論文の概要: Validation of an Artificial Intelligence Tool for the Detection of Sperm DNA Fragmentation Using the TUNEL In Situ Hybridization Assay
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.11142v1
- Date: Mon, 13 Oct 2025 08:32:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-14 18:06:30.269218
- Title: Validation of an Artificial Intelligence Tool for the Detection of Sperm DNA Fragmentation Using the TUNEL In Situ Hybridization Assay
- Title(参考訳): TUNEL in situ hybridization法を用いた精子DNAフラグメンテーション検出のための人工知能ツールの検証
- Authors: Byron Alexander Jacobs, Aqeel Morris, Ifthakaar Shaik, Frando Lin,
- Abstract要約: 精子DNA断片化(SDF)は、従来の精液分析では評価に失敗する男性生殖評価において重要なパラメータである。
本研究では、位相コントラスト顕微鏡画像のディジタル解析により、SDFを検出するために設計された新しい人工知能(AI)ツールの有効性を示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Sperm DNA fragmentation (SDF) is a critical parameter in male fertility assessment that conventional semen analysis fails to evaluate. This study presents the validation of a novel artificial intelligence (AI) tool designed to detect SDF through digital analysis of phase contrast microscopy images, using the terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) assay as the gold standard reference. Utilising the established link between sperm morphology and DNA integrity, the present work proposes a morphology assisted ensemble AI model that combines image processing techniques with state-of-the-art transformer based machine learning models (GC-ViT) for the prediction of DNA fragmentation in sperm from phase contrast images. The ensemble model is benchmarked against a pure transformer `vision' model as well as a `morphology-only` model. Promising results show the proposed framework is able to achieve sensitivity of 60\% and specificity of 75\%. This non-destructive methodology represents a significant advancement in reproductive medicine by enabling real-time sperm selection based on DNA integrity for clinical diagnostic and therapeutic applications.
- Abstract(参考訳): 精子DNA断片化(SDF)は、従来の精液分析では評価に失敗する男性生殖評価において重要なパラメータである。
本研究は, 位相コントラスト顕微鏡画像のディジタル解析によるSDF検出を目的とした新しい人工知能(AI)ツールの有効性を, 金標準基準として, 末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼdUTP nick end labeling (TUNEL) を用いて検証した。
本研究は, 精子形態とDNA整合性の確立された関係を利用して, 画像処理技術と最先端トランスフォーマーベース機械学習モデル(GC-ViT)を組み合わせて, 位相コントラスト画像から精子のDNA断片化を予測する形態支援型アンサンブルAIモデルを提案する。
アンサンブルモデルは、純粋な変換子 `vision' モデルと `morphology-only` モデルとでベンチマークされる。
その結果,提案フレームワークは感度が60 %,特異性が75 %であることがわかった。
この非破壊的手法は、臨床診断および治療応用のためのDNA整合性に基づくリアルタイム精子選択を可能にすることにより、生殖医療の著しい進歩を示す。
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