Взрослая женщина-терапевт пожимает руку новому неузнаваемому пациенту-мужчине среднего возраста.
Доктор Зев Уильямс, директор Центра фертильности Колумбийского университета, и его коллеги потратили пять лет на разработку метода STAR, который поможет обнаружить и восстановить сперматозоиды в образцах спермы людей, страдающих азооспермией.
Они были поражены результатами работы системы.
«Пациент предоставил образец, и высококвалифицированные специалисты в течение двух дней изучали этот образец, пытаясь найти сперму. Они ничего не нашли. Мы перенесли его в систему STAR на основе искусственного интеллекта. За один час она нашла 44 сперматозоида. Поэтому прямо тогда мы поняли: «Ух ты, это действительно меняет правила игры. Это будет иметь огромное значение для пациентов», — сказал Уильямс, возглавлявший исследовательскую группу.
Когда образец спермы помещают на специально разработанный чип под микроскопом, система STAR (отслеживание и извлечение сперматозоидов) подключается к микроскопу через высокоскоростную камеру и мощную технологию визуализации для сканирования образца, делая более 8 миллионов изображений менее чем за час, чтобы найти то, что она обучена идентифицировать как сперматозоид.
Система мгновенно изолирует сперматозоид в крошечной капле среды, позволяя эмбриологам извлекать клетки, которые они, возможно, никогда не смогли бы получить. найти или идентифицировать собственными глазами.
Центр репродуктивной медицины Колумбийского университета
«Это похоже на поиск иголки, разбросанной по тысяче стогов сена, только поиск занимает меньше часа и делается это настолько аккуратно, без каких-либо вредных лазеров или красителей, что сперму все равно можно использовать для оплодотворения яйцеклетки», — сказал Уильямс.
«Примечательно, что вместо обычных [200 миллионов]–300 миллионов сперматозоидов в типичном образце у этих пациентов может быть всего два или три. Не 2 [миллиона] или 3 миллиона, а буквально два или три», — сказал он. «Но с точностью системы STAR и опытом наших эмбриологов даже эти несколько могут быть использованы для успешного оплодотворения яйцеклетки».
«Шокирующий и неожиданный диагноз»
По оценкам, в Соединенных Штатах до 40% всех случаев бесплодия приходится на мужчину, а до 10% мужчин с бесплодием страдают азооспермией.
«Это часто действительно душераздирающий, шокирующий и неожиданный диагноз», — сказал Уильямс. «Большинство мужчин с азооспермией чувствуют себя совершенно здоровыми и нормальными. У них не наблюдается никаких нарушений половой функции, и сперма тоже выглядит нормально. Разница в том, что когда вы смотрите на нее под микроскопом, вместо того, чтобы видеть буквально сотни миллионов плавающих сперматозоидов, вы видите только клеточный мусор и фрагменты, но не сперму».
Традиционно методы лечения азооспермии включают неприятную операцию по извлечению спермы непосредственно из яичек пациента.
«Часть яичек удаляется и разбивается на мелкие кусочки, и вы пытаетесь найти там сперму», — сказал Уильямс. «Это инвазивно. Вы можете сделать это только пару раз, прежде чем могут остаться постоянные рубцы и повреждения яичек, и это болезненно».
Другие варианты лечения могут включать рецептурные гормональные препараты – но они будут эффективны только в том случае, если у человека дисбаланс гормонов. Если никакие другие варианты лечения не оказываются успешными, пары могут использовать донорскую сперму, чтобы завести ребенка.
Уильямс сказал, что метод STAR может стать новым вариантом.
«Это действительно потребовало командной работы, и именно это по-настоящему мотивировало и двигало всеми — тот факт, что теперь можно помогать парам, которые в противном случае не имели бы такой возможности», — сказал он.
Хотя этот метод в настоящее время доступен только в Центре репродуктивной медицины Колумбийского университета, Уильямс и его коллеги хотят опубликовать свою работу и поделиться ею с другими центрами репродуктивной медицины. Использование метода STAR для поиска, изоляции и заморозки спермы для пациента обойдется в общую сумму чуть менее 3000 долларов, сказал он.
«Бесплодие уникально в том смысле, что это такая древняя часть человеческого опыта. Это буквально библейское явление. Это то, с чем нам приходилось бороться на протяжении всей человеческой истории», — сказал он. «Удивительно думать, что самые передовые технологии, которые у нас есть в настоящее время, используются для решения этой действительно древней проблемы».
«ИИ помогает нам видеть то, что не видят наши глаза»
Это не первый случай, когда врачи обращаются к ИИ, чтобы помочь мужчинам с азооспермией.
Отдельная исследовательская группа в Канаде создала модель искусственного интеллекта, которая может автоматизировать и ускорить процесс поиска редких видов спермы в образцах мужчин с этим заболеванием.
«Причина, по которой ИИ так хорошо подходит для этого, заключается в том, что ИИ действительно полагается на обучение — показывая ему изображение того, как выглядит сперматозоид, какова его форма, какими характеристиками он должен обладать, — а затем имея возможность использовать этот алгоритм обучения, чтобы помочь идентифицировать то конкретное изображение, которое вы ищете», — сказал доктор Севанн Хело, уролог из клиники Майо, специализирующийся на мужском бесплодии и мужской сексуальной дисфункции, который не принимал участия в методе STAR или исследовании в Канаде.
«Это очень волнительно», — сказала она. «ИИ в целом, по крайней мере в медицинском сообществе, я думаю, это совершенно новый ландшафт, и он действительно произведет революцию в том, как мы смотрим на многие проблемы в медицине».
Связанная статья
Джессика Шнайдер и ее муж Адам во Флориде.
Метод STAR — это новый подход к идентификации сперматозоидов, но ИИ также используется во многих других областях медицины, занимающейся лечением бесплодия, говорит доктор Эйми Эйваззаде, репродуктивный эндокринолог из Сан-Франциско и ведущая подкаста «The Egg Whisperer Show».
«ИИ помогает нам видеть то, чего не видят наши глаза», — написал в электронном письме Эйваззаде, не принимавший участия в разработке STAR.
Например, алгоритмы ИИ, такие как Stork-A, использовались для анализа эмбрионов на ранней стадии и прогнозирования с «удивительной точностью», какие из них, скорее всего, будут здоровыми. Другой инструмент ИИ, CHLOE, может оценить качество яйцеклеток женщины, прежде чем она сможет заморозить их для будущего использования.
«ИИ используется для персонализации протоколов приема лекарств при ЭКО, делая циклы более эффективными и менее похожими на игру в догадки. Он также помогает в выборе спермы, определяя самые здоровые сперматозоиды даже в сложных образцах. И теперь ИИ может даже предсказывать показатели успешности ЭКО с большей точностью, чем когда-либо прежде, используя огромные наборы данных для предоставления пациентам персонализированных рекомендаций», — сказал Эйваззаде. «Общая тема? Лучшие решения, больше уверенности и более сострадательный опыт для пациентов».
По ее словам, новая система STAR «меняет правила игры».
«ИИ не создает сперму — он помогает нам находить редкие, жизнеспособные, которые уже есть, но почти невидимы», — сказала она. «Это прорыв не потому, что он заменяет человеческий опыт, а потому, что он усиливает его — и это будущее репродуктивной медицины».
Связанная статья
ФОНТЕЙН-ВЭЛЛИ, КАЛИФОРНИЯ — 29 ФЕВРАЛЯ: Илья Брусянский, старший эмбриолог в West Coast Fertility Centers в Фаунтейн-Вэлли, Калифорния, готовит эмбрионы к генетическому тестированию, 29 февраля 2024 г. (Фото Джея Л. Кленденина/Getty Images)
Однако растет обеспокоенность тем, что поспешное применение ИИ в репродуктивной медицине может дать пациентам ложную надежду, считает доктор Джанпьеро Палермо, профессор эмбриологии и директор отделения андрологии и вспомогательного оплодотворения в Weill Cornell Medicine.
«В настоящее время ИИ набирает все большую популярность, предлагая беспристрастную оценку эмбрионов, изучая их морфологию», — написал Палермо в электронном письме. «Однако имеющиеся в настоящее время модели все еще несколько противоречивы и требуют дополнительной проверки».
Палермо отметил, что подход STAR нуждается в проверке и по-прежнему потребует от эмбриологов-людей забора спермы и введения ее в яйцеклетку для создания эмбриона для пациентов, проходящих процедуру ЭКО.
«Возможно, добавление ИИ поможет извлекать сперматозоиды немного быстрее и, возможно, на один больше, чем эмбриолог», — сказал Палермо, который не участвовал в разработке STAR, но был первым, кто описал метод инъекции спермы непосредственно в яйцеклетку. С тех пор как он стал пионером этого метода, он стал самой используемой вспомогательной репродуктивной технологией в мире.
«По моему мнению, этот подход ошибочен, поскольку у некоторых мужчин неизбежно не будет сперматозоидов, — сказал Палермо о методе STAR, — независимо от того, как проверяются их образцы — людьми или машиной».
AI Здоровье матери Здоровье женщины Просмотреть все темы Facebook Твитнуть Электронная почта Ссылка Ссылка Скопировано! Подписаться
