Un système basé sur l'IA peut aider à choisir un stade précoce viable et sain

L'équipe de chercheurs de l'Université de technologie de Kaunas (KTU), en Lituanie, a appliqué des méthodes d'intelligence artificielle (IA) pour évaluer les données sur le développement de l'embryon humain.

Le système basé sur l'IA photographie les embryons toutes les cinq minutes, traite les données de leur développement et notifie les anomalies observées. Cela augmente la probabilité de choisir l'embryon précoce le plus viable et le plus sain pour les procédures de FIV. L'innovation a été développée en collaboration avec Esco Medical Technologies, un fabricant d'équipements médicaux.

Près d'un couple sur six est confronté à l'infertilité; environ 48,5 millions de couples, 186 millions d'individus dans le monde sont infligés. L'Europe a l'un des taux de natalité les plus bas au monde, avec une moyenne de seulement 1,55 enfant par femme.

La forme la plus efficace de technologie de procréation assistée est la fécondation in vitro (FIV) – une série complexe de procédures utilisées pour améliorer la fertilité. Cependant, le succès des procédures de FIV est étroitement lié à de nombreux problèmes biologiques et techniques.

La fécondation et la culture in vitro d'embryons dépendent d'un environnement qui doit être stable et correct en ce qui concerne la température, la qualité de l'air, la lumière, le pH du milieu et l'osmolalité. A la fin de cette procédure, il y a plusieurs embryons, ce qui conduit par conséquent à un problème de choix du meilleur d'entre eux qui est susceptible de donner le plus de succès à la grossesse et doit être transféré dans l'utérus.

En règle générale, un embryon sain progresse de manière cohérente à travers les stades de développement connus, présente un faible pourcentage de fragmentation cellulaire et il existe d'autres indicateurs de son développement sain. Cependant, évaluer la santé d'un embryon à un stade précoce à partir de ses informations visuelles n'est pas une tâche facile. C'est là que les technologies peuvent être utiles. "

Dr Vidas Raudonis, professeur, Département d'automatisation, Faculté de génie électrique et électronique, Université de technologie de Kaunas

L'équipe interdisciplinaire de chercheurs du KTU dirigée par le Dr Raudonis, a développé une méthode automatisée pour l'évaluation des embryons à un stade précoce.

La méthode est basée sur le traitement des données visuelles collectées en photographiant l'embryon en développement toutes les cinq minutes de sept côtés différents pendant jusqu'à cinq jours. Jusqu'à 20 000 images sont générées pendant le processus de capture d'image. Les évaluer tous manuellement serait une tâche impossible pour l'embryologiste en charge de la procédure.

«À ce stade, l'embryologiste peut s'appuyer sur l'algorithme d'IA développé par KTU. Notre algorithme analyse automatiquement les photos et marque tous les événements et anomalies qui peuvent affecter le développement ultérieur réussi de l'embryon. Il est important de noter que la décision finale est faite par l'embryologiste – l'algorithme d'IA n'est qu'un outil qui permet de justifier objectivement la décision », explique le Dr Raudonis.

Il souligne qu'en raison du taux de développement de l'embryon, les changements qui indiquent des anomalies du développement peuvent ne pas être remarqués lors de l'analyse manuelle des données.

L'IA est formée pour remarquer toutes les caractéristiques essentielles d'un embryon sain dans une séquence de photos. Par conséquent, il peut reproduire le travail d'un embryologiste ou, pour être plus exact, effectuer l'inspection visuelle du développement de l'embryon.

L'évaluation automatisée du développement des embryons est un nouveau domaine non seulement en Lituanie mais aussi dans le monde. Il a été activement développé au cours des six dernières années, lorsque les possibilités techniques de créer des méthodes et des algorithmes d'IA plus sophistiqués sont apparues.

De solides équipes de scientifiques d'Israël, d'Australie, du Danemark et d'autres pays travaillent dans ce domaine. De plus en plus de cliniques dans le monde appliquent des solutions basées sur l'IA pour aider au traitement de l'infertilité.

La technologie créée par l'équipe KTU est déjà utilisée dans certaines installations médicales en Lituanie. La commercialisation de la solution est facilitée par Esco Medical Technologies, le principal fabricant d'équipements de haute qualité pour les procédures de FIV.

«Mon équipe et moi avons probablement été les premiers en Lituanie à appliquer des méthodes d'IA pour traiter les données obtenues en enregistrant le développement d'embryons humains dans des incubateurs. produits mais aussi en solutions technologiques », déclare le Dr Raudonis.

La source:

Référence du journal:

Raudonis, V., et al. (2021) Fusion multi-focus rapide basée sur l'apprentissage en profondeur pour l'amélioration de l'image des embryons à un stade précoce. Capteurs. doi.org/10.3390/s21030863.