经过近二十年的不懈尝试,包括 15 次失败的体外受精 (IVF) 周期和多次手术,一对夫妇凭借突破性的人工智能辅助生育技术成功怀孕。 《柳叶刀》的医学信件详细介绍了该案例,凸显了人工智能如何在解决此类极端案例中发挥关键作用。
这对美国夫妇是一名 39 岁的男性和一名 37 岁的女性,他们面临着一项挑战,其中一名男性患有无精症,即精液中不含可见的精子,迫使他们依靠痛苦的手术来取回精子。
然而,当他们转向哥伦比亚大学生育中心研究人员开发的名为 STAR(精子跟踪和恢复)的新系统时,他们的命运发生了变化。
夫妇转向基于人工智能的 STAR 系统来受孕
“精液样本可能看起来完全正常,但当你在显微镜下观察时,你会发现只有大量的细胞碎片,看不到精子,”哥伦比亚大学生育中心主任、该报告的资深作者泽夫·威廉姆斯博士解释说。 “许多患有男性不育症的夫妇被告知他们生孩子的机会很小。”
STAR 系统使用高性能成像和人工智能算法来实现人类技术人员无法实现的目标。受到天体物理学家利用人工智能在天体噪音中寻找新恒星的启发,STAR 系统以令人难以置信的高速扫描样本,寻找“真的、真的、真的罕见的精子”。
在这对夫妇的案例中,对精液样本进行的常规手动玻片检查证实不存在精子。然而,当样本通过 STAR 系统运行时,人工智能在大约两个小时内分析了 250 万张显微图像,并成功检测到了 7 个精子细胞,其中包括两个活的、活动的精子细胞。然后,该系统使用微流控芯片和机器人轻轻地分离和回收这些微观细胞。
两个活动精子立即用于胞浆内单精子注射 (ICSI),将单个精子注射到卵子中。胚胎移植十三天后,该妇女接受了她的第一次妊娠测试呈阳性。第八周时,超声检查证实了临床妊娠健康且心跳强劲。
这是首次报道通过使用人工智能在复杂的无精子症病例中检测和物理恢复精子而实现的成功临床妊娠。虽然这一成功仅基于单一实例,但研究人员乐观地认为,STAR 可以显着减少痛苦且常常不成功的精子提取手术的需要,为无数此前被告知已经别无选择的夫妇带来新的希望。
目前正在进行更大规模的临床试验,以确认 STAR 方法在更广泛的患者群体中的有效性。