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台灣地區這幾年的出生率屢創新低，又臨床上可見到的不孕盛行率約為15%左右(Gurunath 2011)，也就是說每6-7對的夫婦就有一對面臨不孕的問題。幫助這些有意願要生卻無法自然生育的夫婦就成了這幾年臨床醫師最重要的目標。雖然目前的人工生殖技術相當進步，然而所費不貲，成功率亦非百分之一百；故如何在不孕症夫婦走到採用人工生殖技術前，給予適當的諮詢與治療，就顯得相當重要。
首先，我們先來了解在自然精與卵受精過程中，需要靠精子的有效活動力使精子能從子宮頸(即射精之處)逆游而上到達輸卵管中與卵子結合，進而完成受精過程。在此精子逆游而上的過程中，大部分的精子都耗損掉了，最後只有一隻游得又快又持久的精子可以使卵受精。由此可知，精子的總精子數與有效活動力是決定受精能否成功最重要的兩個因素。在治療或諮詢不孕症的過程中，改善男性的這兩個精子品質指標都是必要的，尤其是為了還未進行人工生殖技術前的自然懷孕。
以男性不孕症的治療與監測而言，檢驗精子品質是最基本卻也是最重要的檢測。要注意的是因為個人精液品質會隨時間改變，故精液分析不能只做一次，建議是至少執行二~三次(WHO 2010)，較能取得個人精液品質的基準值(Baseline data)，最好當然能像血糖、血壓測量一樣，做到長期監測。而由於到醫療院所檢測須舟車勞頓以及亦感尷尬不安，需多次數的檢測亦帶出了在家精子檢測的需求。
本文將介紹目前研發中與市面上可見到的在家精子檢測技術與商品，提供給讀者們作為研究方向與臨床應用的參考。
早期的在家精子檢測大多使用免疫生化技術，即利用抗體與精子細胞上的抗原結合產生變色(colorimetry)來作半定量測試檢體中的精子數目是否超過某個預設值(threshold)。其中的代表是哈佛大學系統的FertilMARQ 或是 SpermCheck(Coppola 2010)以及英國的Fertell(亦可測活動力；Bjorndahl 2006)：FertilMARQ與SpermCheck只能測出精子總數是否超過2000萬/mL、Fertell則是測能游動的精子數是否超過1000萬/mL。由於這兩者都只能指出總精子數或活動精子數及格與否，頂多只能用來篩檢，無法提供精子品質長期的變化情況，因此逐漸在市場上淡去。
後來由於微流道(microfluidics)技術的成熟，它也常被用來與其他技術搭配應用在精子計數(counting)與分類(sorting)上。與它搭配的技術包括有：電阻抗脈衝(resistive pulse technique; Chen YA 2013)、離心沉澱(centrifuge and sedimentation; Chen CY 2013)以及影像辨識。相對於其他技術需要較複雜的機械結構，以至於仍有許多技術問題未能克服，影像辨識就顯得較簡單而直觀，因此近期較多的研發產品也都採用微流道搭配影像辨識的模組來完成。以下分別就幾種此類模組在家測量精子品質(Home Sperm Test)的系統做簡單的介紹：
邦睿生技(Bonraybio；參考網站http://www.bonraybio.com/)
這是台灣廠商的產品，係採用一主機搭配精子檢測片，可測量精液pH值、精子濃度、形態與活動力。最新版本還加上了連網與條碼讀取的功能，較適合人工生殖中心的使用，個人或家用可能稍嫌體積大且昂貴。
丹麥的SwimCount (參考網站https://www.swimcount.com/)
此系統雖採用了微流道的模組供精子游動來檢測活動精子數，但是它的測量原理仍是採用免疫生化比色法，且用肉眼判斷顏色的濃淡，只能說是半定量的測量法。
YO Home Sperm Test (參考網站https://www.yospermtest.com/)
此系統應該是最早出現於市場上應用於手機的精子檢測器，它包含了微流道玻片以及顯微鏡頭組，再利用手機上的相機擷取一段精子游動的影像，透過手機程式(App)的影像識別與分析而得出檢測結果。它目前只顯示出活動精子濃度(Motile sperm concentration)是否在正常範圍內(>6 million/mL)，但是它會收集每次的測量結果，並且顯示此結果在眾人中的排名，已有大數據的應用導入系統了。
哈佛大學的研究
哈佛大學也深知精子檢測對男性不孕症與流行病學(大數據)的重要性，她也是在很早就投入了此領域的研發(之前已提過的FertilMarQ)。2017年哈佛也發表了一款手機的精子檢測器(同樣是結合微流道及顯微鏡頭組；Kanakasabapathy 2017)，但是它尚屬在研發階段的原型機。哈佛的企圖亦是要將此系統應用在家中，以及像非洲這些醫療資源缺乏的地區。
微查
源自於中國上海的手機精子檢測器(推測亦是結合微流道及顯微鏡頭組；參考網站http://www.we-check.cn)，它似乎是可搭配多種手機使用，檢驗結果包括：精子的濃度、活率、活力、精液的體積、顏色與pH值。但是根據它的網站，它似乎仍停留在研發階段，並無實際的銷售管道可觸及。http://www.we-check.cn
備男
是來自中國深圳的另一款手機精子檢測器(Tsai 2019)，它的特點是可跨手機平台，幾乎現行市面上的手機皆可與之搭配使用。且它所提供的數據包括：精子的濃度、活動率、游動速度、精液的體積、顏色與pH值，很接近實驗室的CASA(Computer-assisted semen analysis)。它的設計榮獲2018年iF與reddot兩項國際的設計大獎，與專業人員的人工判別相關係數可達0.9(p值<0.01)。它具備功能齊備的App，亦具有連網的功能，適合應用在家中，以及偏遠醫療資源缺乏的地區。
結論
本文從男性不孕症的流行病學談起，解說了精子檢測中對自然懷孕最重要的兩個參數：精子的總精子數與有效活動力。接著再分別討論了能達成在家檢測精子的必要性以及各種相關技術與產品，也大略的比較了其優缺點。筆者相信，透過如此多種的技術，定可將精子檢測應用於家庭中，如同血壓與血糖的監測一般。若是如此，診斷、治療與監測男性不孕症的觀念與方法也一定會有很大的改變。
References:
Hum Reprod Update 2011.Defining infertility--a systematic review of prevalence studies. Gurunath et al.
World Health Organization 2010.WHO Laboratory Manual for the Examination and Processing of Human Semen. 5th ed.
Hum Reprod 2010. SpermCheck® Fertility, an immunodiagnostic home test that detects normozoospermia and severe oligozoospermia. Coppola et al.
Hum Reprod 2006. Development of a novel home sperm test. Bjorndahl et al.
Clin Chem 2013. Direct characterization of motion-dependent parameters of sperm in a microfluidic device: proof of principle. Chen YA et al.
Analyst 2013. Sperm quality assessment via separation and sedimentation in a microfluidic device. Chen CY et al.
http://www.bonraybio.com/zh-tw/product.php?act=view&id=8
https://www.swimcount.com/products/swimcount
https://www.yospermtest.com/
Sci Transl Med 2017. An automated smartphone-based diagnostic assay for point-of-care semen analysis. Kanakasabapathy et al.
http://www.we-check.cn
AUA 2019 (poster No. 19-1111).An at-home system that adapts to different types of mobile phones for measuring sperm motility--- verification of its performance of Artificial Intelligence (AI) sperm image recognition with cloud computing. Tsai et al.
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