2、基于机器学习模型的染色显微图像精子头部异常检测

基于机器学习模型的染色显微图像精子头部异常检测

1 引言

精液分析是临床病理学的关键组成部分。该过程需在实验室对从患者处收集的精液样本进行分析，样本需用容器收集，并尽快（最多一小时内）送往实验室。精液分析主要用于以下情况：不孕症治疗、评估输精管结扎手术的成功率以及法医案件。

在不孕症治疗中，精液分析至关重要，是体外受精（IVF）治疗的常规程序之一。其主要目的是研究精子（男性配子）的各种特性。精液样本需进行宏观、微观、微生物学、免疫学和化学检查。微观检查用于研究精子的运动性、活力、形态和数量等特性。在显微镜下检查精子运动性，若低于阈值则通过染色（如亚甲蓝）研究其活力。检查精子数量可诊断少精子症或无精子症，分析精子形态可检查头部或尾部的结构缺陷。

此外，精液分析还可用于评估输精管结扎手术的成功率。该手术会切断并密封男性生殖系统的输精管，阻止精子从睾丸排出。术后数周收集精液样本，若样本中无精子则表明手术成功，且需在数年后再次检查以确保手术效果。同时，此技术在法医领域也有重要意义，可用于证明男性不育，解决亲子关系纠纷。

2 相关工作

传统的使用Krueger分级标准评估精子形态的方法耗时且易出错，因此自动化需求日益增长。以下是一些相关的研究工作：
- 人工神经网络模型 ：用3500个精子图像数据集训练和测试的人工神经网络模型，能提供出色结果，且可与现有光学仪器轻松对接，为精液分析提供了准确且高效的工具。
- 人工智能和机器学习在生殖医学中的应用 ：探讨了人工智能和机器学习的基本原理、功能、优缺点，以及在生殖医学领域的应用范围和挑战。
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