KI verbessert Hormontherapie, Eizellgewinnung und Embryonenauswahl – für höhere Erfolgschancen bei Kinderwunschbehandlungen. Erfahre mehr.
Alles Wichtige zur KI in der Reproduktionsmedizin
- Individuelle Hormondosierung reduziert Medikamente und Nebenwirkungen
- Optimierte Eizellgewinnung dank Analyse des Follikelprofils
- Bessere Embryonenauswahl durch Time-Lapse und objektive KI-Ranglisten
- Weniger Fehlgeburten durch Auswahl genetisch unauffälliger Embryonen
- Besonders geeignet für Frauen über 35, bei begrenzter Eizellanzahl
Unterstützung für Paare mit Kinderwunsch
Eine IVF oder ICSI wirkt auf viele schon jetzt viel zu komplex und technisch – und nun kommt auch noch die künstliche Intelligenz (KI) ins Spiel. Doch bei der KI geht es nicht darum, möglichst perfekte Designerbabys zu erzeugen, sondern Diagnostik und Behandlungen in der Reproduktionsmedizin grundlegend zu verbessern.
Im Vordergrund steht dabei die Personalisierung der Behandlung und deutlich bessere Chancen auf eine Schwangerschaft. KI könnte in Zukunft vermehrt dabei helfen, viele Schritte in der Kinderwunschbehandlung zu verbessern – von der optimalen Medikamentendosierung über die Auswahl der geeignetsten Eizellen und Embryonen bis hin zur nicht-invasiven Spermienanalyse.
In diesem Beitrag, der sich auf die aktuelle Übersichtsarbeit von Simon Hanassab et al. stützt, stellen wir vor, wie KI heute bereits genutzt wird und welche Fortschritte in Zukunft möglich sein werden.
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Personalisierte Hormonstimulation
Bereits bei der ovariellen Stimulation kann KI unterstützen. Klassisch erhalten Frauen Hormone, um möglichst viele reife Eizellen heranreifen zu lassen. KI-Modelle können anhand von Erfahrungsdaten und Patientinnenprofilen (z. B. Hormonwerte, Ansprechrate in Vorzyklen) die optimale Dosierung vorhersagen. Dadurch lässt sich die Medikamentenmenge reduzieren, was Kosten senkt und mögliche Nebenwirkungen – etwa eine Überstimulation der Eierstöcke – minimiert. Weniger Medikamente bedeuten ausserdem weniger Belastung für den Körper, während man durch präzisere Planung gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit erhöht, ausreichend gute Eizellen zu gewinnen.
Optimierung der Eizellgewinnung
Ein entscheidender Faktor für den Erfolg einer IVF/ICSI ist die Gewinnung einer optimalen Anzahl reifer, also entwicklungsfähiger Eizellen. KI kann hierbei unterstützen, indem sie Muster in der Follikelentwicklung erkennt, die mit einer höheren Ausbeute solcher Eizellen korrelieren. Eine umfangreiche europäische Studie liefert hierzu aufschlussreiche Daten:
Mit Hilfe erklärbarer Künstlicher Intelligenz (XAI) wurden die Behandlungszyklen von 19’082 Patientinnen aus 11 Kinderwunschzentren ausgewertet, die zum ersten Mal behandelt wurden. Dabei zeigten sich interessante Ergebnisse hinsichtlich er Follikelgrösse: Follikel mit einer mittleren Grösse (13 bis 18 mm) am Tag der Auslösespritze trugen am meisten zur Anzahl reifer Eizellen bei. Ein hoher Anteil dieser Follikel war ausserdem mit einer höheren Chance auf eine Lebendgeburt verbunden.
Im Gegensatz dazu hatten sehr grosse Follikel (über 18 mm) einen nachteiligen Einfluss. Sie gingen häufig mit einem vorzeitigen Anstieg des Hormons Progesteron einher, was die Wahrscheinlichkeit einer Lebendgeburt nach einem frischen Embryotransfer senkte.
Der neue Ansatz, das gesamte Follikelbild mithilfe von KI zu bewerten – statt sich wie bisher nur auf die Leitfollikel zu konzentrieren – soll helfen, den optimalen Zeitpunkt für die Auslösung der Eizellreifung besser zu bestimmen. Damit werden wichtige Voraussetzungen für die nächsten Schritte der Behandlung, wie die Befruchtung und Embryokultur, gezielt verbessert.
KI-gestützte Eizell-Bewertung (Egg Cell Scoring)
Ein weiterer vielversprechender Anwendungsbereich der KI liegt in der Beurteilung der Eizellqualität. Bisher konnte man die Qualität einer Eizelle oft erst rückblickend einschätzen – nämlich dann, wenn sie erfolgreich befruchtet wurde und sich zum Embryo entwickelt hatte. KI-gestützte Tools wie VIOLET™ (Future Fertility) setzen hier deutlich früher an: Sie analysieren 2D-Mikroskopbilder einzelner entnommener Eizellen und liefern bereits vor der Befruchtung Hinweise auf deren Entwicklungspotenzial.
Patientinnen erhalten auf dieser Grundlage individualisierte Berichte – zum Beispiel mit einer Prognose, mit welcher Wahrscheinlichkeit sich aus jeder eingefrorenen Eizelle ein entwicklungsfähiger Embryo (Blastozyste) bilden kann. Die Bewertung basiert auf riesigen Datensätzen: Hunderttausende Eizellenbilder wurden von der Software bereits ausgewertet und dienen dem System als Lernbasis.
KI erkennt dabei mikroskopisch feine Details in der Zellstruktur, die dem menschlichen Auge entgehen, und kann die Entwicklung zur Blastozyste so objektiver und genauer vorhersagen. Das ermöglicht eine gezieltere und besser informierte Behandlungsplanung. Patientinnen und Patienten können so ihre Erfolgschancen besser einschätzen – und gleichzeitig sinkt die Notwendigkeit für invasive Zusatzuntersuchungen.
"Bei Cada setzen wir bereits moderne KI-gestützte Verfahren ein. Time-Lapse-Inkubatoren und Egg Cell Scoring sind bei uns Standard, um den Behandlungserfolg zu steigern."
Natalia Makchzoumi, Embryologin bei Cada Fertility
Time-Lapse-Kultur und KI in der Embryonenbeurteilung
Moderne Time-Lapse-Inkubatoren machen es möglich, Embryonen rund um die Uhr zu beobachten – ganz ohne sie aus dem geschützten Inkubator nehmen zu müssen. Die Geräte fotografieren die befruchteten Eizellen automatisch alle paar Minuten und erstellen so detaillierte Zeitreihen ihrer Entwicklung. Mithilfe von KI werden diese Bilddaten analysiert und wichtige Hinweise auf die Entwicklung der Embryonen gewonnen – auch solche, die dem menschlichen Auge entgehen würden.
Besonders im Fokus stehen dabei sogenannte morphokinetische Merkmale – also wann genau und wie regelmässig sich die Zellen teilen. Diese Informationen helfen einzuschätzen, wie gut sich ein Embryo entwickelt und wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass er sich erfolgreich in der Gebärmutter einnistet.
KI-gestützte Systeme wie iDAScore oder CHLOE™ bewerten die Embryonen objektiv und ordnen sie danach, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass sie zu einer erfolgreichen Schwangerschaft führen. Das erleichtert den Embryolog:innen die Auswahl und macht den Prozess deutlich effizienter und nachvollziehbarer.
Ein grosser Vorteil: Die gesamte Entwicklung – nicht nur der Zustand am fünften Tag (dem sogenannten Blastozystenstadium) – wird in die Bewertung einbezogen. So entsteht ein umfassenderes Bild jedes einzelnen Embryos.
Derzeit ist die Auswahl des „besten“ Embryos für den Transfer der wohl wichtigste Einsatzbereich von KI in der Reproduktionsmedizin. Ziel ist es, den Embryo mit dem höchsten Einnistungspotenzial zu identifizieren – um die Chancen auf eine erfolgreiche Schwangerschaft zu erhöhen und das Risiko von Fehlgeburten zu senken.
Dabei beziehen die Algorithmen nicht nur die Bilddaten des Embryos ein, sondern auch individuelle Informationen wie Alter oder bisherige Behandlungsverläufe der Patient:innen. In Studien konnte gezeigt werden, dass KI-Systeme mit rund 70 % Genauigkeit vorhersagen können, ob ein Embryo chromosomal unauffällig ist – und das ganz ohne invasive Eingriffe.
Damit bieten diese Systeme eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen genetischen Tests wie der PGT-A, die aufwendig, kostenintensiver und nicht in allen Fällen sinnvoll sind. Durch die Kombination aus moderner Bildgebung und KI können Embryonen mit hoher Wahrscheinlichkeit zuverlässig ausgewählt werden – was die Erfolgsrate pro Transfer steigert und unnötige Belastungen reduziert.
"Da die Reproduktionsmedizin aus mehreren aufeinander aufbauenden Schritten besteht, braucht es Weiterentwicklungen entlang des gesamten Behandlungsprozesses. Dafür sind genauere und umfangreichere Daten nötig, die eine individuellere Anpassung der Therapie ermöglichen – etwa durch die kontinuierliche Überwachung von Hormonwerten."
Simon Hanassab, Researcher AI for Healthcare
Eine noch grössere Herausforderung besteht darin, besser zu verstehen, wie sich Embryonen entwickeln und erfolgreich in die Gebärmutter einnisten. Dieser Bereich ist nach wie vor wenig erforscht und wird aktuell unter anderem mithilfe sogenannter Organoide untersucht – das sind Labormodelle, die die Bedingungen im Körper möglichst realistisch nachbilden.
KI in der Spermienanalyse
Auch die Spermienanalyse profitiert zunehmend von KI. Während herkömmliche Spermiogramme bereits viele Parameter erfassen, ermöglichen moderne CASA-Systeme (Computer-Aided Sperm Analysis) in Kombination mit KI eine standardisierte und objektive Auswertung. KI-Algorithmen analysieren Beweglichkeit, Form und Konzentration der Spermien und klassifizieren sie automatisch als unauffällig oder auffällig.
Einige Systeme arbeiten zudem daran, die DNA-Integrität der Spermien nicht-invasiv zu beurteilen – also ohne Färbungen oder Biopsien. So lassen sich auch Leukozyten oder DNA-Fragmentierungen zuverlässiger erkennen. Das Ergebnis: weniger subjektive Bewertungen, schnellere Ergebnisse und eine präzisere Einschätzung der männlichen Fruchtbarkeit bei minimalem Aufwand für die Patienten.
Vorteile für Kinderwunschpaare
Durch den Einsatz von KI in der Kinderwunschbehandlung ergeben sich künftig spürbare Vorteile für Paare:
- Weniger Medikamente: Die Behandlungszyklen werden präziser geplant. Das senkt Kosten und verringert gesundheitliche Risiken (z.B. Überstimulation).
- Höhere Erfolgschancen: Objektivere Auswertung von Eizellen, Spermien und Embryonen bedeutet, dass die qualitativ besten Eizellen, Spermien oder Embryonen für die Befruchtung bzw. den Transfer ausgewählt werden.
- Weniger Fehlgeburten: Durch verbesserte Embryonenselektion mit KI werden werden genetisch unauffällige Embryonen transferiert. Dies minimiert das Risiko von Fehlgeburten.
- Weniger invasive Verfahren: Viele Tests können non-invasiv durchgeführt werden (z. B. KI-Analyse von Bildern statt Biopsien). Das schont den Körper und spart Kosten.
Besonders relevant für Frauen ab Mitte 30
Mit steigendem Alter nimmt die Fruchtbarkeit bei Frauen deutlich ab. Umso wichtiger ist es, dass die Kinderwunschbehandlung möglichst früh zum Erfolg führt. Eine präzise Diagnostik und individuell abgestimmte Therapie können hier den entscheidenden Unterschied machen.
Wenn nur wenige Embryonen für den Transfer zur Verfügung stehen, kann ein KI-gestütztes System mit hoher Vorhersagegenauigkeit die Auswahl deutlich verbessern und die Chancen auf eine erfolgreiche Schwangerschaft erhöhen.
Wie der Forscher Simon Hanassab betont:
"Künstliche Intelligenz kann sowohl in der Diagnostik als auch in der Behandlung wertvolle Dienste leisten – und wird daher künftig wahrscheinlich bei allen Patient:innen eine Rolle spielen. Wie gross dieser Mehrwert tatsächlich ist, hängt allerdings davon ab, wie gut sich die einzelnen Bausteine der Reproduktionsmedizin modellieren lassen. Entscheidend dafür sind hochwertige Daten – und die entstehen nur durch eine enge Zusammenarbeit von Forschenden, Ärzt:innen und Patient:innen."
KI ist kein Ersatz für die ärztliche Erfahrung
Die Kombination aus moderner Technik und ärztlicher Erfahrung schafft eine individuellere Behandlung. Letztlich arbeiten wir daran, Paaren mit Kinderwunsch durch solche Fortschritte schneller und mit grösstmöglicher Sicherheit zu einem Kind zu verhelfen. Die KI unterstützt uns dabei, Entscheidungen evidenzbasiert zu treffen, standardisierte Abläufe effizienter zu gestalten und Chancen für eine erfolgreiche Behandlung frühzeitig zu erkennen. Für unsere Patientinnen und Patienten bedeutet das: eine auf sie zugeschnittene Therapie – mit stetig wachsender Behandlungsqualität. Denn im Mittelpunkt steht immer das Paar.
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