人工智能揭示关键卵泡大小

研究人员利用可解释的人工智能来识别辅助受孕期间相关下游临床结果的卵泡大小。

　　

《Nature Communications》最近的一项研究利用可解释的人工智能（XAI）来识别辅助受孕期间相关下游临床结果的卵泡大小。

辅助受孕和XAI的使用

目前的估计表明，全世界每六对夫妇中就有一对受到不孕症的影响，不孕症被世界卫生组织（卫生组织）视为最严重的全球残疾之一。辅助生殖技术（ART），包括体外受精（IVF）治疗，已经成为支持不孕症患者的可行选择。

由于试管婴儿治疗过程中产生的大量数据，以及每个患者试管婴儿方案的复杂性和特异性，临床医生在设计治疗方案时很难考虑所有相关数据。XAI可以通过处理大型复杂数据集来克服这些挑战，从而提高个性化ART治疗的质量，并防止关键数据的利用不足。

卵巢刺激（OS）涉及给药人绒毛膜促性腺激素（hCG）或促性腺激素释放激素（GnRH）激动剂，促进卵母细胞成熟，随后可与精子受精。重要的是，必须仔细确定hCG或GnRH激动剂施用的时间，以确保卵泡处于卵细胞产生的最佳大小。

目前的研究利用XAI技术来确定触发（DoT）给药当天的卵泡大小，以增加成熟卵母细胞回收的可能性。研究了卵泡大小对早孕激素升高的影响。

为此，从2005年至2023年间在波兰和英国各地的诊所接受治疗的19,082名多种族女性参与者中获得了数据。所有患者在接受DoT治疗的同一天接受阴道超声扫描，发现至少有三个大于10毫米（mm）的卵泡。

所有患者年龄在18 - 49岁之间，中位体重指数（BMI）为24.17。窦卵泡计数15。

作为主要结果，评估卵母细胞成熟度，详细描述中期ii期卵母细胞。下游结果，如高质量囊胚和两个原核（2PN）受精卵的数量也进行了检查。

研究结果

使用梯度增强回归树模型确定了DoT上对成熟卵母细胞数量贡献最大的卵泡大小。大小在13 - 18毫米之间的卵泡对获得的成熟卵母细胞数量贡献最大，而大小在12 - 20毫米之间的卵泡对获得的卵母细胞总数贡献最大

对于高质量囊胚和2PN合子，卵泡大小分别在14 ~ 20 mm和13 ~ 18 mm范围内最为重要。敏感性分析中，2PN受精卵的卵泡大小保持不变；然而，对于高质量的囊胚，15-18毫米的卵泡是最重要的。

在35岁以下的患者中，13 - 18毫米大小的卵泡最为重要。相比之下，在35岁及以上的患者中，15 - 18毫米大小的卵泡贡献最大。在接受“长”方案周期作为IVF治疗的一部分的患者中，卵泡大小为14- 20mm的贡献最大，而在“短”方案周期中，卵泡大小在12- 19mm范围内的贡献最大。

多层感知器模型的评估显示出更高的平均绝对误差（MAE），并确定14-18毫米的毛囊是最重要的。当从分析中排除潜在的异常数据时，这一结果得到改善并降至2.54。

虽然13- 18mm大小的卵泡的相对贡献最大，但其他卵泡也有贡献，尽管程度相对较小。对每个卵泡大小和卵泡大小的相对贡献进行训练的模型具有更强的预测性能。

在包括BMI、年龄和体外受精方案等其他变量时，MAE有适度改善。总的来说，最重要的因素是对DoT上卵泡大小的了解。

当根据总卵泡计数、年龄和触发类型进行调整时，DoT上13- 18mm大小的卵泡比例与活产率（LBR）呈正相关。LBR与平均卵泡大小呈负相关。

DoT上黄体酮升高与LBR降低有关，而成熟卵母细胞产量保持相似。此外，随着DoT上大于18mm的卵泡数量的增加，DoT上的血清黄体酮也增加。

结论

在DoT上发现中等大小的卵泡对成熟卵母细胞的恢复和胚胎发育有显著的贡献。这些发现表明，XAI技术有潜力提供数据驱动的IVF治疗优化，从而改善下游临床结果。