Ứng dụng trí tuệ nhân tạo chẩn đoán vô sinh nam giới tại Việt Nam
Ngoài bộ kit thử phát hiện vô sinh, dự án của các nhà khoa học Việt còn ứng dụng trí tuệ nhân tạo để viết phần mềm đánh giá mức độ đứt gãy ADN tinh trùng tự động.
Đại học Y Hà Nội, Công ty Công nghệ Việt Á cùng phát triển bộ kit chẩn đoán vô sinh ở nam giới theo đơn đặt hàng của Bộ Khoa học và Công nghệ. Sản phẩm được phát triển dựa trên các vật liệu có sẵn và phổ biến trong nước, như cồn, dung dịch ly giải, dung dịch biến tính, thạch agarose, thuốc nhuộm Giemsa và lam kính.
Xác định độ đứt gãy của ADN tinh trùng
Để chẩn đoán vô sinh ở nam giới, cần xem xét chính xác nguyên nhân làm suy giảm chất lượng tinh trùng. Trước đây, trong nước chưa làm chủ được công nghệ này do đó gặp khó khăn trong việc chẩn đoán. Nhóm nghiên cứu đã đơn giản hóa vấn đề qua việc xác định mức độ đứt gãy ADN của tinh trùng.
Đứt gãy ADN tinh trùng là tình trạng tổn thương một hoặc cả 2 mạch ADN tinh trùng, có thể xảy ra với ADN trong nhân hoặc ADN ty thể. Đặc điểm của ADN tinh trùng là khả năng tự sửa chữa kém, do đó rất dễ bị tổn thương. Bằng phương pháp phân tán chất nhiễm sắc (SCD), vấn đề được giải quyết.
Ông Phan Quốc Việt, Giám đốc Công ty Cổ phần Công nghệ Việt Á (đơn vị sản xuất kit thử Covid-19), cho biết xét nghiệm xác định mức độ đứt gãy ADN tinh trùng đóng vai trò quan trọng và được khuyến cáo nên đưa vào xét nghiệm thường quy.
Phương pháp này hoạt động dựa trên nguyên tắc ADN tinh trùng không bị đứt gãy sẽ tạo ra những quầng sáng đặc trưng quanh lõi nhân tinh trùng, trong khi ADN tinh trùng bị đứt gãy không tạo được quầng sáng rất nhỏ khi xử lý biến tính trong môi trường axit và loại bỏ các protein nhân.
Từ quan sát đó, kết quả của bộ kit được thể hiện trên phần mềm đánh giá mức độ đứt gãy ADN tinh trùng tự động bằng phương pháp học máy, kết hợp kính hiển vi có máy chụp ảnh. Thời gian phân tích cho cả quy trình xét nghiệm chỉ mất 90 phút, trong khi quy trình chẩn đoán tiêu chuẩn hiện nay cần khoảng 120 phút.
Đây là phương pháp xét nghiệm linh hoạt vì cho phép sử dụng mẫu tinh trùng đông lạnh trong vòng 48 tiếng mà không cần dùng chất bảo quản để làm xét nghiệm. Bộ kit có độ nhạy 96,91% và độ đặc hiệu 97,10%. Các kết quả này đã được xác nhận thông qua kiểm định nội bộ tại Khoa Sinh học - Di truyền (Học viện Quân y) và kiểm định quốc gia tại Viện Kiểm định quốc gia văcxin và sinh phẩm y tế.
Ứng dụng trí tuệ nhân tạo chẩn đoán vô sinh
PGS.TS Nguyễn Thị Trang, Trưởng nhóm nghiên cứu tại ĐH Y Hà Nội cho biết, dự án được thực hiện và hoàn thành trong 2 năm và làm chủ được quy trình sản xuất và sử dụng bộ kit xác định mức độ đứt gãy ADN tinh trùng ở quy mô công nghiệp đến 1.000 kit/mẻ.
Nhưng không dừng lại ở bộ kit thử phát hiện vô sinh, dự án còn ứng dụng trí tuệ nhân tạo với phương pháp học máy để chế tạo phần mềm đánh giá mức độ đứt gãy ADN tinh trùng tự động kết hợp kính hiển vi có máy chụp ảnh nên số lượng tinh trùng được đếm rất cao trong thời gian ngắn, cụ thể là 100 ảnh trong 27 giây.
Đây là phần mềm đầu tiên trên thế giới định lượng được mức độ đứt gãy ADN tinh trùng bằng trí tuệ nhân tạo. Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo với phương pháp máy học còn khắc phục được nhược điểm đánh giá kết quả bằng kính hiển vi thông qua người đọc hiện đang được ứng dụng rộng rãi tại nhiều đơn vị ở Việt Nam và trên thế giới.
Theo nhóm nghiên cứu, điều ý nghĩa nhất mà dự án mang lại cho người bệnh là mức giá làm xét nghiệm giảm đi rất nhiều so với dùng bộ kit nhập khẩu, giúp cho nhiều bệnh nhân có cơ hội để làm xét nghiệm hơn, đặc biệt trong những trường hợp phải làm xét nghiệm nhiều lần để theo dõi đánh giá quá trình điều trị.
Trong khi nhu cầu ngày càng lớn, Việt Nam vẫn phải nhập khẩu bộ kit chẩn đoán với giá cao và các thiết bị phức tạp. Việc phát triển một bộ kit phù hợp với điều kiện trong nước, giá cả hợp lý, góp phần nâng cao hiệu quả chăm sóc sức khỏe sinh sản tại Việt Nam.
Thực hiện xét nghiệm xác định mức độ đứt gãy ADN tinh trùng không chỉ dần trở thành một xét nghiệm thường quy đối với bệnh nhân vô sinh hay bất thường sinh sản nam, mà còn trở thành xét nghiệm cần có đối với bệnh nhân trước hỗ trợ sinh sản.
Dự kiến vào tháng 11/2020, kết quả nghiên cứu này sẽ được chuyển giao và ứng dụng tại các bệnh viện chuyên khoa, khoa xét nghiệm, trung tâm hỗ trợ sinh sản trong cả nước.
Quang Niên
