RU2809429C1 - Method of predicting effectiveness of assisted reproductive technology programs based on neural networks - Google Patents

Method of predicting effectiveness of assisted reproductive technology programs based on neural networks Download PDF

Info

Publication number
RU2809429C1
RU2809429C1 RU2022129790A RU2022129790A RU2809429C1 RU 2809429 C1 RU2809429 C1 RU 2809429C1 RU 2022129790 A RU2022129790 A RU 2022129790A RU 2022129790 A RU2022129790 A RU 2022129790A RU 2809429 C1 RU2809429 C1 RU 2809429C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
oocytes
protocol
fertilization
sperm
Prior art date
Application number
RU2022129790A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Григорьевич Портнов
Татьяна Валентиновна Лисовская
Алексей Васильевич Резайкин
Елена Николаевна Маясина
Даниил Фратови Салимов
Игорь Юрьевич Коган
Андрей Валентинович Иванов
Александр Мкртичевич Гзгзян
Станислав Михайлович Лисовский
Роман Аскерович Аскеров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ИЛАРМ-ЕК" (ООО "ИЛАРМ-ЕК")
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ИЛАРМ-ЕК" (ООО "ИЛАРМ-ЕК") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ИЛАРМ-ЕК" (ООО "ИЛАРМ-ЕК")
Application granted granted Critical
Publication of RU2809429C1 publication Critical patent/RU2809429C1/en

Links

Abstract

FIELD: medicine; obstetrics and gynecology.
SUBSTANCE: invention can be used to predict the effectiveness of assisted reproductive technology programs in women with infertility of various origins in medical decision support systems. At the first stage of the implementation of the protocol for in vitro fertilization (IVF) programs, medical history data, an objective examination and the results of clinical, laboratory and instrumental studies are collected, and the option of the protocol for stimulating superovulation, the starting and total doses of follicle-stimulating hormone and the need to include drugs containing luteinizing hormone are also selected. Then, using all the data obtained: the doctor’s work experience, diagnosis according to ICD N10, age, height and weight of the patient, IVF attempt number, presence of human immunodeficiency virus (HIV) in women and men, presence of chronic hepatitis B or C in women and men, the presence of human papillomavirus (HPV) in a woman, a history of arterial hypertension and/or diabetes mellitus types 1, 2, hemoglobin level in the blood, the count of red blood cells, leukocytes, lymphocytes, platelets in the blood formula, fasting glucose concentration, level of alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), creatinine, cholesterol, bilirubin, concentration of follicle-stimulating hormone (FSH) and anti-Mullerian hormone (AMH) in the patient’s venous blood, the count of antral follicles on the right and left before stimulation, type of stimulation protocol, starting and the total dose of FSH, the presence of luteinizing hormone (LH) in the stimulation protocol as predictors, using a predictive mathematical model of the first stage, the probability of obtaining 5 or less oocytes, from 6 to 19 oocytes, or 20 or more oocytes suitable for fertilization is calculated. Further, when such oocytes are obtained as a result of puncture, at the second stage of the IVF protocol, the qualitative and quantitative characteristics of the sperm intended for fertilization are determined. The proposed options for fertilization and embryo cultivation are selected. Then, using all the data obtained, namely: the type of stimulation protocol performed, the actual starting and total doses of FSH, the presence of LH in the stimulation protocol, the actual number of days of stimulation, the use of a gonadotropin-releasing hormone (GnRH) agonist or human chorionic gonadotropin as a trigger (hCG), the concentration of estradiol (E2) and progesterone in the blood before puncture, the number of follicles and complexes before puncture of the ovaries according to ultrasound (ultrasound), the number of oocytes obtained as a result of puncture, of which the number of mature oocytes at metaphase stage 2 (M-2 ), number of immature oocytes of the metaphase 1 (M-1) stage, number of immature oocytes of the "Germinal Vesular" (GV) stage and number of degenerative oocytes, source of sperm and method of obtaining sperm, use of cryo-freezing of sperm, number of sperm after treatment, percentage of motile sperm category A+B, percentage of morphologically normal sperm, use of intracytoplasmic sperm injection (ICSI) during fertilization, types of media used for fertilization, cleavage and culture, number of 2PN zygotes obtained, in addition to the first stage data, as predictors, and using a predictive mathematical model of the second stage, the probability of obtaining embryos suitable for transfer into the uterine cavity or cryopreservation in an amount of 1 to 2, 3 or more, or the probability of a negative result, i.e. 0 embryos on the fifth day after fertilization is calculated. When such embryos are obtained, at the third stage of the IVF protocol, the thickness of the endometrium is determined using ultrasound. A decision is made to use a GnRH agonist. Then, using all the data obtained, namely: the number of embryos suitable for transfer, the use of embryo cryopreservation, the thickness of the endometrium before transfer, the presence of complications during the embryo transfer procedure, and the use of a GnRH agonist, in addition to the data from the first and second stages, as predictors, using a prognostic mathematical model of the third stage, the probability of pregnancy is calculated as a percentage. Each of the three predictive mathematical models is implemented in the form of an artificial neural network pre-trained on a prepared data set with an architecture in the form of a multilayer fully connected Rumelhart perceptron.
EFFECT: invention provides accurate prediction of the effectiveness of the implementation of each stage of the IVF protocol, through the use of artificial neural networks as a mathematical apparatus, which, in turn, makes it possible to effectively take into account a large number of heterogeneous predictors and the possibility of making changes to the protocol in order to increase overall efficiency.
1 cl, 2 tbl, 3 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к акушерству и гинекологии, и касается прогнозирования эффективности программ вспомогательных репродуктивных технологий у женщин с бесплодием различного генеза, и может быть использовано в системах поддержки принятия врачебных решений и телемедицине.The present invention relates to medicine, namely to obstetrics and gynecology, and concerns predicting the effectiveness of assisted reproductive technology programs in women with infertility of various origins, and can be used in medical decision support systems and telemedicine.

Ежегодно 0.5% детей в мире рождается с помощью вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). В России это количество достигает 2% [1]. Эффективность программы экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) оценивается, в конечном итоге, по наступлению беременности и рождению здорового ребенка (параметр “Take Baby Home”). Однако, конечный итог лечения бесплодия во многом зависит от качественного проведения предварительных этапов ЭКО (стимуляции овуляции и пункции фолликулов, оплодотворения invitro и культивирования эмбрионов, селекции и переноса качественных эмбрионов, их имплантации в эндометрий). На сегодняшний день разработаны и применяются в клинической практике утвержденные стандарты и клинические протоколы по лечению различных форм бесплодия, тем не менее, они не могут учесть все индивидуальные особенности пациента в конкретной клинической ситуации. Вариабельность и большой объём клинико-лабораторных параметров, а также влияние на них как генетически детерминированных факторов, так и факторов внешней среды, не всегда позволяют даже опытным гинекологам (репродуктологам) и эмбриологам с высокой точностью прогнозировать результат ЭКО при выборе того или иного протокола в конкретном клиническом случае.Every year, 0.5% of children in the world are born using assisted reproductive technologies (ART). In Russia this number reaches 2% [1]. The effectiveness of the in vitro fertilization (IVF) program is ultimately assessed by the occurrence of pregnancy and the birth of a healthy child (“Take Baby Home” parameter). However, the final result of infertility treatment largely depends on the quality of the preliminary stages of IVF (stimulation of ovulation and follicle puncture, in vitro fertilization and embryo cultivation, selection and transfer of high-quality embryos, their implantation into the endometrium). Today, approved standards and clinical protocols for the treatment of various forms of infertility have been developed and applied in clinical practice; however, they cannot take into account all the individual characteristics of the patient in a specific clinical situation. The variability and large volume of clinical and laboratory parameters, as well as the influence on them of both genetically determined factors and environmental factors, do not always allow even experienced gynecologists (reproductologists) and embryologists to accurately predict the outcome of IVF when choosing a particular protocol in a particular clinical case.

В связи с этим, особое значение приобретают различные электронные прикладные программы и сервисы, помогающие врачу выбрать оптимальный протокол и параметры проведения ЭКО. Перспективным направлением в данной области является использование математических моделей на основе искусственных нейронных сетей. Данный подход, по сравнению с обычным регрессионно-дисперсионным анализом, позволяет эффективно рассматривать в качестве предикторов, полноценно влияющих на формирование прогноза, значительно большее количество (десятки и сотни) клинико-лабораторных параметров и их сочетаний, полученных на разных этапах проведения ЭКО, а также повышать достоверность прогноза за счет накопления в процессе эксплуатации новых данных и постоянного "дообучения" модели, что в конечном итоге будет способствовать повышению эффективности лечения бесплодия с применением ЭКО.In this regard, various electronic application programs and services that help the doctor choose the optimal protocol and parameters for IVF are of particular importance. A promising direction in this area is the use of mathematical models based on artificial neural networks. This approach, in comparison with conventional regression-variance analysis, allows us to effectively consider as predictors that fully influence the formation of the prognosis, a significantly larger number (tens and hundreds) of clinical and laboratory parameters and their combinations obtained at different stages of IVF, as well as increase the reliability of the forecast due to the accumulation of new data during operation and constant “additional training” of the model, which will ultimately help improve the efficiency of infertility treatment using IVF.

Ранее описан способ прогнозирования исходов программы ЭКО путем качественной и количественной оценки содержимого фолликулов, отличающийся тем, что в фолликулярной жидкости, аспирированной раздельно из правого и левого яичников, исследуют активность пептид-гидролаз и при ее уровне не менее 75 мг/мл/ч в одном из яичников прогнозируют благоприятный исход [2].Previously described is a method for predicting the outcomes of an IVF program by qualitative and quantitative assessment of the contents of follicles, characterized in that the activity of peptide hydrolases is examined in follicular fluid, aspirated separately from the right and left ovaries, and at a level of at least 75 mg/ml/h in one from the ovaries, a favorable outcome is predicted [2].

Существует способ прогнозирования результатов лечения бесплодия методом ЭКО, включающий проведение трансвагинальной пункции фолликулов под контролем УЗИ с последующим исследованием полученной фолликулярной жидкости, отличающийся тем, что фолликулярную жидкость подвергают хемилюминесцентному анализу по стандартной методике, определяют свободнорадикальную активность образцов и по показателю общей антиоксидантной активности дают прогноз наступления беременности: при показателях общей антиоксидантной активности 0,05 и выше дают неблагоприятный прогноз, при показателях общей антиоксидантной активности ниже 0,05 дают благоприятный прогноз - вероятность наступления беременности более 50% [3].There is a method for predicting the results of infertility treatment using IVF, including transvaginal puncture of the follicles under ultrasound control with subsequent examination of the resulting follicular fluid, characterized in that the follicular fluid is subjected to chemiluminescent analysis using a standard method, the free radical activity of the samples is determined and, based on the indicator of total antioxidant activity, a forecast is given for the onset of infertility. pregnancy: with indicators of total antioxidant activity of 0.05 and above, they give an unfavorable prognosis; with indicators of total antioxidant activity below 0.05, they give a favorable prognosis - the probability of pregnancy is more than 50% [3].

К недостаткам двух описанных выше способов можно отнести следующее: 1.Методы реализуются только на этапе пункции фолликулов, что не позволяет внести изменения с схему стимуляции суперовуляции; 2. Необходимо раздельно получить и исследовать два образца фолликулярной жидкости (из правого и левого яичников); 3. Высок риск осложнений, связанных с выполнением трансвагинальной пункции фолликулов под общим наркозом; 4. Описанные лабораторные исследования не является рутинной лабораторной практикой, включенной в существующие клинические рекомендации и требуют дополнительного лабораторного оборудования и расходных материалов.The disadvantages of the two methods described above include the following: 1. The methods are implemented only at the stage of follicle puncture, which does not allow changes to be made to the superovulation stimulation scheme; 2. It is necessary to separately obtain and examine two samples of follicular fluid (from the right and left ovaries); 3. There is a high risk of complications associated with performing transvaginal puncture of follicles under general anesthesia; 4. The laboratory tests described are not routine laboratory practices included in existing clinical guidelines and require additional laboratory equipment and consumables.

Известен способ прогнозирования исхода ЭКО и переноса эмбрионов заключающийся в том, что до начала овариальной стимуляции в лейкоцитах периферической венозной крови у женщин с бесплодием определяют полиморфизм генов HLAII класса и при обнаружении носительства гаплотипов DQA1*0101-DQB1*0501 или DQA1*0102-DQB1*0502 прогнозируют неблагоприятный исход программы ЭКО, а при отсутствии носительства гаплотипов DQA1*0101-DQB1*0501 и DQA1*0102-DQB1*0502 прогнозируют благоприятный исход программы ЭКО [4].There is a known method for predicting the outcome of IVF and embryo transfer, which consists in the fact that before the start of ovarian stimulation, the polymorphism of HLAII class genes is determined in leukocytes of peripheral venous blood in women with infertility and when carriers of haplotypes DQA1*0101-DQB1*0501 or DQA1*0102-DQB1* are detected 0502 predict an unfavorable outcome of the IVF program, and in the absence of carriage of the DQA1*0101-DQB1*0501 and DQA1*0102-DQB1*0502 haplotypes, they predict a favorable outcome of the IVF program [4].

У данного способа имеются следующие недостатки: 1. В качестве предикторов математическая модель использует исключительно генетические маркеры, следовательно, не учитывает влияние на исход протокола ЭКО приобретенных физиологических особенностей пациентки, а также внешние воздействия (медикаментозное сопровождение); 2. Определение большого числа антигенов комплекса гистосовместимости не является рутинной лабораторной практикой, включенной в существующие клинические рекомендации и требует дополнительного лабораторного оборудования и расходных материалов.This method has the following disadvantages: 1. The mathematical model uses exclusively genetic markers as predictors, therefore, it does not take into account the influence of the patient’s acquired physiological characteristics on the outcome of the IVF protocol, as well as external influences (medicine support); 2. Determination of a large number of histocompatibility complex antigens is not a routine laboratory practice included in existing clinical guidelines and requires additional laboratory equipment and consumables.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является "Способ прогнозирования исходов вспомогательных репродуктивных технологий при трубном бесплодии" [5]. Данный способ включает определение концентраций фолликулостимулирующего и антимюллерова гормонов и последующий расчет прогностических показателей с помощью математической модели, причем дополнительно определяют возраст, длительность бесплодия, индекс массы тела, объем яичников. Затем рассчитывают прогностический индекс наступления беременности d1 с помощью уравнения логистической регрессии и при d1<-1,397 прогнозируют наступление беременности, а при d1>1,151 прогнозируют отсутствие беременности. Далее рассчитывают прогностический индекс вероятности живорождения d2 и при d2<-l,525 прогнозируют положительный результат, а при d2>l,102 - отрицательный.The closest to the proposed invention is “Method for predicting the outcomes of assisted reproductive technologies for tubal infertility” [5]. This method includes determining the concentrations of follicle-stimulating and anti-Mullerian hormones and the subsequent calculation of prognostic indicators using a mathematical model, and additionally determining age, duration of infertility, body mass index, and ovarian volume. Then the prognostic index of pregnancy, d 1, is calculated using a logistic regression equation, and if d 1 <-1.397, pregnancy is predicted, and if d 1 >1.151, the absence of pregnancy is predicted. Next, the prognostic index of the probability of live birth d 2 is calculated and if d 2 <-l.525 a positive result is predicted, and if d 2 >l.102 a negative result is predicted.

Однако данный метод содержит следующие существенные недостатки: 1. Описанный подход позволяет сделать прогноз относительно наступления беременности и живорождения ребенка только в биноминальной шкале, и не позволяет количественно определить вероятность наступления данных событий, что существенно снижает точность прогноза; 2. Способ не позволяет сделать прогноз относительно других важных событий, происходящих в процессе реализации протокола ЭКО, например, получение в результате стимуляции суперовуляции и пункции пригодных для оплодотворения ооцитов, или получение в результате оплодотворения и культивирования пригодных для переноса в полость матки эмбрионов; 3. В качестве предикторов математическая модель включает данные полученные только на догоспитальном этапе; 4. Область применения модели ограничена только одним типом патологии - трубным бесплодием.However, this method contains the following significant drawbacks: 1. The described approach allows making a forecast regarding the occurrence of pregnancy and live birth of a child only on a binomial scale, and does not allow quantifying the probability of the occurrence of these events, which significantly reduces the accuracy of the forecast; 2. The method does not allow making a prediction regarding other important events occurring during the implementation of the IVF protocol, for example, obtaining oocytes suitable for fertilization as a result of stimulation of superovulation and puncture, or obtaining embryos suitable for transfer into the uterine cavity as a result of fertilization and cultivation; 3. As predictors, the mathematical model includes data obtained only at the prehospital stage; 4. The scope of application of the model is limited to only one type of pathology - tubal infertility.

Технический результат: повышение универсальности и точности прогноза, а также расширение области применения за счет включения всех этапов реализации протокола ЭКО при лечении бесплодия различного генеза. Technical result: increasing the universality and accuracy of the forecast, as well as expanding the scope of application by including all stages of the implementation of the IVF protocol in the treatment of infertility of various origins.

Указанный технический результат достигается за счет объединения трех связанных прогностических математических моделей, описывающих основные этапы реализации протокола ЭКО: проведение стимуляции суперовуляции и пункции фолликулов, оплодотворение и культивирование эмбрионов, перенос эмбрионов в полость матки, при этом каждая математическая модель включает, в качестве предикторов, все данные, доступные на момент реализации выбранного этапа протокола, и содержит прогноз эффективности реализуемого этапа: вероятность получения определенного количества пригодных для оплодотворения ооцитов, вероятность получения определенного количества пригодных для переноса или криоконсервации эмбрионов и вероятность наступления беременности. This technical result is achieved by combining three related prognostic mathematical models that describe the main stages of the implementation of the IVF protocol: stimulation of superovulation and follicle puncture, fertilization and cultivation of embryos, transfer of embryos into the uterine cavity, and each mathematical model includes, as predictors, all data available at the time of implementation of the selected stage of the protocol, and contains a forecast of the effectiveness of the implemented stage: the probability of obtaining a certain number of oocytes suitable for fertilization, the probability of obtaining a certain number of embryos suitable for transfer or cryopreservation, and the probability of pregnancy.

Заявляется способ прогнозирования эффективности многоэтапных программ экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) при лечении бесплодия различного генеза, заключающийся в том, что на первом этапе реализации протокола ЭКО, до начала стимуляции суперовуляции и проведения пункции фолликулов, посредством опроса и осмотра пациентки, а также с помощью лабораторных и инструментальных диагностических протоколов собирают данные анамнеза, объективного обследования и результаты клинических, лабораторных и инструментальных исследований, а также выбирают вариант протокола стимуляции суперовуляции, стартовую и суммарную дозы фолликулостимулирующего гормона и необходимость включения в протокол препаратов, содержащих лютеинизирующий гормон, а затем, используя все полученные данные (стаж работы врача, диагноз согласно МКБ №10, возраст, рост и вес пациентки, номер попытки ЭКО, ВИЧ статус женщины и мужчины, наличие хронического гепатита В или C у женщины и у мужчины, наличие ВПЧ инфекции у женщины, наличие в анамнезе артериальной гипертензии и/или сахарного диабета 1-го, 2-го типов, уровень гемоглобина в крови, количество эритроцитов, лейкоцитов, лимфоцитов, тромбоцитов в формуле крови, концентрацию глюкозы натощак, АЛТ, АСТ, креатинина, холестерина, билирубина, ФСГ и АМГ в венозной крови пациентки, число антральных фолликулов справа и слева перед стимуляцией, вид протокола стимуляции, стартовую и суммарную дозы ФСГ, наличие в протоколе стимуляции ЛГ) в качестве предикторов, с помощью прогностической математической модели первого этапа вычисляют вероятность получения после проведения стимуляции и пункции 5 и менее ооцитов, от 6 до 19 ооцитов, либо 20 и более ооцитов, пригодных для оплодотворения, далее, при получении в результате пункции таких ооцитов, на втором этапе реализации протокола ЭКО, до проведения процедуры оплодотворения, оценивают результаты предыдущего этапа, определяют качественные и количественные характеристики спермы, предназначенной для оплодотворения, выбирают предполагаемые варианты оплодотворения и культивирования эмбрионов, а затем, используя все полученные данные (реальное число дней стимуляции, использование в качестве триггера агониста ГнРГ или ХГЧ, концентрация E2 и прогестерона перед пункцией в крови, число фолликулов и комплексов перед пункцией яичников по данным УЗИ, количество, полученных в результате пункции ооцитов, из них количество зрелых ооцитов стадии М-2, количество незрелых ооцитов стадии M-1, количество незрелых ооцитов стадии GV и количество дегенеративных ооцитов, источник спермы и способ получения спермы, наличие крио-заморозки спермы, количество сперматозоидов после обработки, процент подвижных сперматозоидов категории A+B, процент морфологически нормальных сперматозоидов, применение процедуры ИКСИ при оплодотворении, типы сред, используемых для оплодотворения, дробления и культивирования, количество полученных 2PN зигот), в дополнение к данным первого этапа, в качестве предикторов, с помощью прогностической математической модели второго этапа вычисляют вероятность получения на пятые сутки после оплодотворения эмбрионов, пригодных для переноса в полость матки или криоконсервации, в количестве от 1 до 2, от 3 и более, либо вероятность отрицательного результата (0 эмбрионов), далее, при получении таких эмбрионов, на третьем этапе реализации протокола ЭКО, до проведения процедуры переноса эмбриона в полость матки, оценивают результаты предыдущего этапа, определяют с помощью УЗИ толщину эндометрия, принимают решение об использовании агониста ГнРГ, а затем, используя все полученные данные (количество эмбрионов пригодных для переноса, предварительная криоконсервация эмбриона, толщина эндометрия перед трансфером, наличие осложнений при процедуре трансфера эмбриона и применение агониста ГнРГ), в дополнение к данным первого и второго этапов, в качестве предикторов, с помощью прогностической математической модели третьего этапа вычисляют вероятность наступления беременности в процентах, при этом каждая из трех прогностических математических моделей реализована в виде предварительно обученной на подготовленном наборе данных искусственной нейронной сети с архитектурой в виде многослойного полносвязного персептрона Румельхарта.A method is proposed for predicting the effectiveness of multi-stage in vitro fertilization (IVF) programs in the treatment of infertility of various origins, which consists in the fact that at the first stage of the implementation of the IVF protocol, before the start of stimulation of superovulation and puncture of the follicles, through a survey and examination of the patient, as well as with the help of laboratory and instrumental diagnostic protocols collect data from anamnesis, objective examination and the results of clinical, laboratory and instrumental studies, and also select the option of the superovulation stimulation protocol, the starting and total doses of follicle-stimulating hormone and the need to include drugs containing luteinizing hormone in the protocol, and then, using all the data obtained (doctor’s work experience, diagnosis according to ICD No. 10, age, height and weight of the patient, IVF attempt number, HIV status of the woman and man, presence of chronic hepatitis B or C in the woman and man, presence of HPV infection in the woman, history of arterial hypertension and/or diabetes mellitus types 1, 2, hemoglobin level in the blood, number of red blood cells, leukocytes, lymphocytes, platelets in the blood count, concentration of fasting glucose, ALT, AST, creatinine, cholesterol, bilirubin, FSH and AMH in venous blood of the patient, the number of antral follicles on the right and left before stimulation, the type of stimulation protocol, the starting and total doses of FSH, the presence of LH in the stimulation protocol) as predictors, using a predictive mathematical model of the first stage, the probability of receiving after stimulation and puncture is calculated 5 and less oocytes, from 6 to 19 oocytes, or 20 or more oocytes suitable for fertilization, then, when such oocytes are obtained as a result of puncture, at the second stage of the IVF protocol, before the fertilization procedure, the results of the previous stage are assessed, qualitative and quantitative are determined characteristics of the sperm intended for fertilization, select the proposed options for fertilization and cultivation of embryos, and then, using all the data obtained (the actual number of days of stimulation, the use of a GnRH or hCG agonist as a trigger, the concentration of E2 and progesterone in the blood before puncture, the number of follicles and complexes before puncture of the ovaries according to ultrasound data, the number of oocytes obtained as a result of puncture, of which the number of mature oocytes of stage M-2, the number of immature oocytes of stage M-1, the number of immature oocytes of stage GV and the number of degenerative oocytes, the source of sperm and the method of obtaining sperm, the presence of cryo-freezing of sperm, the number of spermatozoa after treatment, the percentage of motile spermatozoa of category A+B, the percentage of morphologically normal spermatozoa, the use of ICSI procedure during fertilization, the types of media used for fertilization, crushing and culturing, the number of 2PN zygotes obtained), in addition to data of the first stage, as predictors, using a predictive mathematical model of the second stage, calculate the probability of obtaining on the fifth day after fertilization embryos suitable for transfer into the uterine cavity or cryopreservation, in an amount from 1 to 2, from 3 or more, or the probability of a negative result (0 embryos), then, upon receipt of such embryos, at the third stage of the IVF protocol, before the embryo transfer procedure into the uterine cavity, the results of the previous stage are assessed, the thickness of the endometrium is determined using ultrasound, a decision is made on the use of a GnRH agonist, and then, using all the data obtained (the number of embryos suitable for transfer, preliminary cryopreservation of the embryo, endometrial thickness before transfer, the presence of complications during the embryo transfer procedure and the use of a GnRH agonist), in addition to the data of the first and second stages, as predictors, using a predictive mathematical model The third stage calculates the probability of pregnancy as a percentage, while each of the three predictive mathematical models is implemented in the form of an artificial neural network pre-trained on a prepared data set with an architecture in the form of a multilayer fully connected Rumelhart perceptron.

Сущность изобретения заключается в следующем. В процессе реализации протокола ЭКО условно можно выделить три этапа, каждый из которых заканчивается результатом, от которого напрямую зависит возможность реализации последующих этапов. Первый этап - стимуляция суперовуляции и проведение пункции фолликулов, который заканчивается получением определенного количества пригодных для оплодотворения ооцитов. Второй этап - оплодотворение и культивирование эмбрионов, в результате успешной реализации которого получают определенное количество пригодных для переноса в полость матки или криоконсервации эмбрионов. Третий этап - перенос эмбриона в полость матки, успешным результатом которого является наступление клинической беременности. На каждом из описанных этапов реализации протокола ЭКО меняется состав доступных предикторов и прогнозируемых переменных, что не позволяет эффективно представить весь протокол в виде одной прогностической математической модели. Учитывая это, мы предлагаем реализовать математическую модель протокола ЭКО в виде трех связанных моделей, соответствующих каждому из описанных этапов протокола ЭКО.The essence of the invention is as follows. In the process of implementing the IVF protocol, three stages can be conventionally distinguished, each of which ends with a result, on which the possibility of implementing subsequent stages directly depends. The first stage is the stimulation of superovulation and puncture of the follicles, which ends with obtaining a certain number of oocytes suitable for fertilization. The second stage is fertilization and cultivation of embryos, as a result of the successful implementation of which a certain number of embryos suitable for transfer into the uterine cavity or cryopreservation are obtained. The third stage is the transfer of the embryo into the uterine cavity, the successful result of which is the onset of clinical pregnancy. At each of the described stages of IVF protocol implementation, the composition of available predictors and predicted variables changes, which does not allow the entire protocol to be effectively presented in the form of one predictive mathematical model. Taking this into account, we propose to implement a mathematical model of the IVF protocol in the form of three related models corresponding to each of the described stages of the IVF protocol.

Первоначально в разрабатываемые прогнозные математические модели в качестве предикторов были включены все признаки, предусмотренные стандартом обследования пациенток [6] и Клиническими рекомендациями ООО «Российское общество акушеров-гинекологов» [7]. Далее, список клинико-диагностических предикторов был скорректирован в соответствии с уровнем достоверности доказательств (1 или 2) их влияния на исходы лечения бесплодия и уровнем убедительности рекомендаций для их включения в анализ перед протоколами ЭКО (А или В), а также ранее опубликованными данными о влиянии некоторых дополнительных параметров на исходы программ ЭКО [8 - 15].Initially, all the signs provided for by the standard of examination of patients [6] and the Clinical Guidelines of the LLC “Russian Society of Obstetricians and Gynecologists” [7] were included as predictors in the developed predictive mathematical models. Further, the list of clinical diagnostic predictors was adjusted in accordance with the level of evidence (1 or 2) of their influence on the outcomes of infertility treatment and the level of strength of recommendations for their inclusion in the analysis before IVF protocols (A or B), as well as previously published data on the influence of some additional parameters on the outcomes of IVF programs [8 - 15].

На первом этапе основной задачей является прогнозирование количества ооцитов, полученных в результате проведения стимуляции суперовуляции и пункции фолликулов. Данный параметр выбран в качестве критериальной (прогнозируемой) переменной. Для повышения точности прогноза и упрощения интерпретации полученного результата, шкала измерения критериальной переменной (абсолютное количество полученных ооцитов) преобразована в ранговую. Выделено три ранга (категории): первый - от 0 до 5 ооцитов, второй - от 6 до 19 ооцитов, третий - от 20 и более ооцитов. На данном этапе, в качестве предикторов выступают все переменные, известные на момент начала протокола стимуляции суперовуляции (данные анамнеза, объективного обследования, результаты клинических лабораторных исследований), а также предполагаемая схема самого протокола стимуляции. Всего 42 предиктора. Подробное описание предикторов представлено в таблице 1. В результате математической обработки значений предикторов, используемых прогностической математической моделью первого этапа, пользователь получает вероятность для каждого из трех рангов критериальной переменной.At the first stage, the main task is to predict the number of oocytes obtained as a result of stimulation of superovulation and follicle puncture. This parameter was selected as a criterion (predicted) variable. To increase the accuracy of the forecast and simplify the interpretation of the results obtained, the scale for measuring the criterion variable (the absolute number of oocytes received) was converted into a ranking scale. There are three ranks (categories): the first - from 0 to 5 oocytes, the second - from 6 to 19 oocytes, the third - from 20 or more oocytes. At this stage, all variables known at the start of the superovulation stimulation protocol (data from anamnesis, objective examination, results of clinical laboratory tests), as well as the proposed scheme of the stimulation protocol itself, act as predictors. There are 42 predictors in total. A detailed description of the predictors is presented in Table 1. As a result of mathematical processing of the values of the predictors used by the predictive mathematical model of the first stage, the user receives a probability for each of the three ranks of the criterion variable.

Таблица 1
Предикторы, используемые в прогностических математических моделях
Table 1
Predictors used in predictive mathematical models
№ п/пNo. Описание предиктораDescription of the predictor Тип шкалы измеренияMeasurement scale type Предикторы первого этапа: "Стимуляция суперовуляции и пункция фолликулов"Predictors of the first stage: “Stimulation of superovulation and puncture of follicles” Стаж работы врача, проводившего пункциюWork experience of the doctor who performed the puncture отношенийrelations Диагноз (МКБ № 10) N 97.0Diagnosis (ICD No. 10) N 97.0 биноминальнаяbinomial Диагноз (МКБ № 10) N 97.1Diagnosis (ICD No. 10) N 97.1 биноминальнаяbinomial Диагноз (МКБ № 10) N 97.2Diagnosis (ICD No. 10) N 97.2 биноминальнаяbinomial Диагноз (МКБ № 10) N 97.3Diagnosis (ICD No. 10) N 97.3 биноминальнаяbinomial Диагноз (МКБ№ 10) N 97.4Diagnosis (ICD No. 10) N 97.4 биноминальнаяbinomial Диагноз (МКБ№ 10) N 97.8Diagnosis (ICD No. 10) N 97.8 биноминальнаяbinomial Диагноз (МКБ№ 10) N 97.9Diagnosis (ICD No. 10) N 97.9 биноминальнаяbinomial Возраст пациентки на момент пункцииPatient's age at the time of puncture отношенийrelations Номер попытки ЭКОIVF attempt number отношенийrelations Рост пациенткиPatient's height отношенийrelations Вес пациенткиPatient's weight отношенийrelations ВИЧ статус женщиныHIV status of woman биноминальнаяbinomial ВИЧ статус мужчиныHIV status of a man биноминальнаяbinomial Хронический гепатит В у женщиныChronic hepatitis B in a woman биноминальнаяbinomial Хронический гепатит В у мужчиныChronic hepatitis B in men биноминальнаяbinomial Хронический гепатит С у женщиныChronic hepatitis C in a woman биноминальнаяbinomial Хронический гепатит С у мужчиныChronic hepatitis C in men биноминальнаяbinomial ВПЧ инфекция у женщиныHPV infection in a woman биноминальнаяbinomial Артериальная гипертензия в анамнезеHistory of arterial hypertension биноминальнаяbinomial Сахарный диабет 2-го типа в анамнезеHistory of type 2 diabetes mellitus биноминальнаяbinomial Сахарный диабет 1-го типа в анамнезеHistory of type 1 diabetes mellitus биноминальнаяbinomial ГемоглобинHemoglobin отношенийrelations ЭритроцитыRed blood cells отношенийrelations ЛейкоцитыLeukocytes отношенийrelations ЛимфоцитыLymphocytes отношенийrelations ТромбоцитыPlatelets отношенийrelations Глюкоза натощакFasting glucose отношенийrelations АЛТALT отношенийrelations АСТAST отношенийrelations Креатинин в кровиCreatinine in blood отношенийrelations ХолестеринCholesterol отношенийrelations БилирубинBilirubin отношенийrelations ФСГFSH отношенийrelations АМГAMG отношенийrelations Число антральных фолликулов справа перед стимуляцией Number of antral follicles on the right before stimulation отношенийrelations Число антральных фолликулов слева перед стимуляцией Number of antral follicles on the left before stimulation отношенийrelations Протокол стимуляции короткийThe stimulation protocol is short биноминальнаяbinomial Протокол стимуляции длинныйThe stimulation protocol is long биноминальнаяbinomial Стартовая доза ФСГStarting dose of FSH отношенийrelations Суммарная доза ФСГTotal dose of FSH отношенийrelations Наличие в протоколе введения ЛГPresence of LH administration in the protocol биноминальнаяbinomial Предикторы второго этапа: "Оплодотворение и культивирование эмбрионов"Predictors of the second stage: “Fertilization and cultivation of embryos” Число дней стимуляцииNumber of days of stimulation отношенийrelations Введение триггера агониста ГнРГAdministration of a GnRH agonist trigger биноминальнаяbinomial Введение триггера ХГЧHCG trigger injection биноминальнаяbinomial Уровень E2 перед пункциейLevel E2 before puncture отношенийrelations Уровень прогестерона перед пункциейProgesterone level before puncture отношенийrelations Число фолликулов перед пункциейNumber of follicles before puncture отношенийrelations Число комплексов перед пункциейNumber of complexes before puncture отношенийrelations Число полученных в результате пункции ооцитовNumber of oocytes obtained as a result of puncture отношенийrelations Количество зрелых ооцитов стадии М-2Number of mature oocytes stage M-2 отношенийrelations Количество незрелых ооцитов стадии M-1Number of immature oocytes stage M-1 отношенийrelations Количество незрелых ооцитов стадии GVNumber of immature GV stage oocytes отношенийrelations Количество дегенеративных ооцитовNumber of degenerative oocytes отношенийrelations Источник спермы - мужSource of sperm - husband биноминальнаяbinomial Источник спермы - донорSource of sperm - donor биноминальнаяbinomial Способ получение спермы - мастурбацияMethod of obtaining sperm - masturbation биноминальнаяbinomial Способ получение спермы - хирургический методMethod of obtaining sperm - surgical method биноминальнаяbinomial КРИО спермы (при любых источниках)CRYO of sperm (from any source) биноминальнаяbinomial Количество сперматозоидов после обработкиSperm count after treatment отношенийrelations Процент подвижных сперматозоидов категории A+BPercentage of motile sperm of category A+B отношенийrelations Процент морфологически нормальных сперматозоидовPercentage of morphologically normal sperm отношенийrelations Применение ИКСИ при оплодотворенииThe use of ICSI for fertilization биноминальнаяbinomial Среда для оплодотворения - последовательнаяFertilization medium - sequential биноминальнаяbinomial Среда для оплодотворения - моношаговаяFertilization medium - mono-step биноминальнаяbinomial Среда для дробления - последовательнаяCrushing medium - sequential биноминальнаяbinomial Среда для дробления - моношаговаяCrushing medium - mono-step биноминальнаяbinomial Среда для культивирования - последовательнаяCulture medium - sequential биноминальнаяbinomial Среда для культивирования - моношаговаяCultivation medium - mono-step биноминальнаяbinomial Количество 2 PN зиготNumber of 2 PN zygotes отношенийrelations Предикторы третьего этапа: "Перенос эмбриона в полость матки"Predictors of the third stage: “Transfer of the embryo into the uterine cavity” Количество эмбрионов пригодных для переносаNumber of embryos suitable for transfer отношенийrelations Трансфер эмбриона после криоконсервацииEmbryo transfer after cryopreservation биноминальнаяbinomial Толщина эндометрия перед трансфером эмбрионаEndometrial thickness before embryo transfer отношенийrelations Наличие осложнений при процедуре трансфера эмбрионаPresence of complications during the embryo transfer procedure биноминальнаяbinomial Применение агониста ГнРГ при трансфере эмбрионаUse of a GnRH agonist during embryo transfer биноминальнаяbinomial

На втором этапе, который начинается после проведения пункции фолликулов, основной задачей является прогнозирование количества полученных на пятые сутки после оплодотворения эмбрионов, пригодных для переноса в полость матки или криоконсервации. Данный параметр выбран в качестве критериальной переменной второго этапа. Для повышения точности прогноза и упрощения интерпретации полученного результата, шкала измерения критериальной переменной (абсолютное количество полученных эмбрионов) преобразована в ранговую. Выделено три ранга: первый - 0 эмбрионов, второй - от 1 до 2 эмбрионов, третий - от 3 и более эмбрионов. На данном этапе, в качестве предикторов выступают все переменные, известные на момент оплодотворения ооцитов, включая предикторы первого этапа, а также предполагаемая схема оплодотворения и культивирования эмбрионов. Всего 70 предикторов. Подробное описание предикторов представлено в таблице 1. В результате математической обработки значений предикторов, используемых прогностической математической моделью второго этапа, пользователь получает вероятность для каждого из трех рангов критериальной переменной.At the second stage, which begins after puncture of the follicles, the main task is to predict the number of embryos obtained on the fifth day after fertilization, suitable for transfer into the uterine cavity or cryopreservation. This parameter was selected as a criterion variable of the second stage. To increase the accuracy of the forecast and simplify the interpretation of the results obtained, the measurement scale of the criterion variable (the absolute number of embryos obtained) was converted into a ranking scale. There are three ranks: the first - 0 embryos, the second - from 1 to 2 embryos, the third - from 3 or more embryos. At this stage, all variables known at the time of oocyte fertilization, including first-stage predictors, as well as the expected scheme of fertilization and embryo culture, act as predictors. There are 70 predictors in total. A detailed description of the predictors is presented in Table 1. As a result of mathematical processing of the values of the predictors used by the predictive mathematical model of the second stage, the user receives a probability for each of the three ranks of the criterion variable.

На третьем этапе, который начинается с момента подготовки пациентки к переносу эмбриона в полость матки, основной задачей является прогнозирование вероятности наступления клинической беременности. Данный параметр выбран в качестве критериальной переменной третьего этапа. На данном этапе, в качестве предикторов выступают все переменные, известные на момент переноса эмбриона в полость матки, включая предикторы первого и второго этапов. Всего 75 предикторов. Подробное описание предикторов представлено в таблице 1. В результате математической обработки значений предикторов, используемых прогностической математической моделью третьего этапа, пользователь получает вероятность наступления клинической беременности.At the third stage, which begins from the moment the patient is prepared for embryo transfer into the uterine cavity, the main task is to predict the likelihood of a clinical pregnancy. This parameter was selected as a criterion variable of the third stage. At this stage, all variables known at the time of embryo transfer into the uterine cavity, including predictors of the first and second stages, act as predictors. There are 75 predictors in total. A detailed description of the predictors is presented in Table 1. As a result of mathematical processing of the values of the predictors used by the prognostic mathematical model of the third stage, the user receives the probability of a clinical pregnancy.

Объединение в единой системе трех связанных моделей, соответствующих каждому этапу реализации протокола ЭКО, позволяет более детально оценить эффективность реализации каждого этапа и дает больше возможностей для внесения изменений в реализацию всего протокола с целью повышения общей эффективности.Combining in a single system three related models corresponding to each stage of the implementation of the IVF protocol allows for a more detailed assessment of the effectiveness of the implementation of each stage and provides more opportunities for making changes to the implementation of the entire protocol in order to increase overall efficiency.

Каждая из трех прогностических математических моделей реализована в виде искусственной нейронной сети заданной архитектуры и предварительно обученной на подготовленном наборе данных. Архитектура каждой искусственной нейронной сети представлена в виде многослойного полносвязного персептрона с несколькими скрытыми слоями (многослойный персептрон Румельхарта). Количество входных нейронов во входном слое каждой нейронной сети соответствует количеству предикторов - 42, 70 и 75 соответственно для сетей первого, второго и третьего этапов. Количество выходных нейронов равно количеству категорий прогнозируемых признаков, соответственно 3, 3 и 1. В качестве функции активации в нейронах скрытых слоев всех сетей использовалась функция гиперболического тангенса (hyperbolictangent), для нейронов выходных слоев нейронных сетей первого и второго этапов - функция softmax, для нейронов выходного слоя нейронной сети третьего этапа - сигмоидная логистическая функция.Each of the three predictive mathematical models is implemented in the form of an artificial neural network of a given architecture and pre-trained on a prepared data set. The architecture of each artificial neural network is presented in the form of a multilayer fully connected perceptron with several hidden layers (Rumelhart multilayer perceptron). The number of input neurons in the input layer of each neural network corresponds to the number of predictors - 42, 70 and 75, respectively, for the networks of the first, second and third stages. The number of output neurons is equal to the number of categories of predicted features, 3, 3 and 1, respectively. The hyperbolic tangent function was used as the activation function in the neurons of the hidden layers of all networks; for the neurons of the output layers of the neural networks of the first and second stages, the softmax function was used; for neurons the output layer of the third stage neural network is a sigmoid logistic function.

Для обучения и валидации искусственных нейронных сетей предварительно был сформирован массив данных, пригодных для обработки алгоритмами машинного обучения - датасет (свидетельство о государственной регистрации базы данных RU 2021621398). В датасет вошли данные из 5200 протоколов ЭКО, реализованных в 2018 - 2021 гг. в трех клиниках ВРТ г. Екатеринбурга и г. Санкт-Петербурга. Все данные прошли предварительную математическую обработку в виде оптимизации количества и качества в соответствии с прогнозируемыми переменными, и нормализацию по средней величине (z-нормализация). Предварительно весь датасет случайным образом был разбит на тестовую выборку (10% от общего количества случаев, 520 случаев) и обучающую выборку (90% от общего количества случаев, 4680 случаев). Из обучающей выборки случайным образом была сформирована валидационная выборка (10%, 468 случаев), используемая для промежуточной валидации в процессе обучения. Обучение нейронных сетей проводили классическим способом, с помощью алгоритма обратного распространения ошибки. Для более эффективного обучения, в качестве оптимизационного алгоритма, использовался стохастический градиентный спуск.To train and validate artificial neural networks, an array of data suitable for processing by machine learning algorithms was previously generated - a dataset (certificate of state registration of the database RU 2021621398). The dataset included data from 5,200 IVF protocols implemented in 2018 - 2021. in three ART clinics in Yekaterinburg and St. Petersburg. All data underwent preliminary mathematical processing in the form of optimization of quantity and quality in accordance with the predicted variables, and normalization by the average value (z-normalization). Previously, the entire dataset was randomly divided into a test set (10% of the total number of cases, 520 cases) and a training set (90% of the total number of cases, 4680 cases). A validation sample (10%, 468 cases) was randomly formed from the training sample and used for intermediate validation during the training process. Neural networks were trained in the classical way, using the backpropagation algorithm. For more efficient learning, stochastic gradient descent was used as an optimization algorithm.

Для практического применения обученные искусственные нейронные сети реализованы с помощью языка программирования высокого уровня Python и стандартных библиотек в виде программы для персонального компьютера.For practical use, trained artificial neural networks are implemented using the high-level programming language Python and standard libraries in the form of a program for a personal computer.

Заявляемый нами способ осуществляется по стандартной методике следующим образом: при плановой госпитализации пациентки в клинику ВРТ, с целью лечения бесплодия различного генеза с помощью процедуры ЭКО, врач на первом этапе, до проведения стимуляции суперовуляции и пункции фолликулов, получает с помощью опроса и осмотра пациентки, а также с помощью стандартных лабораторных протоколов данные анамнеза, объективного обследования и результаты клинических лабораторных исследований. Далее врач выбирает предполагаемый вариант протокола стимуляции суперовуляции (короткий или длинный), стартовую и суммарную дозы ФСГ и необходимость включения в протокол препаратов, содержащих ЛГ.The method we claim is carried out according to a standard method as follows: during a planned hospitalization of a patient in an ART clinic, for the purpose of treating infertility of various origins using the IVF procedure, the doctor at the first stage, before stimulation of superovulation and puncture of the follicles, receives, through a survey and examination of the patient, and, using standard laboratory protocols, history, physical examination, and clinical laboratory results. Next, the doctor selects the proposed protocol for stimulating superovulation (short or long), the starting and total doses of FSH, and the need to include drugs containing LH in the protocol.

Далее, в результате математической обработки всех полученных данных (42 переменная, подробно представлены в таблице 1), с помощью искусственной нейронной сети, вычисляется прогноз результатов стимуляции суперовуляции и пункции фолликулов. Прогноз вычисляется относительно количества полученных ооцитов, пригодных для оплодотворения в виде вероятности в процентах для каждого из трех рангов. Наиболее благоприятным результатом считается получение после пункции от 6 до 19 ооцитов. Получение от 0 до 5 ооцитов считается недостаточным и неблагоприятным, а более 20 ооцитов избыточным и условно благоприятным в силу высокого риска развития синдрома гиперстимуляции яичников. Поскольку прогноз вычисляется до проведения стимуляции суперовуляции врач может, руководствуясь результатами прогноза, личным опытом и клиническими рекомендациями, менять предполагаемую схему стимуляции с целью повышения ее эффективности.Further, as a result of mathematical processing of all received data (42 variables, presented in detail in Table 1), using an artificial neural network, a forecast of the results of stimulation of superovulation and follicle puncture is calculated. The forecast is calculated relative to the number of oocytes obtained that are suitable for fertilization as a percentage probability for each of the three ranks. The most favorable result is considered to be obtaining from 6 to 19 oocytes after puncture. Receiving from 0 to 5 oocytes is considered insufficient and unfavorable, and more than 20 oocytes is excessive and conditionally favorable due to the high risk of developing ovarian hyperstimulation syndrome. Since the prognosis is calculated before superovulation stimulation, the doctor can, based on the results of the prognosis, personal experience and clinical recommendations, change the proposed stimulation scheme in order to increase its effectiveness.

На втором этапе, после проведения стимуляции суперовуляции и пункции фолликулов, при получении ооцитов, пригодных для оплодотворения, врач фиксирует вновь полученные данные (все параметры реализованной схемы и дополнительные лабораторные данные). К этому моменту эмбриологу известны качественные и количественные характеристики спермы, предназначенной для оплодотворения ооцитов, а также предполагаемые варианты оплодотворения и культивирования эмбрионов.At the second stage, after stimulation of superovulation and puncture of the follicles, upon receipt of oocytes suitable for fertilization, the doctor records the newly obtained data (all parameters of the implemented scheme and additional laboratory data). At this point, the embryologist knows the qualitative and quantitative characteristics of the sperm intended for fertilization of oocytes, as well as the proposed options for fertilization and cultivation of embryos.

Далее, в результате математической обработки всех данных (70 переменных, подробно представлены в таблице 1), с помощью искусственной нейронной сети, вычисляется прогноз результатов оплодотворения и культивирования эмбрионов. Прогноз вычисляется относительно количества полученных эмбрионов, пригодных для переноса в полость матки или криоконсервации в виде вероятности в процентах для каждого из трех рангов. Наиболее благоприятным результатом считается получение 3 и более эмбрионов. Получение от 1 до 2 эмбрионов - условно благоприятный результат. Отсутствие эмбрионов - неблагоприятный результат. Поскольку прогноз вычисляется до проведения оплодотворения, эмбриолог может, наряду с личным опытом и клиническими рекомендациями, руководствоваться результатами прогноза с целью повышения эффективности данного этапа.Further, as a result of mathematical processing of all data (70 variables, presented in detail in Table 1), using an artificial neural network, a forecast of the results of fertilization and embryo cultivation is calculated. The forecast is calculated regarding the number of embryos obtained suitable for transfer into the uterine cavity or cryopreservation as a percentage probability for each of the three ranks. The most favorable result is the receipt of 3 or more embryos. Obtaining 1 to 2 embryos is a conditionally favorable result. The absence of embryos is an unfavorable result. Since the prognosis is calculated before fertilization, the embryologist can, along with personal experience and clinical recommendations, be guided by the results of the prognosis in order to improve the efficiency of this stage.

На третьем этапе, при получении эмбрионов, пригодных для переноса врач принимает решение о их переносе в полость матки. На момент переноса врач определяет с помощью УЗИ толщину эндометрия и принимает решение об использовании агониста ГнРГ. В результате математической обработки всех данных (75 переменных, подробно представлены в таблице 1) с помощью искусственной нейронной сети, вычисляется вероятность наступления беременности в процентах.At the third stage, upon receipt of embryos suitable for transfer, the doctor decides to transfer them into the uterine cavity. At the time of transfer, the doctor determines the thickness of the endometrium using ultrasound and decides on the use of a GnRH agonist. As a result of mathematical processing of all data (75 variables, presented in detail in Table 1) using an artificial neural network, the probability of pregnancy as a percentage is calculated.

Сущность заявленного способа поясняется следующими примерами:The essence of the claimed method is illustrated by the following examples:

Пример 1. Больная С., 34 года, проходила обследование и лечение в клинике ООО «Клинический институт репродуктивной медицины» г. Екатеринбург, по поводу бесплодия с диагнозом по МКБ10 - №97.4 "Женское бесплодие, связанное с мужскими факторами". До проведения стимуляции суперовуляции были собраны следующие данные анамнеза, объективного обследования и результаты клинических лабораторных исследований: попытка ЭКО - первая; рост пациентки - 172 см.; вес пациентки - 64 кг.; ВИЧ статус женщины и партнера - отрицательные; хронические гепатиты В и С у женщины и партнера не обнаружены; ВПЧ инфекция у женщины - отрицательный результат; в анамнезе женщины нет сведений об артериальной гипертензии и сахарном диабете; гемоглобин - 138 г/л; эритроциты - 4,18 * 10 12 /л.; лейкоциты - 5,1 * 10 9 /л.; лимфоциты - 39,9%; тромбоциты - 151 * 10 9 /л; глюкоза натощак - 5,22 ммоль/л; АЛТ - 10,8 Ед/л; АСТ - 15,4 Ед/л; креатинин - 76 мкмоль/л; холестерин - 4,67 ммоль/л; билирубин - 27,8 мкмоль/л; ФСГ - 8,11 мМЕ/мл; АМГ - 3,5 нг/мл; число антральных фолликулов справа - 6; число антральных фолликулов слева - 7; стаж работы врача на момент проведения пункции - 13 лет. Врачом было принято решение проводить стимуляцию суперовуляции по короткому протоколу, стартовая доза ФСГ - 225 МЕ/сут; суммарная доза ФСГ за весь протокол - 1575 МЕ, с использованием препаратов, содержащих ЛГ.Example 1. Patient S., 34 years old, was examined and treated at the clinic of the Clinical Institute of Reproductive Medicine LLC in Yekaterinburg for infertility with a diagnosis according to ICD10 - No. 97.4 "Female infertility associated with male factors." Before stimulation of superovulation, the following data were collected from anamnesis, objective examination and results of clinical laboratory tests: IVF attempt - first; The patient’s height is 172 cm; the patient's weight is 64 kg; HIV status of the woman and partner is negative; chronic hepatitis B and C were not detected in the woman and partner; HPV infection in a woman - negative result; the woman has no history of arterial hypertension and diabetes mellitus; hemoglobin - 138 g/l; erythrocytes - 4.18 * 10 12 /l.; leukocytes - 5.1 * 10 9 /l.; lymphocytes - 39.9%; platelets - 151 * 10 9 /l; fasting glucose - 5.22 mmol/l; ALT - 10.8 U/l; AST - 15.4 U/l; creatinine - 76 µmol/l; cholesterol - 4.67 mmol/l; bilirubin - 27.8 µmol/l; FSH - 8.11 mIU/ml; AMH - 3.5 ng/ml; number of antral follicles on the right - 6; number of antral follicles on the left - 7; The doctor’s work experience at the time of the puncture was 13 years. The doctor decided to stimulate superovulation using a short protocol, the starting dose of FSH was 225 IU/day; the total dose of FSH for the entire protocol is 1575 IU, using drugs containing LH.

В результате математической обработки имеющихся данных, с помощью искусственной нейронной сети, был вычислен следующий прогноз результатов стимуляции суперовуляции и пункции фолликулов: вероятность получить от 0 до 5 пригодных для оплодотворения ооцитов - 13,0%, от 6 до 19 ооцитов - 80,4%, 20 и более ооцитов - 6,6%. Прогноз признан благоприятным.As a result of mathematical processing of the available data, using an artificial neural network, the following forecast of the results of stimulation of superovulation and follicle puncture was calculated: the probability of obtaining from 0 to 5 oocytes suitable for fertilization is 13.0%, from 6 to 19 oocytes - 80.4% , 20 or more oocytes - 6.6%. The prognosis is considered favorable.

Стимуляция суперовуляции продлилась 7 дней. В качестве триггера финального созревания ооцитов был использован хорионический гонадотропин человека (ХГЧ). Перед пункцией зафиксированы следующие показатели: концентрация эстрадиола (Е2) - 6977 пмоль/мл; концентрация прогестерона - 0,4 нг/мл; количество фолликулов и комплексов по данным УЗИ - 11. В результате успешной трансвагинальной пункции было получено 10 ооцитов, 8 из которых были зрелыми на стадии М2. Для оплодотворения ооцитов, источником спермы являлся муж, метод получения спермы - мастурбация, сперма криоконсервации не подвергалась. Зафиксированы следующие характеристики качества спермы: количество сперматозоидов после обработки - не менее 2 млн. шт.; процент подвижных сперматозоидов категории А + В - 90%; процент морфологически нормальных сперматозоидов - 5%. Эмбриологом принято решение при оплодотворении ооцита использовать процедуру ИКСИ, и последовательные среды на этапах оплодотворения, дробления и культивирования. После проведения оплодотворения было получено 7 зигот с двумя пронуклеусами (2PN).Stimulation of superovulation lasted 7 days. Human chorionic gonadotropin (hCG) was used as a trigger for the final maturation of oocytes. Before the puncture, the following indicators were recorded: estradiol concentration (E2) - 6977 pmol/ml; progesterone concentration - 0.4 ng/ml; the number of follicles and complexes according to ultrasound data is 11. As a result of successful transvaginal puncture, 10 oocytes were obtained, 8 of which were mature at the M2 stage. For oocyte fertilization, the source of sperm was the husband, the method of obtaining sperm was masturbation, the sperm was not cryopreserved. The following characteristics of sperm quality were recorded: the number of sperm after treatment - at least 2 million; percentage of motile sperm of category A + B - 90%; the percentage of morphologically normal sperm is 5%. The embryologist decided to use the ICSI procedure when fertilizing an oocyte, and sequential media at the stages of fertilization, crushing and cultivation. After fertilization, 7 zygotes with two pronuclei (2PN) were obtained.

В результате математической обработки, с помощью искусственной нейронной сети, всех имеющихся к этому моменты данных, был вычислен следующий прогноз результатов оплодотворения и культивирования эмбрионов: вероятность не получить на 5-е сутки эмбрионы, пригодные для переноса в полость матки или криоконсервации - 0,1%, вероятность получить от 1 до 2 эмбрионов - 10,9%, от 3 и более эмбрионов - 89,0%. Прогноз признан благоприятным. В результате культивирования на 5-е сутки было получено 5 эмбрионов, пригодных для переноса в полость матки или криоконсервации. As a result of mathematical processing, using an artificial neural network, of all available data points, the following forecast of the results of fertilization and embryo cultivation was calculated: the probability of not obtaining embryos suitable for transfer into the uterine cavity or cryopreservation on the 5th day is 0.1 %, the probability of getting from 1 to 2 embryos is 10.9%, from 3 or more embryos - 89.0%. The prognosis is considered favorable. As a result of cultivation on the 5th day, 5 embryos were obtained, suitable for transfer into the uterine cavity or cryopreservation.

На момент переноса толщина эндометрия составляла 10,1 мм. Было принято решение дополнительно использовать аналог природного гонадотропин-рилизинг гормона трипторелин ацетат, а именно диферелин в дозе 0,1 мг, подкожно. Вероятность наступления беременности, предварительно рассчитанная в результате обработки всех данных с помощью искусственной нейронной сети, при условии, что процедура переноса пройдет без осложнений, составила 75,1%. Таким образом, был дан благоприятный прогноз. Перенос эмбриона состоялся благополучно и на 14-е сутки после переноса была диагностирована клиническая беременность.At the time of transfer, the thickness of the endometrium was 10.1 mm. It was decided to additionally use an analogue of the natural gonadotropin-releasing hormone triptorelin acetate, namely diferelin at a dose of 0.1 mg, subcutaneously. The probability of pregnancy, previously calculated as a result of processing all data using an artificial neural network, provided that the transfer procedure goes without complications, was 75.1%. Thus, a favorable prognosis was given. The embryo transfer took place safely and clinical pregnancy was diagnosed on the 14th day after the transfer.

Пример 2. Больная Н., 38 лет, проходила обследование и лечение в клинике ООО «Клинический институт репродуктивной медицины» г. Екатеринбург, по поводу бесплодия с диагнозом по МКБ10 - №97.4 "Женское бесплодие, связанное с мужскими факторами". До проведения стимуляции суперовуляции были собраны следующие данные анамнеза, объективного обследования и результаты клинических лабораторных исследований: попытка ЭКО - первая; рост пациентки - 163 см.; вес - 51 кг.; ВИЧ статус женщины и партнера - отрицательные; хронические гепатиты В и С у женщины и партнера не обнаружены; ВПЧ инфекция у женщины - не обнаружена; в анамнезе женщины нет сведений об артериальной гипертензии и сахарном диабете; гемоглобин - 130 г/л; эритроциты - 4,55 * 10 12 /л.; лейкоциты - 6,36 * 10 9 /л.; лимфоциты - 34,7%; тромбоциты - 226 * 10 9 /л; глюкоза натощак - 5,5 ммоль/л; АЛТ - 12,0 Ед/л; АСТ - 20,0 Ед/л; креатинин - 72 мкмоль/л; холестерин - 5,3 ммоль/л; билирубин - 5,9 мкмоль/л; ФСГ - 5,87 мМЕ/мл; АМГ - 3,2 нг/мл; число антральных фолликулов справа - 4; число антральных фолликулов слева - 4; стаж работы врача на момент проведения пункции - 14 лет. Врачом было принято решение проводить стимуляцию суперовуляции по короткому протоколу (стартовая доза ФСГ - 225 МЕ/сут; суммарная доза ФСГ за весь протокол - 1875 МЕ) с использованием препаратов, содержащих ЛГ.Example 2. Patient N., 38 years old, was examined and treated at the clinic of the Clinical Institute of Reproductive Medicine LLC in Yekaterinburg for infertility with a diagnosis according to ICD10 - No. 97.4 "Female infertility associated with male factors." Before stimulation of superovulation, the following data were collected from anamnesis, objective examination and results of clinical laboratory tests: IVF attempt - first; The patient’s height is 163 cm; weight - 51 kg; HIV status of the woman and partner is negative; chronic hepatitis B and C were not detected in the woman and partner; HPV infection in a woman was not detected; the woman has no history of arterial hypertension and diabetes mellitus; hemoglobin - 130 g/l; erythrocytes - 4.55 * 10 12 /l.; leukocytes - 6.36 * 10 9 /l.; lymphocytes - 34.7%; platelets - 226 * 10 9 /l; fasting glucose - 5.5 mmol/l; ALT - 12.0 U/l; AST - 20.0 U/l; creatinine - 72 µmol/l; cholesterol - 5.3 mmol/l; bilirubin - 5.9 µmol/l; FSH - 5.87 mIU/ml; AMH - 3.2 ng/ml; number of antral follicles on the right - 4; number of antral follicles on the left - 4; The doctor’s work experience at the time of the puncture was 14 years. The doctor decided to stimulate superovulation using a short protocol (starting dose of FSH - 225 IU/day; total dose of FSH for the entire protocol - 1875 IU) using drugs containing LH.

В результате математической обработки имеющихся данных, с помощью искусственной нейронной сети, был вычислен следующий прогноз результатов стимуляции суперовуляции и пункции фолликулов: вероятность получить от 0 до 5 пригодных для оплодотворения ооцитов - 11,8%, от 6 до 19 ооцитов - 87,5%, 20 и более ооцитов - 0,7%. Прогноз признан благоприятным.As a result of mathematical processing of the available data, using an artificial neural network, the following forecast of the results of stimulation of superovulation and follicle puncture was calculated: the probability of obtaining from 0 to 5 oocytes suitable for fertilization is 11.8%, from 6 to 19 oocytes - 87.5% , 20 or more oocytes - 0.7%. The prognosis is considered favorable.

Стимуляция суперовуляции продлилась 10 дней. В качестве триггера финального созревания ооцитов был использован ХГЧ. Перед пункцией зафиксированы следующие показатели: концентрация прогестерона - 1,3 нг/мл; количество фолликулов и комплексов по данным УЗИ - 8. В результате успешной трансвагинальной пункции было получено 7 ооцитов, 4 из которых были зрелыми на стадии М2. Для оплодотворения ооцитов, источником спермы являлся муж, метод получения спермы - мастурбация, сперма криоконсервации не подвергалась. Зафиксированы следующие характеристики качества спермы: количество сперматозоидов после обработки - не менее 408 млн. шт.; процент подвижных сперматозоидов категории А + В - 99%; процент морфологически нормальных сперматозоидов - 2%. Эмбриологом принято решение при оплодотворении ооцита использовать процедуру ИКСИ, и моношаговые среды на этапах оплодотворения, дробления и культивирования. После проведения оплодотворения было получено 3 зиготы с двумя пронуклеусами (2PN).Stimulation of superovulation lasted 10 days. HCG was used as a trigger for the final maturation of oocytes. Before the puncture, the following indicators were recorded: progesterone concentration - 1.3 ng/ml; the number of follicles and complexes according to ultrasound data is 8. As a result of successful transvaginal puncture, 7 oocytes were obtained, 4 of which were mature at the M2 stage. For oocyte fertilization, the source of sperm was the husband, the method of obtaining sperm was masturbation, the sperm was not cryopreserved. The following characteristics of sperm quality were recorded: the number of sperm after treatment - at least 408 million; percentage of motile sperm of category A + B - 99%; the percentage of morphologically normal sperm is 2%. The embryologist decided to use the ICSI procedure when fertilizing an oocyte, and mono-step media at the stages of fertilization, crushing and cultivation. After fertilization, 3 zygotes with two pronuclei (2PN) were obtained.

В результате математической обработки, с помощью искусственной нейронной сети, всех имеющихся к этому моменты данных, был вычислен следующий прогноз результатов оплодотворения и культивирования эмбрионов: вероятность не получить на 5-е сутки эмбрионы, пригодные для переноса в полость матки или криоконсервации - 0,2%, вероятность получить от 1 до 2 эмбрионов - 83,6%, от 3 и более эмбрионов - 16,2%. Прогноз признан условно благоприятным. В результате культивирования на 5-е сутки был получен 1 эмбрион, пригодный для переноса в полость матки или криоконсервации. As a result of mathematical processing, using an artificial neural network, of all available data points, the following forecast of the results of fertilization and cultivation of embryos was calculated: the probability of not obtaining embryos suitable for transfer into the uterine cavity or cryopreservation on the 5th day is 0.2 %, the probability of getting from 1 to 2 embryos is 83.6%, from 3 or more embryos - 16.2%. The prognosis is considered conditionally favorable. As a result of cultivation on the 5th day, 1 embryo was obtained, suitable for transfer into the uterine cavity or cryopreservation.

На момент переноса толщина эндометрия составила 13,6 мм. Было принято решение дополнительно использовать аналог природного гонадотропин-рилизинг гормона трипторелин ацетат, а именно диферелин в дозе 0,1 мг., подкожно. Вероятность наступления беременности, предварительно рассчитанная в результате обработки всех данных с помощью искусственной нейронной сети, при условии, что процедура переноса пройдет без осложнений, составила 36,7%. Таким образом, был дан неблагоприятный прогноз. Несмотря на низкую вероятность наступления беременности, но с учетом позднего репродуктивного возраста пациентки и получения единственного эмбриона, было принято решение о проведение его переноса в полость матки. Перенос состоялся без осложнений. На 14-е сутки после переноса эмбриона у пациентки было диагностировано отсутствие клинической беременности.At the time of transfer, the thickness of the endometrium was 13.6 mm. It was decided to additionally use an analogue of natural gonadotropin-releasing hormone triptorelin acetate, namely diferelin at a dose of 0.1 mg, subcutaneously. The probability of pregnancy, previously calculated as a result of processing all data using an artificial neural network, provided that the transfer procedure goes without complications, was 36.7%. Thus, an unfavorable prognosis was given. Despite the low probability of pregnancy, but taking into account the late reproductive age of the patient and the receipt of a single embryo, it was decided to transfer it into the uterine cavity. The transfer took place without complications. On the 14th day after embryo transfer, the patient was diagnosed with no clinical pregnancy.

Пример 3. Больная К., 36 лет, проходила обследование и лечение в клинике ООО «Клинический институт репродуктивной медицины» г. Екатеринбург, по поводу бесплодия с диагнозом по МКБ10 - № 97.1 "Женское бесплодие трубного происхождения". До проведения стимуляции суперовуляции были собраны следующие данные анамнеза, объективного обследования и результаты клинических лабораторных исследований: попытка ЭКО - первая; рост пациентки - 158 см.; вес пациентки - 55 кг.; ВИЧ статус женщины и партнера - отрицательные; хронические гепатиты С и В у женщины и партнера не обнаружены; ВПЧ инфекция у женщины - не обнаружена; в анамнезе женщины нет сведений об артериальной гипертензии и сахарном диабете; гемоглобин - 133 г/л; эритроциты - 4,68 * 10 12 /л.; лейкоциты - 7,4 * 10 9 /л.; лимфоциты - 31,0%; тромбоциты - 249 * 10 9 /л; глюкоза натощак - 4,9 ммоль/л; АЛТ - 15,7 Ед/л; АСТ - 20,6 Ед/л; креатинин - 72,4 мкмоль/л; холестерин - 4,2 ммоль/л; билирубин - 5,3 мкмоль/л; ФСГ - 14,28 мМЕ/мл; АМГ - 4,56 нг/мл; число антральных фолликулов справа - 3; число антральных фолликулов слева - 2; стаж работы врача на момент проведения пункции - 13 лет. Врачом было принято решение проводить стимуляцию суперовуляции по короткому протоколу, стартовая доза ФСГ - 200 МЕ/сут; суммарная доза ФСГ за весь протокол - 1400 МЕ, с использованием препаратов, содержащих ЛГ.Example 3. Patient K., 36 years old, was examined and treated at the clinic of the Clinical Institute of Reproductive Medicine LLC in Yekaterinburg for infertility with a diagnosis according to ICD10 - No. 97.1 "Female infertility of tubal origin." Before stimulation of superovulation, the following data were collected from anamnesis, objective examination and results of clinical laboratory tests: IVF attempt - first; The patient’s height is 158 cm; patient weight - 55 kg; HIV status of the woman and partner is negative; chronic hepatitis C and B were not detected in the woman and partner; HPV infection in a woman was not detected; the woman has no history of arterial hypertension and diabetes mellitus; hemoglobin - 133 g/l; erythrocytes - 4.68 * 10 12 /l.; leukocytes - 7.4 * 10 9 /l.; lymphocytes - 31.0%; platelets - 249 * 10 9 /l; fasting glucose - 4.9 mmol/l; ALT - 15.7 U/l; AST - 20.6 U/l; creatinine - 72.4 µmol/l; cholesterol - 4.2 mmol/l; bilirubin - 5.3 µmol/l; FSH - 14.28 mIU/ml; AMH - 4.56 ng/ml; number of antral follicles on the right - 3; number of antral follicles on the left - 2; The doctor’s work experience at the time of the puncture was 13 years. The doctor decided to stimulate superovulation using a short protocol, the starting dose of FSH was 200 IU/day; the total dose of FSH for the entire protocol is 1400 IU, using drugs containing LH.

В результате математической обработки имеющихся данных, с помощью искусственной нейронной сети, был вычислен следующий прогноз результатов стимуляции суперовуляции и пункции фолликулов: вероятность получить от 0 до 5 пригодных для оплодотворения ооцитов - 96,2%, от 6 до 19 ооцитов - 3,7%, 20 и более ооцитов - 0,1%. Прогноз признан неблагоприятным.As a result of mathematical processing of the available data, using an artificial neural network, the following forecast of the results of stimulation of superovulation and follicle puncture was calculated: the probability of obtaining from 0 to 5 oocytes suitable for fertilization is 96.2%, from 6 to 19 oocytes - 3.7% , 20 or more oocytes - 0.1%. The prognosis was considered unfavorable.

Стимуляция суперовуляции продлилась 7 дней. В качестве триггера финального созревания ооцитов был использован ХГЧ. Перед пункцией зафиксированы следующие показатели: концентрация Е2 - 6513 пмоль/мл; концентрация прогестерона - 1,07 нг/мл; количество фолликулов и комплексов по данным УЗИ - 3. В результате трансвагинальной пункции не было получено ооцитов, пригодных для дальнейшего оплодотворения.Stimulation of superovulation lasted 7 days. HCG was used as a trigger for the final maturation of oocytes. Before the puncture, the following indicators were recorded: E2 concentration - 6513 pmol/ml; progesterone concentration - 1.07 ng/ml; the number of follicles and complexes according to ultrasound data is 3. As a result of the transvaginal puncture, no oocytes suitable for further fertilization were obtained.

Для апробации способа из общего массива данных случайным образом были сформированы тестовые выборки, включающие по 520 реализованных протоколов ЭКО с разными исходами. Результаты апробации заявленного способа представлены в таблице 2.To test the method, test samples were randomly formed from the general data array, including 520 implemented IVF protocols with different outcomes. The results of testing the claimed method are presented in Table 2.

Таблица 2
Результаты апробации способа
table 2
Method testing results
ПоказательIndex Количество для математических моделейQuantity for mathematical models I этапStage I II этапStage II III этапStage III Всего случаев в тестовой выборкеTotal cases in the test sample 520520 520520 520520 Истинно-положительный результатTrue Positive 399399 371371 199199 Ложно-положительный результатFalse positive result 110110 128128 8282 Истинно-отрицательный результатTrue negative result 937937 922922 171171 Ложно-отрицательный результатFalse negative result 114114 139139 6868 Чувствительность метода:Method sensitivity: 77,8%77.8% 72,7%72.7% 74,5%74.5% Специфичность методаSpecificity of the method 89,5%89.5% 87,887.8 67,6%67.6% Точность прогнозаForecast accuracy 85,6%85.6% 82,9%82.9% 71,2%71.2%

Преимущества заявляемого метода:Advantages of the proposed method:

1. Способ может быть использован для прогнозирования эффективность реализации каждого из этапов протокола ЭКО (стимуляция суперовуляции и пункция фолликулов, оплодотворение и культивирование эмбрионов, перенос эмбрионов в полость матки), что дает больше возможностей для внесения изменений в протокол с целью повышения общей эффективности;1. The method can be used to predict the effectiveness of each stage of the IVF protocol (stimulation of superovulation and puncture of follicles, fertilization and cultivation of embryos, transfer of embryos into the uterine cavity), which provides more opportunities for making changes to the protocol in order to increase overall efficiency;

2. Область применения способа не ограничена одним типом бесплодия;2. The scope of application of the method is not limited to one type of infertility;

3. В качестве предикторов используются параметры с высоким уровнем достоверности доказательств (1 или 2) их влияния на исходы лечения бесплодия и уровнем убедительности рекомендаций (А или В), многие из которых уже включены в существующие национальные и международные клинические рекомендации и протоколы ВРТ, что не приводит к излишнему удорожанию процедуры при внедрении способа;3. Parameters with a high level of evidence reliability (1 or 2) of their influence on the outcomes of infertility treatment and the level of confidence of recommendations (A or B) are used as predictors, many of which are already included in existing national and international clinical guidelines and ART protocols, which does not lead to unnecessary increase in the cost of the procedure when introducing the method;

4. Использование в качестве математического аппарата искусственных нейронных сетей позволяет эффективно учитывать большое количество разнородных предикторов и вычислять точное значение вероятности каждой категории прогнозируемого параметра;4. The use of artificial neural networks as a mathematical apparatus makes it possible to effectively take into account a large number of heterogeneous predictors and calculate the exact probability value of each category of the predicted parameter;

5. Высокая точность, специфичность и чувствительность способа.5. High accuracy, specificity and sensitivity of the method.

Источники информации, принятые во внимание:Sources of information taken into account:

1. Корсак В.С., Смирнова А.А., Шурыгина О.В. Регистр ВРТ Российской ассоциации репродукции человека. Отчет за 2019 год. Проблемы репродукции. 2021; 27(6):14-29. https://doi.org/10.17116/repro202127061141. Korsak V.S., Smirnova A.A., Shurygina O.V. ART register of the Russian Association of Human Reproduction. Report for 2019. Reproduction problems. 2021; 27(6):14-29. https://doi.org/10.17116/repro20212706114

2. Способ прогнозирования исходов программы ЭКО и ПЭ. патент РФ, RU2193777C2, заявлен 15.06.2000, опубликован 27.11.2002.2. A method for predicting the outcomes of an IVF and ET program. RF patent, RU2193777C2, declared 06/15/2000, published 11/27/2002.

3. Способ прогнозирования результатов лечения бесплодия методом экстракорпорального оплодотворения. патент РФ, RU2357673C1 заявлен 01.10.2007, опубликован 10.06.2009.3. A method for predicting the results of infertility treatment using in vitro fertilization. RF patent, RU2357673C1 declared 10/01/2007, published 06/10/2009.

4. Способ прогнозирования исхода экстракорпорального оплодотворения и переноса эмбрионов. патент РФ, RU2474822C1, заявлен 26.09.2011, опубликован 10.02.2013.4. A method for predicting the outcome of in vitro fertilization and embryo transfer. RF patent, RU2474822C1, declared 09/26/2011, published 02/10/2013.

5. Способ прогнозирования исходов вспомогательных репродуктивных технологий при трубном бесплодии. Патент РФ, RU 2672267 C1,заявлен 13.11.2018, опубликован 13.11.2018.5. A method for predicting the outcomes of assisted reproductive technologies for tubal infertility. RF patent, RU 2672267 C1, declared 11/13/2018, published 11/13/2018.

6. Приказ Министерства здравоохранения РФ от 31 июля 2020 г. № 803 н «О порядке использования вспомогательных репродуктивных технологий, противопоказаниях и ограничениях к их применению». URL: http://zdravalt.ru/upload/iblock/114/803n.pdf6. Order of the Ministry of Health of the Russian Federation dated July 31, 2020 No. 803 n “On the procedure for using assisted reproductive technologies, contraindications and restrictions on their use.” URL: http://zdravalt.ru/upload/iblock/114/803n.pdf

7. Клинические рекомендации «Женское бесплодие», 2021 https://mz.mosreg.ru/dokumenty/informaciya/klinicheskie-rekomendacii/02-08-2021-11-12-30-zhenskoe-besplodie 7. Clinical recommendations “Female infertility”, 2021 https://mz.mosreg.ru/dokumenty/informaciya/klinicheskie-rekomendacii/02-08-2021-11-12-30-zhenskoe-besplodie

8. Смирнова А.А. Применение эстрогенов в программах ВРТ (обзор литературы). Проблемы репродукции. 2015; 21 (4): 48-59.8. Smirnova A.A. The use of estrogens in ART programs (literature review). Reproduction problems. 2015; 21 (4): 48-59.

9. Irene Kwanhttps://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33844275/ - affiliation-1, Siladitya Bhattacharya, Andrea Woolner. Monitoring of stimulated cycles in assisted reproduction (IVF and ICSI). Meta-Analysis. Cochrane Database Syst Rev. 2021; 12;4(4):CD005289. doi: 10.1002/14651858.CD005289.pub4. 9. Irene Kwan https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33844275/ - affiliation-1, Siladitya Bhattacharya, Andrea Woolner. Monitoring of stimulated cycles in assisted reproduction (IVF and ICSI). Meta-Analysis. Cochrane Database Syst Rev. 2021; 12;4(4):CD005289. doi: 10.1002/14651858.CD005289.pub4.

10. Marcel Zeelenberg ,Seger M Breugelmans. The good, bad and ugly of dispositional greed. Review. CurrOpinPsychol. 2022; 46:101323.doi: 10.1016/j.copsyc.2022.101323. 10. Marcel Zeelenberg, Seger M Breugelmans. The good, bad and ugly of dispositional greed. Review. CurrOpinPsychol. 2022; 46:101323.doi: 10.1016/j.copsyc.2022.101323.

11. The Vienna consensus: report of an expert meeting on the development of ART laboratory performance indicators. ESHRE Special Interest Group of Embryology and Alpha Scientists in Reproductive Medicine. Reprod Biomed Online. 2017 Nov; 35(5):494-510. doi: 10.1016/j.rbmo.2017.06.015. Epub 2017 Aug 4.11. The Vienna consensus: report of an expert meeting on the development of ART laboratory performance indicators. ESHRE Special Interest Group of Embryology and Alpha Scientists in Reproductive Medicine. Reprod Biomed Online. 2017 Nov; 35(5):494-510. doi: 10.1016/j.rbmo.2017.06.015. Epub 2017 Aug 4.

12. The Maribor consensus: report of an expert meeting on the development of performance indicators for clinical practice in ART. ESHRE Clinic PI Working Group; VeljkoVlaisavljevic , Susanna Apter, Antonio Capalbo, Arianna D'Angelo, Luca Gianaroli, Georg Griesinger, Efstratios M Kolibianakis, George Lainas , TonkoMardesic , TatjanaMotrenko, Sari Pelkonen, Daniela Romualdi, Nathalie Vermeulen, Kelly Tilleman. Hum Reprod Open. 2021 Jul 3;2021(3):hoab022.doi: 10.1093/hropen/hoab022. eCollection 2021.12. The Maribor consensus: report of an expert meeting on the development of performance indicators for clinical practice in ART. ESHRE Clinic PI Working Group; VeljkoVlaisavljevic, Susanna Apter, Antonio Capalbo, Arianna D'Angelo, Luca Gianaroli, Georg Griesinger, Efstratios M Kolibianakis, George Lainas, TonkoMardesic, TatjanaMotrenko, Sari Pelkonen, Daniela Romualdi, Nathalie Vermeulen, Kelly Tilleman. Hum Reprod Open. 2021 Jul 3;2021(3):hoab022.doi: 10.1093/hropen/hoab022. eCollection 2021.

13. TarínJJ, Pascual E, García-Pérez MA, Gómez R, Hidalgo-Mora JJ, Cano A. A predictive model for women's assisted fecundity before starting the first IVF / ICSI treatment cycle.13. Tarín JJ, Pascual E, García-Pérez MA, Gómez R, Hidalgo-Mora JJ, Cano A. A predictive model for women's assisted fecundity before starting the first IVF / ICSI treatment cycle.

J. Assist Reprod Genet. 2020;37(1):171-180. doi: 10.1007/s10815-019-01642-3. J. Assist Reprod Genet. 2020;37(1):171-180. doi:10.1007/s10815-019-01642-3.

14. Revised guidelines for good practice in IVF laboratories (2015).ESHRE Guideline Group on Good Practice in IVF Labs, De los Santos MJ, Apter S, Coticchio G, Debrock S, Lundin K, Plancha CE, Prados F, Rienzi L, Verheyen G, Woodward B, Vermeulen N. Hum Reprod. 2016;31(4):685-6. doi: 10.1093/humrep/dew016.14. Revised guidelines for good practice in IVF laboratories (2015).ESHRE Guideline Group on Good Practice in IVF Labs, De los Santos MJ, Apter S, Coticchio G, Debrock S, Lundin K, Plancha CE, Prados F, Rienzi L, Verheyen G, Woodward B, Vermeulen N. Hum Reprod. 2016;31(4):685-6. doi: 10.1093/humrep/dew016.

15. D. Salimov, I. Kazakova, E.Mayasina, Y.Buev, T, Lisovskaya. A retrospective study on combination of vitrification/warming protocols from different manufacturers. ESHRE 2022. Hybrid meeting 3-6 July 2022. Hum Reprod. 2022;37, Supp 1.P. 140.15. D. Salimov, I. Kazakova, E. Mayasina, Y. Buev, T, Lisovskaya. A retrospective study on combination of vitrification/warming protocols from different manufacturers. ESHRE 2022. Hybrid meeting 3-6 July 2022. Hum Reprod. 2022;37, Supp 1.P. 140.

Claims (1)

Способ прогнозирования эффективности многоэтапных программ экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) при лечении бесплодия различного генеза, заключающийся в том, что на первом этапе реализации протокола ЭКО, до начала стимуляции суперовуляции и проведения пункции фолликулов, посредством опроса и осмотра пациентки, а также с помощью лабораторных и инструментальных диагностических протоколов собирают данные анамнеза, объективного обследования и результаты клинических, лабораторных и инструментальных исследований, а также выбирают вариант протокола стимуляции суперовуляции, стартовую и суммарную дозы фолликулостимулирующего гормона и необходимость включения в протокол препаратов, содержащих лютеинизирующий гормон, а затем, используя все полученные данные: стаж работы врача, диагноз согласно МКБ №10, возраст, рост и вес пациентки, номер попытки ЭКО, наличие вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) у женщины и мужчины, наличие хронического гепатита В или C у женщины и у мужчины, наличие вируса папилломы человека (ВПЧ) у женщины, наличие в анамнезе артериальной гипертензии и/или сахарного диабета 1-го, 2-го типов, уровень гемоглобина в крови, количество эритроцитов, лейкоцитов, лимфоцитов, тромбоцитов в формуле крови, концентрацию глюкозы натощак, уровень аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ), креатинина, холестерина, билирубина, концентрации фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и антимюллерова гормона (АМГ) в венозной крови пациентки, число антральных фолликулов справа и слева перед стимуляцией, вид протокола стимуляции, стартовую и суммарную дозы ФСГ, наличие в протоколе стимуляции лютеинизирующего гормона (ЛГ) в качестве предикторов, с помощью прогностической математической модели первого этапа вычисляют вероятность получения после проведения стимуляции и пункции 5 и менее ооцитов, от 6 до 19 ооцитов либо 20 и более ооцитов, пригодных для оплодотворения, далее, при получении в результате пункции таких ооцитов, на втором этапе реализации протокола ЭКО, до проведения процедуры оплодотворения, определяют качественные и количественные характеристики спермы, предназначенной для оплодотворения, выбирают предполагаемые варианты оплодотворения и культивирования эмбрионов, а затем, используя все полученные данные, а именно: вид проведенного протокола стимуляции, фактические стартовую и суммарную дозы ФСГ, наличие в протоколе стимуляции ЛГ, фактическое число дней стимуляции, использование в качестве триггера агониста гонадотропин-рилизинг-гормона (ГнРГ) или хорионического гонадотропина (ХГЧ), концентрацию эстрадиола (E2) и прогестерона перед пункцией в крови, число фолликулов и комплексов перед пункцией яичников по данным ультразвукового исследования (УЗИ), количество полученных в результате пункции ооцитов, из них количество зрелых ооцитов стадии метафазы 2 (М-2), количество незрелых ооцитов стадии метафазы 1 (M-1), количество незрелых ооцитов стадии «Germinal Vesular» (GV) и количество дегенеративных ооцитов, источник спермы и способ получения спермы, применение крио-заморозки спермы, количество сперматозоидов после обработки, процент подвижных сперматозоидов категории A+B, процент морфологически нормальных сперматозоидов, применение при оплодотворении процедуры интрацитоплазматической инъекции сперматозоида (ИКСИ), типы сред, используемых для оплодотворения, дробления и культивирования, количество полученных 2PN зигот, в дополнение к данным первого этапа, в качестве предикторов, с помощью прогностической математической модели второго этапа вычисляют вероятность получения на пятые сутки после оплодотворения эмбрионов, пригодных для переноса в полость матки или криоконсервации, в количестве от 1 до 2, от 3 и более, либо вероятность отрицательного результата - 0 эмбрионов, далее, при получении таких эмбрионов, на третьем этапе реализации протокола ЭКО, до проведения процедуры переноса эмбриона в полость матки, определяют с помощью УЗИ толщину эндометрия, принимают решение об использовании агониста ГнРГ, а затем, используя все полученные данные, а именно: количество эмбрионов, пригодных для переноса, применение криоконсервации эмбриона, толщина эндометрия перед трансфером, наличие осложнений при процедуре трансфера эмбриона и применение агониста ГнРГ, в дополнение к данным первого и второго этапов, в качестве предикторов, с помощью прогностической математической модели третьего этапа вычисляют вероятность наступления беременности в процентах, при этом каждая из трех прогностических математических моделей реализована в виде предварительно обученной на подготовленном наборе данных искусственной нейронной сети с архитектурой в виде многослойного полносвязного персептрона Румельхарта.A method for predicting the effectiveness of multi-stage in vitro fertilization (IVF) programs in the treatment of infertility of various origins, which consists in the fact that at the first stage of the implementation of the IVF protocol, before the start of superovulation stimulation and follicle puncture, through a survey and examination of the patient, as well as with the help of laboratory and instrumental diagnostic protocols collect data from anamnesis, objective examination and the results of clinical, laboratory and instrumental studies, and also select the option of the protocol for stimulating superovulation, the starting and total dose of follicle-stimulating hormone and the need to include drugs containing luteinizing hormone in the protocol, and then, using all the data obtained: doctor's work experience, diagnosis according to ICD No. 10, age, height and weight of the patient, IVF attempt number, presence of human immunodeficiency virus (HIV) in women and men, presence of chronic hepatitis B or C in women and men, presence of human papillomavirus ( HPV) in a woman, a history of arterial hypertension and/or diabetes mellitus types 1, 2, hemoglobin level in the blood, the number of erythrocytes, leukocytes, lymphocytes, platelets in the blood count, fasting glucose concentration, alanine aminotransferase (ALT) level , aspartate aminotransferase (AST), creatinine, cholesterol, bilirubin, concentrations of follicle-stimulating hormone (FSH) and anti-Mullerian hormone (AMH) in the patient’s venous blood, the number of antral follicles on the right and left before stimulation, type of stimulation protocol, starting and total doses of FSH, presence in protocol for stimulation of luteinizing hormone (LH) as predictors, using a predictive mathematical model of the first stage, the probability of obtaining after stimulation and puncture 5 or less oocytes, from 6 to 19 oocytes or 20 or more oocytes suitable for fertilization is calculated, then, upon receipt as a result of the puncture of such oocytes, at the second stage of the IVF protocol, before the fertilization procedure, the qualitative and quantitative characteristics of the sperm intended for fertilization are determined, the proposed options for fertilization and embryo cultivation are selected, and then, using all the data obtained, namely: the type of stimulation protocol, the actual starting and total doses of FSH, the presence of LH stimulation in the protocol, the actual number of days of stimulation, the use of a gonadotropin-releasing hormone (GnRH) or human chorionic gonadotropin (hCG) agonist as a trigger, the concentration of estradiol (E2) and progesterone before puncture in the blood, the number of follicles and complexes before puncture of the ovaries according to ultrasound examination (ultrasound), the number of oocytes obtained as a result of puncture, of which the number of mature oocytes at metaphase stage 2 (M-2), the number of immature oocytes at metaphase stage 1 (M-1) , the number of immature oocytes of the “Germinal Vesular” (GV) stage and the number of degenerative oocytes, the source of sperm and the method of obtaining sperm, the use of cryo-freezing of sperm, the number of sperm after treatment, the percentage of motile sperm of category A+B, the percentage of morphologically normal sperm, use for fertilization of the intracytoplasmic sperm injection (ICSI) procedure, the types of media used for fertilization, crushing and cultivation, the number of 2PN zygotes obtained, in addition to the data of the first stage, as predictors, using a predictive mathematical model of the second stage, calculate the probability of obtaining on the fifth day after fertilization of embryos suitable for transfer into the uterine cavity or cryopreservation, in quantities from 1 to 2, from 3 or more, or the probability of a negative result - 0 embryos, then, upon receipt of such embryos, at the third stage of the implementation of the IVF protocol, before the transfer procedure embryo into the uterine cavity, determine the thickness of the endometrium using ultrasound, decide on the use of a GnRH agonist, and then, using all the data obtained, namely: the number of embryos suitable for transfer, the use of embryo cryopreservation, the thickness of the endometrium before transfer, the presence of complications during the procedure embryo transfer and the use of a GnRH agonist, in addition to the data of the first and second stages, as predictors, using a predictive mathematical model of the third stage, the probability of pregnancy is calculated as a percentage, with each of the three predictive mathematical models implemented as pre-trained on a prepared set data from an artificial neural network with an architecture in the form of a multilayer fully connected Rumelhart perceptron.
RU2022129790A 2022-11-17 Method of predicting effectiveness of assisted reproductive technology programs based on neural networks RU2809429C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2809429C1 true RU2809429C1 (en) 2023-12-11

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA101821C2 (en) * 2010-06-24 2013-05-13 Государственное Учреждение "Институт Педиатрии, Акушерства И Гинекологии Намн Украины" Method for the prediction of in vitro fertilization results
RU2587333C1 (en) * 2014-12-18 2016-06-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Уральский научно-исследовательский институт охраны материнства и младенчества" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НИИ ОММ" Минздрава России) Method for prediction of pregnancy in vitro fertilisation and embryo transfer
RU2783247C1 (en) * 2021-08-05 2022-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ЮУГМУ Минздрава России) Method for prediction of live birth in ivf programs in women of late reproductive age with tubal-peritoneal infertility factor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA101821C2 (en) * 2010-06-24 2013-05-13 Государственное Учреждение "Институт Педиатрии, Акушерства И Гинекологии Намн Украины" Method for the prediction of in vitro fertilization results
RU2587333C1 (en) * 2014-12-18 2016-06-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Уральский научно-исследовательский институт охраны материнства и младенчества" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НИИ ОММ" Минздрава России) Method for prediction of pregnancy in vitro fertilisation and embryo transfer
RU2783247C1 (en) * 2021-08-05 2022-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ЮУГМУ Минздрава России) Method for prediction of live birth in ivf programs in women of late reproductive age with tubal-peritoneal infertility factor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
САВЕЛЬЕВА Г.М. И ДР. Способ прогнозирования беременности у пациенток, включенных в программу экстракорпорального оплодотворения в стандартном длинном протоколе. Лечащий врач. 2013, 3. ALMQUIST L.D. et al. Endometrial BCL6 Testing for the Prediction of IVF Outcomes: a Cohort Study, Fertil Steril. 2017 Dec; 108(6): 1063-1069. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Garrido et al. Cumulative newborn rates increase with the total number of transferred embryos according to an analysis of 15,792 ovum donation cycles
Pan et al. Major factors affecting the live birth rate after frozen embryo transfer among young women
Kissin et al. Assisted hatching: trends and pregnancy outcomes, United States, 2000–2010
Xu et al. A novel mathematical model of true ovarian reserve assessment based on predicted probability of poor ovarian response: a retrospective cohort study
Rehman et al. Use of follicular output rate to predict intracytoplasmic sperm injection outcome
Bhatti et al. The amniotic fluid cell-free transcriptome in spontaneous preterm labor
Guo et al. Fresh versus frozen embryo transfer in women with thin endometrium: a retrospective cohort study
Wu et al. Quality of life and pregnancy outcomes among women undergoing in vitro fertilization treatment: A longitudinal cohort study
Gong et al. Development and validation of a live birth prediction model for expected poor ovarian response patients during IVF/ICSI
Liu et al. Patients with higher anti-Müllerian hormone levels from POSEIDON group 4 benefit from GnRH-agonist long protocol: a retrospective study
Miller et al. Follicle Stimulating Hormone (FSH) as a Predictor of Decreased Oocyte Yield in Patients with Normal Anti-Müllerian Hormone (AMH) and Antral Follicle Count (AFC)
RU2809429C1 (en) Method of predicting effectiveness of assisted reproductive technology programs based on neural networks
Vijay et al. Association between AMH levels and fertility/reproductive outcomes among women undergoing IVF: a retrospective study
Meng et al. Thick endometrium is associated with hypertensive disorders of pregnancy in programmed frozen-thawed embryo transfers: a retrospective analysis of 2,275 singleton deliveries
Zhu et al. Nomogram to predict the probability of clinical pregnancy in women with poor ovarian response undergoing in vitro fertilization/intracytoplasmic sperm injection cycles
Chen et al. Predicting single-cycle cumulative live birth rate in POSEIDON Group 2 Patients: a prediction model based on machine learning
Blank et al. External validation of a prediction model to select the best day-three embryo for transfer in in vitro fertilization or intracytoplasmatic sperm injection procedures
RU2593740C1 (en) Method of controlling degree of zygosity of pregnancy in extracorporeal fertilisation and embryo transfer programs
Allahbadia Embryo Transfer is the last Frontier for Deep Machine Learning & Artificial Intelligence in Medically Assisted Reproduction (MAR)
Mehrjerd et al. Ensemble Machine Learning Models for Evaluation of Sperm Quality with Respect to Success Rate of Clinical Pregnancy in IVF, ICSI, and IUI Methods
Bedrick et al. Physical activity is negatively associated with antral follicle count
Marleen RISKS OF PRETERM BIRTH AND OTHER COMPLICATIONS IN TWIN PREGNANCIES: SYSTEMATIC REVIEWS AND META-ANALYSES
Liu et al. Trophectoderm biopsy is associated with lower risks of moderate to extreme prematurity and low birthweights: a national registry cohort study of singleton livebirths from frozen-thawed blastocyst transfers
Chen et al. P-685 An artificial intelligence based medication regimen recommendation model for optimizing the treatment outcomes of controlled ovarian stimulation
Saïs et al. P-444 The battle between a machine learning model, a gynecologist and an embryologist to predict pregnancy outcomes after single day-5 embryo transfer