Компьютерный анализ подвижности спермотазоидов. Техника соврменного анализа подвижности спермотазоидов

С развитием высокоскоростной съемки и компьютерных технологий стали возможны исследования движения одновременно нескольких клеток с определением траектории их перемещения и скорости. Использование аппаратно-программных комплексов для определения концентрации, характеристики движения сперматозоидов, а также морфологических критериев клеток легло в основу новой технологии в лабораторной медицине - CASA (computer-assisted semen analysis) - компьютерного анализа подвижности сперматозоидов. CASA позволяет проводить оценку таких показателей подвижности, как криволинейная скорость, прямолинейная скорость, линейность. Совокупное использование полученных данных позволяет объективизировать оценку качества спермы и преодолеть субъективность интерпретации, присущей стандартной спермограмме.
В состав аппаратно-программного комплекса входят микроскоп, система ввода изображения, компьютер и специализированное программное обеспечение.

В системе используется световой или фазовоконтрастный микроскоп (х400). Применение фазово-контрастной оптики предпочтительнее, так как большинство видеомикроскопических систем не смогут обеспечить достаточную глубину резкости, чтобы захватить сперматозоид в поле наблюдения в обычном световом микроскопе.

Основой компьютерных спермоанализаторов являются технологии цифровой обработки видеоизображения. Несмотря на то что в основе действия всех систем CASA лежат схожие основные принципы, существуют значительные различия в используемых оптических системах, в технологии захвата изображения, в методах распознавания сперматозоидов, восст-ановлении трека, алгоритмах столкновения и анализа движения, а также в анализе данных.

подвижность спермотазоидов

Компьютер с видеокартой, преобразующей видеосигнал в цифровой код, должен успевать обрабатывать сигналы от видеокамеры. Один из важных показателей - частота обновления поступающей информации или, проще говоря, частота кадров. Минимально - 25 кадров в секунду, оптимально - 50, иначе высокоподвижные сперматозоиды будут теряться и компьютерная система не сможет идентифицировать траекторию сперматозоидов. Видеокарта должна обеспечивать не меньшее разрешение, чем видеокамера. Для быстрой работы такой системы необходим высокопроизводительный компьютер. Программное обеспечение, выполняющее распознавание и подсчет сперматозоидов, составляет основную часть анализатора и, в конечном счете, определяет характеристики анализатора.

Для съемки движения сперматозоидов нужна видеокамера с высокой разрешающей способностью, чаще черно-белого изображения. От величины разрешения напрямую зависит качество определения сперматозоида и измерения его подвижности. При работе с подвижными объектами используются аналоговые и цифровые видеокамеры. Микрофильм может быть получен непосредственно во время обработки пробы или сохранен на носителе в виде файла, а затем загружен и использован в работе. В настоящее время наиболее часто используется система ввода, состоящая из аналоговой камеры и платы ввода изображения фрэймгребера (от английского frame - кадр, grabber - захват). Функциональное назначение фрэймгребера - преобразование аналогового сигнала с камеры в цифровой, который «понимает» компьютер.

В продаже появились также цифровые камеры с интерфейсом USB 2.0, которые позволяют снимать видеоролики с не меньшим, а иногда и более высоким количеством кадров в секунду, чем анало говые камеры, при требуемом разрешении.

При анализе оцифрованных изображений сперматозоидов программа CASA должна проследить движение каждого из них от одного кадра к следующему. Создание траектории движения достигается путем определения максимального расстояния, которое может преодолеть объект между двумя кадрами. Это пространственное перемещение представляет собой радиус окружности максимальной вероятности и рассчитывается с учетом скорости движения и скорости кадра. Если в окружности находится более одного объекта, траекторию создают для центроида, находящегося ближе всего к центру окружности. В случае если внутри окружности нет клетки, увеличивается размер вычисляемой окружности и поиск продолжается. Такой подход называется интерполяцией прерванной траектории.

Если центроид не двигается между последовательными 3-4 кадрами, то считается, что он неподвижен. После восстановления траекторий анализируется их форма, устанавливают характеристики движения каждой клетки. Этот процесс CASA называется кинематикой спермы.

Терминология, используемая для описания характера движения сперматозоидов, была принята на международном симпозиуме «Движение человеческой спермы и ее анализ», прошедшем в 1988 г. в городе Монпелье во Франции. Характеристики движения, изложенные в итоговом соглашении, были взяты из анализа центроида головки и предоставлены всеми современными системами CASA.

- Читать далее "Показатели компьютерного анализатора сперматозоидов. Счетные камеры спермотазоидов"

Оглавление темы "Спермограмма. Анализ сперматозоидов":
1. Герпесвирусные инфекции у мужчин. Клиника герпесной инфекции у мужчин
2. Диагностика герпеса у мужчин. Исследования эякулята
3. Проведение лабораторного исследования эякулята. Значения показателей нормального эякулята
4. Общие свойства спермы. Вязкость и запах спермы
5. Микроскопическое исследование эякулята. Агглютинация спермотазоидов
6. Слизь и включения эякулята. Подвижность спермотазоидов
7. Астенозооспермия. Инструментальные методы исследования подвижности спермотазоидов
8. Компьютерный анализ подвижности спермотазоидов. Техника соврменного анализа подвижности спермотазоидов
9. Показатели компьютерного анализатора сперматозоидов. Счетные камеры спермотазоидов
10. Подогреваемый столик анализатора сперматозоидов. Регистрация подвижности сперматозоидов на Видеотест-СПЕРМ

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: