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  近年来,我们能在许多行业中发现人工智能的应用,但医疗生殖行业似乎被这场科技进步所遗忘。一位曾测过三次精子数量,但每次结果都不一样的博士,发现男性生殖检查似乎一直在被忽视,由此带来的后果甚至会让他们的伴侣承担不必要的痛苦。于是,他发明了一个能够识别精子质量,还能做人工体外受精手术的 AI 机器人。

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  一次误诊带来的灵感

  个体企图改进整个产业的故事往往始于一段切身经历,穆罕默德·塔哈(Mohamed Taha)也不例外。他至今仍记得在确诊肾脏疾病的那一天(事后发现是误诊),医生建议塔哈尝试精子冷冻,以备后患。根据世界卫生组织(WHO)的标准,精液中正常的精子数量为 1500 万/毫升(m/ml)。塔哈的精子数只达到了这个标准的 15 分之一。

  忧心忡忡的塔哈选择做了复查。第二次检查的结果达到了令人满意的 2000 万/毫升,然而,第三次结果又让塔哈的心情跌入谷底——300 万/毫升。三次检查结果的巨大差异让塔哈感到困惑。如果使用同样的测量方法总能产生不同的结果,问题会不会出在测量方法上呢?

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  塔哈开始了对整个生殖行业的调查。他发现,这个圈子里问题重重:大部分生殖医院并没有聘请专攻男性泌尿外科的医生、对精子的检查方式基本不符合世界卫生组织规范、一些生殖医院仍在使用过时老旧的装置进行人工估算……当时,塔哈在攻读纳米技术专业的博士学位。他认为,结合人工智能与纳米机器人技术或许能够解决人类的生育问题。在 2017 年,塔哈与其他三位创始人共同创立了生殖保健公司 Mojo。“我们要通过科学技术改正行业内人为因素带来的过失。”

  能识别精子的人工智能显微镜

  塔哈的第一项成果诞生于 2018 年—— Mojo Assess 是一个智能显微镜,它能够完全替代人力,自动对精子样本进行扫描计数。为了让 Mojo Assess 做到计数精确,塔哈找来了男性专科医生为上百万张精子图片打标签,并用这些分类图片数据训练出了一个专门识别精子的计算机视觉算法。这个算法不仅能计算出样本中的精子个数,还能识别出精子的活动能力、精子形态以及一些其他特征,比如精子 DNA 的完整性等。

  塔哈在包括瑞典卡罗林斯卡学院(Karolinska Institute)英国国王生育诊所(King’s Fertility)在内的世界顶尖生殖医院中对 Mojo Assess 进行了测试。结果显示,Mojo Assess 的准确率能够达到 WHO 标准检测结果的 97%。此外,Mojo 平均四分钟内就能完成一次检测,而一次人力检测通常需要两个实验室技术员耗时 30 分钟才能完成。

  进行体外人工受精的手术机器人

  发现精子数量异常时,医生曾经安慰塔哈:“你不需要对自己精子个数的问题如此担心,就算最差的情况发生了,我们也就是需要你提供一个精子而已。”

  医生影射的是体外受精技术(in-vitro fertilization,IVF),而塔哈对这种处理无法接受——他不想让自己的伴侣忍受这种痛苦的经历。进行这种疗法时,医生通常为女性注射激素以促使其产生卵子。这种处理可能为女性带来从抑郁到心脏并发症等严重的副作用,然而“医生极少告知接受疗法的伴侣们这些副作用。”

  不仅如此,塔哈还表示,IVF 的成功率不超过 25%。而在失败的 IVF 案例中,近半数原因都来自男方的精子问题。许多家庭经历了无数轮 IVF 治疗后才意识到问题出在精子上:在首次接受生殖治疗的家庭中,近九成的男性都没有对精子进行彻底的检查。

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  为了解决当前 IVF 疗法的问题,塔哈的公司研发了能执行精子注射手术的自动机器人 Mojo Inject。这个机器人同样应用了人工智能技术。它能从样本中挑选出健康的精子,通过精确的微米级自动针头以及微流控*(microfluidics)技术进行体外受精手术。

  *微流控:微流控是一种精确控制和操控微尺度流体的技术,微流控研究的空间特征尺度范围在 1 微米至 1 毫米之间[2]。

  根据塔哈的估计,结合 Mojo Assess 与 Mojo Inject 两项技术,Mojo 公司能够将 IVF 的成功率提升 25%。尽管最终的成功率不过是 50%,但塔哈认为,“使用我们的技术,至少能为可能怀孕的伴侣们带来一次怀孕的机会。”

  充斥着缺陷的精子检测系统给无法受孕的家庭带来了许多麻烦,尽管在所有不孕不育的案例中,近 50% 的问题出自男性,后果却总是由女性承担。Mojo 希望通过先进的人工智能技术,为正在忍受不完善疗法的待孕家庭,尤其是其中的女性带来福音。


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