Внедрение и управление инновациями в центре экстракорпорального оплодотворения: обзор литературы
DOI:
https://doi.org/10.37800/RM.2.2025.523Ключевые слова:
экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО), Пьезо-ИКСИ, витрификация, искусственный интеллект (ИИ), вспомогательные репродуктивные технологии (ВРТ), внедрение и управлениeАннотация
Актуальность: Современное развитие вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), таких как экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО), требует внедрения инновационных решений для повышения эффективности, персонализации лечения и качества медицинских услуг. В последние годы наблюдается активное внедрение новых методов, включая Пьезо-ИКСИ (интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида с использованием пьезоэлемента), современные подходы к витрификации, автоматизацию процессов, использование больших данных и интеграцию искусственного интеллекта (ИИ) в клиническую практику. Эти технологии демонстрируют потенциал для оптимизации лабораторной и клинической работы в центрах ЭКО.
Цель исследования – анализ современных инноваций, применяемых в центрах ЭКО, с акцентом на их влияние на клиническую эффективность, стандартизацию процедур, управление данными и повышение конкурентоспособности медицинских учреждений.
Материалы и методы: Проведен обзор научных публикаций, размещённых в базах данных PubMed, Scopus и Web of Science, с учётом источников за период с 2014 по 2025 гг. В анализ были включены статьи, касающиеся внедрения Пьезо-ИКСИ, методов витрификации, цифровизации процессов в клиниках ЭКО, а также интеграции ИИ и автоматизации в лабораторной практике.
Результаты: Использование Пьезо-ИКСИ позволяет повысить частоту оплодотворения у пациенток с низкой фертильностью. Современные методы витрификации повышают выживаемость сперматозоидов, ооцитов и эмбрионов. Цифровизация медицинских данных и переход к интерфейсу прикладного программирования значительно сокращают количество ошибок и временные затраты на ведение документации. Интеграция ИИ и автоматизированных систем способствует повышению точности оценки эмбрионов и эффективности лечения, а также стандартизации процессов.
Заключение: Внедрение инновационных технологий в центрах ЭКО позволяет существенно повысить стандарты оказания медицинской помощи в сфере ВРТ. Комплексный подход, включающий ИИ, автоматизацию, цифровизацию и персонализацию, открывает новые возможности для повышения качества услуг и успешности лечения бесплодия.
Библиографические ссылки
Feng J, Wu Q, Liang Y, Liang Y, Bin Q. Epidemiological characteristics of infertility, 1990–2021, and 15-year forecasts: an analysis based on the global burden of disease study 2021. Reproductive Health. 2025;22(1):26.
https://doi.org/10.1186/s12978-025-01966-7
World Health Organization. WHO fact sheet on infertility. Global Reproductive Health. 2021;6(1):e52.
https://doi.org/10.1097/GRH.0000000000000052
Infertility prevalence estimates, 1990–2021 [Internet]. Google Books. 2021 [cited 2025 May 22]. Available from: https://books.google.kz/books?hl=en&lr=&id=JnwOEQAAQBAJ&oi=fnd&pg=PR5&dq=World+Health+Organization
Рыбина А.Н., Исенова С.Ш., Локшин В.Н. Современные аспекты вспомогательных репродуктивных технологий в мире и Казахстане. Вестник КазНМУ. 2019(1):17-22.
Rybina AN, Isenova SS, Lokshin VN. Modern aspects of assisted reproductive technologies in the world and Kazakhstan. Vestnik KazNMU. 2019(1):17-22. Russian.
Abdullah KA, Atazhanova T, Chavez-Badiola A, Shivhare SB. Automation in ART: paving the way for the future of infertility treatment. Reprod Sci. 2023;30(4):1006-1016.
https://doi.org/10.1007/s43032-022-00941-y
Zander-Fox D, Lam K, Pacella-Ince L, Tully C, Hamilton H, Hiraoka K, McPherson NO, Tremellen K. PIEZO-ICSI increases fertilization rates compared with standard ICSI: a prospective cohort study. Reprod Biomed Online. 2021;43(3):404-412.
https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2021.05.020
Davydova D, Fraser S, Varghese A. Beyond traditional ICSI: assessing the promise of piezo-assisted ICSI. Reprod BioMed Online. 2024;48:104003.
https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2024.104003
Fujii Y, Endo Y, Mitsuhata S, Hayashi M, Motoyama H. Evaluation of the effect of piezo‐intracytoplasmic sperm injection on the laboratory, clinical, and neonatal outcomes. Reprod Med Biol. 2020;19(2):198-205.
https://doi.org/10.1002/rmb2.12324
Caddy M, Popkiss S, Weston G, Vollenhoven B, Rombauts L, Green M, Zander-Fox D. PIEZO-ICSI increases fertilization rates compared with conventional ICSI in patients with poor prognosis. J Assist Reprod Genet. 2023;40(2):389-398.
https://doi.org/10.1007/s10815-022-02701-y
Yuceturk A, Cakiroglu Y, Karaosmanoglu O, Korun ZE, Yazicioglu C, Tiras B. Might piezo-ICSI be an alternative to conventional ICSI in patients with low fertilization rates? Fertil Steril. 2023;120(4):e198.
https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2023.08.573
Furuhashi K, Saeki Y, Enatsu N, Iwasaki T, Ito K, Mizusawa Y, Matsumoto Y, Kokeguchi S, Shiotani M. Piezo‐assisted ICSI improves fertilization and blastocyst development rates compared with conventional ICSI in women aged more than 35 years. Reprod Med Biol. 2019;18(4):357-361.
https://doi.org/10.1002/rmb2.12290
Hiraoka K, Isuge M, Kamada Y, Kaji T, Suhara T, Kuga A, Ohuchi K, Hayashi M, Kawai K. Piezo-ICSI for human oocytes. J Vis Exp. 2021;170(10.3791):60224-10.
Amini M, Benson JD. Technologies for vitrification based cryopreservation. Bioengineering. 2023;10(5):508.
https://doi.org/10.3390/bioengineering10050508
Liebermann J. Vitrification: A Simple and Successful Method for Cryostorage of Human Blastocysts. Cryopreservation and Freeze-Drying Protocols. 2020 Aug 15;501-515.
https://doi.org/10.1007/978-1-0716-0783-1_24
Walker Z, Lanes A, Ginsburg E. Oocyte cryopreservation review: outcomes of medical oocyte cryopreservation and planned oocyte cryopreservation. Reprod Biol Endocrinol. 2022;20(1):10.
https://doi.org/10.1186/s12958-021-00884-0
Wong KM, Mastenbroek S, Repping S. Cryopreservation of human embryos and its contribution to in vitro fertilization success rates. Fertil Steril. 2014;102(1):19-26.
https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2014.05.027
Vajta G. Vitrification in ART: Past, present, and future. Theriogenology. 2020;150:276-9.
https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2020.01.057
Chen H, Zhang L, Meng L, Liang L, Zhang C. Advantages of vitrification preservation in assisted reproduction and potential influences on imprinted genes. Clin Epigenet. 2022;14(1):141.
https://doi.org/10.1186/s13148-022-01355-y
Rienzi L, Gracia C, Maggiulli R, LaBarbera AR, Kaser DJ, Ubaldi FM, Vanderpoel S, Racowsky C. Oocyte, embryo and blastocyst cryopreservation in ART: systematic review and meta-analysis comparing slow-freezing versus vitrification to produce evidence for the development of global guidance. Hum Reprod Upd. 2017;23(2):139-155.
https://doi.org/10.1093/humupd/dmw038
Vuong LN. Con: freeze-all for all? One size does not fit all. Hum Reprod. 2022;37(7):1388-1393.
https://doi.org/10.1093/humrep/deac103
Nagy ZP, Shapiro D, Chang CC. Vitrification of the human embryo: a more efficient and safer in vitro fertilization treatment. Fertil Steril. 2020;113(2):241-247.
https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2019.12.009
Gu F, Li S, Zheng L, Gu J, Li T, Du H, Gao C, Ding C, Quan S, Zhou C, Li P. Perinatal outcomes of singletons following vitrification versus slow-freezing of embryos: a multicenter cohort study using propensity score analysis. Hum Reprod. 2019;34(9):1788-1798.
https://doi.org/10.1093/humrep/dez095
Ginström Ernstad E, Spangmose AL, Opdahl S, Henningsen AK, Romundstad LB, Tiitinen A, Gissler M, Wennerholm UB, Pinborg A, Bergh C, Malchau SS. Perinatal and maternal outcome after vitrification of blastocysts: a Nordic study in singletons from the CoNARTaS group. Hum Reprod. 2019;34(11):2282-2289.
https://doi.org/10.1093/humrep/dez212
Riva NS, Ruhlmann C, Iaizzo RS, López CA, Martínez AG. Comparative analysis between slow freezing and ultra-rapid freezing for human sperm cryopreservation. JBRA Assist Reprod. 2018;22(4):331.
https://doi.org/10.5935/1518-0557.20180060
Khalili MA, Vatanparast M, Mangoli E, Ghasmi-Esmaeilabad S, Moshrefi M, Hosseini A. Comparison between open and closed systems for vitrification of individual sperm: assessing morphometric measurements and chromatin integrity. Middle East Fertil Soc J. 2024;29(1):39.
https://doi.org/10.1186/s43043-024-00188-4
Schiewe MC, Anderson RE. Vitrification: the pioneering past to current trends and perspectives of cryopreserving human embryos, gametes and reproductive tissue. J Bioreposit Sci Appl Med. 2017;2017(5):57-68.
https://doi.org/10.2147/BSAM.S139376
Liang MY, Lin M, Qin X, Yang R, Hu KL, Li R. Long-term embryo vitrification is associated with reduced success rates in women undergoing frozen embryo transfer following a failed fresh cycle. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2024;296:244-249.
https://doi.org/10.1016/j.ejogrb.2024.03.002
Tyler JPP. Data Management in the ART Unit. Springer eBooks. 2016 Jan 1;193-215.
https://doi.org/10.1007/978-3-319-29373-8_10
Chen PT, Lin CL, Wu WN. Big data management in healthcare: Adoption challenges and implications. IJIM. 2020;53:102078.
https://doi.org/10.1016/j.ijinfomgt.2020.102078
Thomson A, Israel R, Morgan R, Popa T, Yohonan I, Coffey H, Bailey M, Fatum M, Stradiotto L, Wakim R, Hickman C. Bringing the IVF laboratory into the digital age. Reprod BioMed Online. 2024;48:104006.
https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2024.104006
Fernandez EI, Ferreira AS, Cecílio MH, Chéles DS, de Souza RC, Nogueira MF, Rocha JC. Artificial intelligence in the IVF laboratory: overview through the application of different types of algorithms for the classification of reproductive data. J Assist Reprod Genet. 2020;37(10):2359-2376.
https://doi.org/10.1007/s10815-020-01881-9
Targosz A, Myszor D, Mrugacz G. Human oocytes image classification method based on deep neural networks. BioMed Eng OnLine. 2023;22(1):92.
https://doi.org/10.1186/s12938-023-01153-4
Firuzinia S, Afzali SM, Ghasemian F, Mirroshandel SA. A robust deep learning-based multiclass segmentation method for analyzing human metaphase II oocyte images. Comp Method Program Biomed. 2021;201:105946.
https://doi.org/10.1016/j.cmpb.2021.105946
Sergeev S, Diakova I, Nadirashvili L. Neural networks pipeline for quality management in IVF laboratory. Journal of IVF-Worldwide. 2024;2(4):1-9.
https://doi.org/10.46989/001c.124947
Siristatidis C, Stavros S, Drakeley A, Bettocchi S, Pouliakis A, Drakakis P, Papapanou M, Vlahos N. Omics and artificial intelligence to improve in vitro fertilization (IVF) success: a proposed protocol. Diagnostics. 2021;11(5):743.
https://doi.org/10.3390/diagnostics11050743
Van de Wiel L. The datafication of reproduction: Time‐lapse embryo imaging and the commercialisation of IVF. Sociol Health Illness. 2019;41:193-209.
https://doi.org/10.1111/1467-9566.12881
Ma BX, Zhao GN, Yi ZF, Yang YL, Jin L, Huang B. Enhancing clinical utility: deep learning-based embryo scoring model for non-invasive aneuploidy prediction. Reprod Biol Endocrinol. 2024;22(1):58.
https://doi.org/10.1186/s12958-024-01230-w
Cimadomo D, Chiappetta V, Innocenti F, Saturno G, Taggi M, Marconetto A, Casciani V, Albricci L, Maggiulli R, Coticchio G, Ahlström A. Towards automation in IVF: pre-clinical validation of a deep learning-based embryo grading system during PGT-A cycles. J Сlin Med. 2023;12(5):1806.
https://doi.org/10.3390/jcm12051806
Wu YC, Su EC, Hou JH, Lin CJ, Lin KB, Chen CH. Artificial intelligence and assisted reproductive technology: A comprehensive systematic review. Taiwan J Obstet Gynecol. 2025;64(1):11-26.
https://doi.org/10.1016/j.tjog.2024.10.001
Бегимбаева А.А., Рыбина А.Н., Нигметова К.Т., Сайлау Ж.К., Ермекова А.Ш., Карибаева Ш.К., Локшин В.Н. Искусственный интеллект—ключ к развитию эмбриологической лаборатории. Репродуктивная медицина (Центральная Азия). 2024;3:42-49.
Begimbaeva AA, Rybina AN, Nigmetova KT, Sailau ZK, Ermekova AS, Karibaeva SHK, Lokshin VN. Artificial intelligence—the key to the development of the embryology laboratory. Reproductive Medicine (Central Asia). 2024;3:42-49. Russian.
https://doi.org/10.37800/RM.3.2024.42-49
Wang X, Wei Q, Huang W, Yin L, Ma T. Can time-lapse culture combined with artificial intelligence improve ongoing pregnancy rates in fresh transfer cycles of single cleavage stage embryos? Front Endocrinol. 2024;15:1449035.
https://doi.org/10.3389/fendo.2024.1449035
Алиева Ш.У., Локшин В.Н., Цигенгагель О.П. Клинические перспективы применения искусственного интеллекта в урогинекологии: обзор литературы. Репродуктивная медицина (Центральная Азия). 2025;1:76-84.
Aliyeva SHU, Lokshin VN, Tsigenhagel OP. Clinical prospects for the use of artificial intelligence in urogynecology: a literature review. Reproductive Medicine (Central Asia). 2025;1:76-84.
https://doi.org/10.37800/RM.1.2025.465
Costa-Borges N, Munné S, Albó E, Mas S, Castelló C, Giralt G, Lu Z, Chau C, Acacio M, Mestres E, Matia Q. First babies conceived with automated intracytoplasmic sperm injection. Reprod BioMed Online. 2023;47(3):103237.
https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2023.05.009
Tamir S. Artificial intelligence in human reproduction: Charting the ethical debate over AI in IVF. AI Ethics. 2023;3(3):947-961.
https://doi.org/10.1007/s43681-022-00216-x
Chow DJ, Wijesinghe P, Dholakia K, Dunning KR. Does artificial intelligence have a role in the IVF clinic? Reprod Fertil. 2021;2(3):C29-34.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 A.K. Ахметова, С.Б. Байкошкарова, Б.С. Дюсенова, А.М. Балмуханова, А.A. Сейтак
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Публикуемые в этом журнале статьи размещены под лицензией CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution — Non Commercial — No Derivatives 4.0 International), которая предусматривает только их некоммерческое использование. В соответствии с этой лицензией пользователи имеют право копировать и распространять материалы, охраняемые авторским правом, но им не разрешается изменять или использовать их в коммерческих целях. Полная информация о лицензировании доступна по адресу https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.
