UZ Brussel ontwikkelt AI-tool voor sneller en efficiënter opsporen van zaadcellen

Onderzoekers van Brussels IVF, het centrum voor reproductieve geneeskunde van het UZ Brussel, ontwikkelden samen met Robovision Healthcare een innovatief AI-systeem dat zaadcellen veel sneller en nauwkeuriger kan opsporen na een testiculaire sperma-extractie (TESE). Deze techniek gebruiken artsen bij mannen bij wie geen zaadcellen in het ejaculaat zitten. De nieuwe technologie, T’easy genoemd, kan een belangrijke stap vooruit betekenen in vruchtbaarheidsbehandelingen. De resultaten van de studie werden recent voorgesteld op het jaarlijkse congres van de European Society of Human Reproduction and Embryology ​(ESHRE) in Parijs.

Bij mannen bij wie geen zaadcellen in het ejaculaat gevonden worden, kan een TESE-procedure (Testiculaire Sperm Extractie) worden uitgevoerd. Hierbij neemt de arts een klein stukje weefsel uit de teelballen om daaruit zaadcellen te isoleren. Deze kunnen vervolgens gebruikt worden voor ICSI, een vorm van IVF waarbij één enkele zaadcel rechtstreeks in een eicel wordt geïnjecteerd. Zo biedt TESE mannen met verminderde vruchtbaarheid toch een kans op biologisch eigen kinderen.

In 1995 werd deze methode voor het eerst toegepast aan het UZ Brussel bij mannen met een productieprobleem van zaadcellen ter hoogte van de zaadballen. Sindsdien is deze gecombineerde strategie wereldwijd een routinebehandeling geworden, zij het met wisselende resultaten ten gevolge het al dan niet vlot vinden van zaadcellen in het zaadbalweefsel.

Snellere en nauwkeurigere opsporing met AI

“Dankzij T’easy kunnen we zaadcellen sneller en nauwkeuriger opsporen, wat wensouders sneller duidelijkheid geeft over de slaagkansen van hun vruchtbaarheidsbehandeling. Bovendien verlaagt het de kans dat we bruikbare zaadcellen missen. In extreme gevallen wordt er soms meer dan 15 uur gezocht om zaadcellen te vinden. De uitspraak: “naald in een hooiberg” is hier zeker van toepassing. Tegelijk biedt de tool ook de info die nodig is om de beslissing te maken om te stoppen met zoeken wanneer er geen kwalitatieve zaadcellen worden.”, zegt Koen Wouters, klinisch embryoloog bij Brussels IVF.

Voor de zorgverleners betekent de applicatie een aanzienlijke tijdswinst en de mogelijkheid om hun expertise in te zetten waar die het meest nodig is. Het manueel opsporen van de zaadcellen in het teelbalweefsel is immers arbeidsintensief, tijdrovend en vereist gespecialiseerde medewerkers, omdat zaadcellen in dit weefsel vaak schaars en moeilijk te vinden zijn.

Veelbelovende resultaten

T’easy combineert een app, een aangepaste microscoop en artificiële intelligentie om zaadcellen in zaadbalweefsel volledig automatisch en snel op te sporen. De applicatie stuurt automatisch de microscoop aan, zorgt voor scherpe beelden, analyseert die met AI en toont de resultaten overzichtelijk in een gebruiksvriendelijke interface. ​ De applicatie werd ontwikkeld in samenwerking met Robovision en dankzij steun van Vlaio en Innoviris. T’Easy wordt voorlopig enkel gebruikt in het kader van onderzoek.

De ontwikkeling startte in januari 2022 met het trainen van het AI-model op basis van zorgvuldig gelabelde gegevens. Hiervoor werden 5373 beelden van 22 TESE-stalen vastgelegd en telkens dubbel geannoteerd door ervaren medewerkers. In november 2024 volgde een eerste pilootstudie, waarin het systeem met succes werd getest.

Het onderzoeksteam trainde de AI met meer dan 13.000 gelabelde zaadcellen op meer dan 5.000 beelden, verzameld tussen januari 2022 en november 2024. In een eerste test toonde het systeem een hoge accuraatheid met een recall (aandeel correct gevonden zaadcellen) van 95% en een precisie (aandeel gevonden cellen die effectief sperma waren) van 94,8%.

In de pilootstudie detecteerde T’easy gemiddeld 98% van de aanwezige zaadcellen en voltooide de analyse in slechts 10 minuten, ruim twee keer sneller dan ervaren labomedewerkers die gemiddeld 24 minuten nodig hadden.

Nog verder verfijnen

Hoewel de resultaten veelbelovend zijn, zijn er nog aandachtspunten. De onderzoekers wijzen op uitdagingen bij de beeldkwaliteit en de nood aan meer diverse datasets om de robuustheid van het model verder te vergroten. ​

Prof. dr. Herman Tournaye, diensthoofd Brussels IVF: “We hopen op termijn de kansen op een kind dankzij T'easy nog te verbeteren. Verder onderzoek moet toelaten de techniek te verfijnen en ook toe te passen voor de analyse van andere types zaadstalen zoals ejaculaten met zeer lage aantallen zaadcellen of als controle post-vasectomie om er zeker van te zijn dat geen zaadcellen meer aanwezig zijn."

Brussels IVF en Robovision Healthcare zoeken op dit moment een (commerciële) partner om verder onderzoek mogelijk te maken naar een brede toepassing in de praktijk van de technologie bij vruchtbaarheidsbehandelingen.