Οι νέες τεχνολογίες παρουσιάζουν σήμερα δυναμικό ρόλο στον τομέα της υποβοηθούμενης αναπαραγωγής . Μία ευρέως διαδεδομένη καινοτομία, η οποία αποτελεί σήμερα αντικείμενο έντονης προβολής, αποτελεί η χρήση των συστημάτων καλλιέργειας time-lapse και της τεχνητής νοημοσύνης . Ως μέσα βελτιστοποίησης του αναπαραγωγικού αποτελέσματος και πιο ειδικά ως μέσα επιλογής των γαμετών και των εμβρύων φέρουν την καλύτερη ποιότητα και το υψηλότερο δυναμικό ανάπτυξης. Πρόκειται για “precision clinical embryology” την εποχή της personalized and individualized ιατρικής. Ωστόσο, όπως άλλωστε συμβαίνει και με οποιαδήποτε καινοτομία εισέρχεται στην ζωή μας, η χρήση των συστημάτων αυτών, οι δυνατότητες, αλλά και οι περιορισμοί τους δεν είναι συχνά απολύτως κατανοητοί, γεγονός που οδηγεί στην ανάπτυξη προβληματισμών και στην γέννηση πολλών ερωτημάτων.
Ο Δρ. Δημητρόπουλος και η ομάδα του βρίσκονται εδώ για να βοηθήσουν το υπογόνιμο ζευγάρι να απαντήσει στα ερωτήματα αυτά, αφού λάβει μία ολοκληρωμένη και εμπεριστατωμένη ενημέρωση αναφορικά με τα δεδομένα που αφορούν την χρήση της τεχνολογίας time-lapse και της τεχνητής νοημοσύνης στο πλαίσιο της εξωσωματικής γονιμοποίησης , καταδεικνύοντας τις δυνατότητες, αλλά και τους περιορισμούς, που σχετίζονται με αυτήν, παρέχοντας έγκυρη πληροφόρηση και ως εκ τούτου την δυνατότητα στο υπογόνιμο ζευγάρι να αποφασίσει, εάν επιθυμεί, να λάβει την υπηρεσία αυτή, αφού πρώτα κατανοήσει καλύτερα τις δυνατότητες που του προσφέρει.
Με τον όρο “time– lapse” στην εξωσωματική γονιμοποίηση καλούμε ένα εξειδικευμένο σύστημα καλλιέργειας εμβρύων, το οποίο επιτρέπει την συνεχή παρακολούθηση της εμβρυϊκής ανάπτυξης, από την ώρα της γονιμοποίησης έως και την ώρα της εμβρυομεταφοράς . Πρόκειται επί της ουσίας για έναν “ειδικό” κλίβανο καλλιέργειας εμβρύων, ο οποίος ομοιάζει με τους συμβατικούς κλιβάνους, με την σημαντική διαφορά ότι φέρει ενσωματωμένο ένα σύστημα μικροσκοπίας υψηλής ανάλυσης . Μέσω του συστήματος αυτού λαμβάνονται ανά τακτά χρονικά διαστήματα, σε πραγματικό χρόνο, φωτογραφικές λήψεις των αναπτυσσόμενων, εντός του ειδικού κλιβάνου, εμβρύων. Οι εικόνες αποθηκεύονται αυτόματα και στο τέλος ενώνονται δημιουργώντας ένα video. Στο video αυτό είναι καταγεγραμμένα όλα τα γεγονότα που έλαβαν χώρα στο πλαίσιο της εμβρυϊκής ανάπτυξης. Σήμερα υπάρχουν διαθέσιμα πολυάριθμα συστήματα time-lapse, μεταξύ των οποίων συγκαταλέγονται τα συστήματα EmbryoScope (Vitrolife), Primo (Vitrolife), Miri T (Esco), αλλά και πολλά άλλα. Παρά τις όποιες διαφορές, τα περισσότερα συστήματα time-lapse που έχουμε σήμερα διαθέσιμα χαρακτηρίζονται από πολύ υψηλή τεχνολογία και προσφέρουν άριστη εικόνα της εμβρυϊκής ανάπτυξης. Για τον λόγο αυτό αποτελούν εξοπλισμό που τα σύγχρονα εργαστήρια κλινικής εμβρυολογίας διαθέτουν στο σύνολό τους.
Με τον όρο “τεχνητή νοημοσύνη” (artificial intelligence ) αναφερόμαστε σε ειδικά υπολογιστικά προγράμματα (αλγόριθμοι και λογισμικά) τα οποία είναι κατάλληλα σχεδιασμένα και υλοποιημένα, ώστε να “αντιλαμβάνονται” και να “πράττουν” προσομοιάζοντας την ανθρώπινη νοημοσύνη. Ένας ακόμα όρος συνυφασμένος με την τεχνητή νοημοσύνη είναι η“μηχανική μάθηση” (machine learning). Μέσω της μηχανικής μάθησης δίνεται η δυνατότητα “εκπαίδευσης” των συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης, ώστε να εκτελούν αυτόνομα και με ακρίβεια περίπλοκες διαδικασίες, χωρίς να απαιτείται η παρουσία του ανθρώπινου στοιχείου . Πιο αναλυτικά, η τεχνητή νοημοσύνη και η μηχανική μάθηση αποτελούν πλέον σημαντικά “εργαλεία” στα χέρια της σύγχρονης ιατρικής επιστήμης και η χρήση τους έχει εισαχθεί στην κλινική πρακτική σε πολυάριθμους τομείς της, όπως είναι η ογκολογία και η υποβοηθούμενη αναπαραγωγή. Στο πλαίσιο της υποβοηθούμενης αναπαραγωγής και της εξωσωματικής γονιμοποίησης, η τεχνητή νοημοσύνη χρησιμοποιείται σήμερα για την επιλογή των γαμετών και των εμβρύων που παρουσιάζουν την καλύτερη ποιότητα, το υψηλότερο δυναμικό ανάπτυξης και εξέλιξης και ως εκ τούτου την υψηλότερη πιθανότητα για την επίτευξη ενός επιτυχούς αναπαραγωγικού αποτελέσματος.
Τα σύγχρονα συστήματα καλλιέργειας time-lapse δίνουν την δυνατότητα εγκατάστασης υπολογιστικών λογισμικών τεχνητής νοημοσύνης. Από την μία, τα συστήματα time-lapse παρέχουν έναν μεγάλο αριθμό δεδομένων που αφορούν την εμβρυϊκή ανάπτυξη και από την άλλη τα λογισμικά τεχνητής νοημοσύνης αναλύουν τα δεδομένα με ακρίβεια και παρέχουν σημαντικές πληροφορίες στους κλινικούς εμβρυολόγους, ώστε να πραγματοποιηθεί η επιλογή προς μεταφορά των εμβρύων αυτών που παρουσιάζουν το βέλτιστο δυναμικό εμφύτευσης και ανάπτυξης. Επιπρόσθετα, τα σύγχρονα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης δίνουν την δυνατότητα επιλογής και των γαμετών αυτών που φέρουν την βέλτιστη γονιμοποιητική ικανότητα, συνδράμοντας έτσι σημαντικά το δύσκολο έργο των κλινικών εμβρυολόγων, όπως για παράδειγμα συμβαίνει στο πλαίσιο της επιλογής του κατάλληλου σπερματοζωαρίου, όταν η γονιμοποίηση λαμβάνει χώρα μέσω ενδοκυτταροπλασματικής σπερματέγχυσης (intracytoplasmic sperm injection-ICSI). Ένα από τα πλέον πρόσφατα, εξελιγμένα και αποτελεσματικά συστήματα τεχνητής νοημοσύνης είναι το σύστημα ERICA (Embryo Ranking Intelligent Classification Algorithm), το οποίο και προσφέρεται σήμερα ως υπηρεσία στο εργαστήριο κλινικής εμβρυολογίας του Institute of Life – ΙΑΣΩ. Μάλιστα,το Institute of Life – ΙΑΣΩ είναι η πρώτη μονάδα εξωσωματικής γονιμοποίησης στην Ελλάδα που είναι εξοπλισμένη με το εν λόγω πρωτοποριακό σύστημα τεχνητής νοημοσύνης το οποίο και παρουσιάζει εξαιρετικές δυνατότητες.
Στο video που ακολουθεί o κλινικός εμβρυολόγος Τριαντάφυλλος Τριανταφύλλου, Επιστημονικός Υπεύθυνος του Εμβρυολογικού Εργαστηρίου της Institute of Life – ΙΑΣΩ, παρουσιάζει τις εξαιρετικές δυνατότητες που μας παρέχουν η εφαρμογή της Τεχνητής Νοημοσύνης στο εργαστήριο και τα νέα Εμβρυοσκόπια τεχνολογίας Time Lapse.
Μέσω της τεχνολογίας time-lapse παρέχονται πολυάριθμα δεδομένα που αφορούν την μορφολογία, αλλά και την κινητική δραστηριότητα που παρουσιάζει το έμβρυο στο πλαίσιο της ανάπτυξής του, από την γονιμοποίηση έως και την εμβρυομεταφορά . Τα στοιχεία αυτά στο σύνολό τους χαρακτηρίζονται ως “ μορφοκινητικά δεδομένα”. Περισσότερες από 30 παράμετροι που σχετίζονται με τα μορφοκινητικά δεδομένα έχουν χαρακτηριστεί ως εξαιρετικά σημαντικές για την αξιολόγηση της εμβρυϊκής ανάπτυξης, της ποιότητας και του δυναμικού εμφύτευσης των εμβρύων. Πιο αναλυτικά, συλλέγονται και αξιολογούνται δεδομένα αναφορικά με τον χρόνο που λαμβάνει χώρα η πρώτη κυτταρική διαίρεση του ζυγωτού, το οποίο είναι το “πρώτο κύτταρο” του εμβρύου που σχηματίζεται μετά την γονιμοποίηση, τον χρόνο που απαιτείται για να μεταβεί το έμβρυο από το ένα αναπτυξιακό στάδιο στο άλλο (χρόνος αυλάκωσης, χρόνος σχηματισμού του μοριδίου, χρόνος σχηματισμού της βλαστοκύστης), την ακεραιότητα των κυτταρικών διαιρέσεων, τον αριθμός, το μέγεθος και το σχήμα των κυττάρων του εμβρύου, την παρουσία κυτταρικών θραυσμάτων, το μέγεθος και την αρχιτεκτονική της βλαστοκύστης και πολλά άλλα. Οι υπολογιστικοί αλγόριθμοι τεχνητής νοημοσύνης αναλύουν τα πολυάριθμα δεδομένα που παρέχονται από το σύστημα time-lapse και ουσιαστικά συγκρίνουν τα δεδομένα αυτά με αντίστοιχα δεδομένα που υπάρχουν σε τεράστιες βάσεις δεδομένων. Με τον τρόπο αυτό προσδιορίζεται εξατομικευμένα η ποιότητα και το δυναμικό του κάθε εμβρύου, ενώ παράλληλα παρέχονται σημαντικές πληροφορίες αναφορικά με την πιθανότητα επίτευξης και επιτυχούς έκβασης της εγκυμοσύνης. Με τον τρόπο αυτό τα έμβρυα ιεραρχούνται και ταξινομούνται ανάλογα με την ποιότητα, την βιωσιμότητα και το δυναμικό εμφύτευσης που διαθέτουν.
Τα πλεονεκτήματα και τα οφέλη που σχετίζονται με την χρήση της τεχνολογίας time-lapse και της τεχνητής νοημοσύνης στο πλαίσιο της εξωσωματικής γονιμοποίησης είναι πολυάριθμα. Σε γενικές γραμμές θα μπορούσαμε να τα συνοψίσουμε ως εξής:
1. Οι κλίβανοι time-lapse χαρακτηρίζονται από υψηλή ποιότητα και αξιοπιστία και διασφαλίζουν σταθερές συνθήκες καλλιέργειας, προάγοντας την ομαλή ανάπτυξη των εμβρύων . Το μικροπεριβάλλον καλλιέργειας αποτελεί ζωτικό παράγοντα για την διασφάλιση της επιβίωσης, της ποιότητας, καθώς και του δυναμικού των εμβρύων και η διατήρηση σταθερών παραμέτρων θερμοκρασίας, υγρασίας και οξύτητας συνιστά αναγκαία συνθήκη για την επιτυχή έκβαση ενός κύκλου εξωσωματικής γονιμοποίησης.
2. Οι κλίβανοι time-lapse επιτρέπουν την αξιολόγηση των μορφοκινητικών χαρακτηριστικών των εμβρύων χωρίς να απαιτείται η απομάκρυνσή τους από τον κλίβανο . Με αυτόν τον τρόπο αποτρέπεται η έκθεση των εμβρύων στις ασταθείς συνθήκες του εξωτερικού περιβάλλοντος, κάτι το οποίο δεν είναι δυνατόν να πραγματοποιηθεί, όταν η αξιολόγηση της εμβρυϊκής ποιότητας πραγματοποιείται με την συμβατική μικροσκοπιακή ανάλυση των μορφολογικών χαρακτηριστικών.
3. Οι κλίβανοι time-lapse δίνουν την δυνατότητα ολοκληρωμένης ανάλυσης και χαρτογράφησης της εμβρυϊκής ανάπτυξης, καθώς παρέχουν δεδομένα σχετικά με τα εμβρυολογικά χαρακτηριστικά σε πραγματικό χρόνο , σε αντίθεση με την συμβατική αξιολόγηση στην οποία λαμβάνονται υπόψιν μόνο “στιγμιότυπα” της ανάπτυξης των εμβρύων. Επιπρόσθετα, δίνουν την δυνατότητα ανάλυσης, όχι μόνο των μορφολογικών χαρακτηριστικών αλλά και της κινητικής δραστηριότητας των εμβρύων, η οποία και δεν παρέχεται με την συμβατική αξιολόγηση των μορφολογικών δεδομένων.
4. Η τεχνολογία time-lapse και τα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης συνιστούν ένα πολύτιμο βοηθητικό εργαλείο στα χέρια των κλινικών εμβρυολόγων, καθώς τους παρέχουν την δυνατότητα εξατομικευμένης και ολοκληρωμένης αξιολόγησης της αναπτυξιακής πορείας και ποιότητας του κάθε εμβρύου , καθιστώντας πλέον δυνατή την επιλογή αυτών που φέρουν το υψηλότερο δυναμικό εμφύτευσης με υψηλή αξιοπιστία και ακρίβεια. Επιπρόσθετα, παρέχουν σημαντικές πληροφορίες τόσο στους θεράποντες ιατρούς, όσο και στα άτομα που λαμβάνουν την θεραπεία υποβοηθούμενης αναπαραγωγής, αναφορικά με την πρόγνωση και την πιθανότητα έκβασης του κάθε κύκλου εξωσωματικής γονιμοποίησης. Ως εκ τούτου, η χρήση τους συμβάλλει σημαντικά στον σχεδιασμό του βέλτιστου θεραπευτικού πρωτοκόλλου, στο πλαίσιο της σύγχρονης εξατομικευμένης ιατρικής και της ιατρικής ακριβείας.
Στα βασικά μειονεκτήματα της χρήσης της τεχνολογίας time-lapse και της τεχνητής νοημοσύνης συγκαταλέγονται τοσχετικά υψηλό κόστος του απαραίτητου εξοπλισμού και η ανάγκη για εξειδικευμένη εκπαίδευση των κλινικών εμβρυολόγων, ώστε να καθίσταται δυνατή η ορθή εφαρμογή των πρωτοκόλλων λειτουργίας, καθώς και η αξιόπιστη ερμηνεία των δεδομένων που παρέχονται από τα συστήματα αυτά. Στο σημείο αυτό θα πρέπει να τονιστεί πως σήμερα δεν υπάρχει διαθέσιμο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που να παρουσιάζει πρόγνωση της πιθανότητας επίτευξης εγκυμοσύνης με ακρίβεια 100%. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός πως ο αριθμός των παραμέτρων που δύναται να επηρεάσουν την έκβαση της εξωσωματικής γονιμοποίησης είναι πολύ μεγάλος και ως εκ τούτου είναι εξαιρετικά δύσκολο το να συμπεριληφθούν όλες αυτές οι παράμετροι στο προγνωστικό μοντέλο. Για τον λόγο αυτό τα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης χρησιμοποιούνται επικουρικά και δεν μπορούν να αντικαταστήσουν την επιλογή που πραγματοποιείται από έμπειρους και εξειδικευμένους κλινικούς εμβρυολόγους.
Όπως ισχύει για κάθε νέα μέθοδο που εισάγεται στον κόσμο της ιατρικής επιστήμης, έτσι και η αποτελεσματικότητα της χρήση της τεχνολογίας time-lapse και των συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης βρίσκεται στο “μικροσκόπιο” των ερευνητών που ειδικεύονται στο πεδίο της υποβοηθούμενης αναπαραγωγής. Πολυάριθμες μελέτες έχουν πραγματοποιηθεί και πραγματοποιούνται ακόμα και σήμερα ανά τον κόσμο, οι οποίες καταδεικνύουν τα σημαντικά οφέλη της χρήσης αυτών των νέων τεχνολογιών. Τα πλέον πρόσφατα βιβλιογραφικά δεδομένα που προκύπτουν από δημοσιεύσεις στις οποίες αξιολογήθηκαν χιλιάδες έμβρυα συνηγορούν στο ότι η χρήση της τεχνολογίας time-lapse, σε συνδυασμό με την τεχνητή νοημοσύνη, μπορεί να οδηγήσει στην επιλογή των εμβρύων βέλτιστης ποιότητας και δυναμικού εμφύτευσης με ποσοστό επιτυχίας που αγγίζει το 90%. Η δυνατότητα επιλογής των εμβρύων που θα μεταφερθούν πρώτα στην μήτρα της γυναίκας σχετίζεται άμεσα μεαύξηση της πιθανότητας επίτευξης εγκυμοσύνης, μεμείωση των πολύδυμων κυήσεων, μεμείωση του ποσοστού αποβολών και με γρηγορότερη επίτευξη του αναπαραγωγικού στόχου. Επιπρόσθετα, η χρήση των κλιβάνων time-lapse έχει συσχετιστεί άμεσα με αύξηση της βιωσιμότητας των εμβρύων, με αύξηση του ποσοστού των εμβρύων που φτάνουν επιτυχώς στο στάδιο της βλαστοκύστης και ως εκ τούτου με αύξηση του αριθμού των διαθέσιμων εμβρύων προς μεταφορά ή/και κρυοσυντήρηση.
Τα συστήματα μικροσκοπιακής παρακολούθησης και βιντεοσκόπησης των εμβρύων είναι κατασκευασμένα με υψηλές προδιαγραφές και αυτό τα καθιστά απόλυτα ασφαλή. Μάλιστα, η καλλιέργεια των εμβρύων σε κλιβάνους time-lapse φαίνεται πως επιδρά μόνο θετικά επί της ποιότητας και του δυναμικού ανάπτυξης των εμβρύων.
Η υπηρεσία είναι διαθέσιμη σε όλα τα άτομα που υποβάλλονται σε εξωσωματική γονιμοποίηση και ανεξαιρέτως δίνεται η δυνατότητα καλλιέργειας των εμβρύων σε κλιβάνους time-lapse. Ωστόσο, θα πρέπει να τονιστεί πως, κυρίως λόγω του υψηλού κόστους, δεν διαθέτουν σήμερα όλες οι μονάδες υποβοηθούμενης αναπαραγωγής συστήματα time-lapse και λογισμικά τεχνητής νοημοσύνης. Για το λόγο αυτό, οι ενδιαφερόμενοι που επιθυμούν να λάβουν την εν λόγω υπηρεσία, θα πρέπει σε κάθε περίπτωση να ενημερώνονται για την διαθεσιμότητά της από τα αντίστοιχα κέντρα εξωσωματικής γονιμοποίησης.
Για περισσότερες πληροφορίες και για να κλείσετε το δικό σας ραντεβού, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε με τον Μαιευτήρα – Χειρουργό Γυναικολόγο, εξειδικευμένο στην Εξωσωματική Γονιμοποίηση (IVF), Δρ. Κωνσταντίνο Δημητρόπουλο.
