L’UZ Brussel développe un outil d’IA pour détecter plus rapidement et plus efficacement les spermatozoïdes
Des chercheurs de Brussels IVF, le centre de reproduction humaine de l'UZ Brussel, ont développé en collaboration avec Robovision Healthcare un système innovant d'intelligence artificielle capable de détecter les spermatozoïdes beaucoup plus rapidement et avec une plus grande précision après une extraction testiculaire de sperme (TESE). Cette technique est utilisée par les médecins chez les hommes dont l'éjaculat ne contient pas de spermatozoïdes. La nouvelle technologie, baptisée T'easy, pourrait constituer une avancée majeure dans le domaine des traitements de la fertilité. Les résultats de l'étude ont récemment été présentés lors du congrès annuel de la Société européenne de reproduction humaine et d'embryologie (ESHRE) à Paris.
Chez les hommes dont l'éjaculat ne contient pas de spermatozoïdes, une procédure TESE (extraction testiculaire de spermatozoïdes) peut être réalisée. Le médecin prélève alors un petit morceau de tissu des testicules afin d'y isoler des spermatozoïdes. Ceux-ci peuvent ensuite être utilisés pour l'ICSI, une forme de FIV dans laquelle un seul spermatozoïde est injecté directement dans un ovule. La TESE offre ainsi aux hommes souffrant d'une fertilité réduite une chance d'avoir des enfants biologiquement issus d'eux-mêmes.
Cette méthode a été utilisée pour la première fois en 1995 à l’UZ Brussel chez des hommes présentant un trouble de la production de spermatozoïdes au niveau des testicules. Depuis, cette stratégie combinée est devenue un traitement de routine dans le monde entier, même si les résultats restent variables selon la facilité à identifier les spermatozoïdes dans le tissu testiculaire.
Détection plus rapide et plus précise avec l’IA
« Grâce à T'easy, nous pouvons détecter les spermatozoïdes plus rapidement et avec plus de précision, ce qui permet aux candidats parents d'avoir plus rapidement une idée des chances de réussite de leur traitement de fertilité. De plus, cela réduit le risque de passer à côté de spermatozoïdes utilisables. Dans des cas extrêmes, la recherche de spermatozoïdes peut parfois prendre plus de 15 heures. En même temps, l'outil fournit également les informations nécessaires pour décider d'arrêter la recherche lorsqu'aucun spermatozoïde de qualité n'est trouvé », explique Koen Wouters, embryologue à Brussels IVF.
Pour les soignants, l'application représente un gain de temps considérable et la possibilité de mettre leur expertise à profit là où elle est le plus nécessaire. La recherche manuelle des spermatozoïdes dans le tissu testiculaire est en effet une tâche fastidieuse, chronophage et qui nécessite du personnel spécialisé étant donné que les spermatozoïdes sont souvent rares et difficiles à trouver dans ce tissu.
Résultats prometteurs
T'easy combine une application, un microscope adapté et l'intelligence artificielle pour détecter rapidement et de manière entièrement automatique les spermatozoïdes dans le tissu testiculaire. L’application pilote automatiquement le microscope, garantit la netteté des images, les analyse à l’aide de l’intelligence artificielle et présente les résultats dans une interface conviviale. L'application a été développée en collaboration avec Robovision et grâce au soutien de Vlaio et Innoviris. T'Easy est pour l'instant uniquement utilisé dans le cadre de la recherche.
Le développement a débuté en janvier 2022 avec la formation du modèle d'IA sur la base de données soigneusement étiquetées. À cette fin, 5373 images de 22 échantillons TESE ont été enregistrées et annotées deux fois par des collaborateurs expérimentés. En novembre 2024, une première étude pilote a été menée, au cours de laquelle le système a été testé avec succès.
L'équipe de recherche a entraîné l'IA à l'aide de plus de 13.000 spermatozoïdes étiquetés sur plus de 5000 images, collectées entre janvier 2022 et novembre 2024. Dans un premier test, le système a démontré une grande précision avec un taux de rappel (pourcentage de spermatozoïdes correctement identifiés) de 95 % et une précision (pourcentage de cellules identifiées comme étant effectivement des spermatozoïdes) de 94,8 %.
Dans l'étude pilote, T'easy a détecté en moyenne 98 % des spermatozoïdes présents et a terminé l'analyse en seulement 10 minutes, soit plus de deux fois plus vite que le personnel expérimenté du laboratoire qui avait besoin en moyenne de 24 minutes.
A encore affiner
Bien que les résultats soient prometteurs, certains points méritent encore d'être affinés. Les chercheurs soulignent les défis liés à la qualité des images et la nécessité de disposer de sets de données plus diversifiés afin d'augmenter encore la robustesse du modèle.
Le Pr Herman Tournaye, chef de service chez Brussels IVF : « Nous espérons qu’à terme, T’easy contribuera à augmenter les chances d’avoir un enfant. Des recherches complémentaires doivent permettre d’affiner la technique et de l’appliquer à l’analyse d’autres types d’échantillons de sperme, comme les éjaculats à très faible concentration de spermatozoïdes ou les échantillons post-vasectomie, afin de vérifier l’absence totale de spermatozoïdes. »
Brussels IVF et Robovision Healthcare sont actuellement à la recherche d’un partenaire (commercial) afin de permettre des recherches supplémentaires en vue d’une application pratique plus large de cette technologie dans les traitements de fertilité.
Karolien De Prez