《人工智能辅助未染色精子形态学评估技术与专家建议》核心要点

简称 AIAUSMA；核心定位：基于相位差 / DIC 显微成像 + 深度学习，直接评估活体、未固定、未染色精子形态；不替代传统染色形态学金标准，是补充新技术，尤其适合 ART 中活精子筛选；判读标准遵循 WHO 第 6 版精子形态严格分类

一、背景与技术原理

传统形态学：精子固定、染色后镜检，染色易改变精子原始形态，人工阅片观察者间差异大；标本无法再用于 ICSI。 AIAUSMA：

1. 成像：相差显微镜 / 微分干涉差（DIC）显微镜采集动态序列图像；无需固定、不染色，保留精子活性
2. AI 算法：实例分割 + 多帧追踪，识别精子头部、顶体、中段、尾部；识别 WHO 定义的 11 类形态异常（头部：锥形、梨形、不定形、圆头、空泡；中段粗大、胞浆残留；尾部短尾、卷曲等）
3. 优势：客观、可动态观察活精子；评估后的精子可直接用于 ICSI 挑选；可同步输出活力 + 形态联合指标
4. 局限：未染色图像对比度低；碎片、重叠精子、背景杂质容易干扰识别；不能完全替代传统染色形态学作为基础诊断金标准

二、样本采集、制片与成像规范（专家建议重点）

1. 精液采集：禁欲 2–7 天；标本采集后 30 min 内充分液化；避免污染、温度剧烈波动（20–37℃）
2. 制片：薄液滴腔室玻片，控制样本浓度，降低精子重叠；不固定、不加染色剂
3. 显微硬件：推荐 40× 物镜；采集多帧动态图像 / Z-stack 分层图像；每个样本至少采集≥200 条可评估精子，满足统计效力
4. 环境质控：恒定温度、光源校准、对焦质控；AI 自动标记图像质量不合格（失焦、杂质过多、密度过高）样本，需重新制片

三、算法训练、验证与性能要求

1. 标注数据集：标注必须由经过 WHO 标准化培训的资深男科 / 胚胎专家完成；标注金标准为传统染色涂片的专家判读结果
2. 模型验证：训练集、内部验证集、独立外部测试集严格分离；不同人群（少精、严重畸形精子症、圆头 / MMAF 等特殊病例）纳入测试
3. 性能指标：AI 与专家阅片的正常形态精子百分率相关性；精子分类（正常 / 各类畸形）的准确率、精确率、召回率；实验室上线前必须完成本中心验证，不能直接套用厂家出厂数据

建议：新设备上线，至少 50 例样本与传统染色形态学做平行比对，达到预设一致性方可投入临床

四、临床适用场景（推荐等级）

✅ 推荐场景

1. 辅助生殖实验室：ICSI 术前活体精子优选，在活精子中筛选形态相对正常的精子，是最大优势场景
2. 男性不育初筛的补充评估：快速同步获取活力 + 未染色形态结果；适合大样本筛查
3. 特殊畸形精子症动态观察：圆头精子症、MMAF、无头精子症等严重形态异常的识别提示
4. 科研：动态观察活精子形态与运动的关联

⚠️ 不推荐作为唯一诊断手段

1. 男性不育基础生育力评估首选仍然是传统固定染色精子形态学；AIAUSMA 仅作为补充
2. 严重少弱精、大量细胞碎片、大量重叠精子标本，不适合直接用 AIAUSMA，容易产生偏倚
3. 不能单独依靠 AIAUSMA 报告直接做遗传咨询、胚胎预后判断，必须结合染色形态 + 基因检测综合评估

五、实验室质量控制体系

1. 室内质控：每批次仪器光源、放大倍数校准；定期使用质控微球 / 质控精液样本验证 AI 结果；记录 AI 判读失败率
2. 室间质评：参与生殖检验室间质评项目
3. 人工复核机制：AI 结果必须人工复核，尤其是正常形态率临界值、重度畸形标本；AI 自动标记可疑图片，由持证检验人员复审
4. 报告规范：报告明确标注「人工智能辅助未染色精子形态学评估」，提示本方法不是传统染色金标准；报告正常形态百分率、异常类型；不单独使用 AIAUSMA 结果替代 WHO 标准染色形态报告

六、临床解读原则

1. 参考阈值：正常形态参考标准沿用 WHO 第 6 版（正常形态精子≥4%）；注意两种方法结果存在系统性差异，不能直接等同替换，同一患者两次对比应固定方法
2. 重点关注严重特定畸形：圆头精子症、MMAF、无头精子，AI 检出后，必须用染色涂片复核 + 必要时基因检测
3. 临床沟通要点：AIAUSMA 优势是活精子挑选；不能简单理解为比传统染色 “更准”；两种技术侧重点不同。
4. 不能仅凭形态预测受精、妊娠结局；形态只是众多生育相关指标之一

七、禁忌与慎用

1. 标本未液化、明显溶血、大量白细胞 / 细菌严重污染，不适合 AIAUSMA
2. 精子密度极低、大量细胞碎片，成像质量差，结果不可靠
3. 设备未完成本实验室验证、无人工复核流程，禁止直接出具临床诊断报告

八、机构与人员要求

1. 机构：生殖检验 / 男科实验室，具备传统染色精子形态学能力；具备设备维护、图像存储与追溯系统
2. 人员：操作人员经过精液分析、AI 系统专项培训；复核人员取得精液形态学培训资质
3. 数据管理：图像、AI 识别结果、人工复核记录可追溯，保存足够时长

九、一句话核心总结

AIAUSMA 利用显微成像与 AI 对活体未染色精子做形态评估，最大优势是可用于 ICSI 活精子筛选；但不能替代传统染色精子形态学作为不育诊断金标准，必须建立仪器验证、室内质控与人工复核机制；报告需注明方法学差异，重度畸形标本需要染色涂片复核。

免责声明：本解读仅用于临床学习参考，不能替代临床检验、生殖科医师个体化诊疗决策