利用格子复杂性挖掘试管婴儿早期胚胎的着床潜能

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:HYB1976
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
体外受精-胚胎移植技术(invitrofertilizationandembryotransfer,IVF-ET),俗称试管婴儿,发展至今已经为许多不孕不育患者解决了难题。提高胚胎移植的着床成功率是试管婴儿技术的关键。目前对试管婴儿早期胚胎着床潜能的评估主要是对D3天卵裂胚医学图像的形态学分析,通过观察卵裂期胚胎图像中卵裂胚细胞数目、胚胎的碎片程度、卵裂胚是否均匀以及是否含有空泡等。形态学特征的弊端在于,发育时长较短的胚胎不具备形态学特征,胚胎通常需要在体外培育2-3天,直至具有形态学特征的囊胚期。而长时间的体外培育会耗费大量培育资源,并且胚胎在体外培养时容易受培养环境因素的影响(例如温度、光照等参数的变化),从而降低胚胎移植成功率。因此本文的主要研究目的是通过胚胎图像模式识别,在胚胎体外发育时间极短的情况下(发育时长仅为2h),以复杂性特征替代形态学特征作为胚胎能否顺利着床的依据。
  本文的实验主体是胚胎图像。胚胎在CO2培养箱和适宜的环境中持续培育4-5天,每隔15min对胚胎进行一次显微拍摄,获得当时的胚胎发育状态图像,本文从中选择发育时长仅为2h的图像进行研究,样本总数为89,其中着床(1类)样本数为59,未着床(0类)样本数为30。胚胎图像需要先经过预处理,包括灰度化、剔除无用背景,之后对裁剪后的图像进行BEMD分解,得到一组BIMF,将原裁剪图象和对应的各阶BIMF压缩为32*32像素大小,目的是为了提高计算效率。
  压缩后的图像需要先通过空间填充曲线降维、转变为一维序列后才能够提取复杂性特征。本文选择二维希尔伯特曲线和二维中心螺旋曲线分别扫描压缩后的图像,之后再分别计算不同细粒化程度所对应的格子复杂性特征。
  胚胎能否着床属于一个二分类问题,并且样本总数为89例,属于小样本,因此本文选择针对小样本的SVM分类器。为了寻找合适的SVM参数,首先将全部样本进行10折交叉验证,并搭配前向特征选择法筛选出最佳特征组合。在筛选特征时,为了避免不同类型特征之间的抵消作用,本文还将全部特征划分为非BIMF特征和BIMF特征,两种类别特征分别筛选特征。得到合适的SVM参数和最佳特征组合后,将全部样本随机划分为训练集和测试集,训练集用于建立模型,测试集验证模型的鲁棒性。全部特征10折交叉验证准确率、测试集准确率和AUC值分别为96.6292%、88.64%(39/44)和0.9137,最佳特征组合维数为44。
  胚胎的发育过程是一个动态的过程,除了二维图像,本文还对胚胎的三维图像进行实验,只是没有加入三维EMD分解。因此三维特征中没有IMF特征。全部的三维特征10折交叉验证准确率、测试集准确率和AUC值分别为93.2584%、90.91%(40/44)和0.949,最佳特征组合维数为20。从结果看,三维图像的分类效果略低于二维图像,但是最佳特征组合维数较低,只有二维的一半。造成的原因可能是在胚胎培育的过程中产生了细胞偏移现象,从而导致后续图像处理过程产生偏差。总而言之,复杂性特征在预测胚胎着床上效果显著,具有较大的应用前景。
其他文献
防腐涂层是一种防止金属腐蚀的有效方法。近年来,以水作为溶剂的水性防腐涂料越来越受到人们的重视,水性防腐涂料虽然具有绿色环保、无毒无害和符合可持续发展战略等优势,但也存在着干燥时间长、易闪锈和耐水性差等劣势,长期的防腐效果并不理想。为了提高水性涂料的防腐效能,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)改性氧化石墨烯(GO),并将其作为纳米粒子掺杂到水性防腐体系中,提高水性涂层对于腐蚀介质渗透的抗拒作用。同时采用聚
学位
精炼大豆油废水由于有毒物质少、可生化性好的特点,利用发酵性丝孢酵母对其进行处理取得了较好的效果。为了实现该技术的进一步工业化应用,研发高效低能耗的废水处理反应器是关键。工业化废水处理反应器的开发需要经过小试、中试等逐级放大研究。解决发酵性丝孢酵母细胞受到的剪切破坏和精炼大豆油废水中难处理的“水包油”结构等问题是设计反应器的主要难点。为了探究发酵性丝孢酵母的可耐受剪切应力、实现精炼大豆油废水生物处理
学位
多环芳烃(PAHs)是一类半挥发性有机物,具有很强的致癌性和致突变性。其衍生物(NPAHs,OPAHs,APAHs)虽然在环境中的浓度较低,但它们具有比PAHs更强的毒性,APAHs不仅毒性很强,而且广泛存在于原油和石油产品中。为了探明油田地区PAHs,APAHs,NPAHs和OPAHs的污染特征和来源,本研究在2018年11~12月,2019年4-9月使用中流量采样器在黄河三角洲背景区域采集4个
学位
多环芳烃(PAHs)作为一种持久性有机污染物而广泛存在大气、水、土壤等环境中,其具有较强的致癌、致畸、致突变性,威胁人类健康。硝基和含氧多环芳烃(NPAHs,OPAHs)是环境中较为常见的PAHs衍生物,其毒性远高于PAHs。人们平均有将近90%的时间都是在室内度过的,室内空气中污染物超标会直接威胁人体健康。此外,室内降尘也是各类污染物的重要载体,人体可以通过皮肤接触等多种途径暴露于降尘中的有害物
学位
电极材料和制备方法是影响电极结构、进而影响电极电催化性能与稳定性的主要因素,该研究以稀土Ce、Gd、Eu掺杂SnO/Sb电催化电极的制备及性能评价为主要内容,同时以苯酚为目标有机物,初步探讨了苯酚的电化学降解转化过程以及电极结构与电催化特性之间的关系.该论文对稀土的掺杂方式进行了研究,确定了在电极表面层进行稀土掺杂制备电催化电极的工艺.对影响稀土掺杂SnO/Sb电极催化效率及稳定性的主要因素:热处
学位
该论文对电解制备高Al含量聚合氯化铝(E-PAC)的原理、方法、反应器、生产工艺和工业化制备等方面进行了系统研究,完成了从原理设计到生产实践的全过程.同时,对电解制备PAC的形态表征、Al的生成机理与凝聚絮凝特性等进行深入探讨,为Al絮凝剂电解制备的研究与应用奠定了科学基础.根据铝的电化学水解聚合及Al生成的电化学条件,发明了E-PAC的连续式电解制备系统,实现了进出料的动态平衡和聚合絮凝剂的连续
论文分别对Al形态的分离提纯方法、形态稳定性以及凝聚絮凝作用特征等问题进行了较为系统的阐述.在实验过程中,采用Al-Ferron逐时络合比色法详细研究了不同碱化度B的聚合氯化铝(PACl)与硫酸根反应的动力学长期特征,并结合多种先进的仪器检测手段,对PACl中各种不同形态反应生成的结晶体的形貌进行研究,对影响反应的主要因素比较分析之后,确定了分离的最佳操作条件.进一步考察了Ba/SO比、超声反应时
肝硬化(LiverCirrhosis)是一种常见的慢性肝脏疾病,往往由于引起并发症而导致死亡。病理医生将肝肉芽肿归为由结核杆菌引起的肝胆位置的病变,并可导致原发性胆汁性肝硬化,此外,肝部环状肉芽肿与多种肝炎,肝部其他疾病关系密切。目前临床上主要通过病变组织的病理显微图像来研究和诊断肝肉芽肿及肝硬化疾病。但是,因为肝硬化病变种类多样,肝肉芽肿的形态及其周围组织的情况复杂,所以增加了病理科医生的工作难
激光散斑衬比成像(Laserspecklecontrastimaging,LSCI)广泛应用于脑、皮肤、视网膜、关节病和及肠系膜等生物组织的二维血流变化和药物效率评估中。同时,LSCI已成为研究生物组织血流功能反应和病理机制的重要研究工具,相较于其他技术,激光散斑衬比成像具有快速成像、高时空分辨率、无需扫描就能实现大范围二维流速监测,为研究组织功能活动提供重要工具、阐明疾病机制等优势,对于血液动力
学位
肝癌是我国死亡率仅次于胃癌、肺癌的第三大恶性肿瘤,而且其发病率在逐年增加。肝癌隐匿性强、早期症状不明显且预后效果较差,早期诊断和治疗是目前降低其死亡率最有效的措施。肝脏病理图像是诊断肝癌的金标准,通过肝脏病理图像对病人进行诊断需要依靠临床医生丰富的经验,而在面对大量的病理图像诊断时,医生很容易由于疲劳和经验不足而出现误诊或漏诊。因此本文尝试通过计算机图像识别技术来辅助医生对病人进行诊断,为医生提供