醫(yī)生們花了兩天都沒找到精子，AI一小時就提取了44個。

撰文丨凌 駿

責(zé)編丨汪 航

近日，美國哥倫比亞大學(xué)生育中心報告，醫(yī)生們通過人工智能技術(shù)，成功讓一對夫婦擁有了第一個孩子。

此前的18年，羅西（化名）和丈夫走訪了全球各地的生育中心，多次嘗試試管嬰兒技術(shù)，但均因男方的無精 子 癥而失敗。直到研究人員開發(fā)出了一套全新的 AI 系統(tǒng)，實現(xiàn)“大海撈針”，能在異常的精液中，捕捉到極其稀少的健康精子。

系統(tǒng)在精液樣本中捕捉到了一顆精子

不僅僅是識別，“這套系統(tǒng)還能自動‘抓取’精子，動作異常‘輕柔’，被分離提純的精子很快就可以用來使卵子受精。”該技術(shù)的發(fā)明者、哥倫比亞大學(xué)生育中心主任澤夫·威廉姆斯博士表示。

四川大學(xué) 華西第二醫(yī)院 生殖男科主任李福平告訴“醫(yī)學(xué)界”，這一發(fā)明具有重大的臨床意義，“快速 找到隱匿性精子癥患者精液里的 健康精子， 提取它并最后還能用于受精。在不孕不育的診療上， 人工 智能 未來將 發(fā)揮重要 作用。”

找到那顆精子

相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球約有1.65億人受不孕不育影響，其中歸因于男方或伴侶雙方的占到50%。無精子癥在男性中的發(fā)病率約為1%，占所有男性不育患者的10% - 15%。

“無精子癥是男性不育中最復(fù)雜的一種疾病，又分為 梗阻性無精 子 癥 、 非梗阻性無精子癥，另外還有一種是 隱匿性 精子癥 。”李福平告訴“醫(yī)學(xué)界”， “無論是哪種類型，若醫(yī)生始終無法在精液中找到精子， 則需要依賴睪丸穿刺，或者切開睪丸、顯微取精的方式獲得精子，從而才能完成輔助助孕。”

“但這種方式終歸是有侵入性的操作，患者需要住院，涉及一系列醫(yī)療護理，同時成功率也視不同患者實際情況而不同，總體在50%左右。”李福平說。

據(jù)《時代周刊》報道，為了能順利懷孕，羅西和丈夫試遍了各種方法，除了手術(shù)取精，他們還曾計劃參與一些有爭議的精子提取研究，需要用到一些可能損傷精子的化學(xué)物質(zhì)。

走投無路之際，羅西夫婦得知哥倫比亞大學(xué)開發(fā)了一種名為“ 精子追蹤與恢復(fù)（STAR） ” 的新技術(shù) ，能通過 AI 、高速成像和機器人技術(shù)，幫助無精子癥患者家庭實現(xiàn)生育。

研究人員介紹，這套系統(tǒng)的研發(fā)共耗時5年，團隊先通過大量的數(shù)據(jù)，訓(xùn)練 AI 如何識別“正常精子”，之后植入了算法的芯片會和一根細管相連。遇到精液樣本、啟動儀器，顯微鏡上裝載的 高速攝像機 迅速 掃描樣本 ，一旦發(fā)現(xiàn)精子細胞， 系統(tǒng) 便 立即 吸走它并轉(zhuǎn)移至 培養(yǎng)基中 。

在投入使用前，為了測試有效性，研究人員還找來了一些即將被醫(yī)生們放棄的精液樣本，“生殖專家在這些樣本上費了老大的力氣，他們不想被機器‘搶了風(fēng)頭’。”威廉姆斯說，在其中一個樣本中，醫(yī)生們花了兩天都沒找到精子， AI 系統(tǒng)一小時就提取了44個。

“正常人每次射精最多能有近2億個精子，但有些患者可能只有十幾，甚至幾個，醫(yī)生用肉眼去找，難度可想而知。”李福平告訴“醫(yī)學(xué)界”，臨床工作中，他也會碰到在首診時幫患者看到了精子，之后卻又再也找不到的情況。

人工智能是羅西夫婦最后的希望。今年3月，他們成為了該系統(tǒng)的第一例受益者。

當(dāng)天，在羅西丈夫的精液樣本被取走后，經(jīng)快速掃描和識別，系統(tǒng)立即 找到了 3 個“ 隱藏”的 精子 。僅不到2小時，研究人員就通知他們，精子已被順利提 取， 并由醫(yī)生完成了和卵子的受精，幾天內(nèi)就能移植到羅西的子宮。

18年失敗的嘗試經(jīng)歷，僅僅兩小時就宣告終結(jié)。“ 每天早上醒來 ， 我 都不敢相信這是真的 ， 直到 看一眼 掃描結(jié)果，我才 確信 自己懷孕了。” 羅西在接受采訪時表示，目前她 已懷孕四 個月 ， 正 在接受標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)科護理，所有跡象都表明孕期進展順利。

人工智能輔助生育

這不是學(xué)界第一次嘗試利用人工智能來幫助無精子癥患者。

此前，加拿大 不列顛哥倫比亞大學(xué) 的研究人員也開發(fā)了一套類似的 AI模型， 能 在 無精子癥患者的精液樣本中 自動 尋找稀有 的 精子 。

事實上， 男性精子質(zhì)量的逐年下降已是不爭的事實。西安交通大學(xué)生殖醫(yī)學(xué)中心等機構(gòu)的學(xué)者 曾 在一項研究中指出，1981年至201 9 年近40年間，中國健康男性的精子濃度和總數(shù)分別下降了36.95%和28.13%。

雖然通過 AI 提取“稀有精子”的邏輯相對清晰，但李福平告訴“醫(yī)學(xué)界”，“要從2~ 10 毫升的 無精子癥 精液 樣本中，準(zhǔn)確捕捉到可能僅有的 十幾個 健康 精子 ， 中間到底是如何‘從 大海里撈 到這根 針 的’，存在著極大的技術(shù)難點。”

據(jù)李福平介紹，針對男性不育相關(guān)疾病，他和團隊也正在利用 AI 技術(shù)展開一系列研究。自2020年起，李福平團隊測量了我國 1856個 健康男性的正常形態(tài) 精子 ，隨后利用大數(shù)據(jù)分析，全球首次 報道了亞洲正常生育男性的精子頭部尺寸參考值 。

同時，這一技術(shù)也在去年實現(xiàn)了轉(zhuǎn)化。2024年，李福平團隊開發(fā)的相關(guān)設(shè)備落地，能對不育男性的精子質(zhì)量進行自動化分析，“如果未來也能結(jié)合‘自動提取’技術(shù)，先分析診斷，再讓 AI 去找到樣本中‘最好的精子’，會有更多不育家庭將從中受益。”

值得一提的是，不僅僅是針對男性不育， AI 技術(shù)發(fā)展如火如荼，在整個輔助生殖領(lǐng)域，都在不斷革新著傳統(tǒng)的診療方式和理念。

今年4月10日，利用人工智能技術(shù)，美國科學(xué)家宣布 在3700公里外 ，用 遙控讓一名40歲的婦女懷孕并產(chǎn)下一名健康男嬰 。據(jù)了解，這一系統(tǒng)能遠程完成輔助生殖精子注射中的23個階段， 優(yōu)化 了 注射時間 ，實現(xiàn)了操作標(biāo)準(zhǔn)化。

而當(dāng)精子和卵子在體外形成胚胎后，復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心主任董曦告訴“醫(yī)學(xué)界”，目前她和團隊正在開發(fā)一套AI系統(tǒng)，有望實時判斷胚胎的發(fā)育狀態(tài)。

“目前，醫(yī)生們需要通過胚胎活檢，也就是第三代試管嬰兒技術(shù)，來鑒別胚胎的健康情況，但這不可避免需要在胚胎上進行一系列操作。”

董曦說， “如今 ， 我們結(jié)合影像形態(tài)學(xué)和遺傳等數(shù)據(jù)，利用AI分析胚胎的發(fā)育潛能、是否存在染色體疾病等，并提供客觀的評估指標(biāo)，把最具發(fā)育潛能的胚胎找出來，再移植到母親體內(nèi)。這不僅能極大提高輔助生殖的成功率，還有望大大降低相關(guān)醫(yī)療成本。”

在羅西懷孕后，威廉姆斯博士表示，無精子癥 只是人工智能可以解決的眾多不孕不育問題之一 ，“ 隨著 AI 技術(shù)發(fā)展 ， 我們還能攻克更多難題，通過不斷 開發(fā) 全新的 技術(shù)，讓那些被告知 ‘ 沒有機會生育 ’ 的人， 能 擁有健康的孩子。”

參考文獻：

1.陳益民,胡希,劉洋.人工智能在男性不育領(lǐng)域的應(yīng)用進展[J].四川大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)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.

來源：醫(yī)學(xué)界

校對：臧恒佳

編輯：張金金

值班編輯：汪航

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