[發明專利]基于人工智能的精子質量評估方法、系統及設備

在審

• 申請號: 202310044961.1
• 申請日: 2023-01-30
• 公開（公告）號: CN115937211A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 林典梁;曹華;張正綿;孫蓬明;繆崇;付運;江素華;林于藍;楊蓉;蔡穎麗
• 申請（專利權）人: 福建省婦幼保健院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V10/764;G06V10/82;G06V20/69
• 代理公司: 成都華億智合知識產權代理事務所(普通合伙) 51354
• 代理人: 張和平

本發明屬于人工智能技術領域，公開了一種基于人工智能的精子質量評估方法、系統及設備，精子質量評估方法包括：獲取精子圖像，并將精子圖像放大為不同的放大倍數；對精子形態學參數進行測量，收集測量參數；對精子畸形的類型進行分類，收集分類數據；構建神經網絡模型，通過測量參數和分類數據對神經網絡模型進行訓練，得到訓練好的神經網絡模型；將實時精子圖像輸入神經網絡模型得到精子質量評估結果。本發明的精子質量評估方法，對放大后的精子圖像進行圖像處理后進行專家評估，形成精子數據庫，精子數據庫作為訓練數據對神經網絡模型進行訓練，得到訓練好的神經網絡模型，神經網絡模型能夠準確評估實時精子圖像的精子質量。

技術領域

本發明屬于人工智能技術領域，具體涉及一種基于人工智能的精子質量評估方法、系統及設備。

背景技術

活精子細胞器形態學檢查(MSOME)是一種在6000倍以上放大倍數下實時對分離的運動精子進行形態學分析，可以準確評估六個亞細胞結構，包括頂體、頂體后致密層、頸部、細胞核、尾部和線粒體，可以獲得無損傷的最佳精子。可以幫助胚胎學家選擇形態正常的精子進行卵胞漿內單精子注射(ICSI)。MOSME是一種特異性檢測精子頭部空泡的方法。精子空泡的特征如下：空泡常見于精子頭部；空泡更常分布在精子頭的前正中區；有不同類型的空泡；精子空泡的起源仍不確定；精子空泡與常規精液參數之間存在一定程度的相關性。

研究發現精子空泡與染色質凝聚異常率、DNA碎片率和精子染色體非整倍體異常率呈正相關；可導致受精率低，優質胚胎率低，特別是臨床妊娠率低。通過MSOME技術可以獲取無損且最佳的精子ICSI受精，從而提高胚胎發育潛能，達到增加臨床妊娠率，降低流產率的目的。

但是，在實現本發明過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題：目前MSOME技術還處在人工分析的階段，活體精子，缺少染色后精子細胞形態的信息；精子操作時要不停轉換物鏡，耗時，容易疲勞、誤判、精子丟失，工作效率低。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。為此，本發明目的在于提供一種基于人工智能的精子質量評估方法、系統及設備。

本發明所采用的技術方案為：

基于人工智能的精子質量評估方法，包括以下步驟：

獲取精子圖像，并將精子圖像分別放大為不同的放大倍數；

通過放大后的精子圖像對精子形態學參數進行測量，收集測量參數；

通過放大后的精子圖像對精子畸形的類型進行分類，收集分類數據；

構建神經網絡模型，通過測量參數和分類數據對神經網絡模型進行訓練，得到訓練好的神經網絡模型；

將實時精子圖像輸入神經網絡模型得到精子質量評估結果。

優選地，所述精子圖像包括活體靜態精子圖片和經過巴氏染色的精子圖片。

優選地，精子質量評估方法還包括步驟：

對放大后的精子圖像進行壓縮處理，在低分辨率下進行精子頭部和精子尾部的分割，對分割后的精子尾部部分圖像進行分析；

對放大后的精子圖像進行剪切，在高分辨率下進行精子頭部分割和精子頭部輪廓分割，對分割后的精子頭部圖像進行空泡識別并計數，對分割后的精子頭部輪廓圖像進行橢圓擬合后進行長寬比、頂體比例和重合度的計算。

優選地，所述神經網絡模型的訓練方法包括：

比對活體靜態和巴氏染色參數，形成學習記憶、實現精子虛擬染色分析能力；

比對不同放大倍數的測量參數，實現不同放大倍數精子切換后的記憶能力；

由靜態研究轉到運動精子捕捉分析，實現實時跟蹤分析。