在试管婴儿（IVF）治疗中，医生通过超声波扫描监测卵巢中的卵泡大小，这些卵泡是卵巢中的小囊肿，内含卵子，以决定何时给予激素注射（称为“触发”），以准备卵子采集并确保它们准备好与精子受精形成胚胎。触发的时间是一个关键决策，因为如果卵泡在注射时太小或太大，效果会较差。卵子采集和受精后，选择一个胚胎植入子宫，以期实现妊娠。
研究人员使用“可解释的人工智能”技术——一种让人类可以理解其工作原理的人工智能——分析了超过19,000名已完成IVF治疗的患者的回顾性数据，探索哪些卵泡大小与更高的成熟卵子回收率和更高的婴儿出生率相关。
他们发现，当较大比例的卵泡大小在13-18毫米之间时，给予激素注射与更高的成熟卵子回收率和更高的婴儿出生率相关联。
目前，临床医生使用超声波扫描测量主要（最大）卵泡的大小，并通常在两个或三个主要卵泡直径达到17或18毫米时给予触发注射。研究结果表明，最大化中间大小卵泡的比例可以优化成熟卵子的数量，提高婴儿出生率。
研究团队认为，这项研究的结果突显了人工智能在个性化IVF治疗方面的潜力，以改善患者的临床结果并最大化他们带回家婴儿的机会。团队计划创建一个AI工具，利用研究结果个性化IVF治疗，并支持临床医生在IVF过程的每个步骤中进行决策。他们将申请资金以将该工具投入临床试验。
这项研究由伦敦帝国理工学院、格拉斯哥大学、圣安德鲁斯大学的研究人员以及帝国理工医疗保健NHS信托基金会的临床医生领导，并由英国研究创新基金和国家卫生与护理研究所（NIHR）资助。研究成果发表在《自然通讯》杂志上。
伦敦帝国理工学院生殖内分泌学顾问医生、NIHR临床科学家阿里·阿巴尔博士表示：“IVF为许多无法自然怀孕的患者提供帮助和希望，但它是一种侵入性、昂贵且耗时的治疗方法。当它失败时，可能会令人心碎，因此确保这种治疗尽可能有效非常重要。人工智能可以为IVF治疗提供新的范式，并可能为患者带来更好的结果。”
教授瓦利特·迪洛是伦敦帝国理工学院代谢、消化和生殖系的NIHR高级研究员，同时也是帝国理工医疗保健NHS信托基金会的内分泌科顾问医生和该研究的共同资深作者。他补充道：“我们的研究结果可能为最大化IVF治疗成功铺平道路，从而增加怀孕和出生的机会。这是首次分析大型数据集，证明AI可以比现有方法更精确地识别最有可能产生成熟卵子的特定卵泡大小。这一令人兴奋的发展表明，我们可以利用更广泛的卵泡大小信息来决定何时给患者注射触发剂，而不仅仅是基于最大卵泡的大小。”
伦敦帝国理工学院计算系的托马斯·海尼斯博士表示：“在医疗保健中，可解释的人工智能可以成为宝贵的资源。在做出最佳决策至关重要的情况下，这种技术可以支持医生的决策，并为患者带来更好的结果。重要的是，我们预计未来计算能力将呈指数级增长，使我们能够以前所未有的方式使用精确数据进行决策。”
研究还发现，过度刺激卵巢，使得在触发剂注射当天有更多大于18毫米的大卵泡，可能导致孕激素过早升高，这对IVF结果有负面影响，影响子宫内膜的正常发育，从而降低胚胎着床和活产的机会。这些AI得出的见解可以帮助团队开发基于数据的证据驱动的IVF协议，以提高治疗效率。
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