香港大学李嘉诚医学院（港大医学院）临床医学学院妇产科学系研究团队全球首创人工智能（AI）技术，能够准确识别具备受精能力的人类精子，为全球不孕不育症的诊断和辅助生殖治疗带来全新机遇。该创新AI模型基于精子与卵子外层透明带结合的形态特征，实现精子形态评估自动化。临床验证结果显示准确率超过96%，比传统方法更快、更可靠，有助减少人为误差，大幅提升男性生育能力评估的准确性，从而提高辅助生殖治疗的成功率。相关研究成果已发表在国际妇产科期刊《Human Reproduction Open》^，并获得2025年第50届日内瓦国际发明展银奖。

不孕不育症是全球重大健康问题，约影响六分之一育龄夫妇，其中20%至70%的病例由男性因素引起。世界卫生组织（WHO）预测，不孕不育症将成为继癌症和心血管疾病之后的全球第三大常见疾病。目前，辅助生殖技术是最有效的治疗方法，但成功率仍受限于现有诊断工具的准确性。

传统精液分析方法亟待改进

精液分析是辅助生殖治疗前评估男性生育能力的标准检测，现有精液分析依照世卫指南，由实验室人员以人手在显微镜下观察精子形态特征进行评估和筛选。港大医学院临床医学学院妇产科学系教授杨树标教授指出：“传统方法不仅耗时费力，而且高度依赖技术人员的主观判断，导致精子的评估结果因由不同实验室或技术人员进行而存在显著差异，精子质量检测难以标准化，也降低了男性生育能力评估的准确性。”

男性精液平均含有一亿至两亿个活力精子，但只有约7%具备受精潜力。在自然受孕过程中，女性生殖道会自动筛选具备受精能力的精子；然而，辅助生殖技术实验室目前仍缺乏同样精准的筛选机制，只能依赖精液分析中的浓度、活力和形态等参数，选择辅助生殖技术中的受精方法，如体外受精（IVF）和卵胞浆内单精子注射（ICSI）。

杨树标教授解释：“这些传统精子参数对预测男性精子的真正受精潜力存在局限。即使精液分析结果正常，仍有5%至25%的男性在IVF中出现低受精率（低于30%）或完全受精失败。这不仅延长了不孕夫妇怀孕所需时间，还增加了心理压力和经济负担。“

全球首创AI模型　从卵子角度重新定义优质精子

精子与卵子透明带结合作为受精关键的第一步。透明带会选择形态正常、染色体完整且具受精能力的精子，这是一种自然筛选机制，确保只有优质精子能使卵子受精。港大医学院临床医学学院妇产科学系副教授、领导是次研究的赵志昂教授表示：“基于这一生理过程，我们的科研团队首创一套高度自动化AI模型，能通过分析精子形态特征，自动识别具备与卵子透明带结合能力的人类精子百分比，以评估男性生育能力。”

港大医学院团队开发的AI模型基于卵子透明带的选择性结合机制，从卵子视角筛选优质精子，并将具备透明带结合能力的精子比例临界值设为4.9%，低于该比例即男性有受精问题的风险增加。赵志昂教授补充：“这个AI模型可提前预警受精失败风险，识别IVF中受精功能受损的患者，为传统精液分析可能遗漏的生育问题提供新的诊断工具，帮助医生制定更合适的治疗方案，提升怀孕机会。”

深度学习技术 验证效果显著

这个AI模型利用深度学习技术，分析超过1,000张精子图像，准确率超过96%。研究团队于2022年至2024年间对117名不孕或原因不明不孕男性进行了临床验证，分析超40,000张图像，结果进一步证实精子透明带结合能力比例与人工受孕成功率密切相关。

赵教授补充道：“我们的研究证明AI在评估男性生育能力方面展现出卓越临床价值。传统评估方法依赖主观视觉判读，难免存在局限；而AI模型能精准分析精子细微特征，提供更准确的预测结果。”

对于渴望为人父母的家庭来说，以往面对不孕难题，男女双方反复尝试辅助生殖治疗，承受巨大的压力、挫折、失望和经济负担。港大医学院临床医学学院妇产科学系研究团队一直致力于医学突破。这项创新技术不仅体现了科学研究进步，也深刻反映对有需要夫妇的支持，帮助他们更快实现生育梦想。杨教授表示：“AI模型的出现，让我们首次能够以标准化和可重复方式准确评估精子的受精能力，不仅提高临床决策效率，也促进个性化治疗方案的制定。这项创新有望改善不孕不育整体管理，降低受精失败风险，缩短患者受孕时间。我们目前正在开展大规模临床试验，以进一步验证AI模型的临床应用，期望造福更多不孕不育患者。”

关于研究团队

本研究由港大医学院临床医学学院妇产科学系副教授赵志昂教授、杨树标教授，以及港大计算与数据科学学院统计与精算系助理教授于乐全共同领导。研究主要由该妇产科学系博士后研究员梁紫莹博士负责，并得到学系研究及临床团队协助。

鸣谢

本研究获得中华人民共和国香港特别行政区政府医务卫生局医疗卫生研究基金及先进生物医学仪器中心资助。临床研究合作伙伴为香港大学深圳医院。

^《Human Reproduction Open》论文链结：
https://academic.oup.com/hropen/article/2025/3/hoaf024/8128342