[이슈] 정자의 운동성을 실시간으로 선별하는 '정자 판별 보조 AI' 개발...
[이슈] 정자의 운동성을 실시간으로 선별하는 '정자 판별 보조 AI' 개발...
  • 최창현 기자
  • 승인 2019.11.14 08:16
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머신러닝으로 건강하고 우수한 정자를 실시간 판별하여 현미경 수정(受精) 작업의 부하 경감 및 균일화를 목표로
정자의 운동성 선별, 좋은 정자는 직진성이 좋고 속도가 빠르다(황록색). 반면에 불량한 정자는 직진성이 좋지 않고 속도도 느리다(갈색). 배양사가 현미수정 작업을 하는 가운데 실시간으로 운동성능을 계산하기 때문에 양호한 정자의 판별을 어시스트할 수 있다.(사진:아래영상 캡처 및 본지편집)

​최근 사회·경제적인 이유로 초혼 및 임신 연령이 높아지면서 임신에 어려움을 겪게 되는 불임 부부들이 늘어나고 있다. 최근 조사에 따르면 우리나라 부부 7쌍 중 1쌍의 부부 약 20만 명 이상이 아이가 생기지 않아 어려움을 겪는다고 한다.

과거에는 불임 요인을 여성의 문제로 여겼지만, 현대사회에서 남성 불임이 두드러지고 있다. 남성 불임은 정자의 이상에서 비롯된다. 무정자증이나 정자 감소 또는 운동성이 떨어지는 등의 원인으로 인한 불임부부가 불임부부 전체의 36%에 이른다는 통계다.

일본 역시 2016년, 일본에서 실시된 생식 보조 의료 치료(불임시술) 건수는 사상 최대인 약 450,000건에 달해 일본 출생아 전체 18 명에 1 명에 해당하는 약 5 만 4 천명이 체외 수정에 의해 탄생된다고 한다.

이처럼 사회적인 문제가 되고 있는 불임을 해결에 새로운 연구와 불임 솔루션이 속속 개발되고 있다. 특히 정자 수가 적거나 정자의 운동성이 떨어져서 임신이 잘 안 되는 경우에는 정액을 채취하여 운동성이 좋은 건강한 정자를 선별하는 생식 의학 영역에서는 각종 현미경이 사용되며 체외수정에서 핵심적인 역할을 하고 있다.

올림푸스(Olympus Corporation)와 도쿄지케이의과대학(東京慈恵会医科大学, Jikei University)이 양호한 정자 선정 작업을 돕는 '정자 판별 보조 AI' 개발을 목표로 공동 연구하는 가운데, 정자의 운동성을 정밀하고 실시간으로 산출(선별)하는 데 성공했다고 지난 11일 밝혔다.

또 정자 형태를 평가하는 AI 개발로 전환하고, 최외수정 시술의 업무 경감과 선별의 균일화를 목표로 연구를 진행해 나갈 것이라고 덧붙였다.(아래는 지난 7일 올림푸스가 업로드 한 '정자의 운동성 계산 예제'영상)

최근 몇 년 동안 체외 수정을 비롯한 생식 보조 의료에 대한 요구가 증가하고 있으며, 현미경으로 수행하는 현미수정의 시행 건수는 증가하고 있다. 현미수정 작업에서는 많은 정자에서 가장 최적이라고 생각되는 한 개를 신속하게 판별해야 되므로 선별작업의 균일화가 요구되고 있었다.

'정자 판별 보조 AI'는 1066개의 정자 이미지를 학습시킨 결과, AI는 동영상 속의 정자를 정확도(AI가 정자를 탐지할 수 있는 비율 99%, AI가 정자라고 판단한 것 중 올바른 정자 비율 92%)로 인식하고 그 운동 능력을 산출하는 데 성공했다.

이는 정자 판별을 실시간으로 가능하게 하는 것으로 앞으로 정자의 형태를 평가하는 AI의 개발로 전환해 정자의 머리, 경부의 형태를 학습시켜 오는 2020년 12월까지 '정자 판별 보조 AI 모델'을 개발해 이를 탑재한 현미경시스템을 목표로 한다.

한편, 이 연구 결과는 지난 7일부터 8일까지 양일간 개최된 제64회 일본생식의학회 학술강연회에서 ‘현미수정에 있어서 머신러닝에 의한 양호정자 선별지원의 실현성 검토’란 주제로 발표됐다.

 


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