最近发表于《自然通讯》的一项研究利用可解释的人工智能（XAI）技术，识别了在辅助生殖过程中对下游临床结果至关重要的卵泡尺寸。据估计，全球每六对夫妇中就有一对受到不孕不育的影响，世界卫生组织（WHO）将其视为最严重的全球残疾之一。辅助生殖技术（ART），包括体外受精（IVF）治疗，已成为帮助不孕患者的有效选择。
由于IVF治疗过程中产生的数据量庞大，以及每个患者的IVF协议复杂性和特异性，医生在制定治疗方案时难以考虑所有相关数据。XAI可以通过处理大型复杂数据集来克服这些挑战，从而提高个性化ART治疗的质量，防止关键数据的未充分利用。
卵巢刺激（OS）涉及注射人绒毛膜促性腺激素（hCG）或促性腺激素释放激素（GnRH）激动剂，以促进卵子成熟，随后由精子进行受精。重要的是，必须仔细确定hCG或GnRH激动剂的给药时机，以确保卵巢卵泡处于最佳大小，从而生产成熟的卵子。
本研究使用XAI技术，确定了触发日（DoT）给药时的卵泡尺寸，以增加获取成熟卵子的可能性。研究还探讨了卵泡尺寸对孕酮提前升高的影响。研究数据来自2005年至2023年间，在波兰和英国诊所接受治疗的多民族队列中的19,082名女性参与者。所有患者在DoT当天均进行了经阴道超声检查，显示至少有三个直径大于10毫米的卵泡。
所有患者年龄在18至49岁之间，中位体重指数（BMI）为24.17，窦卵泡计数为15。主要结局是评估卵子成熟等级，特别是处于第二次减数分裂中期的卵子。其他下游结局如优质囊胚和两个原核（2PN）合子的数量也进行了检查。
通过梯度提升回归树模型，研究人员确定了对成熟卵子数量贡献最大的DoT当天的卵泡尺寸。结果显示，13至18毫米之间的卵泡对获取成熟卵子的贡献最大，而12至20毫米之间的卵泡对总卵子数量的贡献最大。对于优质囊胚，14至20毫米的卵泡最为重要；对于2PN合子，13至18毫米的卵泡最为重要。在敏感性分析中，2PN合子的卵泡尺寸保持不变；但对于优质囊胚，15至18毫米的卵泡贡献最大。
在35岁及以下的患者中，13至18毫米的卵泡最为重要。相比之下，35岁以上的患者中，15至18毫米的卵泡贡献最大。对于采用“长效”协议周期的患者，14至20毫米的卵泡贡献最大；而对于“短效”协议周期的患者，12至19毫米的卵泡贡献最大。
多层感知器模型的评估显示，平均绝对误差（MAE）较高，确定了14至18毫米的卵泡最为重要。排除潜在异常数据后，MAE改善并降低至2.54。尽管13至18毫米的卵泡相对贡献最高，但其他尺寸的卵泡也有一定贡献，只是相对较少。考虑到每个卵泡尺寸及其相对贡献的训练模型表现更好。
包括BMI、年龄和IVF协议在内的其他变量对MAE有适度改善。总体而言，最重要的因素是DoT当天的卵泡尺寸。DoT当天13至18毫米的卵泡比例与调整后的总卵泡数量、年龄和触发剂类型呈正相关，与活产率（LBR）呈正相关。DoT当天的平均卵泡尺寸与LBR呈负相关。
DoT当天的孕酮升高与LBR降低有关，而成熟卵子产量保持相似。此外，随着DoT当天大于18毫米的卵泡数量增加，血清孕酮水平也相应增加。
研究发现，DoT当天的中等尺寸卵泡显著促进了成熟卵子的获取和胚胎发育。这些结果展示了XAI技术在优化IVF治疗方面的潜力，可以带来更好的下游临床结果。
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