胡 波/廣西科技大學(xué)

精子形態(tài)與體外受精妊娠率自動(dòng)估測(cè)的分析

胡 波/廣西科技大學(xué)

在現(xiàn)有的體外受精技術(shù)研究中，精子形態(tài)學(xué)指標(biāo)與體外受精妊娠率存在一定聯(lián)系，因此可以考慮通過(guò)對(duì)精子形態(tài)指標(biāo)的分析，對(duì)體外受精妊娠率進(jìn)行估測(cè)，從而為體外受精提供臨床指導(dǎo)。這將在提高試管嬰兒技術(shù)的成功率的同時(shí)降低出生嬰兒患有出生缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。

精子形態(tài)；體外受精妊娠率；估測(cè)；分析

隨著社會(huì)發(fā)展，育齡夫妻中不孕不育的比例逐漸提高，而輔助生育技術(shù)(ART, assisted reproductive technology)作為一門新興技術(shù)能有效幫助生育力低下夫婦解決生育的難題。自從第一例體外受精—胚胎移植(IVF-ET, in vitro fertilization-embryo transfer)嬰兒（即試管嬰兒）在英國(guó)誕生后，世界上立即掀起了試管嬰兒熱潮。隨著技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，體外受精—胚胎移植技術(shù)已成為治療不育癥的主要手段之一，甚至在一些研究中完全以體外受精—胚胎移植技術(shù)代表輔助生育技術(shù)，因此體外受精(IVF)技術(shù)是臨床醫(yī)學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。

值得注意的是盡管體外受精—胚胎移植技術(shù)不斷發(fā)展，但是其妊娠率一直很低，因此如何提高妊娠率一直是體外受精技術(shù)的核心問(wèn)題，而準(zhǔn)確估測(cè)妊娠率對(duì)探討影響受孕因素以及臨床用藥有極大的指導(dǎo)意義，因此體外受精技術(shù)中妊娠率的估測(cè)具有較強(qiáng)的臨床意義。

1.精子形態(tài)與體外受精妊娠率估測(cè)

在不孕不育癥中，男性因素約占45％。為提高體外受精的妊娠率，目前男性不育臨床檢測(cè)開展最為廣泛的項(xiàng)目主要有精液常規(guī)和精子形態(tài)學(xué)檢測(cè)。檢測(cè)的主要目的是通過(guò)檢測(cè)精子的活動(dòng)力、密度、形態(tài)等指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)男性的生育力。但是，在現(xiàn)有的臨床應(yīng)用中，現(xiàn)有的檢測(cè)指標(biāo)對(duì)體外受精技術(shù)缺乏臨床指導(dǎo)，甚至有研究在統(tǒng)計(jì)分析后得出現(xiàn)有檢測(cè)指標(biāo)與體外受精妊娠率缺乏足夠相關(guān)性。

而根據(jù)人類生理常識(shí)，男性精子的情況直接決定了男性的生育力，通過(guò)現(xiàn)有檢測(cè)指標(biāo)應(yīng)該在一定程度上反映男性生育力，現(xiàn)有的精子形態(tài)指標(biāo)應(yīng)該能對(duì)體外受精技術(shù)進(jìn)行臨床指導(dǎo)。因此，通過(guò)精子形態(tài)對(duì)體外受精妊娠率的自動(dòng)估測(cè)是一個(gè)非線性、復(fù)雜、高耦合的系統(tǒng)。顯然將通過(guò)精子形態(tài)對(duì)體外受精妊娠率的自動(dòng)估測(cè)作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析，這將有效提高估測(cè)的精度從而為體外受精技術(shù)提供臨床指導(dǎo)。

精子形態(tài)分析對(duì)于體外受精的影響一直受到廣泛爭(zhēng)議，現(xiàn)有研究在承認(rèn)精子形態(tài)與體外受精有一定關(guān)系的同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)中又不得不表示無(wú)法用精子形態(tài)對(duì)體外受精妊娠情況進(jìn)行臨床指導(dǎo)。2001年方叢等分析了不同授精密度下精子形態(tài)對(duì)受精率及胚胎發(fā)育的影響，認(rèn)為精子形態(tài)對(duì)IVF受精率有一定影響，但表現(xiàn)在低授精密度時(shí)精子形態(tài)對(duì)受精率影響減小，精子形態(tài)與胚胎早期卵裂速度及胚胎形態(tài)間無(wú)明顯相關(guān)[1]。2006年李建平等對(duì)不育患者的人卵泡液誘導(dǎo)的頂體反應(yīng)、精子形態(tài)（采用結(jié)晶紫染色及精子形態(tài)嚴(yán)格分類標(biāo)準(zhǔn)）及體外受精率等指標(biāo)進(jìn)行等級(jí)相關(guān)分析，得出人卵泡液誘導(dǎo)的頂體反應(yīng)率與正常形態(tài)精子百分率之間存在極顯著正相關(guān)，但兩者與體外受精率之間均未見(jiàn)顯著相關(guān)性[2]。2006年崔險(xiǎn)峰通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析指出正常精子形態(tài)的百分率與IVF受精率顯著相關(guān)，它是影響IVF受精率的一個(gè)重要因素[3]。2007年劉德一等指出只依靠精液分析的結(jié)果來(lái)預(yù)測(cè)男性生育狀況仍是很不準(zhǔn)確的，在常規(guī)精液分析時(shí)，增加一些新的精子功能試驗(yàn)，在臨床中對(duì)男性不育患者的診治會(huì)有很大的幫助[4]。2008年吳穎等通過(guò)對(duì)受精率的統(tǒng)計(jì)，比較精子形態(tài)中的精子正常形態(tài)率、頭部畸形率、畸形精子指數(shù)和精子畸形指數(shù)對(duì)受精結(jié)果的影響，統(tǒng)計(jì)分析表明精子形態(tài)在體外受精率時(shí)對(duì)受精率無(wú)影響，不能用精子形態(tài)來(lái)直接評(píng)價(jià)體外受精率的結(jié)果[5]。而值得注意的是，現(xiàn)有的研究多是對(duì)體外受精率結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顯然這只能判斷精子形態(tài)指標(biāo)和體外受精率結(jié)果的線性關(guān)系，現(xiàn)有的研究結(jié)果只能表明，精子形態(tài)指標(biāo)與體外受精率結(jié)果間不存在簡(jiǎn)單的線性聯(lián)系而已，而這也從側(cè)面證明了基于精子形態(tài)的體外受精率妊娠率估測(cè)是一個(gè)非線性、復(fù)雜的高耦合系統(tǒng)。

在體外受精率技術(shù)中精子形態(tài)是否能反映男性生育能力受到懷疑的同時(shí)，使用精子形態(tài)指標(biāo)表示男子生育能力在輔助生育技術(shù)選擇中卻得到肯定。2004年劉德一等提出臨床上應(yīng)把有精子缺陷，尤其是會(huì)影響精子與透明帶結(jié)合的患者檢測(cè)出來(lái)，采用ICSI治療，避免這些病人用IVF治療而導(dǎo)致很低的受精率，而精子形態(tài)學(xué)分析和精子與透明帶結(jié)合試驗(yàn)有助于臨床選擇IVF或ICSI治療不育患者[6]。2005年錢憲明指出在IVF中，精子的形態(tài)對(duì)卵子的受精率有著明顯的影響，精子形態(tài)分析在人類輔助生殖技術(shù)實(shí)施過(guò)程中可以作為選擇不同輔助生殖技術(shù)的依據(jù)[7]。顯然在輔助生育技術(shù)選擇中，精子形態(tài)學(xué)指標(biāo)完全為評(píng)價(jià)男性生育能力提供臨床指導(dǎo)，這表明精子形態(tài)學(xué)指標(biāo)與男性生育能力存在聯(lián)系。

綜上所述，一方面現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)分析方法無(wú)法依據(jù)精子形態(tài)學(xué)指標(biāo)對(duì)體外受精率妊娠率進(jìn)行準(zhǔn)確估測(cè)，而另一方面在輔助生育技術(shù)選擇中表明二者存在客觀聯(lián)系，因此，將整個(gè)估測(cè)作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以提高估測(cè)精度，進(jìn)而為體外受精率技術(shù)提供臨床指導(dǎo)。

2.利用精子形態(tài)進(jìn)行體外受精估測(cè)算法的建立步驟

通過(guò)對(duì)精子形態(tài)指標(biāo)與體外受精率妊娠率的分析，得到基于精子形態(tài)指標(biāo)的體外受精率妊娠率估測(cè)算法，將提高估測(cè)精度為體外受精率提供臨床指導(dǎo)。相關(guān)估測(cè)算法的建立主要包括以下三個(gè)步驟。

首先，建立基于精子形態(tài)指標(biāo)的體外妊娠率估測(cè)的數(shù)學(xué)模型。分析精子形態(tài)指標(biāo)和體外受精率的過(guò)程，從在體外受精率中精子形態(tài)對(duì)受精率和受精質(zhì)量的影響出發(fā)建立數(shù)學(xué)模型。

其次，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等估測(cè)算法進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過(guò)系統(tǒng)分析，不斷調(diào)整參數(shù)從而得到體外受精率估測(cè)方法。

最后，將估測(cè)方法用于實(shí)際估測(cè)中，與實(shí)際手術(shù)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，修正估測(cè)算法的參數(shù)從而得到最后的估測(cè)算法

3.利用精子形態(tài)進(jìn)行體外受精估測(cè)算法中值得注意的問(wèn)題

3.1 體外受精率中精子形態(tài)對(duì)受精率和受精質(zhì)量的影響分析。體外受精率中精子受精過(guò)程與體內(nèi)受精存在巨大差異，如何描述精子形態(tài)對(duì)受精率和受精質(zhì)量的影響是建立數(shù)學(xué)模型的關(guān)鍵，可以考慮在傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果的基礎(chǔ)上結(jié)合已有體外受精率技術(shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。

3.2 估測(cè)效果評(píng)價(jià)。對(duì)不同估測(cè)方法的估測(cè)結(jié)果簡(jiǎn)單的以估測(cè)誤差作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)必將影響之后估測(cè)方法的融合、選擇，可以考慮建立相關(guān)模型描述估測(cè)過(guò)程，將各種估測(cè)方法的估測(cè)過(guò)程作為系統(tǒng)，再對(duì)估測(cè)的過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)性能分析。

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2010年廣西教育廳科研項(xiàng)目（201010LX209）。