Прогресс в области автоматизации, информационных технологий и искусственного интеллекта успел затронуть ЭКО.
Речь идет о новом оборудовании, автоматически выполняющем оценку эмбриона, идентификацию пациента или материала, манипуляции со спермой пациентов.
Все это поставило под сомнение роль эмбриолога.
Однако именно эмбриологи сыграли основополагающую роль в становлении технологий ВРТ. Вспомним ключевые открытия Остина, Чанга и Янагимачи в 50-60-х годах, которые пролили свет на капацитацию и оплодотворение. А Эдвардс в своем время не только добился первого рождения человека из оплодотворенной in vitro яйцеклетки, но и предвидел созревание ооцитов in vitro, расширенное культивирование эмбрионов, биопсию и тестирование эмбрионов до их имплантации.
Поговорим подробнее ...
Лаборатория ЭКО уникальна в своем роде. Она не только собирает, выбирает, оценивает и манипулирует клетками (гаметами), но и производит новые биологические объекты (эмбрионы), чья ценность и этический статус требуют пределов погрешности, близких к нулю.
Система таймлапс (автоматизированное получение изображений в короткие промежутки времени для оценки морфокинетики эмбрионов).
Стала доступна с начала 2010-х годов.
Цель усовершенствования этой технологии - ранжирование эмбрионов в соответствии с их потенциалом имплантации.
Автоматизированный мониторинг рабочего процесса.
Электронные системы, оснащенные различными видами идентификации, регистрируют каждый шаг процесса ЭКО для двойной проверки. Несомненно это снижает рабочую нагрузку и риск критических ошибок.
Что еще стало автоматизированным в эмбриолаборатории?
- отбор и культивирование гамет и эмбрионов с помощью микрофлюидики;
- оплодотворение методом ЭКО;
- манипуляция гаметами в ИКСИ;
- оценка оплодотворения;
- манипуляции с эмбрионами для биопсии и ПГТ;
- отбор проб отработанной среды для метаболических исследований;
- сбор и ввод данных;
- контроль и гарантия качества.
Машины против эмбриологов.
Может ли искусственный интеллект (ИИ) выполнять задачи анализа данных, основанные на изображениях, так же хорошо или лучше, чем люди?
- Недавнее исследование показывает, что автоматизация и ИИ не превосходят людей в прогнозировании перспективности бластоцисты в наступлении и пролонгировании беременности.
Работа системы таймлапс
- в совокупности с искусственным интеллектом соизмерима с работой опытного эмбриолога в прогнозировании имплантации бластоцисты (пожалуй, они более актуальны в учебных целях для менее опытных эмбриологов).
Устройства для витрификации.
- Еще один пример неопределенности. Результаты одного многоцентрового РКИ показывают, что полуавтоматическая система витрификации не уступает ручной. Но автоматизированная система требует больше времени на операцию и менее удобна для персонала.
Электронная идентификация.
- Является наиболее надежным и самым передовым вариантом для автоматизации и предотвращения путаницы гамет/эмбрионов, хорошо принимается специалистами и пациентами, сокращает время ручного двойной идентификации в 3–5 раз.
Микрофлюидика.
- Используется для улучшения отбора сперматозоидов для ЭКО/ИКСИ, стремясь использовать физиологию подвижности сперматозоидов. Недавний метаанализ оценил 13 исследований, не обнаружив влияния этой технологии на различные клинические результаты по сравнению с более традиционными методами отбора сперматозоидов, плюс использование микрофлюидики требует человеческого вмешательства.
Автоматизированная ИКСИ.
- Робот выполняет позиционирование иглы, пьезоэлектрическую перфорацию блестящей оболочки и оолеммы и оценка оплодотворения под контролем ИИ. Минус - не выполняет иммобилизацию спермы и инъекцию в ооплазму.
Подготовка чашек для культивирования гамет/эмбрионов.
- В исследовании на эмбрионах мышей выявлено, что автоматизированная система значительно сократила время работы и увеличила показатель эффективности программы ЭКО.
Исследование отработанных культуральных сред.
- Цель исследования: поиск метаболических или генетических биомаркеров развития эмбрионов. Пока сследования проводилось только на мышах.
Для чего автоматизация эмбриолаборатории?
Первостепенно - для облегчения человеческого труда.
Затем - для более стандартизированной работы и снижения воздействия факторов и рисков для здоровья работников.
Важность эмбриолога.
- На данный момент только система таймлапс и электронная идентификация достигли достаточного распространения и технологичности, они создали новый запрос для ученых — исследование эмбриональной морфокинетики, внедрение искусственного интеллекта и проведение паралелли с ПГТ-А.
- Использование автоматизированных решений привлекает внимание к необходимости «инженерных биологов» и необходимости квалифицированных эмбриологов для спасения инструментов в случае их технического сбоя.
Готовы ли мы делегировать клинические решения машинам?
И кто будет нести юридическую ответственность за эти решения?
Выводы.
- Только 2 автоматизированных приложения были внедрены в лабораториях ЭКО: система таймлайпс и электронная идентифицикация.
- Следует ожидать, что вмешательство человека будет частично заменено автоматизированными устройствами, однако роль эмбриолога не исчезнет и будет развиваться в новых формах.
- Все изменения должны руководствоваться принципами, защищающими этику медицины и человеческой деятельности.