Первый ребенок, зачатый с помощью экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), родился в Великобритании в 1978 году. Спустя более 40 лет эта технология стала обычным явлением, но показатель ее успеха все еще довольно низок: 22 до 30 процентов. Основанный женщинами израильский стартап под названием «Embryonics» намеревается изменить это, используя искусственный интеллект для проверки эмбрионов.
Сложности ЭКО
ЭКО – это процедура, когда оплодотворение яйцеклетки проводится вне тела. Медики в лабораторных условиях выращивают эмбрион, который затем имплантируется в матку. Это непростой процесс в любом смысле этого слова: физически, эмоционально, финансово. Затраты на процедуру составляют от 250 000 рублей за цикл, который занимает около месяца и включает:- гормональную терапию для стимуляции производства яйцеклеток
- извлечение яйцеклеток
- оплодотворение вне тела
- имплантацию эмбриона
Сложности работы эмбриолога
Решающий фактор того, сработает ли цикл ЭКО, то есть, приживется ли эмбрион в матке и начнет ли он развиваться в здоровый плод — это его жизнеспособность. Перед имплантацией эмбрионы представляют собой небольшое скопление клеток. Врачи исследуют их под микроскопом, чтобы определить, сколько клеток они содержат и кажутся ли они здоровыми, и выбирают для имплантации тот, который выглядит наиболее жизнеспособно.
Это сложнейшая работа, которая ведётся почти вслепую. Человеческий глаз не может видеть все, что важно, даже с помощью самого лучшего микроскопа. Несмотря на все усилия и накопленный опыт эмбриологов, показатели успеха все еще относительно низки. Многие их решения основываются на интуиции или личном опыте. Даже в одном и том же центре ЭКО, два эксперта могут дать разное мнение об одном и том же эмбрионе.
Как здесь может помочь искусственный интеллект?
В помощь эмбриологам былая создана технология на базе искусственного интеллекта «Embryonics». В систему было загружено 8789 покадровых видеозаписей развития эмбрионов для обучения алгоритму, который прогнозирует вероятность успешной имплантации эмбриона. Менее половины эмбрионов из набора данных были оценены эмбриологами, и потом данные о том успешно ли прошла имплантация или нет, были догружены в систему. Алгоритм использует глубокое обучение, метод, который основан на нейронной сети, которая фильтрует входные данные для создания карт своих функций и чаще всего используется для распознавания изображений, и применяет ее к более сложным данным, таким как трехмерные объекты и графики.В течение нескольких дней после оплодотворения эмбрион все еще находится на стадии бластоцисты, представляя собой микроскопический кластер всего из 200-300 клеток.
Алгоритм использует эту технику глубокого обучения для выявления закономерностей в развитии эмбрионов, которые специалисты физически не способны заметить, либо которые потребуют массивного сопоставления данных для проверки.
Помимо видеороликов об эмбрионах, команда разработчиков загрузила в алгоритм данные пациентов, данные об окружающей среде и другие переменные, чтобы получить как можно больше взаимозависимостей, которые определяют успешный исход процедуры.
Первые испытания показали, что успешное определение жизнеспособных эмбрионов возросло на 12 процентов, а идентификация эмбрионов, которые не приведут к успешной беременности улучшилась на 29 процентов.
В начале года ученые сообщили, что в их пилотном проекте из 11 женщин, которые использовали алгоритм «Embryonics» для отбора своих эмбрионов, у 6 уже развиваются успешные беременности, а у 5 все еще ожидаются результаты.
Скорый выход на рынок
Стартап из Израиля – это не первая группа ученых, которая подумала об использовании ИИ для проверки эмбрионов. Подобный алгоритм разработан в 2019 году исследователями Медицинского колледжа при Корнельском университете (США). Но «Embryonics» станут первыми, кто выведет на рынок такую технологию. Компания ожидает одобрения европейских регулирующих органов на продажу программного обеспечения клиникам репродуктивного здоровья в Европе.Сейчас это стало особенно актуально. По мере того, как все больше и больше женщин откладывают рождение детей из-за образа жизни и факторов, связанных с карьерой, спрос на ЭКО растет и продолжит расти в ближайшие годы.
Текст: Юлия Долженкова.
