализу изображений инструмент ИИ научился определять, как выглядят сперматозоиды.
Для тестирования команда использовала как образцы здоровой спермы, так и образцы тканей яичек семи пациентов с диагнозом NOA.
Эти пациенты в возрасте от 36 до 55 лет ранее проходили хирургическое извлечение спермы в клинике и сдали остатки тканей, которые были подготовлены для извлечения спермы, но не были использованы.
Затем система искусственного интеллекта была сравнена с эмбриологом в испытании на точность идентификации сперматозоидов. ИИ идентифицировал сперматозоиды в каждой просматриваемой области капли менее чем за тысячную долю времени, затраченного эмбриологом. Система обнаружила на 60 сперматозоидов больше и была на 5% точнее, чем эмбриолог, в расчете на одну просматриваемую область капли.
Однако исследователи предупреждают, что их исследование основано на доказательстве концепции, и для того, чтобы убедиться в эффективности и результативности метода обнаружения сперматозоидов, необходимо провести клинические испытания.
Карлос Калхаз-Хорхе, профессор и председатель ESHRE, не участвовавший в исследовании, сказал: "Для мужчин с диагнозом необструктивная азооспермия ИКСИ со спермой, извлеченной из яичек, является единственным реальным шансом иметь биологических детей. Это предварительное исследование по использованию ИИ для поиска здоровых сперматозоидов у мужчин, страдающих этим типом бесплодия". Поиск здоровых сперматозоидов под микроскопом во фрагментах биопсии яичек может быть сложным процессом. Перспектива использования искусственного интеллекта для ускорения и повышения точности этого процесса очень интересна. Мы должны увидеть больше исследований, чтобы развить эти результаты".
Роль искусственного интеллекта в медицине уже давно известна, но за последние 2 месяца было проведено множество многообещающих исследований.
Например, искусственный интеллект - это улучшение МРТ-изображений, помогая стоматологам разрабатывать зубные коронки, Выявление заболеваний сетчатки у младенцев, Выявление заболеваний сердца по ЭКГ, и Ускорение открытия лекарств.
Несмотря на то что все эти приложения должны пройти длительные клинические испытания, ИИ, несомненно, займет центральное место в медицине будущего.
