Algoritma Kecerdasan Buatan untuk Pemilihan Embrio IVF Lebih Akurat

Bayi tabung IVF (in vitro fertilization) adalah prosedur untuk mengatasi bermacam masalah kesuburan, di mana sel telur dan sperma disatukan di luar tubuh yaitu di laboratorium khusus. Algoritma AI (artificial inteligent-kecerdasan buatan) bisa membantu proses pemilihan embrio IVF menjadi lebih akurat.

Algoritme kecerdasan buatan dapat menentukan secara non-invasif, dengan akurasi sekitar 70 persen, jika embrio yang dibuahi secara in vitro memiliki jumlah kromosom normal atau abnormal, menurut sebuah studi baru dari para peneliti di Weill Cornell Medicine.

Memiliki jumlah kromosom yang tidak normal, suatu kondisi yang disebut aneuploidi, adalah alasan utama embrio yang berasal dari fertilisasi in vitro (IVF) gagal ditanamkan atau menghasilkan kehamilan yang sehat.

Salah satu metode saat ini untuk mendeteksi aneuploidi melibatkan pengambilan sampel seperti biopsi dan pengujian genetik sel dari embrio - suatu pendekatan yang menambah biaya mahal pada proses IVF dan invasif ke embrio.

Algoritme baru, STORK-A, dijelaskan dalam makalah yang diterbitkan 19 Desember 2022 di Lancet Digital Health, dapat membantu memprediksi aneuploidi tanpa kerugian biaya saat proses biopsi. Algoritma ini beroperasi dengan menganalisis gambar mikroskop dari embrio dan menggabungkan informasi tentang usia ibu dan skor klinik IVF dari penampilan embrio sehingga hasilnya lebih akurat.

Ke depan peneliti dapat memprediksi aneuploidi dengan cara yang sepenuhnya non-invasif, menggunakan kecerdasan buatan dan teknik visi komputer seperti di ulas Dr. Iman Hajirasouliha, penulis senior studi, profesor asosiasi genomik komputasi dan fisiologi dan biofisika di Weill Cornell Medicine.

Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit AS, ada lebih dari 300.000 siklus IVF yang dilakukan di Amerika Serikat pada tahun 2020, menghasilkan sekitar 80.000 kelahiran hidup. Pakar IVF selalu mencari cara untuk meningkatkan tingkat keberhasilan tersebut, untuk mencapai kehamilan yang lebih sukses dengan transfer embrio yang lebih sedikit yang berarti mengembangkan metode yang lebih baik untuk mengidentifikasi embrio yang layak proses lanjutan.

Staf klinik kesuburan saat ini menggunakan mikroskop untuk menilai embrio untuk kelainan skala besar yang berkorelasi dengan viabilitas yang buruk. Untuk mendapatkan informasi tentang kromosom, staf klinik juga dapat menggunakan metode biopsi yang disebut pengujian genetik praimplantasi untuk aneuploidi (PGT-A), terutama pada wanita berusia di atas 37 tahun.

Dalam studi tahun 2022, tim mengembangkan algoritme kecerdasan buatan (AI), STORK, yang dapat menilai kualitas embrio serta staf klinik IVF. Untuk studi baru, mereka mengembangkan STORK-A sebagai pengganti potensial untuk PGT-A-; atau sebagai cara yang lebih selektif untuk memutuskan embrio mana yang harus menjalani pengujian PGT-A.

Algoritme STORK-A yang baru menggunakan gambar mikroskop dari embrio yang diambil pada lima hari setelah pembuahan, penilaian kualitas embrio oleh staf klinik, usia ibu, dan informasi lain yang biasanya dikumpulkan sebagai bagian dari proses IVF.

Karena menggunakan AI, algoritme secara otomatis "belajar" untuk mengkorelasikan fitur tertentu dari data, seringkali terlalu halus untuk mata manusia, dengan kemungkinan aneuploidi. Tim melatih STORK-A pada dataset 10.378 blastokista yang status ploidinya sudah diketahui.

Dari kinerjanya, peneliti menilai akurasi algoritme dalam memprediksi aneuploid versus embrio "euploid" kromosom normal hampir 70 persen (69,3%). Dalam memprediksi aneuploidi yang melibatkan lebih dari satu kromosom, dan hasilnya, STORK-A 77,6 persen akurat. Peneliti kemudian menguji algoritme pada kumpulan data independen, termasuk satu dari klinik IVF di Spanyol, dan menemukan hasil akurasi yang sebanding, yang menunjukkan generalisasi STORK-A.

Studi ini memberikan bukti konsep untuk pendekatan yang saat ini bersifat eksperimental. Algoritme baru menunjukkan kemajuan dalam membuat pemilihan embrio IVF tidak terlalu berisiko, tidak terlalu subyektif, lebih murah, dan lebih akurat.

Algoritme mengubah puluhan ribu gambar embrio menjadi model AI yang pada akhirnya dapat digunakan untuk membantu meningkatkan kemanjuran IVF dan lebih jauh bisa mengurangi biaya.

Dengan menggunakan klasifikasi video, peneliti dapat memanfaatkan informasi temporal dan spasial tentang perkembangan embrio dengan akurasi yang lebih tinggi.

Sumber gambar: https://www.alphafertilitycentre.com/wp-content/uploads/2021/04/banner-alpha-ivf-facilities.webp