ΤΕΧΝΗΤΗ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗ

Τεχνητή νοημοσύνη για την αξιολόγηση της ανδρικής υπογονιμότητας

Τεχνητή νοημοσύνη για την αξιολόγηση της ανδρικής υπογονιμότητας

Με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης αξιολογήθηκαν δείγματα ιστού σε άνδρες που παράγουν λίγα ή καθόλου σπερματοζωάρια.

Ερευνητές στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Toho στην Ιαπωνία θέλησαν να διαπιστώσουν εάν η πλατφόρμα Vision Google Automated Machine Learning (AutoML) θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να γίνεται η παραδοσιακή μέθοδος βαθμολόγησης Johnson, αντί να την κάνουν παθολόγοι.

Η μέθοδος βαθμολόγησης Johnson χρησιμοποιείται για να αξιολογηθεί η ικανότητα ενός άνδρα να παράγει βιώσιμα σπερματοζωάρια, με βάση την εξέταση δειγμάτων ιστού που λαμβάνονται από τους όρχεις. Συχνά είναι το πρώτο στάδιο της θεραπείας της αζωοσπερμίας (όταν δεν υπάρχουν σπερματοζωάρια στο σπέρμα).

Ο Δρ. Hideyuki Kobayashi, αναπληρωτής καθηγητής του τμήματος ουρολογίας στη Σχολή Ιατρικής του Πανεπιστημίου Toho είπε: «Το μοντέλο που δημιουργήσαμε μπορεί να ταξινομήσει ιστολογικές απεικονίσεις των όρχεων χωρίς τη συμμετοχή παθολόγου.  Ελπίζω ότι η προσέγγισή μας θα δώσει τη δυνατότητα στους κλινικούς ιατρούς σε κάθε τομέα της ιατρικής να δημιουργήσουν μοντέλα που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη, τα οποία θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην καθημερινή κλινική πρακτική».

Οι ερευνητές επέλεξαν να χρησιμοποιήσουν το προϋπάρχον εργαλείο της Google AutoML Vision, για να αποφύγουν τη δημιουργία ενός νέου εργαλείου τεχνητής νοημοσύνης.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ιστολογικές τομές ορχικού ιστού που ελήφθησαν από τους όρχεις 264 ανδρών, για να δημιουργήσουν δύο ομάδες δεδομένων με εικόνες στο Adobe Photoshop Elements 2020. Από αυτές, χρησιμοποιήθηκαν τα δύο τρίτα για να «εκπαιδεύσουν» το εργαλείο, έτσι ώστε να μπορεί να αναγνωρίσει διαφορετικά μέρη του ορχικού ιστού.

Στη συνέχεια, μελέτησαν και επιβεβαίωσαν τη λειτουργία του  αλγόριθμου που είχε δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας τις υπόλοιπες τομές για να δουν αν θα μπορούσε να προσδιορίσει διαφορετικά μέρη του ιστού, να αξιολογήσει την εμφάνισή του και να τον κατατάξει σε μία από τις τέσσερις κατηγορίες της βαθμολόγησης Johnson.

Στη συνέχεια συνέκριναν τα αποτελέσματα με τα ευρήματα των ερευνητών που χρησιμοποίησαν παραδοσιακές μεθόδους και αποδείχθηκε ότι τα αποτελέσματα της ηλεκτρονικής πλατφόρμας είχαν υψηλά ποσοστά συμφωνίας.

Οι ερευνητές τόνισαν πάντως ότι η αξία των ευρημάτων είναι περιορισμένη, καθώς θα μπορούσαν να έχουν επιλεγεί συγκεκριμένες εικόνες όταν εκπαίδευαν, δοκίμαζαν και εξέταζαν την αποτελεσματικότητα του νέου ψηφιακού εργαλείου.

Ο Δρ Kobayashi είπε ότι η αξιολόγηση των ιστολογικών τομών­­ με τον παραδοσιακό τρόπο είναι περίπλοκη και χρονοβόρα για τους παθολόγους, λόγω της «πολυπλοκότητας» του ιστού όταν προχωρούν τα στάδια της σπερματογένεσης. Η χρήση ενός μοντέλου τεχνητής νοημοσύνης θα μπορούσε να επιταχύνει αυτή τη διαδικασία και την παραπομπή των ασθενών. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί σε απομακρυσμένες περιοχές και αναπτυσσόμενες χώρες.

«Το μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης που χρησιμοποιήσαμε είναι χρήσιμο για όλους. Θα μπορούσε να γίνει ένα δυνατό εργαλείο στην ιατρική που στο εγγύς μέλλον, οι γιατροί στα νοσοκομεία θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν εύκολα  να ταξινομούν απεικονίσεις με τεχνητή νοημοσύνη, έτσι όπως τώρα χρησιμοποιούν το Microsoft PowerPoint ή το Excel», είπε ο επικεφαλής της μελέτης.

 

Διαβάστε περισσότερα: https://www.nature.com/articles/s41598-021-89369-z

 

Τεχνητή νοημοσύνη για περισσότερες εγκυμοσύνες με εξωσωματική γονιμοποίηση

Τεχνητή νοημοσύνη για περισσότερες εγκυμοσύνες με εξωσωματική γονιμοποίηση

Η αξιολόγηση των εμβρύων στο στάδιο της βλατοκύστης, που γίνεται ώστε να επιλεγεί το καλύτερο έμβρυο για να εμφυτευθεί στη μήτρα στα πλαίσια της εξωσωματικής γονιμοποίησης, είναι υποκειμενική. Η αξιολόγηση διαφέρει από εμβρυολόγο σε εμβρυολόγο.

Μελέτη που δημοσιεύθηκε στην έγκριτη επιστημονική επιθεώρηση Nature έδειξε ότι η χρήση τεχνητής νοημοσύνης στην επιλογή του πλέον κατάλληλου εμβρύου είναι πιο αξιόπιστη.

Για να γίνει η μελέτη, ένας αλγόριθμος τεχνητής νοημοσύνης, που ονομάζεται STORK, εκπαιδεύθηκε να αναγνωρίζει την ποιότητα των εμβρύων χρησιμοποιώντας φωτογραφίες από εμβρυοσκόπιο, το οποίο καταγράφει με μη-επεμβατικό τρόπο τις διαιρέσεις των κυττάρων του εμβρύου σε σχέση με τον χρόνο. Χρησιμοποιήθηκαν 50,000 φωτογραφίες από 10,148 έμβρυα, οι οποίες προβάλλονται με μεγάλη ταχύτητα (σαν βίντεο) και δείχνουν ξεκάθαρα την εξέλιξη του εμβρύου πριν εμφυτευθεί στη μήτρα.

Οι ερευνητές ήλεγξαν την απόδοση της τεχνολογίας στην αξιολόγηση των εμβρύων χρησιμοποιώντας 964 τυχαία επιλεγμένες, καλής ποιότητας φωτογραφίες από 141 έμβρυα και 966 κακής ποιότητας φωτογραφίες από 142 έμβρυα.

Φάνηκε ότι ο αλγόριθμος μπορούσε να εντοπίσει με ακρίβεια 96,94%, δηλαδή από τις 1930 εικόνες εμβρύων ταξινόμησε σωστά τις 1871, χαρακτηρίζοντας τα έμβρυα ως καλής ή κακής ποιότητας.

Αναλύοντας τις φωτογραφίες των εμβρύων καλής ποιότητας, η τεχνητή νοημοσύνη STORK χαρακτήρισε 82% ως καλής ποιότητας και 18% ως κακής ποιότητας. Όταν εξετάστηκαν τα αποτελέσματα, φάνηκε ότι τα έμβρυα που φαινομενικά ήταν καλής ποιότητας, αλλά το STORK τα χαρακτήρισε ως κακής ποιότητας, είχαν χαμηλότερες πιθανότητες να καταλήξουν στη γέννηση ζωντανού μωρού (50,9%) σε σχέση με εκείνα τα έμβρυα που είχαν χαρακτηριστεί ως καλής ποιότητας (61,4%).

Για την περαιτέρω αξιολόγηση της ακρίβειας του αλγορίθμου, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επιπλέον δεδομένα με φωτογραφίες εμβρύων που ελήφθησαν σε δύο άλλα κέντρα εξωσωματικής γονιμοποίησης. Αν και τα συστήματα αξιολόγησης που είχαν χρησιμοποιήσει αυτά τα κέντρα ήταν διαφορετικά από εκείνα βάση των οποίων είχε εκπαιδευθεί η τεχνητή νοημοσύνη, το STORK επιτυχώς αναγνώρισε και ταξινόμισε τα διαφορετικής ποιότητας έμβρυα.

Με βάση τα ευρήματά τους, οι ερευνητές πιστεύουν ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση των ποσοστών επιτυχίας της εξωσωματικής γονιμοποίησης, αφαιρώντας τον υποκειμενικό παράγοντα στην επιλογή του καταλληλότερου προς εμφύτευση εμβρύου.

Η ικανότητα του STORΚ να διακρίνει σωστά την ποιότητα του εμβρύου, καθώς και να εφαρμόζεi τους αλγόριμθούς του σε εικόνες αγνώστων εμβρύων, είναι ισάξια ή κάποιες φορές καλύτερη από τις αξιολογήσεις των εμβρυολόγων. Οι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η αντικειμενικότητα στην αξιολόγηση των εμβρύων προς εμφύτευση, θα αυξήσει τα ποσοστά επιτυχίας της εξωσωματικής γονιμοποίησης.

Η άποψή μου

Η επιλογή του καταλληλότερου εμβρύου προς μεταφορά αποτελεί το ιερό δισκοπότηρο της εξωσωματικής γονιμοποίησης. Κάθε βοήθεια στους εμβρυολόγους μας για το σκοπό αυτό, είναι ευπρόσδεκτη.

Μπορείτε να διαβάσετε τα αποτελέσματα της έρευνας εδώ:

https://www.nature.com/articles/s41746-019-0096-y

Visit Us On FacebookVisit Us On Google PlusVisit Us On Linkedin