Resumen:
Hyperresponsiveness to controlled ovarian stimulation presents a significant clinical challenge in in vitro fertilization (IVF) due to the coexistence of clinical risks and the difficulty in individually estimating implantation probability. This project aims to develop and evaluate a predictive model based on explainable machine learning to estimate the clinical implantation probability in patients with ovarian hyperresponsiveness, integrating clinical, endocrine, and embryological variables. The hypothesis is that combining nonlinear models, clinical interpretability, and probabilistic calibration improves the usefulness of predictions for medical decision-making.
A retrospective observational study was conducted using anonymized clinical and embryological data provided by Clínica NeoVita, a private assisted reproduction center located in São Paulo, Brazil. The analysis was performed on a final cohort of 1,479 patients with complete and validated clinical and embryological records. Of these, 884 corresponded to patients with ovarian hyperresponsiveness and 559 to the control group. In the hyperresponsive group, 335 patients achieved pregnancy and 549 did not, while in the control group, 234 cases resulted in pregnancy and 325 did not.
The CatBoost model achieved solid discriminative performance with a ROC-AUC of approximately 0.84, with adequate probabilistic reliability and clinical interpretability. It is concluded that the developed model constitutes a potentially useful tool to support personalized clinical decisions in assisted reproduction.
Keywords: ovarian hyperresponsiveness; clinical implantation; in vitro fertilization; personalized reproductive medicine; explainable machine learning.
Descripción:
La hiperrespuesta al estímulo ovárico controlado representa un desafío clínico relevante en fertilización in vitro, debido a la coexistencia de riesgos clínicos y a la dificultad para estimar de manera individualizada la probabilidad de implantación. El presente proyecto tiene como objetivo desarrollar y evaluar un modelo predictivo basado en aprendizaje automático explicable que permita estimar la probabilidad de implantación clínica en pacientes con hiperrespuesta ovárica, integrando variables clínicas, endocrinas y embriológicas. Se plantea como hipótesis que la combinación de modelos no lineales, interpretabilidad clínica y calibración probabilística mejora la utilidad de las predicciones para la toma de decisiones médicas.
Se realizó un estudio observacional retrospectivo utilizando datos clínicos y embriológicos anonimizados proporcionados por la Clínica NeoVita, un centro privado de reproducción asistida ubicado en São Paulo, Brasil. El análisis se realizó sobre una cohorte final de 1.479 pacientes con registros clínicos y embriológicos completos y validados. De estas, 884 correspondieron a pacientes con hiperrespuesta ovárica y 559 al grupo control. En el grupo de hiperrespuesta, 335 pacientes lograron un embarazo y 549 no lograron dicho desenlace, mientras que en el grupo control se registraron 234 casos con embarazo y 325 sin embarazo.
El modelo CatBoost alcanzó un desempeño discriminativo sólido con un ROC–AUC en torno a 0.84, con adecuada confiabilidad probabilística e interpretabilidad clínica. Se concluye que el modelo desarrollado constituye una herramienta potencialmente útil para apoyar decisiones clínicas personalizadas en reproducción asistida.