In-Vitro-Fertilisation: Neuartiges KI-Modell zur Bewertung der Embryoqualität entwickelt

US-Forscher haben ein auf künstlicher Intelligenz (KI) basierendes System entwickelt, das nach eigenen Angaben den Chromosomenstatus von in-vitro-befruchteten (IVF) Embryonen mittels Zeitraffer-Videobilder genau beurteilen kann.

Das neue System mit dem Namen „BELA“ ist nach Angaben der Forscher die neueste KI-basierte Plattform des Teams zur Beurteilung, ob ein Embryo eine normale (euploide) oder anomale (aneuploide) Chromosomenzahl aufweist – ein Schlüsselfaktor für den Erfolg einer IVF. Im Gegensatz zu früheren KI-basierten Ansätzen muss BELA nicht die subjektiven Einschätzungen der Embryologen berücksichtigen, betonen die Autoren. Die Studienergebnisse der Forscher von Weill Cornell Medicine, USA, wurden in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

„Dies ist ein vollautomatischer und objektiverer Ansatz im Vergleich zu früheren Ansätzen, und die größere Menge an Bilddaten, die er verwendet, kann eine größere Vorhersagekraft erzeugen“, kommentiert die Hauptautorin der Studie, Prof. Iman Hajirasouliha von Weill Cornell Medicine.

Verlauf der Forschung

In einer Studie aus dem Jahr 2022 entwickelte das Forscherteam um Hajirasouliha ein KI-basiertes System namens STORK-A, das anhand eines einzigen mikroskopischen Bildes eines Embryos sowie des mütterlichen Alters und der Bewertung der Embryologen den Ploidiestatus des Embryos mit einer Genauigkeit von etwa 70 Prozent vorhersagen kann. Die Forscher haben darauf hin BELA entwickelt, um unabhängig von den Einschätzungen der Embryologen eine genaue Ploidievorhersage zu treffen. Im Zentrum des Systems steht ein maschinelles Lernmodell, das neun Zeitraffer-Videobilder eines Embryos unter dem Mikroskop in einem Schlüsselintervall etwa fünf Tage nach der Befruchtung analysiert, um eine Bewertung der Embryoqualität zu erstellen. Anhand dieses Wertes und des mütterlichen Alters sagt das System dann Euploidie oder Aneuploidie voraus.

Die Forscher trainierten das Modell anhand eines deidentifizierten CRM-Datensatzes von Weill Cornell Medicine mit Bildsequenzen von fast 2000 Embryonen und ihrem PGT-A-getesteten Ploidie-Status. Anschließend testeten sie das Modell an neuen CRM-Datensätzen von Weill Cornell Medicine und an Datensätzen aus separaten großen IVF-Kliniken in Florida, USA, und Spanien. Sie stellten fest, dass das Modell den Ploidiestatus mit mäßig höherer Genauigkeit als frühere Versionen vorhersagte und für die externen und internen Datensätze gut funktionierte.

Weiter Studien geplant

Der nächste Schritt, so die Forscher, besteht darin, die Vorhersagekraft von BELA prospektiv in einer randomisierten, kontrollierten klinischen Studie zu testen, die sie derzeit planen. Die Tatsache, dass BELA in der Lage ist, eine große Menge an Bilddaten für jeden Embryo zu verarbeiten, deutet für die Forscher auch darauf hin, dass es für mehr als nur die Ploidievorhersage verwendet werden könnte.