男性不育检测仪(手机检测男性不育症)

导读

提及不育检查，很多男性都会产生害羞、压力、悲观等等不良情绪。但是，最近一项创新发明，科研人员利用一种基于智能手机的精液分析仪，让你在家就可以进行精液检查，采样后分析样本视频的时间不超过5秒钟，且成本低于5美元，准确性高达98%。

研究背景

目前，「不孕不育」问题困扰着全球大约4500万对夫妇。然而，当前检测男性不育症的标准方法却是昂贵、劳动密集型的，且需要在临床环境下开展。由于文化和社会歧视，以及发展中国家相关资源的缺乏，导致男性无法及时进行相关检测。

创新探索

最近，美国布列根和妇女医院和麻省综合医院（MGH）的研究人员进行了创新探索，他们开发了一种家用的诊断测试设备，它利用基于智能手机的方案，准确地测量精液品质。

这项创新发明，即基于智能手机的精液分析仪，可基于精子浓度和活性的标准，分辨异常精液样本，准确率可达98%。这项创新的论文发表于3月22日的《科学转化医学》期刊上。

对于这项创新所带来的主要价值，我们看看BWH 医学工程部门和肾脏医药部门的首席研究员 Hadi Shafiee 博士怎么说：

我们想要提出一种解决方案，让男性不育症测试变得和在家中进行怀孕测试一样简单且廉价。男性通常需要在医院的化验室中提供精液样本，这样一种情况通常会让他们感到有压力、尴尬、悲观和失望。目前的临床测试都是基于实验室的、耗时且经验性的。这种测试却是「低成本、定量、高准确度」的，它分析未经稀释、未清洗的精液样本视频，时间不超过5秒。

关键技术

这种新型测试方法的关键技术，得益于消费电子和精密加工领域的科学进展。这种分析仪由一个光学附属设备和一个一次性设备组成，光学附属设备连接于智能手机，一次性设备用于加载精液样本。一次性的微芯片，配合一个毛细管吸头和一个橡胶吸球，可以简单且无需电力的控制精液样本。

（图片来源：布列根和妇女医院）

同时，团队也设计了一个用户友好的智能手机应用程序APP，对于用户测试过程中的每一步进行指导，还有一个小型化的称量台可以无线连接智能手机测量精子总数。

下图反映了该创新方案和传统方案的对比，黑色箭头上方是创新方案，黑色箭头下方是传统方案。

（图片来源：布列根和妇女医院）

创新方案：

小容量、未经处理、未经清洗的精液样本，会加载到微流体设备中。该设备入口处具有一个基于毛细管的一次性吸头，而出口处具有一个橡胶吸球，可在微流体通道内产生一个负压，以便进行手动、无需电力的样本加载。用户可手工地将一次性的毛细管吸头和微流体设备分离，将干净的微流体设备插入到智能手机的光学附属连接设备上。然后，通过启动智能手机应用程序，分析样本视频，时间不超过五秒钟。

传统方案：

传统方案在实验中进行，样本通过吸液管加载到精液玻璃片上，然后载玻片会放在桌面显微镜下，然后专业技术人员通过人工或者计算机辅助精液分析系统进行分析。

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为了评估该设备，研究团队在MGH生育中心，采集并研究了350份临床精液样本。总的来说，根据世界卫生组织规定的、关于精子浓度和活力方面的临界值（精子浓度 < 1500万精子每毫升 和/或 精子活力< 40%），这种基于智能手机的设备可监测反常的精液样本的准确性可达98%。团队也分别评估了训练有素和未经训练的用户，使用该设备进行测试的情况。

创新价值

MGH生育中心的主任、研究的合著者John Petrozza 认为：

能够将这种即时的精液测试带给消费者、资源贫乏的医疗机构，真正改变了游戏规则。超过40%的不孕不育的夫妇都是由于精子异常，这项研究探索将带来更加快速和先进的生育保健。通过与 Shafiee 博士和他位于BWH的实验室一起合作，利用我们MGH生育方面的临床专家资源，我们将真正能够设计出一种惠及大众的产品。

（图片来源：布列根和妇女医院）

应用场景

Shafiee 的团队主要专注于开发使用「微流控」新技术，他们看到了这项技术的很多应用。

该设备不仅位想要生育的夫妇，带来了家用的男性生育能力测试，而且也可以用于进行输精管切除术的男性。通常，男性在进行手术后，几个月时间内，必须去泌尿科医师的办公室做检查以确保手术成功，但是这项测试让他们可以在家中展开相关检查。另外，测试也可以用于动物养殖方面，确保样本的生育能力。除了精液分析，设备也可以用于测试血样和唾液样本。

在不久的未来，Shafiee 希望拓展更多相关应用。他说：

我的任务就是理解患者和医生所面临的问题，帮助他们开发新的方案。我们总是在想下一步做什么，以及如何开发新东西。

未来展望

这种基于智能手机的精液分析仪，目前正处于原型阶段。团队计划进行更多的测试，并且申请美国食品及药物管理局的批准。

但是，这款设备或许未来也会面临一定的市场竞争压力，例如我们曾经介绍过一款医疗电子系统公司所开发的类似设备 Yo，它也是基于智能手机提供类似的精子活力检查。

正如之前文章中我所提及，现在医疗电子设备的发展呈现出「低功耗、小型化、便携化、低成本、与物联网、半导体、无线通信等新技术进一步融合的趋势」，大家可以阅读我之前发布过的相关文章，进行参考并加深对于这一趋势的认识。

参考资料

【1】http://www.brighamandwomens.org/about_bwh/publicaffairs/news/PressReleases/PressRelease.aspx?sub=0&PageID=2658

【2】Kanakasabapathy MKet al. "An automated smartphone-based diagnostic assay for point-of-care semen analysis."Science Translational Medicine DOI:scitranslmed.aai7863