CN104462673A - 计算机辅助的胚胎选择方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种计算机辅助的胚胎选择方法，行ICSI前和行短时受精拆蛋观察时，利用Nikon NIS-Elements软件逐一采集卵母细胞图像，测量透明带厚度、卵母细胞直径和极体位置的卵间隙大小，选择透明带厚度为16.9～20.7μm，卵母细胞直径为114.8～119.9μm，极体位置的卵间隙为8.5～12.3μm的卵母细胞进行受精；再选择出高发育潜能的胚胎。该方法是利用Nikon NIS-Elements软件逐一采集卵母细胞图像，测量透明带厚度、卵母细胞直径和极体位置的卵间隙大小，选择出合适的卵母细胞进行受精，再选择出高发育潜能的胚胎，该方法比现有技术多了一层筛选，更利于得到高发育潜能的胚胎。采用Nikon NIS-Elements软件测量分析得到的数据更准确。
Description
技术领域
本发明涉及一种计算机辅助的胚胎选择方法。
背景技术
体外受精-胚胎移植( in-vitro fertilization，IVF-ET)和卵母细胞单精子注射( intra-cytoplasmic sperm injection，ICSI) 治疗不孕症的成功率主要取决于体内子宫环境和移植胚胎的质量和数目。研究证明，胚胎质量的评估选择有助于减少多胎妊娠，提高种植率和临床妊娠率。评估胚胎是否具有高着床潜能是现代辅助生殖技术的重点，用于评估胚胎质量的主要参数为原核期评分和卵裂期胚胎的形态及发育速度。
目前，临床实践中，胚胎评级主要基于主观的光镜形态学分析，包括卵母细胞质量、原核期形态、卵裂球数量、卵裂球的均匀程度及胚胎碎片。公开的学术论文中有报道用OCTAX Eye-ware software系统在对卵母细胞和胚胎进行观察、记录，但是由于OCTAX Eye-ware software系统是激光辅助孵化设备附带的系统，其测量得到的数据不够准确。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种计算机辅助的胚胎选择方法，该方法是利用更精确的Nikon NIS-Elements软件逐一采集卵母细胞图像，测量透明带厚度、卵母细胞直径和极体位置的卵间隙大小，选择出合适的卵母细胞进行受精，再选择出高发育潜能的胚胎，该方法比现有技术多了一层筛选，更利于得到高发育潜能的胚胎。
解决上述技术问题的技术方案是：一种计算机辅助的胚胎选择方法，行ICSI前和行短时受精拆蛋观察时，利用Nikon NIS-Elements软件逐一采集卵母细胞图像，测量透明带厚度、卵母细胞直径和极体位置的卵间隙大小，选择透明带厚度为16.9～20.7μm，卵母细胞直径为114.8～119.9μm，极体位置的卵间隙为8.5～12.3μm的卵母细胞进行受精；再选择出高发育潜能的胚胎。
本发明的进一步技术方案是：卵母细胞进行受精后，观察受精胚胎的发育阶段，在受精胚胎处于8细胞期或囊胚期时，选择出高发育潜能的胚胎，具体的选择方法为：
当受精胚胎处于8细胞期时，根据卵裂球数目、胚胎碎片的数量及其分布、对称性特征，将受精后的胚胎分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共5个级别，I 级、Ⅱ级或Ⅲ级的胚胎为高发育潜能的胚胎，且胚胎的发育潜能为：I级＞Ⅱ级＞Ⅲ级，各个级别胚胎的特点为：I级：碎片不足 5%；II级：大多数的碎片局限在某个部位，碎片数量超过5%；III级：碎片分散各处，碎片体积较小，且大小相近；IV级：碎片分散各处，碎片体积较大，且大小不均；V级：碎片分散各处，呈现变性坏死外观；
当受精胚胎处于囊胚期时，根据囊胚的扩张状态将受精胚胎分为1-6期， 4-6期的胚胎为高发育潜能的胚胎，且胚胎的发育潜能为：4期＞5期＞6期；1-6期胚胎的特点为：1期：早期有腔室囊胚，囊胚腔小于胚胎总体积的1/2；2期：囊胚腔体积大于或等于胚胎总体积的1/2；3期：完全扩张囊胚，囊胚腔完全占据了胚胎的总体积；4期：扩张囊胚，囊胚腔完全充满胚胎，胚胎总体积变大，透明带变薄；5期：正在孵出的囊胚，囊胚的一部分从透明带中逸出；6期：孵出的囊胚，囊胚全部从透明带中逸出。
本发明的更进一步技术方案是：当受精胚胎处于囊胚期时选择出高发育潜能的胚胎，再根据内细胞团的状态进一步选择发育潜能更高的高发育潜能的胚胎，根据内细胞团的状态将胚胎分为A级、B级和C级，胚胎的发育潜能为：A级＞B级＞C级，根据内细胞团的状态分为A级、B级和C级胚胎的特点为：A级：细胞数目多，排列紧密；B级：细胞数目少，排列松散；C级：细胞数目很少。
当受精胚胎处于囊胚期时选择出高发育潜能的胚胎，再根据滋养层的状态进一步选择发育潜能更高的高发育潜能的胚胎，根据滋养层的状态将胚胎分为A级、B级和C级，胚胎的发育潜能为：A级＞B级＞C级，根据滋养层的状态分为A级、B级和C级胚胎的特点为：A级：上皮细胞层由较多的细胞组成，结构致密；B级：上皮细胞层由不多的细胞组成，结构松散；C级：上皮细胞层由稀疏的细胞组成。
本发明利用Nikon NIS-Elements软件（NIS-Elements 尼康图像处理软件）逐一采集卵母细胞图像，测量透明带厚度、卵母细胞直径和极体位置的卵间隙大小，选择透明带厚度、直径和卵间隙大小符合要求的卵母细胞再进行受精，即通过测量卵母细胞的各个参数，可以淘汰一部分不合格的卵母细胞，比现有技术多了一层筛选，更利于得到高发育潜能的胚胎。且本发明多的这一层筛选是有具体的参数数值作为统一的标准，不依赖于人的主观观察，故操作更容易，更直观。
Nikon NIS-Elements软件比OCTAX Eye-ware software系统多了一个转换器，连接在显微镜和电脑之间，显示、处理和分析能力更强大。通过Nikon NIS-Elements软件测量分析得到的数据要比OCTAX Eye-ware software系统测量的数据更准确。
下面，结合附图和实施例对本发明之计算机辅助的胚胎选择方法的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1：Nikon NIS-Elements软件采集的卵母细胞图像示意图。
图2：处于2细胞期的胚胎示意图。
图3：处于4细胞期的胚胎示意图。
图4：处于8细胞期的胚胎示意图。
图5：处于桑椹期的胚胎示意图。
图6：处于囊胚早期的胚胎示意图。
图7：处于囊胚中期的胚胎示意图。
具体实施方式
实施例1：一种计算机辅助的胚胎选择方法，行ICSI前和行短时受精拆蛋观察时，利用Nikon NIS-Elements软件（NIS-Elements 尼康图像处理软件）逐一采集卵母细胞图像，测量透明带厚度、卵母细胞直径和极体位置的卵间隙大小，选择透明带厚度为16.9～20.7μm，卵母细胞直径为114.8～119.9μm，极体位置的卵间隙为8.5～12.3μm的卵母细胞进行受精；受理胚胎发育阶段观察时，分别记录原核期形态、卵裂球数量、卵裂球的均匀程度及胚胎碎片，并进行胚胎评分。常规受精后16～20 h 观察受精情况，42～43 h观察卵裂情况。
将受精后的胚胎进行单孔培养，记录每个卵母细胞的受精情况、胚胎发育情况。观察受精胚胎的发育阶段，可以在受精胚胎处于8细胞期或囊胚期时，选择出高发育潜能的胚胎，具体的选择方法为：
当受精胚胎处于8细胞期时，根据卵裂球数目、胚胎碎片的数量及其分布、对称性特征，将受精后的胚胎分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共5个级别（此5个级别的胚胎及特点与现有技术相同），I 级、Ⅱ级或Ⅲ级的胚胎为高发育潜能的胚胎，且胚胎的发育潜能为（即胚胎的选择顺序为）：I 级＞Ⅱ级＞Ⅲ级，各个级别的特点为：I 级：碎片不足 5%；II级：大多数的碎片局限在某个部位，碎片数量超过5%；III 级：碎片分散各处，碎片体积较小，且大小相近；IV级：碎片分散各处，碎片体积较大，且大小不均；V级：碎片分散各处，呈现变性坏死外观。
若在8细胞期时选择了胚胎进行移植，则不需要再进行后续的程序。若在8细胞期不进行胚胎选择，则在囊胚早期或中期进行胚胎选择。
当受精胚胎处于囊胚期时，根据囊胚的扩张状态将受精胚胎分为1-6期（此6个时期的特点与现有技术相同）， 4-6期的胚胎为高发育潜能的胚胎，且胚胎的发育潜能为：4期＞5期＞6期；1-6期胚胎的特点为：1期：早期有腔室囊胚，囊胚腔小于胚胎总体积的1/2；2期：囊胚腔体积大于或等于胚胎总体积的1/2；3期：完全扩张囊胚，囊胚腔完全占据了胚胎的总体积；4期：扩张囊胚，囊胚腔完全充满胚胎，胚胎总体积变大，透明带变薄；5期：正在孵出的囊胚，囊胚的一部分从透明带中逸出；6期：孵出的囊胚，囊胚全部从透明带中逸出。
当受精胚胎处于囊胚期时选择出高发育潜能的胚胎，再根据内细胞团的状态进一步选择发育潜能更高的高发育潜能的胚胎，根据内细胞团（ICM）的状态将胚胎分为A级、B级和C级（此3个级别的区别及特点与现有技术相同），胚胎的发育潜能为：A级＞B级＞C级，根据内细胞团的状态分为A级、B级和C级胚胎的特点为：A级：细胞数目多，排列紧密；B级：细胞数目少，排列松散；C级：细胞数目很少。
当受精胚胎处于囊胚期时选择出高发育潜能的胚胎，再根据滋养层的状态进一步选择发育潜能更高的高发育潜能的胚胎，根据滋养层（TE）的状态将胚胎分为A级、B级和C级（此3个级别的区别及特点与现有技术相同），胚胎的发育潜能为：A级＞B级＞C级，根据滋养层的状态分为A级、B级和C级胚胎的特点为：A级：上皮细胞层由较多的细胞组成，结构致密；B级：上皮细胞层由不多的细胞组成，结构松散；C级：上皮细胞层由稀疏的细胞组成。
囊胚培养阶段观察时，分别记录囊胚的扩张状态、内细胞团（ICM）和滋养层（TE）的状态对囊胚进行评分。若评分结果为4AA，则表示囊胚的扩张状态为4期，ICM为A级，TE为A级。在囊胚期选择胚胎时，优先根据囊胚的扩张状态进行选择，其次再根据内细胞团（ICM）的状态进行选择，最后根据滋养层（TE）的状态进行选择。
本发明方法的可行性证明试验：行ICSI前和行短时受精拆蛋观察时，利用Nikon NIS-Elements软件逐一采集卵母细胞图像，测量透明带厚度、卵母细胞直径和极体位置的卵间隙大小，将全部卵母细胞进行受精。然后按实施例所述的方法选择出高发育潜能的胚胎和低发育潜能的胚胎。
表1 高发育潜能的胚胎和低发育潜能的胚胎的卵母细胞形态学指标比较
| 胚胎质量 | 透明带（μ） | 直径（μ） | 卵间隙（μ） |
| 高发育潜能的胚胎 | 16.9～20.7 | 114.8～119.9 | 8.5～12.3 |
| 低发育潜能的胚胎 | 14.1～16.5 | 111.8～114.3 | 13.1～16.5 |
结果显示，高发育潜能的胚胎在卵母细胞时期的卵母细胞直径显著高于与低发育潜能的胚胎(P<0.05)。
表2 不同组胚胎结果比较
结果显示，虽然高发育潜能的胚胎的移植数目与低发育潜能的胚胎差异不显著（P＞0.05），但其种植率和妊娠率显著高于低发育潜能胚胎（P<0.05）。
从表2可以知道，通过筛选透明带厚度、卵母细胞直径和极体位置的卵间隙大小在一定数值范围内的卵母细胞，更有利于获得高发育潜能胚胎。
Claims (4)
1.一种计算机辅助的胚胎选择方法，其特征在于：行ICSI前和行短时受精拆蛋观察时，利用Nikon NIS-Elements软件逐一采集卵母细胞图像，测量透明带厚度、卵母细胞直径和极体位置的卵间隙大小，选择透明带厚度为16.9～20.7μm，卵母细胞直径为114.8～119.9μm，极体位置的卵间隙为8.5～12.3μm的卵母细胞进行受精；再选择出高发育潜能的胚胎。
2.根据权利要求1所述的计算机辅助的胚胎选择方法，其特征在于：卵母细胞进行受精后，观察受精胚胎的发育阶段，在受精胚胎处于8细胞期或囊胚期时，选择出高发育潜能的胚胎，具体的选择方法为：
当受精胚胎处于8细胞期时，根据卵裂球数目、胚胎碎片的数量及其分布、对称性特征，将受精后的胚胎分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共5个级别，I 级、Ⅱ级或Ⅲ级的胚胎为高发育潜能的胚胎，且胚胎的发育潜能为：I级＞Ⅱ级＞Ⅲ级，各个级别胚胎的特点为：I级：碎片不足 5%；II级：大多数的碎片局限在某个部位，碎片数量超过5%；III级：碎片分散各处，碎片体积较小，且大小相近；IV级：碎片分散各处，碎片体积较大，且大小不均；V级：碎片分散各处，呈现变性坏死外观；
当受精胚胎处于囊胚期时，根据囊胚的扩张状态将受精胚胎分为1-6期， 4-6期的胚胎为高发育潜能的胚胎，且胚胎的发育潜能为：4期＞5期＞6期；1-6期胚胎的特点为：1期：早期有腔室囊胚，囊胚腔小于胚胎总体积的1/2；2期：囊胚腔体积大于或等于胚胎总体积的1/2；3期：完全扩张囊胚，囊胚腔完全占据了胚胎的总体积；4期：扩张囊胚，囊胚腔完全充满胚胎，胚胎总体积变大，透明带变薄；5期：正在孵出的囊胚，囊胚的一部分从透明带中逸出；6期：孵出的囊胚，囊胚全部从透明带中逸出。
3.根据权利要求2所述的计算机辅助的胚胎选择方法，其特征在于：当受精胚胎处于囊胚期时选择出高发育潜能的胚胎，再根据内细胞团的状态进一步选择发育潜能更高的高发育潜能的胚胎，根据内细胞团的状态将胚胎分为A级、B级和C级，胚胎的发育潜能为：A级＞B级＞C级，根据内细胞团的状态分为A级、B级和C级胚胎的特点为：A级：细胞数目多，排列紧密；B级：细胞数目少，排列松散；C级：细胞数目很少。
4.根据权利要求2或3所述的计算机辅助的胚胎选择方法，其特征在于：当受精胚胎处于囊胚期时选择出高发育潜能的胚胎，再根据滋养层的状态进一步选择发育潜能更高的高发育潜能的胚胎，根据滋养层的状态将胚胎分为A级、B级和C级，胚胎的发育潜能为：A级＞B级＞C级，根据滋养层的状态分为A级、B级和C级胚胎的特点为：A级：上皮细胞层由较多的细胞组成，结构致密；B级：上皮细胞层由不多的细胞组成，结构松散；C级：上皮细胞层由稀疏的细胞组成。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3408796A4 (en) * | 2016-01-28 | 2019-10-16 | Letterie, Gerard | AUTOMATED IMAGE ANALYSIS FOR EVALUATING A REPRODUCTIVE POTENTIAL OF HUMAN OOCYTES AND PRONUCLEAR EMBRYOS |
| CN111785375A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-16 | 武汉互创联合科技有限公司 | 胚胎分裂过程分析及妊娠率智能预测方法及系统 |
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| EP3408796A4 (en) * | 2016-01-28 | 2019-10-16 | Letterie, Gerard | AUTOMATED IMAGE ANALYSIS FOR EVALUATING A REPRODUCTIVE POTENTIAL OF HUMAN OOCYTES AND PRONUCLEAR EMBRYOS |
| US10902334B2 (en) | 2016-01-28 | 2021-01-26 | Gerard Letterie | Automated image analysis to assess reproductive potential of human oocytes and pronuclear embryos |
| CN111785375A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-16 | 武汉互创联合科技有限公司 | 胚胎分裂过程分析及妊娠率智能预测方法及系统 |
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