ในกรณีที่ฝ่ายชายมีความผิดปกติของอสุจิที่รุนแรง เช่น มีปัญหาในการหลั่งอสุจิ การตรวจไม่พบตัวอสุจิจากน้ำเชื้อที่หลั่งออกมา หากพบว่าสาเหตุของความผิดปกตินี้เกิดจากการอุดตันของท่ออสุจิ หรือความผิดปกติชนิดไม่มีท่ออสุจิแต่กำเนิด เคยทำหมันชายมาก่อนในรายที่เคยมีบุตรมาแล้ว หรือมีความผิดปกติที่ทำให้อสุจิที่ถูกหลั่งออกมาตายไปทั้งหมด

การแก้ไขปัญหาอาจพิจารณาทำการเก็บอสุจิจากอัณฑะโดยตรง โดยอาจเริ่มจากการใช้เข็มขนาดเล็กเจาะดูดจากท่ออสุจิส่วนต้น (Percutaneous epididymal sperm aspiration, PESA) แต่ถ้าหากคลำไม่พบว่ามีการอุดตันของท่อที่ชัดเจน อาจพิจารณาทำการเจาะดูดจากตำแหน่งของอัณฑะ (Testicular sperm aspiration, TESA)แทน และสุดท้ายคือการผ่าตัดนำเอาเนื้อเยื่อหลอดอสุจิออกมาเล็กน้อยเพื่อหาตัวอสุจิ (Testicular sperm extraction, TESE)

อสุจิที่ได้จากการเก็บโดยตรงจากอัณฑะแบบนี้ มีปริมาณน้อย จึงมักต้องอาศัยการทำอิ๊กซี่ (ICSI) เพื่อช่วยในการปฏิสนธิ อย่างไรก็ตามหากความผิดปกติเกิดจากอัณฑะไม่สามารถสร้างอสุจิได้โดยตรง การผ่าตัดอาจเก็บได้แต่อสุจิที่ยังอ่อนอยู่และให้ผลสำเร็จของการรักษาที่ค่อนข้างต่ำ