综述:预测IVF周期妊娠结局:人工智能在胚胎评估中的系统综述与诊断性Meta分析

【字体: 时间:2025年09月29日 来源:Contraception and Reproductive Medicine 1.9

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  本综述系统评估了人工智能(AI)在体外受精(IVF)胚胎选择中的应用价值,通过诊断性Meta分析发现AI模型预测胚胎植入成功的合并敏感度为0.69、特异度为0.62(AUC=0.7)。研究表明整合形态学与临床数据的AI系统(如FiTTE、Life Whisperer)可显著提升预测精度,为胚胎非侵入性评估提供了客观标准,有望推动IVF临床决策的智能化发展。

  
引言
体外受精(IVF)作为不孕症治疗的核心手段,其成功率始终受限于胚胎选择的主观性和不确定性。传统形态学评估虽能提供基础判断,但无法精准预测胚胎发育潜能。人工智能(AI)通过深度学习(Deep Learning)、卷积神经网络(CNN)等算法,为胚胎评估注入了客观量化标准,有望突破IVF成功率的瓶颈。
方法与材料
本研究遵循PRISMA指南,系统检索Web of Science、Scopus及PubMed数据库,纳入评估AI诊断准确性的原创研究。采用QUADAS-2工具进行质量评价,通过STATA/SE 11.2的MIDAS模块进行Meta分析,计算合并敏感度、特异度、阳性似然比(PLR)及阴性似然比(NLR)等指标。
结果
共纳入6项研究,涵盖19,342个胚胎数据。AI模型预测植入成功的合并敏感度为0.69(95%CI: 0.66-0.72),特异度为0.62(95%CI: 0.59-0.65),诊断比值比(DOR)为3.69。阳性似然比1.84表明AI筛选的胚胎植入概率提升约2倍,阴性似然比0.5提示阴性结果可适度降低植入预期。受试者工作特征曲线下面积(AUC)达0.7,证实AI具备中等以上诊断效能。
具体模型表现差异显著:Life Whisperer基于光学显微镜图像预测临床妊娠的准确率达64.3%(敏感度70.1%,特异度60.5%);FiTTE系统整合囊胚图像与患者年龄、激素水平等临床数据,将预测精度提升至65.2%(AUC=0.71);而IVY模型通过时间序列成像(Time-lapse Imaging)预测胎心活动的AUC高达0.93。此外,研究还发现AI可预测流产风险(AUC=0.68)及多胎妊娠概率,凸显其多维度应用潜力。
讨论
AI技术通过标准化胚胎评估流程,显著降低了人工主观性差异。当前模型主要依赖形态动力学参数(如胞质动态、分裂时间点)和静态图像特征,但尚未充分整合遗传学(如PGT-A)、蛋白质组学等多元数据。未来需开发多模态算法,纳入母体子宫内膜容受性、代谢组学等指标,以进一步提升预测活产(Live Birth)的精准度。
临床转化仍面临挑战:一是模型泛化能力需通过多中心前瞻性研究验证;二是需优化算法以适应不同实验室的成像设备及协议;三是需建立伦理监管框架确保AI决策的透明性。尽管如此,AI已展现出替代传统Gardner评分系统的潜力,尤其在半自动囊胚分级(准确率67-92%)和内细胞团(ICM)评估(准确率71.9%)方面表现突出。
结论
AI为IVF胚胎选择提供了可靠的技术赋能,其诊断效能已达到临床适用标准。未来研究应聚焦于三大方向:开发融合多组学数据的智能算法、扩大外部验证样本量、推动实时预测系统与胚胎培养设备的硬件集成,最终实现以健康活产为终点的个性化胚胎移植策略。
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