在IVF实验室中，为了减少对于胚胎的影响，过去只能在某个特定时刻将胚胎取出培养箱进行短暂的观察和评价。近年来，随着时差培养箱的出现，让胚胎学家可以对胚胎的连续发育动态进行观察，但仍然依赖肉眼的判断，整个发育过程中仍然存在大量的信息没有得到充分解读。人工智能技术的应用，则使得我们可以对整个过程进行逐帧的客观分析和量化测量。最终得以进一步提升胚胎挑选的准确率，提高IVF成功率。
人类胚胎在体外培养发育到第5-7天，内部分裂产生的细胞数量可达上百个，其形态也开始发生显著的变化。胚胎内部各部分的尺寸在最后阶段都呈现一个快速扩张的趋势，而在某些时间段内，胚胎内部组织可能发生自发性的坍缩并快速恢复。
囊胚的扩张
自发坍缩，spontaneous Collapse
自从人们观察到胚胎的自发坍缩现象后，该现象与胚胎结局的关系一直是一个让胚胎学家非常感兴趣的研究方向。
Huang TTF, Kosasa T, Walker B, et al. Deep learning neural network analysis of human blastocyst expansion from time-lapse image files. Reprod Biomed Online. 2021;42(6):1075-1085. doi:10.1016/j.rbmo.2021.02.015这篇论文中，测量了不同胚胎的扩张曲线，最终活产胚胎的尺寸以及扩张速度要明显大于未活产的胚胎（如上图）
在最2023年12月Human Reproduction发表的一篇综述（Bickendorf K, Qi F, Peirce K, Natalwala J, Chapple V, Liu Y. Spontaneous collapse as a prognostic marker for human blastocysts: a systematic review and meta-analysis. Hum Reprod. 2023; 38(10):1891-1900. doi:10.1093/humrep/dead166） 里，作者总结分析了近期对于自发坍缩SC现象的临床研究结果。在7篇研究中，总计有37%的囊胚观察到了SC现象。SC的发生与临床妊娠率/整倍体率的下降有显著关联，但没有发现SC与活产率、流产率有显著关系。
这些研究都表示，扩张与自发坍缩现象，与胚胎结局有着明显的关联，可以被用来作为评估胚胎质量的标志参数。但囊胚的扩张过程可能持续10-20个小时，扩张的尺寸和变化速度需要有可量化的方法测量。自发坍缩的过程则经常是在2-3个小时甚至更短的时间内发生并结束，坍缩的幅度大小不等，在时差视频中可能只有短暂的几帧画面，非常不便于人工观察。
上述这些问题，随着人工智能技术的发展，正在得以逐步解决。基于AI的胚胎影像分析系统和时差成像，可以自动化、定量的捕捉囊胚发育过程中的扩张、自发坍缩等现象，为胚胎学家提供更加准确客观的预测和分析结果，提高IVF移植的成功率。我们将在后续的文章里，继续揭示这些令人激动的最新进展。