精子形态与体外受精妊娠率自动估测的分析

胡 波/广西科技大学

精子形态与体外受精妊娠率自动估测的分析

胡 波/广西科技大学

在现有的体外受精技术研究中，精子形态学指标与体外受精妊娠率存在一定联系，因此可以考虑通过对精子形态指标的分析，对体外受精妊娠率进行估测，从而为体外受精提供临床指导。这将在提高试管婴儿技术的成功率的同时降低出生婴儿患有出生缺陷的风险。

精子形态；体外受精妊娠率；估测；分析

随着社会发展，育龄夫妻中不孕不育的比例逐渐提高，而辅助生育技术(ART, assisted reproductive technology)作为一门新兴技术能有效帮助生育力低下夫妇解决生育的难题。自从第一例体外受精—胚胎移植(IVF-ET, in vitro fertilization-embryo transfer)婴儿（即试管婴儿）在英国诞生后，世界上立即掀起了试管婴儿热潮。随着技术的不断完善和发展，体外受精—胚胎移植技术已成为治疗不育症的主要手段之一，甚至在一些研究中完全以体外受精—胚胎移植技术代表辅助生育技术，因此体外受精(IVF)技术是临床医学的研究热点之一。

值得注意的是尽管体外受精—胚胎移植技术不断发展，但是其妊娠率一直很低，因此如何提高妊娠率一直是体外受精技术的核心问题，而准确估测妊娠率对探讨影响受孕因素以及临床用药有极大的指导意义，因此体外受精技术中妊娠率的估测具有较强的临床意义。

1.精子形态与体外受精妊娠率估测

在不孕不育症中，男性因素约占45％。为提高体外受精的妊娠率，目前男性不育临床检测开展最为广泛的项目主要有精液常规和精子形态学检测。检测的主要目的是通过检测精子的活动力、密度、形态等指标来评价男性的生育力。但是，在现有的临床应用中，现有的检测指标对体外受精技术缺乏临床指导，甚至有研究在统计分析后得出现有检测指标与体外受精妊娠率缺乏足够相关性。

而根据人类生理常识，男性精子的情况直接决定了男性的生育力，通过现有检测指标应该在一定程度上反映男性生育力，现有的精子形态指标应该能对体外受精技术进行临床指导。因此，通过精子形态对体外受精妊娠率的自动估测是一个非线性、复杂、高耦合的系统。显然将通过精子形态对体外受精妊娠率的自动估测作为一个系统进行分析，这将有效提高估测的精度从而为体外受精技术提供临床指导。

精子形态分析对于体外受精的影响一直受到广泛争议，现有研究在承认精子形态与体外受精有一定关系的同时，在实验统计中又不得不表示无法用精子形态对体外受精妊娠情况进行临床指导。2001年方丛等分析了不同授精密度下精子形态对受精率及胚胎发育的影响，认为精子形态对IVF受精率有一定影响，但表现在低授精密度时精子形态对受精率影响减小，精子形态与胚胎早期卵裂速度及胚胎形态间无明显相关[1]。2006年李建平等对不育患者的人卵泡液诱导的顶体反应、精子形态（采用结晶紫染色及精子形态严格分类标准）及体外受精率等指标进行等级相关分析，得出人卵泡液诱导的顶体反应率与正常形态精子百分率之间存在极显著正相关，但两者与体外受精率之间均未见显著相关性[2]。2006年崔险峰通过统计分析指出正常精子形态的百分率与IVF受精率显著相关，它是影响IVF受精率的一个重要因素[3]。2007年刘德一等指出只依靠精液分析的结果来预测男性生育状况仍是很不准确的，在常规精液分析时，增加一些新的精子功能试验，在临床中对男性不育患者的诊治会有很大的帮助[4]。2008年吴颖等通过对受精率的统计，比较精子形态中的精子正常形态率、头部畸形率、畸形精子指数和精子畸形指数对受精结果的影响，统计分析表明精子形态在体外受精率时对受精率无影响，不能用精子形态来直接评价体外受精率的结果[5]。而值得注意的是，现有的研究多是对体外受精率结果进行统计分析，显然这只能判断精子形态指标和体外受精率结果的线性关系，现有的研究结果只能表明，精子形态指标与体外受精率结果间不存在简单的线性联系而已，而这也从侧面证明了基于精子形态的体外受精率妊娠率估测是一个非线性、复杂的高耦合系统。

在体外受精率技术中精子形态是否能反映男性生育能力受到怀疑的同时，使用精子形态指标表示男子生育能力在辅助生育技术选择中却得到肯定。2004年刘德一等提出临床上应把有精子缺陷，尤其是会影响精子与透明带结合的患者检测出来，采用ICSI治疗，避免这些病人用IVF治疗而导致很低的受精率，而精子形态学分析和精子与透明带结合试验有助于临床选择IVF或ICSI治疗不育患者[6]。2005年钱宪明指出在IVF中，精子的形态对卵子的受精率有着明显的影响，精子形态分析在人类辅助生殖技术实施过程中可以作为选择不同辅助生殖技术的依据[7]。显然在辅助生育技术选择中，精子形态学指标完全为评价男性生育能力提供临床指导，这表明精子形态学指标与男性生育能力存在联系。

综上所述，一方面现有的统计分析方法无法依据精子形态学指标对体外受精率妊娠率进行准确估测，而另一方面在辅助生育技术选择中表明二者存在客观联系，因此，将整个估测作为一个系统进行分析，可以提高估测精度，进而为体外受精率技术提供临床指导。

2.利用精子形态进行体外受精估测算法的建立步骤

通过对精子形态指标与体外受精率妊娠率的分析，得到基于精子形态指标的体外受精率妊娠率估测算法，将提高估测精度为体外受精率提供临床指导。相关估测算法的建立主要包括以下三个步骤。

首先，建立基于精子形态指标的体外妊娠率估测的数学模型。分析精子形态指标和体外受精率的过程，从在体外受精率中精子形态对受精率和受精质量的影响出发建立数学模型。

其次，通过数据分析，引入神经网络、模糊控制等估测算法进行预测，通过系统分析，不断调整参数从而得到体外受精率估测方法。

最后，将估测方法用于实际估测中，与实际手术结果进行对比，修正估测算法的参数从而得到最后的估测算法

3.利用精子形态进行体外受精估测算法中值得注意的问题

3.1 体外受精率中精子形态对受精率和受精质量的影响分析。体外受精率中精子受精过程与体内受精存在巨大差异，如何描述精子形态对受精率和受精质量的影响是建立数学模型的关键，可以考虑在传统统计分析结果的基础上结合已有体外受精率技术实验进行分析。

3.2 估测效果评价。对不同估测方法的估测结果简单的以估测误差作为评价标准必将影响之后估测方法的融合、选择，可以考虑建立相关模型描述估测过程，将各种估测方法的估测过程作为系统，再对估测的过程进行系统性能分析。

[1]方丛,庄广伦,张敏芳.精子形态对体外受精率的影响作用[J].中华泌尿外科杂志,2001,22(6):367-369.

[2]李建平,钟影,吴东.人卵泡液诱导的顶体反应、精子形态与体外受精率的关系[J].中华男科学杂志,2006,12(7):605-607.

[3]崔险峰.应用严格精子形态学测定法评估精子形态对体外受精率的影响[J].中华男科学杂志,2006,12(9):842-843.

[4]刘德一, H.W.Gordon Baker.精子功能检测与男性不育诊治的新进展[J].中华男科学杂志,2007,13(2):99-109.

[5]吴颖,徐惠明,张松英等.精子形态变化对体外受精率的影响[J].中华男科学杂志,2008,14(7):610-613.

[6]刘德一,朱伟杰, H.W.Gordon Baker.精子功能检测对选择I VF或ICSI治疗不育症的临床意义[J]. 生殖与避孕,2004,24(8):193-199.

[7]钱宪明,匡延平,吴乾渝等.精子形态、顶体反应与卵子受精率的相关性研究[J].同济大学学报(医学版),2005,26(5):10-13.

2010年广西教育厅科研项目（201010LX209）。