Fertiliteitszorg Het aantal mensen met vruchtbaarheidsproblemen stijgt en een ivf-behandeling kost veel tijd en capaciteit. Daarom wordt gehoopt dat kunstmatige intelligentie kan bijdragen aan efficiëntere zorg en lagere kosten. Patiënten grijpen elke hoop op een grotere kans op een zwangerschap aan. Maar artsen hebben ook twijfels.
Labhoofd Margarida Santos bekijkt in het ivf-centrum in het Dijklander Ziekenhuis timelapsebeelden van embryo’s.
In haar woonkamer, tussen de geboortekaartjes en stapels babykleertjes, laat Samantha de Heij (39) een filmpje van haar toen nog ongeboren baby zien. „Dit is Joia”, zegt ze trots. Op het scherm is een ’timelapse’ van een embryo te zien: een klompje cellen vermenigvuldigt zich op hoge snelheid.
Acht jaar lang draaide het leven van De Heij om één ding: zwanger worden. Dat kostte „bloed, zweet en tranen”, zegt ze. Er waren twintig kunstmatige pogingen nodig voordat een zwangerschap aanhield. Dat betekende jarenlang elke paar maanden hormoonstimulaties, puncties, embryo-terugplaatsingen en talloze ziekenhuiscontroles. Aan opgeven dacht ze nooit. „Ik had er alles voor over. Bij wijze van spreken een moord.”
In haar traject werd uiteindelijk kunstmatige intelligentie (AI) ingezet om het ‘beste’ embryo te selecteren. In het ivf-lab werden continu foto’s gemaakt van de embryo’s, die zich in een petrischaaltje ontwikkelden. Een algoritme gaf elk embryo een score. Hoe hoger de score, hoe groter de kans op een succesvolle zwangerschap. Althans, dat is de belofte van ontwikkelaars van de technologie.
Het is een belofte die aanspreekt. Vier van de zestien Nederlandse ivf-laboratoria werken al met AI. Nog eens vijf beschikken over een ’timelapse-incubator’, die continu beelden maakt en waarop AI kan worden toegepast, en zijn daarmee feitelijk een stap verwijderd van gebruik van de technologie.
In de fertiliteitsindustrie betekent zelfs een kleine verbetering in de kans op een succesvolle zwangerschap veel. Al twintig jaar hangt het gemiddelde succespercentage van ivf-behandelingen rond de 30 procent, volgens cijfers van de Nederlandse Vereniging voor Obstetrie en Gynaecologie (NVOG). Wereldwijd kampt een op de zes stellen met vruchtbaarheidsproblemen. En hoewel ongeveer een op de dertig baby’s in Nederland via ivf geboren wordt, blijft het een arbeidsintensief, onzeker en grotendeels handmatig proces.
In Nederland hoeven klinieken hun patiënten niet, zoals in veel andere landen, op een commerciële manier te werven. Wel zijn ook hier enkele ivf-klinieken in handen van private equity. Fertiliteitszorg is een groeiende, internationaal opererende industrie.
Aanvankelijk was De Heij sceptisch over AI, „een beetje wantrouwend ook.” Maar uiteindelijk zag ze vooral de meerwaarde. „Als het kan helpen, waarom niet? Je grijpt alles aan.”
De roep om verbetering is zo groot dat AI al wordt omarmd zonder bewijs dat het werkt. Geen enkel wetenschappelijk onderzoek laat zien dat de toepassing van AI de slagingskans van een ivf-cyclus daadwerkelijk vergroot. Desondanks doen Nederlandse klinieken al grote investeringen in apparatuur. „Mensen willen te graag geloven dat het werkt”, zegt Dorit Kieslinger. Als klinisch embryoloog bij het Amsterdam UMC doet zij onderzoek naar embryoselectie. In haar promotieonderzoek – een van de grootste studies wereldwijd op dit gebied – toonde ze aan dat timelapse-techniek in combinatie met een algoritme de kans op zwangerschap bij ivf niet verhoogt, maar wel duurder is.
Op congressen ziet zij hoe de beroepsgroep overspoeld wordt met veelbelovende AI-resultaten in de fertiliteitszorg, meestal gebaseerd op vergelijkingen achteraf. Deze studies geven aanwijzingen dat iets mogelijk beter werkt, maar zijn geen hard wetenschappelijk bewijs.
Labhoofd Margarida Santos van het ivf-centrum van het Dijklander Ziekenhuis in Purmerend.
AI wordt binnen de fertiliteitsindustrie omarmd als een gouden toekomst. „Klinieken willen de boot niet missen”, aldus Kieslinger. Ze waarschuwt voor overhaaste introductie van nieuwe, vaak duurdere technologieën, gedreven door opgeblazen verwachtingen. Kieslinger benadrukt het belang van goed onderzoek dat de meerwaarde afweegt tegen de kosten, om de ivf-zorg ook in de toekomst toegankelijk te houden. „We moeten voorkomen dat het aantal vergoede ivf-behandelingen opnieuw ter discussie komt te staan, zoals in 2012, doordat we dure technologieën invoeren die niet effectief zijn.”
Klinisch embryoloog en labhoofd Margarida Santos runt in het Dijklander Ziekenhuis in Purmerend het jongste ivf-centrum van Nederland, geopend in februari 2021. Sinds een jaar werkt zij daar met AI bij embryoselectie.
Terwijl ze langs een muur vol babykaartjes van dankbare oud-patiënten loopt – „die vervangen we regelmatig, anders past het niet!” – bereidt ze zich voor op het lab. Ze trekt beschermende kleding aan en doet haar ringen af. Parfum is uit den boze, omdat het de embryo’s kan verstoren. Deodorant mag wel, lacht ze. „Anders is het zo onprettig voor collega’s.”
In een kleine ruimte vol microscopen en schermen staat de timelapse-incubator. Net als andere incubators houdt die embryo’s op lichaamstemperatuur, maar dit apparaat maakt daarbij elke tien minuten een foto. Er zitten zestien kleine vakjes in, met plaats voor zestien petrischaaltjes. Bij een ivf-poging worden meerdere eicellen met een spermacel bevrucht en enkele dagen in een petrischaaltje opgekweekt. Eén embryo wordt na drie tot vijf dagen teruggeplaatst in de baarmoeder, andere kansrijke embryo’s worden ingevroren.
„Groen is teruggeplaatst, blauw is ingevroren en rood is weggegooid”, wijst Santos aan op het scherm met de timelapsebeelden van de embryo’s van een koppel. In zwart-wit en versneld bewegen de ronde klompjes met tientallen cellen: sommige klompjes groeien, andere klappen in elkaar.
Het AI-systeem analyseerde duizenden beelden en vergeleek die met historische gegevens over terugplaatsingen en zwangerschappen. Het probeert uit veel data patronen te herkennen die de levensvatbaarheid voorspellen. Op basis daarvan rolt er voor de huidige embryo’s een score uit van 0 tot 10. Welk patroon het systeem herkent en waarop de score precies is gebaseerd, blijft ondoorzichtig. Zo werkt AI nu eenmaal: het is een ‘blackbox’, waardoor niet exact te achterhalen is hoe een uitkomst tot stand komt.
„We kiezen vooralsnog zelf welke embryo wordt teruggeplaatst, maar AI geeft soms advies dat we zelf niet hadden verwacht”, zegt Santos. De embryologen beoordelen de embryo’s onder meer op basis van celdelingen. Maar er is nog veel onduidelijk over embryo-ontwikkeling. Van het AI-advies wil ze leren. Misschien pikt AI nog niet ontdekte kenmerken op die de kans op succes vergroten.
Hoeveel het AI-apparaat dat ze gebruikt precies kost, wil Santos niet zeggen, maar „zoveel als een Tesla, en niet het goedkoopste model”. Daar komen de onderhoudskosten nog bovenop, „de hoogste van het lab”. Dus ze is blij dat de investeringscommissie van het ziekenhuis haar aanvraag heeft goedgekeurd.
Waarom hierin investeren, terwijl overtuigend bewijs ontbreekt? Santos zegt in innovatie te geloven en vindt het belangrijk daarin te investeren. „Misschien werkt het nu nog niet, maar bij ontwikkeling wel.” Ze wil daarin vooraan staan. Ook om te voorkomen dat andere landen die wel investeren een voorsprong halen, waardoor patiënten naar het buitenland reizen terwijl zorg dicht bij huis volgens het ziekenhuis het fijnst is voor de patiënt.
De incubator houdt embryo’s op lichaamstemperatuur, en maakt daarbij elke tien minuten een foto.
Er is bovendien hoop op veel meer toepassingen met AI, volgens een deel van de Nederlandse embryologen. Embryoloog in het Maastricht UMC Edith Coonen is ervan overtuigd dat AI uiteindelijk alle losse puzzelstukjes in de volledige ontwikkeling van eicel tot embryo kan analyseren, en zo een totaalbeeld vormt dat mensen door de hoeveelheid data niet handmatig kunnen overzien.
Gynaecoloog Walter Kuchenbecker, verbonden aan de AI-groep van de NVOG, ziet ook een „gigantisch potentieel” om behandelingen persoonlijker af te stemmen op de patiënt. In iedere stap is veel data beschikbaar, dat leent zich goed voor AI. Ook bij hormoonstimulatie – onderdeel van de ivf-behandeling om bij patiënten meerdere eicellen tegelijk te kunnen rijpen – zou het helpen om sneller tot de juiste dosis, timing en het type medicatie te kunnen komen.
Maar dat is nog toekomstmuziek. AI verhoogt de succeskansen bij ivf nog niet aantoonbaar. Er zijn zelfs twijfels over mogelijke schade die het kan aanrichten.
Volgens Stefan Buijsman, universitair hoofddocent Responsible AI aan de TU Delft, schuilt in het toepassen van AI in embryoselectie een groot risico van algoritmische vooringenomenheid. „Een model kan structureel bepaalde typen embryo’s bevoordelen, of beter werken voor patiëntgroepen waarop het is getraind.” Buijsman wijst erop dat de invloed van AI in de toekomst bovendien verder kan gaan dan enkel het beoordelen van de levensvatbaarheid van embryo’s.
AI verschilt fundamenteel van andere technologie in de fertiliteitszorg: het ondersteunt niet alleen, maar kan in potentie ook keuzes overnemen. Nu functioneert AI in Nederland nog als ondersteuning van de embryoloog, maar alleen al de aanwezigheid van een AI-advies beïnvloedt het menselijke oordeel, zegt Buijsman. „Afwijken van het advies vraagt om extra uitleg en verantwoording, wat de drempel verhoogt om een andere keuze te maken.”
Internationale voorbeelden tonen aan hoe snel de grenzen binnen de fertiliteitsindustrie kunnen opschuiven. In de Verenigde Staten gebruiken sommige bedrijven AI in combinatie met genetische tests om embryo’s te selecteren op het risico op ziektes als Alzheimer, maar ook op eigenschappen als oogkleur of intelligentie.
Vanuit de VS zijn bedrijven als Nucleus Genomics internationaal actief, die ivf-embryo’s uitgebreid screenen en spreken over het einde van de ‘genetische loterij’ en het krijgen van je ‘beste baby’. Gesteund door Silicon Valley-investeerders beloven zij controle op basis van DNA – terwijl veel eigenschappen, zoals intelligentie, daar niet eenduidig uit zijn af te leiden.
Ethicus Tsjalling Swierstra van de Universiteit Maastricht vraagt zich dan ook af: „Hoeveel controle is goed voor ons? Moeten we een designerbaby willen?” Ook speelt de vraag in wiens handen deze technologieën vallen en wat dat betekent.
Edith Coonen is naast embryoloog in het Maastricht UMC ook landelijk coördinator PGT, een genetische test waarbij ivf-embryo’s vóór terugplaatsing op erfelijke aandoeningen worden onderzocht. Ze vertelt dat hun lab ook een timelapse-incubator heeft aangeschaft, vanwege flexibiliteit. Zo hoeven analisten niet langer in het weekend te komen voor vaste momenten van celdelingen. Ze kunnen de beelden later terugkijken. Maar de bijbehorende algoritmes gebruiken ze nog niet.
Hoewel Coonen de potentie van AI in de fertiliteitszorg erkent, blijft ze voorzichtig. Ze maakt zich zorgen over hoe je een systeem dat zichzelf traint, goed kan blijven controleren. Inmiddels is er in het Maastrichtse onderzoeksteam een promovenda die onderzoekt wat AI in deze sector kan betekenen en aan een eigen model werkt. „Door een route te kiezen waar we zelf aan meebouwen, weet je beter wat je erin stopt en eruit haalt”, zegt Coonen.
Omdat een ivf-behandeling veel tijd en capaciteit van zorgverleners vraagt, en het aantal mensen met vruchtbaarheidsproblemen stijgt, is de hoop dat AI op termijn kan bijdragen aan efficiëntere zorg en lagere kosten. Maar Maura Leusder, die aan de Erasmus Universiteit promoveerde op kostenefficiëntie van ivf-klinieken, ziet vooral een groot risico in de belofte van AI in de fertiliteitszorg. Ze vreest dat „klinieken AI als efficiënter beschouwen dan het is en afhankelijker worden van machines, software en leveranciers, die duur zijn”.
Afhankelijkheid van AI kan ten koste gaan van menselijke vaardigheden, waarschuwt ze. Embryologen werken nu met zeer kleine instrumenten onder een microscoop, wat heel precieze hand-oogcoördinatie vereist. „Het is een behendigheid die je moet blijven trainen.” Die routine verdwijnt als (een deel van) het proces wordt uitbesteed aan AI. In de VS zijn al sterk geautomatiseerde ivf-labs waar honderden handmatige stappen zijn overgenomen.
Volgens Leusder vragen patiënten in Nederland al meer naar AI, gynaecoloog Kuchenbecker merkt het op zijn spreekuur nog niet. Zeker is wel dat de wereldwijde markt profiteert van de, vaak kwetsbare, ivf-patiënten die hopen op een zwangerschap. Ethicus Swierstra sluit niet uit dat in de toekomst bedrijven zich rechtstreeks richten tot de wensouders in plaats van de ziekenhuizen. Patiënten reizen nu al naar het buitenland voor fertiliteitsbehandelingen, bijvoorbeeld na meerdere mislukte pogingen in Nederland of omdat zij behandelingen zoeken die hier niet of minder snel worden aangeboden, zegt Swierstra.
Ook Kuchenbecker ziet dat „fertiliteitszorg internationaal big business” is. „Het is een gigantisch verdienmodel.”