정자 필요 없이, AI가 혈액에서 남성 불임을 100% 정확도로 감지한다.

이제 남성의 불임 위험은 기본적인 혈액 검사를 통해 예측할 수 있으며, 이는 일본의 연구자들이 개발한 새로운 도구 덕분이다. 이 고급 방법은 인공지능(AI)을 활용하여 남성이 아이를 갖는 데 문제가 있는지 알아내는 과정을 간소화한다.

AI 시스템은 혈액 검사에서 호르몬 수치를 분석하고 약 74%의 정확도로 남성 불임을 예측할 수 있다. 중요한 점은 정액에서 정자가 발견되지 않는 상태인 비폐쇄성 무정자증을 식별하는 데 100%의 정확도를 보였다는 것이다.

연구를 주도한 일본 도호 대학 의대의 히데유키 고바야시 부교수는 "남성 불임을 조사하기 위해 FSH, LH, PRL, 총 테스토스테론 및 E2의 혈청 호르몬 수치를 측정했다."라고 말했다.

AI 도구의 기능

AI 모델은 2011년에서 2020년 사이에 남성 불임을 위해 정액 검사와 호르몬 검사를 모두 받은 환자의 데이터를 사용하여 개발되었다.

고바야시 박사는 "남성 불임을 위해 정자 분석과 혈청 호르몬 수치 측정을 받은 3,662명의 환자의 의료 기록에서 후향적으로 데이터를 얻었다."고 말했다.

"대상자의 연령은 18세 이상으로 정의했다. 거의 모든 사람이 일본인이었다." 참가자의 평균 연령은 약 36세였다.

이 모델은 정액량, 정자 농도 및 정자 운동성에서 계산된 총 운동성 정자 수를 기준 값으로 사용한다.

AI 모델은 개별 환자 결과를 WHO 실험실 매뉴얼 기준 값과 비교하여 총 운동성 정자 수가 정상 범위 내에 있는지 여부를 판단한다.

"이 연구에서 남성 불임 위험에 대한 AI 예측 모델은 개인의 정액 검사 결과가 정상의 하한인 총 운동성 정자 수 9.408 X 106보다 높거나 낮은 값을 생성하는지 판단하는 데 기반한다."고 고바야시가 말했다.

결과 검증

이 연구는 현재 일본어로만 제공되는 Prediction One이라는 특수 AI 소프트웨어를 활용했다.

이 소프트웨어는 AI 모델을 만드는 과정을 자동화하여 광범위한 프로그래밍 지식이 없는 연구자도 사용할 수 있도록 한다.

연구자들은 AI 모델이 잘 작동하는지 확인하기 위해 2021년 188명, 2022년 166명의 환자 데이터에 대해 테스트했다. 이번에는 정확도가 낮아져 2021년은 58%, 2022년은 68%였다.

하지만 중요한 점은 AI 모델이 2년 모두 비폐쇄성 무정자증이라는 심각한 유형의 불임을 예측하는 데 여전히 100% 정확했다는 것이다.

독특한 접근 방식

고바야시 박사 팀이 개발한 AI 모델은 FSH 외에도 T/E2 및 LH를 포함한 여러 호르몬 수치를 통합하는 독특한 접근 방식으로 인해 기존 도구와 차별화된다.

이 접근 방식은 FSH 수치에만 의존하는 모델에 비해 남성 불임 위험에 대한 더 정확한 예측을 제공할 수 있다.

"AI 모델을 사용하여 남성 불임 위험을 예측할 때 무정자증의 가능성을 판단하는 경우가 아니라면 FSH뿐만 아니라 T/E2 및 LH와 같은 다른 특징도 평가하는 것이 중요하다."고 고바야시는 강조했다.

향후 연구 주제

그러나 고바야시 박사는 이 모델이 정자 분석을 대체하는 것이 아니라 주요 스크리닝 도구 역할을 한다고 강조한다.

"이 AI 예측 모델은 정자 검사 전 1차 선별 단계로만 의도되었다."고 그는 설명한다. "불임 치료를 전문으로 하는 시설 외의 시설에서도 쉽게 수행할 수 있다."

그는 또한 이 모델이 정자 분석을 수행하지 않고는 다른 유형의 불임을 구별할 수 없다고 언급했다. 현재 AI 모델은 혈청 호르몬 수치에서 무정자증, 과소정자증, 무정자증, 기형정자증, 정상정자증 범주를 구별할 수 없다.

"다음 연구 주제로 삼고 싶다."고 고바야시 부교수는 결론지었다.