全球精子数量下降，人工智能助力男性测试精子质量
来源：生物探索 2022-12-16 14:54
辅助生殖是一个相较新的行业，其发展至今不过40年左右，随着科学技术的发展，国产自主研发的重要性日益凸显，更期待有辅助生殖技术底蕴的公司在AI技术上的创新发展。
众所周知，人工智能（Artificial intelligence，AI）在医学领域的应用也取得了很大进展，在辅助生殖领域也不例外。现已有数以千计的胚胎数据库，有成千上万的配子、胚胎数据，通过分析可以知道什么样的配子、胚胎能够成功移植并分娩，并生下健康的宝宝，从而找出成功的指标，为胚胎和患者个体做出最优的决策。
上海市第一妇婴保健院现目前是国内比较热门的助孕生殖医院，医院每年接收约25000名孕妇，是上海接生新生儿数量最多的医院，受到了很多上海当地以及其他省市不孕不育患者的认可，之所以这么受欢迎还是因为医院做试管的成功率是比较高的，最高可达70%。近日，人工智能技术正运用到上海市第一妇婴保健院的精子质量检测和评估，创新系统使精子质量测试结果更加精确、准确、全面和快速。
图1 研究人员利用人工智能技术对精子进行自动评估和检查（图源：上海日报）
上海市第一妇婴医院生殖医学中心的杨浩表示：“这是一项完全自主研发的技术，可以识别和跟踪精子，传统方法依赖于实验室操作和观察，只能分析一种特定形态的精子，而精子是可以移动和翻转以显示不同的形态。我们的算法可以通过引入面部识别来验证精子的不同运动，从而达到更准确和客观的结果进入细胞识别。系统可以在活精子上达到90%的准确率，在低浓度、低活力和高度变形的精子上达到97%的准确率。”
图2 精子及其重要数据会快速显示在屏幕上（图源：上海日报）
该系统的另一个亮点是整个检查过程仅需一个半小时。这意味着患者可以立即得到报告并返回医生那里进行进一步的诊断和治疗。然而使用传统方法，患者需要等待大约一周才能拿到报告，患者需要二次到医院就诊，对患者来说很不方便，尤其是外省来上海就医的患者。
那么新技术的准确性如何呢？与传统方法进行研究比较，在三家医院共1000份样本中得到证实，新技术的准确性与传统方法相同，传统方法依赖于实验室工作人员对精子进行染色检查。杨浩表示：“在对精子进行染色观察时，这些精子会死亡，我们的系统不需要这个过程。对于精子数量极低的男性，在检查中选择质量相对较高的精子不会被浪费，可以用于体外受精等进一步的程序。”
除了上海市第一妇婴保健院正在使用的AI精子质量分析系统，贝康医疗也推出“智能化精子质量分析仪”搭载AI无损精子质量分析技术，可实现对精子全自动、高通量、无损、实时且高准确性的质量评估。
该精子质量分析仪通过自动聚焦高速动态成像系统，全方位拍摄精子在自然状态下的运动和形态。再通过多精子同步追踪算法，对活体精子视频中的每条精子做动态追踪，全面捕获精子多方位的形态图像。结合AI算法，挑选出活动力好且形态好的精子。
经过精心研发，新一代国产智能化无损精子质量分析仪借助后发优势已经实现在精子智能检测分析空白领域的全新突破。其搭载的AI无损精子质量分析技术不仅能帮助提高检测结果的客观性、可重复性和准确性，同时兼具全自动、高通量、无损、实时和便捷的优点，能够满足各医院生殖中心、男科、精子库对于精液检测不断增加的需求。
该项技术属于我国独立自主研发的、全球领先的全智能无损精子质量分析技术，做到了多个领域的从零到一的技术创新与突破，并填补了四项技术空缺：1.不能利用活精子做精子形态检测的空缺；2.无损伤性的精子形态捕获的技术空缺；3.缺乏智能的精子形态分析的空缺；4无法对于精子浓度、活动力及形态进行实时同步检测的技术空缺。
智慧医疗包括智慧技术、智慧服务和智慧管理。智能技术已经深入到医院临床服务的方方面面。包括机器人辅助手术，加上5G技术，让医生可以进行更精准、更精细的手术，也可以实现远程服务。
影像分析和人工智能技术能够预测癌症不同治疗方案的治疗效果，支持医生做出更全面、更完整的判断，智能科技大大提高了医疗诊疗效率。在放射科，利用AI对所有影像图片进行初筛评估。最终结果将由医务人员进行验证和确认。“人工智能系统检查一个病人只需要五六分钟，比医生快多了。”主任程杰军说。AI技术也被放疗科用来为癌症患者绘制放疗位置轮廓。整个过程从两个小时缩短到五到十分钟。
上海市第一妇婴保健院每年接收约25000名孕妇，是上海接生新生儿数量最多的医院，每位孕妇平均应到医院就诊16至18次，以进行挂号、产前检查及分娩。如何给他们更好的体验，减少他们每次就诊的等待时间，是一个挑战。
医院通过智能预订和评估系统实现的。孕妇平均每次就诊等候时间从68分钟缩短至16分钟。远程胎儿监护系统，让孕妇在家就可以进行检查，并将影像发送给医生，帮助将产前检查次数从18次减少到14次。
图3 上海市第一妇婴医院的医生进行机器人辅助手术（图源：上海日报）
上海市第一妇婴保健院胎儿医学科主任孙路明表示，在智慧医疗的帮助下，医生可以进行远程手术指导、远程超声检查甚至手术。“智慧医疗让上海的医生远程参与医疗，我可以用上海的系统给千里之外的孕妇做超声检查，指导那边的医生做手术。未来，我将能够在远程手术室操作机械臂直接进行手术。”
辅助生殖是一个相较新的行业，其发展至今不过40年左右，随着科学技术的发展，国产自主研发的重要性日益凸显，更期待有辅助生殖技术底蕴的公司在AI技术上的创新发展。同时，智慧医疗大幅提升医疗诊疗效率，智慧医疗也是大势所趋，将会被普及到更多的医疗诊疗系统中。
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