2020 Fiscal Year Research-status Report
Analysis of characteristics of good sperm at ICSI and creation of sperm grading method by artificial intelligence
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19K09734
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
湯村 寧 横浜市立大学, 附属市民総合医療センター, 准教授 (30522023)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
濱上 知樹 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (30334204)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 人工知能 / 生殖補助医療 / 精子 / 顕微受精 / 選別 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的である人工知能補助による精子の特徴分析とGradingを行うためにはまず胚培養士が判断する「良好な精子」の基準を見出す必要がある。そしてそのためには人工知能に大量のラベル（ここでは精子映像）を入力させなくてはならない。さらにただ精子映像を入力すれば良いわけではなく、良いと判断される精子、良好ではないと判断される精子を分けてラベル付けしなくてはならない。また良好か良好でないかの二者択一よりは多くの選択肢があったほうがよい。そのため映像上の精子を5段階（A:率先して顕微受精に用いたい、B:Aの精子がない場合に顕微受精に用いたい、C:AとBの精子がない場合のみ顕微受精に用いる、D：使用して良いか迷うので主治医と相談する、E:まず受精しないと考えられ使いたくない）に分類し経験豊富な培養士にラベルをつけてもらう方法を採用した。
当初は精子のGrading用アプリケーション（横浜国立大学が作成）をインストールしたノート型PCを不妊治療施設へ輸送し培養士にラベル付を行ってもらう予定であったがクラウド上にアプリケーションを作成し培養士がアクセス、ラベル付を行いデータを抽出する方法を採用した。
昨年度よりクラウド上でのアプリケーション作成を開始し2020年度には完成、テストとして胚培養士11名がモニターとなりGrading・ラベル付け作業を行ってもらい、アプリケーションや映像の不具合の確認、同時に得られるデータを抽出して機械学習による特徴分析の準備を行った。
モニター評価者として選ばれた培養士は11名で各自が359個の映像上の精子に対して作業を行って問題点指摘とシステム修正を繰り返した。また、データ抽出と分析の動作も確認後、今年度末より培養士の数を増やしてラベル付を本格的に開始している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍により横浜国立大学への学生（大学院生）の通学・教員の出勤が制限されwebアプリケーションの作成・調整に遅れが生じた。加えて当初Gradingに使用する予定であった精子の映像の解像度や撮影条件が不良でありモニターの胚培養士からクレームが多数入ったことで精子映像の解像度・撮影時間などを改善して再度精子の撮影・アプリケーションへのアップロードをすべてやり直した。そのため今年度半ばには開始予定であった全国の胚培養士によるGrading作業は年度末開始となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
作業を行う胚培養士は前述したモニターの11名も含めて全国から希望者を募り、現在30施設40名の経験ある胚培養士が作業に参加している。培養士は１ヶ月に100精子のGrading・ラベル付けを行ってもらっている。現在精子の映像は600~700あるため６～７ヶ月でデータの集積を終える予定である。今のところ胚培養士の作業は順調に進行しており、データの抽出・機械学習による良好精子の特徴分析をおこなうが、この作業はデータを収集しながら行うことが可能であるため特徴分析やGrading システムの作成は今年度半ばから2020年末には可能なのではないかと考えている。
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| Causes of Carryover |
前年度PCを10台程度購入してアプリケーションをインストールし協力施設の培養士へ輸送する予定であったがアプリケーションはクラウド上に設置されweb上でラベル付が行える状態になった。そのためPCの購入は不要となった。ラベル付は今年度半ばくらいから開始の予定であったがコロナ禍によるシステム作成の遅れと精子映像が不良であったため実際の作業が今年度末からの開始になった。よって作業を行う培養士への謝金支払いは今年度末からの開始になり当該助成金が生じている。来年度は翌年度分と合わせた助成金でラベル付を行っている培養士への謝金支払い（１ヶ月20万円）とGradingシステムの開発、学会発表と論文作成をおこなう。
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Research Products
(4 results)
