Các ứng dụng (AI ) trí tuệ nhân tạo trong thụ tinh ống nghiệm

Trí tuệ nhân tạo (AI) trong thụ tinh trong ống nghiệm (IVF) là công nghệ hỗ trợ giúp bác sĩ chuyên môn phân tích dữ liệu, đánh giá chất lượng trứng, tinh trùng và chọn phôi tốt nhất. AI giúp tăng tỷ lệ đậu thai, giảm thời gian điều trị và cá nhân hóa phác đồ cho từng người bệnh. Sau đây hãy cùng Bệnh viện Đa khoa Việt Mỹ tìm hiểu về các ứng dụng (AI ) trí tuệ nhân tạo trong thụ tinh ống nghiệm.

Mục lục

• Các ứng dụng thực tiễn của AI trong thụ tinh ống nghiệm IVF
• 1. AI hỗ trợ lựa chọn và đánh giá phôi
• 2. AI hỗ trợ đánh giá chất lượng tinh trùng
• 3. AI giám sát thiết bị trong Labo IVF
• Lợi ích của trí tuệ nhân tạo trong thụ tinh ống nghiệm
• 1. Giảm thiểu sai sót và rút ngắn thời gian điều trị
• 2. Tăng tỷ lệ thành công
• 3. Hạn chế rủi ro đa thai
• 4. Loại bỏ tính chủ quan, cảm tính của con người trong phòng Lab
• 5. Tiết kiệm chi phí lưu trữ phôi và các chu kỳ chuyển phôi thất bại
• 6. Chuẩn hóa và tối ưu quy trình phòng thí nghiệm

Các ứng dụng thực tiễn của AI trong thụ tinh ống nghiệm IVF

Sự phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI) đang mở ra nhiều hướng ứng dụng mới trong y học sinh sản. AI có khả năng xử lý lượng dữ liệu lớn, nhận diện những đặc điểm khó quan sát bằng mắt thường và hỗ trợ chuẩn hóa một số khâu trong quá trình điều trị IVF.

Hiện nay trong thụ tinh ống nghiệm, AI hiện nghiên cứu và ứng dụng ở nhiều giai đoạn khác nhau: hỗ trợ xây dựng phác đồ, xác định thời điểm trưởng thành noãn, đánh giá tinh trùng, theo dõi sự phát triển và lựa chọn phôi.

Một trong những môi trường AI thể hiện rõ nhất là phòng Labo IVF – nơi trứng, tinh trùng và phôi được xử lý, nuôi cấy và theo dõi trong những điều kiện được kiểm soát chặt chẽ. Tại Trung tâm Hỗ trợ sinh sản và Nam học Việt Mỹ (IVFVM), hệ thống phòng Lab được đầu tư theo hướng ứng dụng công nghệ trong nuôi cấy và theo dõi phôi, trong đó có hệ thống Time-lapse tích hợp AI. Công nghệ này sẽ cung cấp thêm dữ liệu về quá trình phát triển của phôi, hỗ trợ chuyên viên phôi học đánh giá và lựa chọn phôi phù hợp để chuyển hoặc lưu trữ.

1. AI hỗ trợ lựa chọn và đánh giá phôi

Trong IVF, lựa chọn phôi là khâu quan trọng. Với phương pháp đánh giá truyền thống, chưa tích hợp AI, chuyên viên phôi học sẽ phải quan sát phôi dưới kính hiển vi tại những thời điểm nhất định, dựa trên các tiêu chí hình thái và kinh nghiệm chuyên môn để phân loại phôi. Điều này tạo ra một số hạn chế trong việc theo dõi và ghi nhận dữ liệu về quá trình phân chia tế bào của phôi. 

Hiện nay AI được áp dụng bằng việc sử dụng hệ thống camera tích hợp trong tủ nuôi cấy để tự động ghi nhận hình ảnh của phôi theo những khoảng thời gian định trước. Nhờ đó, phôi được theo dõi liên tục mà không cần thường xuyên đưa ra khỏi môi trường nuôi cấy chỉ để quan sát.

Từ chuỗi hình ảnh này, hệ thống có thể ghi nhận nhiều thông tin về quá trình phát triển của phôi như:

• Thời điểm phôi bắt đầu phân chia
• Khoảng thời gian giữa các lần phân chia tế bào
• Tốc độ phát triển qua từng giai đoạn
• Một số bất thường trong quá trình phân chia
• Đặc điểm hình thái và động học phát triển của phôi

Những dữ liệu quan trọng này sẽ giúp AI tham gia vào quá trình phân tích phôi. Từ đó đưa ra dự đoán về sự phát triển của phôi, chất lượng phôi và một số kết quả lâm sàng.

2. AI hỗ trợ đánh giá chất lượng tinh trùng

Ứng dụng AI trong IVF còn hỗ trợ phân tích và lựa chọn tinh trùng, đặc biệt trong những kỹ thuật cần lựa chọn tinh trùng để thực hiện ICSI (kỹ thuật tiêm tinh trùng trực tiếp vào noãn)

AI kết hợp với công nghệ xử lý hình ảnh sẽ hỗ trợ giải quyết vấn đề liên quan đến việc đánh giá tinh trùng, bao gồm những đặc điểm như khả năng di động, hình dạng, kích thước và cấu trúc của đầu, phần giữa, đuôi tinh trùng.

Thậm chí, một nghiên cứu của Đại học Monash và Monash IVF đã phát triển mô hình AI có khả năng phân tích hình ảnh tinh trùng sống trong vài giây. Theo báo cáo nghiên cứu, mô hình đạt độ chính xác trên 93% trong nhiệm vụ phân loại hình thái được nghiên cứu mà không cần nhuộm tế bào tinh trùng.

Ưu điểm nổi bật của AI trong quy trình này chính là khả năng chuẩn hóa quá trình phân tích trên một lượng dữ liệu hình ảnh lớn.

Hiện nay, các hệ thống AI đánh giá hoặc lựa chọn tinh trùng vẫn đang tiếp tục được nghiên cứu và phát triển. Trong tương lai, những công nghệ này có thể trở thành công cụ hỗ trợ chuyên viên phôi học sàng lọc và lựa chọn tinh trùng.

3. AI giám sát thiết bị trong Labo IVF

Một vai trò ít được nhìn thấy khi nhắc đến việc ứng dụng IA trong thụ tinh ống nghiệm là giám sát môi trường và hoạt động của các thiết bị trong Lab IVF. Phôi trong giai đoạn nuôi cấy rất nhạy cảm với sự thay đổi của môi trường. Các yếu tố như nhiệt độ, nồng độ CO₂/O₂ và pH của môi trường nuôi cấy cần được duy trì trong giới hạn phù hợp. 

Khi kết hợp cảm biến, IoT và hệ thống phân tích dữ liệu, AI có thể đóng vai trò như một lớp giám sát bổ sung. Hệ thống có thể liên tục thu thập các thông số như nhiệt độ tủ nuôi cấy, nồng độ CO₂ và O₂, áp suất hoặc lưu lượng của hệ thống cung cấp khí, tần suất mở tủ….

Các mô hình phân tích dữ liệu hướng đến khả năng nhận diện bất thường và dự báo nguy cơ sai lệch hoặc hỏng hóc thiết bị. Nếu dữ liệu cho thấy nhiệt độ hoặc nồng độ khí bắt đầu xuất hiện dấu hiệu bất thường, hệ thống có thể phát tín hiệu cảnh báo để nhân viên Lab kiểm tra và xử lý trước khi biến động trở nên nghiêm trọng. Nhờ đó tăng khả năng kiểm soát môi trường Lab.

Điều này có ý nghĩa trong IVF bởi vì phòng Lab vận hành liên tục và những tế bào đang được nuôi cấy hoặc lưu trữ – từ trứng, tinh trùng đến phôi – đều cần được quản lý trong những điều kiện nghiêm ngặt.

Tại Trung tâm Hỗ trợ sinh sản và Nam học Việt Mỹ (IVFVM) thuộc Bệnh viện Đa khoa Việt Mỹ, phòng Lab được xây dựng với hệ thống trang thiết bị phục vụ các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản, trong đó hệ thống nuôi cấy phôi Time-lapse tích hợp AI cho phép theo dõi quá trình phát triển của phôi và cung cấp thêm dữ liệu hỗ trợ chuyên viên phôi học trong quá trình đánh giá, lựa chọn phôi.

Giá trị của AI trong IVF nằm ở khả năng bổ sung một lớp dữ liệu và phân tích cho những quyết định đòi hỏi độ chính xác cao.

Lợi ích của trí tuệ nhân tạo trong thụ tinh ống nghiệm

Trong IVF, AI được xem như một “trợ lý số” của bác sĩ và chuyên viên phôi học. Công nghệ trí tuệ nhân tạo có khả năng xử lý lượng lớn dữ liệu, nhận diện các đặc điểm khó quan sát bằng mắt thường và hỗ trợ đưa ra những đánh giá nhất quán hơn. Từ đó cung cấp thêm dữ liệu để hỗ trợ ra quyết định, chuẩn hóa một số khâu và tối ưu quy trình điều trị. Lợi ích cụ thể như sau:

1. Giảm thiểu sai sót và rút ngắn thời gian điều trị

Trong một chu kỳ IVF, bác sĩ và chuyên viên phôi học phải xử lý nhiều dữ liệu. AI có khả năng phân tích lượng dữ liệu lớn theo những tiêu chí nhất quán, từ đó hỗ trợ chuyên gia nhận diện các yếu tố quan trọng và đưa ra quyết định phù hợp hơn.

Đặc biệt trong đánh giá phôi, AI kết hợp Time-lapse có thể phân tích chuỗi hình ảnh phát triển của phôi. Điều này giúp bổ sung thông tin cho quá trình lựa chọn phôi và hạn chế một phần sự khác biệt mang tính chủ quan giữa các lần đánh giá.

Lựa chọn phôi phù hợp ngay từ những lần chuyển đầu tiên có thể góp phần hạn chế các lần chuyển phôi không cần thiết, từ đó tối ưu thời gian trong hành trình điều trị vô sinh ở những người bệnh hiếm muộn. 

2. Tăng tỷ lệ thành công

Một trong những ứng dụng được quan tâm của AI trong IVF là hỗ trợ đánh giá và xếp hạng phôi. Dựa trên hình ảnh Time-lapse và các dữ liệu về quá trình phát triển, thuật toán có thể phân tích đặc điểm hình thái, thời điểm phân chia tế bào và một số thông số khác để hỗ trợ chuyên viên phôi học lựa chọn phôi. Từ đó hỗ trợ tối ưu cơ hội điều trị.

Tuy nhiên, kết quả IVF còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ tuổi người phụ nữ, tình trạng nội mạc tử cung, yếu tố di truyền, nguyên nhân hiếm muộn và nhiều yếu tố lâm sàng khác.

3. Hạn chế rủi ro đa thai

Chuyển đơn phôi (SET - Single Embryo Transfer) là một chiến lược quan trọng nhằm hạn chế nguy cơ đa thai trong IVF. Khi có thêm dữ liệu để đánh giá và xếp hạng phôi, AI có thể hỗ trợ bác sĩ và chuyên viên phôi học lựa chọn phôi phù hợp để ưu tiên chuyển, từ đó bổ trợ cho việc chuyển đơn phôi ở những người bệnh đủ điều kiện.

Điều này giúp hạn chế rủi ro đa thai, làm tăng nguy cơ một số biến chứng cho mẹ và thai nhi như sinh non, trẻ nhẹ cân và các biến chứng thai kỳ khác.

Lưu ý: Quyết định chuyển một hay nhiều phôi không dựa riêng vào AI mà còn phụ thuộc vào độ tuổi, tiền sử điều trị, chất lượng phôi, hướng dẫn chuyên môn và tình trạng cụ thể của từng người bệnh.

>> Tìm hiểu thêm: Lịch sử của thụ tinh trong ống nghiệm IVF

4. Loại bỏ tính chủ quan, cảm tính của con người trong phòng Lab

Đánh giá của chuyên gia vẫn giữ vai trò trung tâm trong Lab IVF. Tuy nhiên, giữa các chuyên viên hoặc giữa những thời điểm quan sát khác nhau có thể tồn tại sự khác biệt trong cách phân loại và đánh giá hình thái phôi.

Ứng dụng AI trong IVF áp dụng cùng một mô hình phân tích đối với lượng dữ liệu lớn. Khi được phát triển và kiểm định phù hợp, công nghệ này có thể giúp tăng tính nhất quán và khả năng chuẩn hóa trong một số khâu đánh giá.

Tuy nhiên, cách tiếp cận phù hợp vẫn là AI hỗ trợ phân tích, còn chuyên gia sẽ kiểm tra và đưa ra quyết định cuối cùng.

5. Tiết kiệm chi phí lưu trữ phôi và các chu kỳ chuyển phôi thất bại

Mỗi lần chuyển phôi không thành công đều có thể kéo theo thêm thời gian, chi phí và áp lực tâm lý cho người bệnh.

Nếu AI hỗ trợ xếp hạng phôi hiệu quả, bác sĩ và chuyên viên phôi học có thêm dữ liệu để xác định thứ tự ưu tiên các phôi cho từng lần chuyển. Điều này có thể giúp tối ưu số lần chuyển cần thiết để đạt thai, từ đó giảm một phần chi phí trong quá trình điều trị vô sinh hiếm muộn.

6. Chuẩn hóa và tối ưu quy trình phòng thí nghiệm

AI có tiềm năng hỗ trợ chuẩn hóa cách thu thập, phân tích và sử dụng dữ liệu trong phòng Lab. Dữ liệu từ quá trình nuôi cấy phôi, hình ảnh Time-lapse, kết quả điều trị và các thông số vận hành có thể được tổ chức và phân tích có hệ thống. Điều này giúp đội ngũ chuyên môn có thêm cơ sở để:

• Theo dõi và đánh giá kết quả của các quy trình
• Phát hiện những dấu hiệu bất thường trong dữ liệu
• Giảm sự khác biệt trong một số khâu đánh giá
• Hỗ trợ cải tiến quy trình dựa trên dữ liệu thực tế

Tại Trung tâm Hỗ trợ sinh sản và Nam học Việt Mỹ (IVFVM) – Bệnh viện Đa khoa Việt Mỹ, hệ thống phòng Lab được đầu tư với công nghệ nuôi cấy phôi Time-lapse tích hợp AI, hỗ trợ theo dõi quá trình phát triển của phôi và cung cấp thêm dữ liệu cho quá trình đánh giá, lựa chọn phôi. 

Kết hợp cùng đội ngũ bác sĩ, chuyên viên phôi học và khả năng phối hợp đa chuyên khoa trong bệnh viện, IVFVM hướng đến việc xây dựng hành trình điều trị cá thể hóa, khoa học và phù hợp với tình trạng của từng người bệnh.

Nếu đang gặp khó khăn trong hành trình tìm con hoặc muốn tìm hiểu phương pháp IVF phù hợp, khách hàng có thể liên hệ đến số hotline: 1800 0027 hoặc trực tiếp đến địa chỉ 655 - 657 - 659 Lạc Long Quân, phường Bảy Hiền, TP. HCM đặt lịch thăm khám để được bác sĩ chuyên khoa đánh giá sức khỏe sinh sản và tư vấn kế hoạch điều trị cụ thể.

Trí tuệ nhân tạo đang mở ra nhiều hướng ứng dụng trong thụ tinh ống nghiệm, từ hỗ trợ theo dõi và đánh giá phôi, phân tích dữ liệu đến chuẩn hóa một số quy trình trong phòng Lab. Tuy nhiên, AI không thay thế bác sĩ hay chuyên viên phôi học mà đóng vai trò như một công cụ hỗ trợ, giúp đội ngũ chuyên môn có thêm dữ liệu để đưa ra quyết định phù hợp với từng trường hợp.