Aprendizaje automático y ecografía para predecir embarazo en TEC (RBMO 2025)

Reproductive BioMedicine Online · Volumen 50, número 5 · 2025

Ecografía y aprendizaje automático para predecir embarazo tras TEC

El modelo combina la ecografía de las 24 horas previas a la transferencia con la edad, el grosor endometrial y el grado del embrión. Desenlace: embarazo clínico, no recién nacido vivo.

«An explainable ultrasound-based machine learning model for predicting reproductive outcomes after frozen embryo transfer»

Fangfang Xu, Qianqing Ma, Penghao Lai, Lili Hu, Chuanfen Gao, Qianhua Xu, Youyan Fang, Yixuan Guo, Wen Yao y Chaoxue Zhang. Los tres primeros firmantes contribuyeron por igual.
Department of Ultrasound y Centre for Reproductive Medicine, The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University (Anhui); Department of Ultrasound, Yijishan Hospital, The First Affiliated Hospital of Wannan Medical College (Wannan); The First Affiliated Hospital of Zhejiang Chinese Medical University (Zhejiang). China.

Estudio observacional · modelo predictivo de un solo centro 787 mujeres con transferencia de un embrión congelado DOI 10.1016/j.rbmo.2024.104743
Qué tipo de evidencia es Es una cohorte prospectiva de un solo centro en la que se construye y se prueba un modelo de predicción. La validación es solo interna, con las pacientes del mismo centro repartidas al azar entre entrenamiento y test. El artículo no presenta validación externa ni calibración.
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Lo esencial. En la cohorte de test, el modelo final alcanza un AUC de 0,793. Frente al modelo clínico simple (edad, grosor endometrial y grado del embrión; AUC 0,721), la diferencia no fue significativa (P = 0,057). El 0,861 que destaca el resumen corresponde a la cohorte de entrenamiento.

La pregunta

Predecir el embarazo con la ecografía del día antes

El éxito de la transferencia depende, sobre todo, de la receptividad endometrial y de la calidad del embrión. La ecografía es la herramienta habitual para valorar el endometrio.

Grosor, patrón, volumen, flujo de las arterias espirales, ondas peristálticas: según los autores, estudios posteriores mostraron que estos parámetros, por separado, predicen mal el resultado y se reproducen poco.

La radiómica extrae de la imagen muchos rasgos cuantitativos que el ojo no ve. El aprendizaje automático maneja relaciones complejas entre variables, pero sus predicciones son difíciles de interpretar; los autores hablan del problema de la «caja negra». El método SHAP muestra cuánto pesa cada variable en una predicción concreta.

Los autores hicieron la ecografía en las 24 horas previas a la transferencia. Así, dicen, quedaba margen para retirar a una paciente no apta sin descongelar el embrión.

La pregunta: ¿se puede construir un modelo de aprendizaje automático, con la ecografía del endometrio y de la zona de unión más los datos clínicos, que prediga el embarazo clínico tras la transferencia de un embrión congelado y que además explique sus predicciones?

Los resultados

AUC de 0,793 en test, sin diferencia significativa con el modelo clínico

En la cohorte de test, el modelo de fusión A superó al radiómico (P = 0,034), pero no al clínico A (P = 0,057).

0,793
AUC del modelo de fusión A en la cohorte de test
0,861 en entrenamiento (IC95% 0,829⁠–⁠0,890). El IC del test no figura en el texto principal, solo en un material suplementario.
P = 0,057
Fusión A frente al modelo clínico A en test: diferencia no significativa
Clínico A: AUC 0,721 en test. Test de DeLong.
787 mujeres
Un solo centro, repartidas al azar en entrenamiento y test
550 y 237 · embarazo clínico del 57,8 % en ambas cohortes
OR 0,14
Embarazo clínico con embrión de grado 2 frente a grado 1, análisis multivariante
IC95% 0,07⁠–⁠0,27 · edad: OR 0,92 por año (0,88⁠–⁠0,96) · grosor: OR 1,12 por mm (1,02⁠–⁠1,22)

AUC de cada modelo, en entrenamiento y en test

Eje de 0,5 (predicción al azar) a 1 (predicción perfecta). No es un gráfico de efecto: no hay línea de nulidad. Los valores de test de estos cinco modelos llegan sin intervalo de confianza en el artículo.

Entrenamiento · n = 550 Test · n = 237
Clínico B · edad y grosor endometrial
Entrenamiento
0,621
Test
0,704
Clínico A · edad, grosor y grado embrionario
Entrenamiento
0,680
Test
0,721
Radiómico · red neuronal sobre la ecografía
Entrenamiento
0,814
Test
0,764
Fusión B · rad score, edad y grosor
Entrenamiento
0,837
Test
0,778
Fusión A · modelo final · rad score, edad, grosor y grado embrionario
Entrenamiento
0,861
Test
0,793
0,5 · azar1

Modelo final (fusión A): XGBoost con el rad score (la puntuación radiómica) más edad, grosor endometrial y grado embrionario. Los modelos B excluyen la calidad del embrión. Dónde sí hubo diferencia significativa en test: fusión A frente al radiómico, P = 0,034. En entrenamiento, fusión A superó a todos (P < 0,001).

Por grado del embrión (Tabla 4): con embriones de grado 1, fusión A obtuvo 0,781 en test (IC95% 0,715⁠–⁠0,841), frente a 0,698 (0,626⁠–⁠0,772) del clínico A (P = 0,063); sensibilidad 0,731 y especificidad 0,707. Con grado 2, 0,766 (0,524⁠–⁠0,956) frente a 0,762 (0,530⁠–⁠0,933), P = 0,976. El subgrupo de grado 2 es pequeño: 48 y 12 embriones en entrenamiento, 18 y 7 en test (no embarazadas y embarazadas).

Ver los algoritmos probados para el modelo radiómico
AlgoritmoAUC entrenamientoAUC test
Regresión logística0,653 (0,604⁠–⁠0,699)0,661 (0,594⁠–⁠0,730)
XGBoost0,810 (0,776⁠–⁠0,845)0,695 (0,632⁠–⁠0,758)
Red neuronal (elegida)0,814 (0,777⁠–⁠0,848)0,764 (0,698⁠–⁠0,822)

Se probaron 5 algoritmos (Tabla 2); aquí van tres. La red neuronal tuvo el mejor AUC en las dos cohortes y generó el rad score de cada paciente.

El método

Cómo se hizo

1

A quién se incluyó

De agosto de 2023 a marzo de 2024, 5126 mujeres recibieron tratamiento en el centro. Se reclutaron 844 que eligieron transferencia de embriones congelados y aceptaron participar.

Se excluyeron 57 (27 por derrame uterino, 17 sin transferencia y 13 con datos incompletos). Quedaron 787, todas con un solo embrión transferido.

2

La transferencia

Ciclo natural, con monitorización desde el día 10⁠–⁠12, o ciclo sustituido: valerato de estradiol 2 mg dos veces al día y, con el endometrio por encima de 8 mm, progesterona intramuscular 60 mg al día y didrogesterona 10 mg dos veces al día.

Transferencia de blastocisto descongelado 5 días después de la ovulación o del inicio de la progesterona.

3

La ecografía y el modelo

Ecografía transvaginal en las 24 h previas a la transferencia, de 6 min como máximo: grosor, patrón, doppler, volumen 3D. Sobre la imagen del endometrio y de la zona de unión se extrajeron 1409 rasgos radiómicos; tras descartar los poco reproducibles (ICC < 0,75) y los redundantes, quedaron 22.

Con ellos, una red neuronal generó el rad score. El modelo de fusión lo combinó con edad, grosor y grado del embrión.

4

Cómo se midió

Desenlace: embarazo clínico, con latido fetal en la ecografía de las 4⁠–⁠5 semanas tras la transferencia. Los modelos se compararon por AUC con el test de DeLong y con curvas de decisión.

SHAP explica cada predicción. En los dos casos de ejemplo del artículo, el modelo dio un 9,4 % de probabilidad a una paciente que no se quedó embarazada y un 81,2 % a una que sí.

La letra pequeña

Lo que los autores reconocen de su propio trabajo

Estas son las limitaciones que señala el artículo, en el apartado final de la discusión.

Un solo centro y solo congelados

El modelo was trained and tested in a single reproductive centre, and samples from multiple centres are needed for further validation.

Tampoco incluye transferencias en fresco, que los autores consideran worth studying.

Pocos embriones de peor calidad

The sample size of individuals undergoing non-high-quality embryo transfers was insufficient. Anuncian que en el futuro incluirán más participantes de ese grupo.

Contorno trazado a mano

La región de interés se dibujó manualmente sobre cada imagen, which is time-consuming and may introduce subjective bias. Proponen estudiar la segmentación automática.

Embarazo clínico, no recién nacido vivo

El desenlace fue el latido en el primer trimestre, and the final live birth rate needs further study.

Financiación y conflictos. Lo financió el Research Fund Project of Anhui Institute of Translational Medicine. Los autores declaran no tener conflictos financieros ni comerciales. Los datos están disponibles bajo petición.

«Se ha desarrollado un nuevo modelo radiómico clínico basado en la ecografía que abre una nueva dirección para predecir el embarazo clínico tras la transferencia de embriones congelados. Al explicar el modelo con el método SHAP, los clínicos pueden comprender mejor qué contribuye al resultado en cada paciente y decidir mejor antes de la transferencia. Se esperan más estudios prospectivos multicéntricos para obtener evidencia más sólida.»

«A new clinical ultrasound-based radiomics model was developed that provides a new direction for predicting the occurrence of clinical pregnancy following FET. By explaining the model via the SHAP method, clinicians may better comprehend the contributors to the outcomes of FET in individual patients, and make better decisions before FET. More multicentre prospective studies are expected to obtain more robust evidence for the clinical use of this ultrasound-based radiomics model in subsequent studies.»

Xu F et al. Reproductive BioMedicine Online, 2025. Apartado «Conclusions». La traducción al castellano es nuestra.

Lo que no cuadra

Incoherencias internas del artículo

Las señalamos tal cual aparecen, sin corregirlas por nuestra cuenta.

  • Superior también en test. La discusión afirma que el modelo de fusión A superó a los demás en entrenamiento y en test. Los resultados dicen que en test la diferencia con el clínico A no fue significativa (P = 0,057).
  • El valor medio de gris. Los métodos lo cuentan entre los predictores independientes. En la Tabla 3 no lo es en el multivariante (OR 1,03; 0,99⁠–⁠1,06; P = 0,112), y el modelo final no lo usa.
  • Qué se predice. El título habla de «reproductive outcomes» y la introducción, de la tasa de implantación. El único desenlace medido es el embarazo clínico.
  • Estable en todos los grados. Resultados y discusión describen un rendimiento robusto con embriones de grado 1 y de grado 2. El subgrupo de grado 2 es el que los propios autores declaran insuficiente, y su intervalo en test va de 0,524 a 0,956.
  • El diagrama de flujo. Las casillas de inclusión (1901) y de exclusión (1057) no explican por sí solas el paso de 5126 a 844 mujeres, y el texto no lo aclara.
  • Erratas en la Tabla 1. Tres rangos intercuartílicos no son posibles tal como están impresos: los de la edad y del valor medio de gris de las no embarazadas, y el del índice de flujo, en entrenamiento.
  • Lo que falta o no encaja. Los métodos anuncian la sensibilidad de los algoritmos, pero la Tabla 2 no la da. El pie de la Tabla 3 habla de medias y desviaciones en una tabla de odds ratios. El mensaje clave de la primera página describe el modelo con edad, grosor y grado, sin el rad score, que según la Figura 5 es la variable que más pesa.

Para citarlo

La referencia

Xu F, Ma Q, Lai P, Hu L, Gao C, Xu Q, Fang Y, Guo Y, Yao W, Zhang C. An explainable ultrasound-based machine learning model for predicting reproductive outcomes after frozen embryo transfer. Reprod Biomed Online. 2025;50(5):104743. doi:10.1016/j.rbmo.2024.104743

Leer el artículo original · Acceso abierto bajo licencia CC BY-NC-ND
Ver también en la serie. Sobre la explicabilidad de los modelos, la explicabilidad de la IA en reproducción asistida. Otro modelo predictivo, con un desenlace distinto (recién nacido vivo acumulado): aprendizaje automático en baja reserva. Y el marco general: IA en medicina reproductiva, ¿esperanza o exageración?
Esta ficha se ha elaborado sobre el artículo original, sin añadir datos ni interpretaciones ajenas al texto. Cada cifra se ha verificado contra las tablas y figuras del artículo antes de maquetarla. Los resultados de los estudios que el artículo cita se han dejado fuera. Enlaza al artículo para quien quiera leerlo completo.
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