医生们花了两天都没找到精子，AI一小时就提取了44个。
撰文丨凌 骏
责编丨汪 航
近日，美国哥伦比亚大学生育中心报告，医生们通过人工智能技术，成功让一对夫妇拥有了第一个孩子。
此前的18年，罗西（化名）和丈夫走访了全球各地的生育中心，多次尝试试管婴儿技术，但均因男方的无精 子 症而失败。直到研究人员开发出了一套全新的 AI 系统，实现“大海捞针”，能在异常的精液中，捕捉到极其稀少的健康精子。
系统在精液样本中捕捉到了一颗精子
不仅仅是识别，“这套系统还能自动‘抓取’精子，动作异常‘轻柔’，被分离提纯的精子很快就可以用来使卵子受精。”该技术的发明者、哥伦比亚大学生育中心主任泽夫·威廉姆斯博士表示。
四川大学 华西第二医院 生殖男科主任李福平告诉“医学界”，这一发明具有重大的临床意义，“快速 找到隐匿性精子症患者精液里的 健康精子， 提取它并最后还能用于受精。在不孕不育的诊疗上， 人工 智能 未来将 发挥重要 作用。”
找到那颗精子
相关统计数据显示，全球约有1.65亿人受不孕不育影响，其中归因于男方或伴侣双方的占到50%。无精子症在男性中的发病率约为1%，占所有男性不育患者的10% - 15%。
“无精子症是男性不育中最复杂的一种疾病，又分为 梗阻性无精 子 症 、 非梗阻性无精子症，另外还有一种是 隐匿性 精子症 。”李福平告诉“医学界”， “无论是哪种类型，若医生始终无法在精液中找到精子， 则需要依赖睾丸穿刺，或者切开睾丸、显微取精的方式获得精子，从而才能完成辅助助孕。”
“但这种方式终归是有侵入性的操作，患者需要住院，涉及一系列医疗护理，同时成功率也视不同患者实际情况而不同，总体在50%左右。”李福平说。
据《时代周刊》报道，为了能顺利怀孕，罗西和丈夫试遍了各种方法，除了手术取精，他们还曾计划参与一些有争议的精子提取研究，需要用到一些可能损伤精子的化学物质。
走投无路之际，罗西夫妇得知哥伦比亚大学开发了一种名为“ 精子追踪与恢复（STAR） ” 的新技术 ，能通过 AI 、高速成像和机器人技术，帮助无精子症患者家庭实现生育。
研究人员介绍，这套系统的研发共耗时5年，团队先通过大量的数据，训练 AI 如何识别“正常精子”，之后植入了算法的芯片会和一根细管相连。遇到精液样本、启动仪器，显微镜上装载的 高速摄像机 迅速 扫描样本 ，一旦发现精子细胞， 系统 便 立即 吸走它并转移至 培养基中 。
在投入使用前，为了测试有效性，研究人员还找来了一些即将被医生们放弃的精液样本，“生殖专家在这些样本上费了老大的力气，他们不想被机器‘抢了风头’。”威廉姆斯说，在其中一个样本中，医生们花了两天都没找到精子， AI 系统一小时就提取了44个。
“正常人每次射精最多能有近2亿个精子，但有些患者可能只有十几，甚至几个，医生用肉眼去找，难度可想而知。”李福平告诉“医学界”，临床工作中，他也会碰到在首诊时帮患者看到了精子，之后却又再也找不到的情况。
人工智能是罗西夫妇最后的希望。今年3月，他们成为了该系统的第一例受益者。
当天，在罗西丈夫的精液样本被取走后，经快速扫描和识别，系统立即 找到了 3 个“ 隐藏”的 精子 。仅不到2小时，研究人员就通知他们，精子已被顺利提 取， 并由医生完成了和卵子的受精，几天内就能移植到罗西的子宫。
18年失败的尝试经历，仅仅两小时就宣告终结。“ 每天早上醒来 ， 我 都不敢相信这是真的 ， 直到 看一眼 扫描结果，我才 确信 自己怀孕了。” 罗西在接受采访时表示，目前她 已怀孕四 个月 ， 正 在接受标准的产科护理，所有迹象都表明孕期进展顺利。
人工智能辅助生育
这不是学界第一次尝试利用人工智能来帮助无精子症患者。
此前，加拿大 不列颠哥伦比亚大学 的研究人员也开发了一套类似的 AI模型， 能 在 无精子症患者的精液样本中 自动 寻找稀有 的 精子 。
事实上， 男性精子质量的逐年下降已是不争的事实。西安交通大学生殖医学中心等机构的学者 曾 在一项研究中指出，1981年至201 9 年近40年间，中国健康男性的精子浓度和总数分别下降了36.95%和28.13%。
虽然通过 AI 提取“稀有精子”的逻辑相对清晰，但李福平告诉“医学界”，“要从2~ 10 毫升的 无精子症 精液 样本中，准确捕捉到可能仅有的 十几个 健康 精子 ， 中间到底是如何‘从 大海里捞 到这根 针 的’，存在着极大的技术难点。”
据李福平介绍，针对男性不育相关疾病，他和团队也正在利用 AI 技术展开一系列研究。自2020年起，李福平团队测量了我国 1856个 健康男性的正常形态 精子 ，随后利用大数据分析，全球首次 报道了亚洲正常生育男性的精子头部尺寸参考值 。
同时，这一技术也在去年实现了转化。2024年，李福平团队开发的相关设备落地，能对不育男性的精子质量进行自动化分析，“如果未来也能结合‘自动提取’技术，先分析诊断，再让 AI 去找到样本中‘最好的精子’，会有更多不育家庭将从中受益。”
值得一提的是，不仅仅是针对男性不育， AI 技术发展如火如荼，在整个辅助生殖领域，都在不断革新着传统的诊疗方式和理念。
今年4月10日，利用人工智能技术，美国科学家宣布 在3700公里外 ，用 遥控让一名40岁的妇女怀孕并产下一名健康男婴 。据了解，这一系统能远程完成辅助生殖精子注射中的23个阶段， 优化 了 注射时间 ，实现了操作标准化。
而当精子和卵子在体外形成胚胎后，复旦大学附属中山医院生殖医学中心主任董曦告诉“医学界”，目前她和团队正在开发一套AI系统，有望实时判断胚胎的发育状态。
“目前，医生们需要通过胚胎活检，也就是第三代试管婴儿技术，来鉴别胚胎的健康情况，但这不可避免需要在胚胎上进行一系列操作。”
董曦说， “如今 ， 我们结合影像形态学和遗传等数据，利用AI分析胚胎的发育潜能、是否存在染色体疾病等，并提供客观的评估指标，把最具发育潜能的胚胎找出来，再移植到母亲体内。这不仅能极大提高辅助生殖的成功率，还有望大大降低相关医疗成本。”
在罗西怀孕后，威廉姆斯博士表示，无精子症 只是人工智能可以解决的众多不孕不育问题之一 ，“ 随着 AI 技术发展 ， 我们还能攻克更多难题，通过不断 开发 全新的 技术，让那些被告知 ‘ 没有机会生育 ’ 的人， 能 拥有健康的孩子。”
参考文献：
1.陈益民,胡希,刘洋.人工智能在男性不育领域的应用进展[J].四川大学学报(医学版),2025,56(02):563-570.
2.Doctors Report the First Pregnancy Using a New AI Procedure，https://time.com/7291154/doctors-report-first-pregnancy-new-ai-procedure/
3.Lv MQ, Ge P, Zhang J, Yang YQ, Zhou L, Zhou DX. Temporal trends in semen concentration and count among 327 373 Chinese healthy men from 1981 to 2019: a systematic review. Hum Reprod. 2021 Jun 18;36(7):1751-1775. doi: 10.1093/humrep/deab124. PMID: 34046659.
来源：医学界
校对：臧恒佳
编辑：张金金
值班编辑：汪航
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