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試管嬰兒取卵療程優化AI

人工智慧在試管嬰兒領域的應用

本篇分享 AI 如何輔助試管嬰兒療程的安排與優化,為醫生和客戶提供更全面的諮詢和決策建議。

試管嬰兒取卵療程優化AI
2024-07-13

文/分生學術組 / Phillip

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前篇文章介紹了人工智慧(AI)以胚胎照片預測懷孕率的應用與送子鳥院內相關研究結果。本篇分享 AI 如何輔助試管嬰兒療程的安排與優化,為醫生和客戶提供更全面的諮詢和決策建議。

AI 在試管嬰兒取卵療程優化中提供的幫助包括:

  1. 評估施打破卵針最佳的時間:AI 模型利用患者的生理數據和療程病史進行大數據分析,預測最佳的破卵針施打時機,以提高取卵數量與卵子成熟率。

  2. 優化卵巢刺激(COH)療程安排:同樣根據患者的生理數據和療程病史,設計個人化促排療程,優化卵巢刺激方案。提供醫師用藥選擇、劑量多寡的建議。

2022年一篇發表於 Fertility and Sterility 的論文(1)試圖以 AI 來預測取卵療程最佳施打破卵針的時間。回溯分析2014至2020年間,三個美國試管嬰兒中心共30,278個取卵週期的電子病歷,使用線性邏輯回歸的方式建立機器學習模型(圖一左、中)。

模型建立完成後,利用20%的資料來測試模型,從刺激後第7天開始每天評估是否施打破卵針或繼續刺激(圖一右)。最後依實際與建議施打破卵針的時間點分為延遲(圖二左)、提早(圖二右)、按時施打破卵針三組。

圖一

圖二

結果顯示:2,416個取卵週期(占所有療程 48.7%)實際施打破卵針時間提早於 AI 建議,與按時施打破卵針組的匹配患者相比,提早施打破卵針組平均少了 2.3個成熟卵母細胞、1.8個受精卵和少了 1個可用囊胚;685個取卵週期(占所有療程 13.8%)實際施打破卵針時間晚於 AI 建議,與按時施打破卵針組的匹配患者相比,延遲施打破卵針組平均少了2.7個成熟卵母細胞、2個受精卵和少了0.7個可用囊胚(表一)。這些結果顯示了提早和延遲施打破卵針對於成熟卵母細胞、受精卵和可用囊胚數量的影響。

表一

研究建立的線性模型可輔助建議施打破卵針時機,提高取得更多成熟卵母細胞、後續可用囊胚數量的機率,進而提高療程的效率。

相較於過去使用較複雜的黑盒子模型,本研究的結果顯示,線性可解釋的模型在改善評估破卵針施打時間方面表現優異。這項研究的結果替未來的輔助生殖技術提供了有價值的參考。

送子鳥也著手開發促排療程優化的 AI 模型,目前主要應用客群為 AMH>2使用長效型排卵針(Elonva)的客戶,總共開發了5個 AI 模型,項目及準確率分別如下:

  1. Elonva 劑量的建議:準確度 94 %
  2. 評估是否額外補充排卵針(粉狀 Pergoveris):預測準確率 72%
  3. 建議哪天開始補充排卵針(Pergoveris pen):誤差 0.3 天
  4. 建議排卵針(Pergoveris pen)總共施打天數:誤差 0.7 天
  5. 建議排卵針(Pergoveris pen)總劑量:誤差 8 IU

圖三 

參考資料:

1. Fanton, M., Nutting, V., Solano, F., Maeder-York, P., Hariton, E., Barash, O., ... & Loewke, K. (2022). An interpretable machine learning model for predicting the optimal day of trigger during ovarian stimulation. Fertility and Sterility, 117(1), 33-41. https://www.fertstert.org/article/S0015-0282(22)00244-8/fulltext

*醫療行為需與醫師討論進行,本篇文章僅反映當時治療狀況與建議