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尴尬的精液检测还是自己在家做吧!哈佛教授提供最新技术支持

DeepTech深科技  · 公众号  · 科技媒体  · 2017-03-24 22:06

正文

 

 

编者按:你能想到有一天,在家中就能准确地测量精子质量吗?哈佛大学的医学研究团队做到了!他们开发了一种基于手机的自动精液分析仪,这一产品有望解决男性不育难题。更重要的是,它具有巨大的市场前景。


在全球超过4500万对不育夫妇中,40%以上是男性不育。为了帮助这些夫妻解决问题,哈佛大学的医学研究人员开发了基于智能手机的新设备,可以帮助男性在家中轻松地进行生育能力测试。

 


值得注意的是,他们对此设备进行了临床测试: 使用了350个临床精液样本,这些样本不需要洗涤和预处理,就能直接用于分析,处理每个样本所需的平均时间不超过5秒。

 

该设备还为用户提供了基于世界卫生组织所制定规则(WHO)的精液质量评估指南,准确率达到了 98%。WHO 以 3 个指标来评估精子质量,它们分别是:精子浓度、精子活力,精子形态(多少个精子形态正常)

 

尽管男性不育和女性不育在结果上都一样。但实际上,由于受各种社会经济因素和医疗条件如羞耻感、测试成本、实验室设备的影响,男性不育的检测受到了极大的阻碍。尤其是在资源贫乏的非洲和其它低收入家庭,往往更会导致男性不育症。

 

为了解决这个问题,哈佛大学的Manoj Kumar Kanakasabapathy,Hadi Shafiee等人已经设计了一种基于智能手机的检测设备,这种检测设备最大的特点就是使用简单、地点灵活,甚至没有经过任何专业训练的男性,都可以在自己的家中对自己的精子进行检测。另外,这种设备的可靠性可与高精度的计算机辅助实验室分析结果相媲美。



基于显微镜的手动检测和高精度的计算机辅助精液分析(CAS)是诊断男性不育的标准方法。然而,这些方法属于劳动密集型的、昂贵的、并且是基于实验室的,这恰恰与哈佛大学团队开发的这款产品完全相反。

 

这款设备类似于智能手机充电箱。它包括一个带有 LED 的 3D 打印盒子,里面提供光源和搁置样品,以及两个具备相机光功率的镜头、一个低成本的电池、还有一些电子器件及导线。

 

它的总加工成本仅需 4.45 美元: 价值 3.59 美元的光学配件和一个价值 86 美分的微流控芯片。在初始的测试中,他们使用的是Moto X、Moto G4和LG G4 三种手机,但稍微修改设备就可以使其适用于大多数类型的手机。


 


这样就能评估精子质量了?当然不行! 还需要一款相应的智能手机软件。这款软件界面简单,通过屏幕上的提示信息引导用户进行测试。当放入样品后,手机照相机就对会样品照相,并创建相应的视频,然后软件就会在平均5秒内给出相应的检测结果。检测结果被储存在手机中,以便可以随时实时地监测精子质量。

 

这款智能手机软件是依靠专有的算法,来计算精子数量并检测精子的运动。哈佛团队表示,从软件的角度来看,在手机上就能进行全面的分析,并以非常快的速度测量精子活性和精子数量,这在以前要做到是非常困难的。


这也意味着,你不需要花时间将数据发送到更强大的笔记本电脑或云计算系统,这完全是基于智能手机硬件的产品。但团队并未透露,这款软件是否使用了目前最流行、功能极其强大的机器学习算法。

 

哈佛大学的医学助理教授Hadi Shafiee表明,这使得男性的家庭生育能力测试与女性的家庭妊娠测试一样简单,可能会弥补男性在家庭生育能力测试方面存在的不足。



这种设备的低成本、便利性可以为许多夫妇带来革命性的影响,不管是在发达国家还是在发展中国家,那些低收入家庭都能从中获利。


目前,基于智能手机的新测试产品目前有好几种,如FertilMARQ, SpermCheck和Trak。其中前两种产品使用了化学染色的方法,Trak使用了小型旋转离心机。但是,这些产品都只能测试精子浓度,而不能测试精子的活性。

 

这款产品具有强大的市场优势,或许最能与它竞争的是医疗电子系统(Medical Electronic Systems)开发的 YO 家庭精子测试(YO Home Sperm Test)产品,YO 测试产品售价 49.95 美元,预计在 2017 年初可购买。

 


但当Hadi Shafiee在查阅了医疗电子系统对FDA提交的文件后,似乎对医疗电子系统的测试产品表示怀疑。他指出,YO测试依赖的标准不太符合WHO规定的标准,这可能使YO测试为正常的精液样本在WHO的规定标准下为非正常样本。


Hadi Shafiee 补充解释道: 想像一个每毫升有 1 亿精子的样本,它的精子活力是10%。根据临床实践和世界卫生组织规定,这是异常的样本,因为它的活力低于40%,但 YO 测试可能会将其判定为正常。


不管怎样,哈佛团队开发的此设备可能会有很多市场机会。除了用于不育症夫妇,还可用于输精管结扎的男性。




目前,采用输精管结扎的方式来避孕的男性高达3300万。在美国,每年要实施 17.5 万次到 55 万次的输精管切除术手术。在手术后的六个月内,他们应该至少两次寻求泌尿科医生对其精液分析,但由于当前的测试方法不便,因此精液测试常常被忽略。

 

如果有了这种设备,男性就可以在家中对自己的精液分析,最后直接将分析结果发送给泌尿科医师,这样不仅节约节省金钱也节约时间,更能避免因此而引起的各种尴尬。