KTU mokslininkų ir partnerių išradimas siekia padėti poroms susilaukti vaikų

Apie Kauno technologijos universiteto (KTU) ir partnerių išradimą kalba KTU Elektros ir elektronikos fakulteto (EEF) profesorius, dirbtinio intelekto (DI) srities ekspertas Vidas Raudonis.

Projekto partneriai – įmonė „Dts Solutions“, Lietuvos sveikatos mokslų universiteto (LSMU) Kauno klinikų Reprodukcinės medicinos centras (RMC) ir Estijos Sveikatos technologijų kompetencijų centras (STKC).

Siekia padėti poroms susilaukti vaikų

KTU profesorius dalijasi, kad jų ir partnerių sukurta technologija yra medicininis diagnostinis sprendimas, leidžiantis nustatyti, ar gimda, o tiksliau – vidinis jos audinių sluoksnis endometriumas, yra pasiruošęs priimti mėgintuvėlyje užaugintą žmogiškąjį embrioną.

„Net 10 proc. pasaulio porų negali susilaukti vaikų natūraliu būdu. 33 proc. pagalbinio apvaisinimo ciklų būna sėkmingi, jie baigiasi sveiko kūdikio gimimu. Mes kartu su partneriais norime padėti poroms susilaukti vaikų, todėl kuriame diagnostinę sistemą, kuri yra orientuota į individualizuotą mediciną“, – teigia V. Raudonis.

KTU mokslininkas aiškina, kad diagnostinė sistema, remdamasi šiuolaikiniais kompiuterinės regos algoritmais, priima sprendimą apie gimdos receptyvumą, analizuodama histologinį endometrinio sluoksnio vaizdą. Jis papildo, kad histologiniai vaizdai – tai plonų audinio sluoksnių priartinti skaitmeniniai vaizdai, gauti skaitmeniniu mikroskopu.

Pasak V. Raudonio, kaip ir patologas, algoritme įdiegtas DI modelis kreipia dėmesį į audinio ląsteles, jų dydį, išsidėstymą, endometrinio audinio liaukas, epitelį ir kitas vizualiai pastebimas detales bei pagal jas formuoja skaitinį atsakymą. Dažnai tai yra interpretuojama kaip tikimybė nuo 0 iki 100 proc., kad gimda jau pasiruošusi arba ne.

„Ši diagnostinė sistema yra reikalinga tuomet, kai moteriai nepavyksta pastoti pakartotinai taikant pagalbinio apvaisinimo procedūras. Tokiu atveju yra atliekamos sudėtingesnės procedūros, kuriomis siekiama ne tik turėti kokybišką ir sveiką ankstyvos stadijos embrioną, bet ir nustatyti tikslų implantacijos langą, per kurį gimda yra pilnai pasiruošusi priimti embrioną“, – pasakoja KTU profesorius.

Jis pastebi, kad iki šiol receptyvumas buvo nustatomas atliekant DNR tyrimus iš vidinio gimdos sluoksnio biopsijos. V. Raudonis tęsia, kad ne visos pagalbinio apvaisinimo klinikos turi galimybę atlikti tokius tyrimus savo patalpose, o dažnai biopsijos mėginio transportavimas yra sudėtingas. Pasak jo, reikia užtikrinti, kad transportavimo metu DNR nesuirtų.

„Tuo tarpu mūsų sistema gali būti pasiekiama internetinėje svetainėje. Užtektų įkelti skaitmeninį audinio vaizdą ir receptyvumo diagnozė atkeliautų vos per kelias sekundes. Taip taupomas laikas, pinigai ir moters sveikata“, – aiškina KTU profesorius.

V. Raudonis pasakoja, kad jų kuriama sistema analizuoja histologinius vaizdus ir pagal vaizdinius požymius priima sprendimą, todėl nereikia sudėtingos įrangos diagnozei gauti. Tam reikia skaitmeninio mikroskopo, kuriuo būtų galima iš labai arti nufotografuoti biopsijos ėminį.

Galima sulaukti daugiau sveikų kūdikių

KTU profesorius aiškina, kad DI metodai buvo pasitelkti tam, jog jais automatiniu būdu būtų galima rasti vizualinius požymius, leidžiančius atskirti skirtingas endometrinio audinio receptyvumo stadijas. V. Raudonis tęsia, kad tam su mokslininkais iš RMC parengė statistiškai reikšmingą duomenų bazę ir ją panaudojo DI modeliams apmokyti.

„Iki šios dienos nustatėme, kad DI modeliai labiausiai fokusuojasi į zonas, kuriose yra matomos endometrinio audinio liaukos. Lygiai ten pat skirtumus tarp skirtingų stadijų įžiūri ir patologai“, – pastebi KTU mokslininkas.

Jis dalijasi, kad jų taikomi DI metodai veikia labiau kaip juodoji dėžė, kurios priimami sprendimai nėra pilnai paaiškinami. Nepaisant to, jie jau gali žvilgtelėti į šios dėžės vidų – į kokias skaitmeninio vaizdo zonas yra labiausiai kreipiamas dėmesys priimant sprendimą, kai yra gaunama užduotis išanalizuoti vaizdą.

„Pastebėjome, kad DI modelio dėmesio žemėlapyje aiškiau matomos zonos, kuriose randasi endometrinio sluoksnio liaukų pakraščiai, centrinė liaukų dalis, stroma, esanti arti epitelio. Manome, kad būtent šių zonų išvaizda nulemia DI modelio apsisprendimą. Šiuo metu su turima testavimui skirta duomenų baze galime pasiekti 89 proc. tikslumą, atskiriant tris receptyvumo stadijas“, – sako V. Raudonis.

Jis aiškina, kad endometrinio sluoksnio receptyvumas yra stadijos, kurias nukeliauja gimda: „Šias stadijas galima suskirstyti į prieš receptyvioji, receptyvioji ir po receptyvioji. Natūraliai, jas galima apskaičiuoti stebint menstruacinį ciklą. Tačiau jei tas ciklas yra sutrikęs arba yra taikomi hormoniniai preparatai, stimuliuojantys gimdą, receptyvioji stadija nėra taip tiesmukai apskaičiuojama“, – dalijasi KTU profesorius.

Jis tęsia, kad tam reikia atidžiau pažvelgti į patį vidinį gimdos audinį ir ištirti genus arba audinio ląstelių morfologiją, kitaip – vizualinius požymius. Pasak jo, būtent histologiniuose vaizduose yra užkoduota reikiama informacija diagnostiniam sprendimui priimti.

„Histologiniuose vaizduose matome priartintas gimdos audinio sluoksnio ląsteles, jų branduolius. Ląstelių ir liaukų dydis bei išsidėstymas yra pirmieji tiesioginiai požymiai, kurie leidžia spręsti apie gimdos pasirengimą priimti embrioną“, – sako KTU mokslininkas.

Jis dalijasi, kad šis išradimas yra pasiekęs ketvirtąjį technologinį parengties lygmenį (TPL4) arba algoritmai yra beveik toje stadijoje, kurioje juos reikėtų testuoti ne tik laboratorinėmis, bet ir realiomis sąlygomis. Pasak jo, jų DI modeliai yra nuolatos testuojami naudojant duomenis, kurie yra gaunami realių medicininių praktikų metu.

„Mano nuomone, šio išradimo perspektyvos yra tik teigiamos ir pozityvios. Jei siūloma diagnostine sistema medicinos sektorius pasitikėtų, tikriausiai sulauktume daugiau sveikų kūdikių“, – teigia KTU profesorius.

Anot V. Raudonio, „Dts Solutions“ yra pagrindinis tarptautinio projekto vykdytojas, prie kurio yra prisijungęs LSMU Kauno klinikų RMC ir Estijos STKC. „Dts Solutions“ yra IT specializacijos kompanija, kuri stengiasi, kad kuriama technologija būtų pasiekiama visai pagalbinio apvaisinimo rinkai. Tuo tarpu žmogaus sveikatos srities partneriai rūpinasi duomenimis ir jų tvarkymu.

„Įmonės „Dts Solutions“ dr. Lino Eidimto energija ir pastangos mus visus suvienijo. LSMU Kauno klinikų RMC prof. Eglė Drejerienė, dr. Agnė Kozlovskaja-Gumbrienė pasiūlė kontakto su Estija idėją. Estijos STKC prof. Andres Samulets įdėjo didelį įdirbį receptyvumo srityje“, – tarptautine partneryste džiaugiasi KTU profesorius.