人工智能系统在识别精子方面优于医学专家

AI行业新闻1年前 (2023)发布 yundic
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悉尼科技大学(UTS)的研究人员开发了一种人工智能工具,可以比医学专业人员更快、更准确地识别严重不孕症男性的精子。

该研究在欧洲人类生殖和胚胎学学会(ESHRE)第39届年会上发表。研究小组展示了一种人工智能,可以帮助精子有限的男性父亲生孩子。

目前,这些患者必须接受摘除部分睾丸的手术,胚胎学家手动从其中提取精子。这些精子然后被用来通过胞浆内单精子注射(ICSI)治疗使配偶的卵子受精。

目前的过程是费力和耗时的,通常需要长达6个小时,并可能导致疲劳,影响精子识别的准确性。

这个过程有很高的失败率,并且经常需要重复。

这项由UTS生物医学工程学院的Majid Warkiani教授领导的研究提出了一种名为SpermSearch的人工智能工具,可以加速这一征税过程。

主要作者戴尔·戈斯是一名博士生,他说:“这个工具有能力让那些几乎没有机会生下自己亲生孩子的患者增加机会。”

他补充说,“该算法改进了几十年来没有更新的过时方法。它将确保快速识别样本中的精子,这不仅将增加夫妇怀上自己的亲生孩子的机会,还将减少对精子的压力,提高实验室的效率。

它是如何工作

研究人员强调,大约1%的男性,约5%寻求生育治疗的夫妇患有非阻塞性无精子症(NOA)—一种严重的不孕症,其特征是精液中缺乏精子。

胚胎学家目前通过精心粉碎组织样本,并用镊子或细针分离来识别ICSI的精子。然后,任何精子都被释放到一种特别准备的液体中,放在培养皿中,并在显微镜下进行分析。由于来自其他细胞和颗粒的污染,这个过程具有挑战性,如果胚胎学家错过了精子,成功率就会降低。

人工智能支持的精子搜索工具旨在加快这一过程。该团队使用数千张带有精子标记的显微镜图像来训练人工智能算法。人工智能工具学会了通过图像分析来识别精子的样子。

研究小组使用了7名被诊断为NOA的患者的健康精子样本和睾丸组织样本进行测试。

这些患者年龄在36至55岁之间,之前曾在诊所接受过手术精子回收,并捐赠了准备用于精子回收但未使用的剩余组织。

然后,人工智能系统与胚胎学家进行了一次精子识别和准确性的时间试验。人工智能在每个液滴区域中识别出精子,所用时间不到胚胎学家所用时间的千分之一。它发现了60多个精子,每个可见液滴区域比胚胎学家准确5%。

然而,研究人员警告说,他们的研究是基于概念验证测试,需要进行临床试验以确保该技术在精子检测中的有效性和性能。

ESHRE教授兼主席卡洛斯·卡尔哈兹-豪尔赫没有参与这项研究,他说:“对于被诊断为非梗阻性无精子症的男性来说,从睾丸提取精子进行ICSI是生下亲生孩子的唯一现实机会。这是一项关于人工智能在经历这种不育症的男性中寻找健康精子的初步研究。在显微镜下从睾丸活检组织的碎片中找到健康的精子可能是一个艰巨的过程。利用人工智能让这一过程更快、更准确的前景非常有趣。我们需要看到更多的研究来建立在这些结果的基础上。

人工智能在医学上的作用是公认的,但在过去的两个月里,人们见证了一系列极具前景的研究。

例如,人工智能正在增强MRI图像,帮助牙医开发牙冠,检测婴儿视网膜疾病,从ECG检测心脏病,并加快药物开发。

虽然所有这些应用都需要经过广泛的临床试验,但人工智能肯定会在未来的医学中发挥核心作用。

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