怀孕模型带来新的健康见解
生孩子是一个改变人生的决定，通常需要大量的时间和精力来确保一个积极的结果。但人工授精或体外受精（IVF）等辅助生殖技术的成本以及不孕症的情感影响可能会让人难以承受。为了提高生育机会，哈里里澳门威尼斯人注册网站研究所澳门威尼斯人注册网站研究员Yannis Paschalidis和一个跨学科的医学澳门威尼斯人注册网站研究团队，包括波士顿大学公共卫生学院的Lauren Wise和哈佛大学T.H. Chan公共卫生学院的Shruthi Mahalingaiah，利用机器学习创建了可以预测试管婴儿手术和自然怀孕成功的模型。
许多因素会阻止女性怀孕或足月分娩。对于有生育问题或不能自然怀孕的夫妇来说，体外受精是一种可能的解决方案。在这个过程中，收集卵子并在实验室环境中与精子受精。然后将受精卵转移到子宫，沿着子宫内膜植入，成功的体外受精将使女性怀孕。虽然这种方法是有帮助的，但它远非完美，平均试管婴儿成功率不到60%。
在怀孕前和怀孕期间收集了大量数据，以监测母亲和婴儿的健康状况。如果母亲定期进行健康检查，她的体重、饮食和习惯都会被记录下来。但目前大多数生育模型一次只关注一个健康因素。这就是澳门威尼斯人注册网站研究人员看到巨大可能性的地方。Paschalidis是机器学习方面的专家，他试图将这种方法应用到尽可能多的学科中。“总的来说，我认为在公共卫生领域使用数据科学和机器学习是一个很好的机会，”他说，“我们生活在一个有大量可用数据的时代。”
通过使用大型健康记录数据库，该团队训练机器学习算法来预测自然怀孕和体外受精程序的结果。该澳门威尼斯人注册网站研究结果最近发表在《自然科学报告》和《人类生殖》上。
雌二醇水平可以预测妊娠结局
澳门威尼斯人注册网站研究人员澳门威尼斯人注册网站研究了试图怀孕的女性的许多不同的健康因素。利用他们的模型，澳门威尼斯人注册网站研究人员发现某些健康数据对于预测自然或体外受精的成功是很重要的。母亲的年龄、冷冻胚胎的数量、雌二醇水平、身体质量指数（BMI）、饮食、月经周期长度和压力水平都是确保阳性结果的重要因素。与早期的模型不同，每个因素都是一起而不是单独检查的。一些数据，比如雌二醇水平，以前根本没有考虑过。
这些发现强调了检测女性激素水平的重要性。根据Paschalidis的说法，雌二醇水平不经常被收集，因为它们比其他健康指标（如体重和年龄）更难收集。然而，激素水平是衡量身体平衡或失衡的重要指标。它们与月经周期、大脑功能、新陈代谢、身体发育等都有明确的联系。
试管婴儿成功率的种族差异
Paschalidis和他的同事们还发现了试管婴儿结果的一个新的预测因素——种族。澳门威尼斯人注册网站研究人员的模型表明，白人女性平均怀孕成功率更高。这可能是因为试管婴儿过程在最初创建和测试时就针对白人女性进行了优化。成功的种族差异也可能是由于潜在的差异，如整体健康、收入水平和尝试怀孕时的年龄。一个重要的警告是，参与这项澳门威尼斯人注册网站研究的大多数人都没有透露他们的种族。澳门威尼斯人注册网站研究人员只有使用庞大而多样的数据集，才能在未来量化这些系统性问题。Paschalidis说：“从多个群体获得更多数据将加强模型，也会增强我们的信心。”
普及预测建模的使用
Paschalidis及其同事的一个模型预测体外受精结果的准确率为67%，另一个模型预测自然妊娠成功率的准确率为70%。这两种模型都比目前的方法更准确，并且对人工智能和医疗保健整合的未来很有希望。此外，这两种模型都提供了一种更全面的方法来预测怀孕结果。
这些模型的准确性是由于它们被创建的独特方式。通常，当澳门威尼斯人注册网站研究人员向模型提供数据集时，所谓的离群值，或与其他数据点截然不同的数据点，可能会欺骗算法。Paschalidis和他的同事开发了一些方法，可以在学习过程中处理这些异常值。“我们训练这些模型，使其在很多方面对潜在的异常值具有鲁棒性，”帕斯查里迪斯说，“如果你在模型训练中有异常值，机器就会学会适应这些异常值，然后在以后需要的常规预测中变得更糟。”我们强大的学习方法避免了这个问题。”
模型是一种工具，可以促进医疗保健领域的公平，并确保每个人都能平等地获得他们想要和需要的资源。Paschalidis说：“我们的一个目标是使体外受精预测模型的使用民主化。”这些程序可能非常昂贵，而且并不总是在保险范围内，因此在医疗保健系统中引入了不公平。由于需要如此庞大的资金投入，一个免费的预测模型可以帮助个人在咨询医生时做出决定。
但Paschalidis指出，模型永远不会取代能够在看病人时实时评估其他因素的临床医生。“算法只是对给出的数据做出反应，可能还有其他因素没有被捕捉到，”帕斯查里迪斯说，“这些模型应该被临床医生和患者用作额外的信息或指导，但人们应该是做决定的人。”
亚历克斯·约翰逊