一种非侵入式整倍体预测方法及系统技术方案

本申请提供了一种非侵入式整倍体预测方法及系统，方法包括：获取待预测囊胚的目标参数，所述目标参数为所述待预测囊胚的囊胚直径

【技术实现步骤摘要】
一种非侵入式整倍体预测方法及系统


[0001]本申请涉及生物医学相关
，尤其涉及一种非侵入式整倍体预测方法及系统
。

技术介绍

[0002]球形细胞聚集体，包括球体
、
拟胚体和胚胎，在发育生物学和医学治疗中发挥着至关重要的作用
。
与
2D
单层细胞相比，球形细胞聚集体能够更准确地表示其体内对应物的
3D
形态特征
。
在体外受精
(IVF)
治疗中，胚胎形态学评估是临床选择具有高生殖潜力的胚胎将胚胎移植到患者子宫的关键步骤
。
为了测量球形细胞聚集体的
3D
形态
(
例如细胞总数
、
细胞密度和单个细胞尺寸
)
，通常使用荧光标记，但存在荧光染料毒性和光毒性的风险
。
在这些情况下，无法获得完整的
3D
形态，只能评估细胞聚集体的部分
2D
形态
。
[0003]目前，染色体数量异常
(
称为非整倍体
)
是体外受精胚胎无法植入或无法健康怀孕的主要原因
。
目前检测非整倍体的方法之一涉及对胚胎细胞进行胚胎植入前遗传学筛查
(PGT)。
用于
PGT
的活组织检查可以在三个不同的胚胎发育阶段进行
。
例如，可以在受精后的第0天或第1天进行来自卵母细胞或受精卵的极体活组织检查；卵裂期胚胎活检可在受精后第3天进行；囊胚活检可在受精后第5天或第6天进行
。
由于囊胚活检是从囊胚中去除多个滋养外胚层细胞，这种技术对胚胎生殖潜力的影响较小，并为遗传分析提供更多细胞，从而提高后续遗传检测的灵敏度和可靠性
。
因此，受精后第5天或第6天进行囊胚活检是生殖中心广泛用于
PGT
的技术
。
[0004]囊胚
(
即第5天胚胎
)
是哺乳动物早期发育中形成的生物结构，是典型的球形细胞聚集体
。
如图2所示，囊胚含有拳头状的细胞簇，称为内细胞团
(ICM)
，最终发育成胎儿；囊胚中的单层滋养外胚层
(TE)
细胞，形成球形空腔以保护内细胞团；整个囊胚受到一种由特异性糖蛋白构成的透明带
(ZP)
的保护
。
在
2011
年胚胎评估国际共识会议上，囊胚最重要的形态参数被定义为
TE
细胞数量
、TE
细胞密度
、TE
细胞尺寸方差和
ICM
尺寸
。
目前，在临床治疗中，胚胎学家根据单个
2D
图像或从不同焦平面捕获的几个
2D
图像来评估这些参数
。
这种评估缺乏完整的
3D
形态学信息，并且评估结果随着囊胚方向的不同而不同
。
同一囊胚在某些方向上可以显示出较低的
TE
细胞数量和较小的
ICM
尺寸，但在其他方向上显示出较高的
TE
细胞数量和较大的
ICM
尺寸，导致囊胚选择和移植的评估结果存在争议和错误
。
[0005]通过
PGT
技术对囊胚进行染色体筛查，检查结果会显示胚胎是否是整倍体
、
嵌合体以及非整倍体，而一个健康的胚胎拥有
46
条染色体，也就是属于整倍体
。
但如果染色体多一条或者少一条，甚至某一个片段缺失或增加都属于非整倍体
。
非整倍体胚胎与整倍体胚胎在形态发育上存在差异，研究表明胚胎的形态学指标有潜力作为胚胎染色体倍性的非侵袭性评价手段
。
然而
PGT
这种从植入前胚胎中侵入性的移除细胞的检测方法会干扰胚胎发育，且胚胎活检要求专门的设备和严格训练的专业人员，这也需要大量的时间和费用
。
由此可看，开发出一套对胚胎非侵入性的
、
高效率的
、
高精确度的
、
操作简单的整倍体预测方法则显得尤为重要
。
[0006]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息
。

技术实现思路

[0007]鉴于现有技术的上述缺点
、
不足，本申请提供一种非侵入式整倍体预测方法及系统，可以通过囊胚
3D
建模技术获取精确的囊胚直径
、TE
细胞数量
、TE
细胞密度
、TE
细胞面积标准差和
ICM
面积这五项囊胚参数，通过将这几项数据输入到胚胎整倍体预测决策树模型中从而实现对胚胎倍性的预测，为常规
IVF
‑
ET
周期中的胚胎选择或分类提供更多帮助
。
[0008]本专利技术提供了一种非侵入式整倍体预测方法，所述方法包括：
[0009]获取待预测囊胚的目标参数，所述目标参数为所述待预测囊胚的囊胚直径
、TE
细胞数量
、TE
细胞密度
、TE
细胞面积标准差和
ICM
面积；
[0010]将所述目标参数输入至目标决策树整倍体预测模型，通过所述待预测囊胚的所述目标参数，判断所述待预测囊胚是否为整倍体
。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，通过所述待预测囊胚的所述目标参数，判断所述待预测囊胚是否为整倍体，包括：
[0012]当所述待测囊胚的
TE
细胞数量大于或等于第一目标值，则所述待测囊胚为整倍体
。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，当所述待测囊胚的
TE
细胞数量小于所述第一目标值，则：
[0014]当所述待测囊胚的
TE
细胞面积标准差小于或等于第二目标值，且所述待测囊胚的
ICM
面积大于或等于第三目标值，则所述待测囊胚为整倍体
。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，将所述目标参数输入至目标决策树整倍体预测模型之前，还包括：
[0016]获取数据集；所述数据集包括多个囊胚的囊胚直径
、TE
细胞数量
、TE
细胞密度
、TE
细胞面积标准差和
ICM
面积；
[0017]通过
TE
活检和
PGT
‑
A
法对所述数据集中每个囊胚标定标签信息，以将囊胚分为整倍体
、
嵌合体和非整倍体；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种非侵入式整倍体预测方法，其特征在于，包括：获取待预测囊胚的目标参数，所述目标参数为所述待预测囊胚的囊胚直径
、TE
细胞数量
、TE
细胞密度
、TE
细胞面积标准差和
ICM
面积；将所述目标参数输入至目标决策树整倍体预测模型，通过所述待预测囊胚的所述目标参数，判断所述待预测囊胚是否为整倍体
。2.
根据权利要求1所述的非侵入式整倍体预测方法，其特征在于，通过所述待预测囊胚的所述目标参数，判断所述待预测囊胚是否为整倍体，包括：当所述待测囊胚的
TE
细胞数量大于或等于第一目标值，则所述待测囊胚为整倍体
。3.
根据权利要求2所述的非侵入式整倍体预测方法，其特征在于，当所述待测囊胚的
TE
细胞数量小于所述第一目标值，则：当所述待测囊胚的
TE
细胞面积标准差小于或等于第二目标值，且所述待测囊胚的
ICM
面积大于或等于第三目标值，则所述待测囊胚为整倍体
。4.
根据权利要求1所述的非侵入式整倍体预测方法，其特征在于，将所述目标参数输入至目标决策树整倍体预测模型之前，还包括：获取数据集；所述数据集包括多个囊胚的囊胚直径
、TE
细胞数量
、TE
细胞密度
、TE
细胞面积标准差和
ICM
面积；通过
TE
活检和
PGT
‑
A
法对所述数据集中每个囊胚标定标签信息，以将囊胚分为整倍体和非整倍体；通过所述数据集和所述标签信息，采集第一目标数量的囊胚，训练初始决策树整倍体预测模型，并采集第二目标数量的囊胚制定测试数据集；通过所述测试数据集对训练后的决策树整倍体预测模型进行测试，直至测试结果的准确率达到预设阈值，则决策树整倍体预测模型训练完成，得到目标决策树整倍体预测模型
。5.
根据权利要求4所述的非侵入式整倍体预测方法，其特征在于，所述数据集中每个囊胚的囊胚直径
、TE
细胞数量
、TE
细胞密度
、TE
细胞面积标准差和
ICM
面积的获取步骤为：通过显微操作系统将单个囊胚固定在视野中央，绕不同的预设中心旋转所述囊胚捕获预设角度的图像；将所述图像在球面上通过图像拼接，形成所述囊胚的
3D
表面模型；通过所述囊胚的
3D
表面模型，测量得到所述单个囊胚的囊胚直径
、TE
细胞数量
、TE
细胞...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳春峰，单冠桥，黄宗杰，郝淼，
申请(专利权)人：苏州博致医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：