سیستم اسپرموگرام CASA

/سیستم اسپرموگرام CASA
سیستم اسپرموگرام CASA ۱۳۹۶-۱۲-۳ ۲۲:۱۵:۴۵ +۰۰:۰۰

مقدمه:

در اوایل دهه ۱۹۷۰ میلادی، محققان به تکنیک جدیدی برای آنالیز اسپرم دست یافتند. این تکنیک با نام آنالیز اسپرم توسط کامپیوتر (Computer Assisted Sperm Analysis) یا CASA معروف می‌باشد. در سال های اخیر با توجه به پیشرفت‌های حاصل در علم کامپیوتر، این تکنیک به یک روش رایج درآزمایشگاه‌های سراسر دنیا تبدیل شده و تنها روش اتوماتیک مورد تأییدWHO  جهت آنالیز اسپرم می‌باشد. علیرغم اینکه سیستم CASA به عنوان روش اتوماتیک معرفی شده است، ولی وجود اپراتور قوی و مجرب جهت تفسیر نتایج و افزایش صحت و دقت تست اهمیت زیادی دارد.

از مزایای استفاده از این روش می‌توان یکسان بودن جواب‌های بدست آمده از آنالیز اسپرم توسط افراد مختلف، دقت بسیار بالا و محاسبه کمی و دقیق پارامترهای موردنظر WHO، سرعت بالای انجام آنالیز و … را نام برد.

سيستم رنگي آزمايش كيفيت اسپرم (HFT-CASA) روشي سريع و دقيق برای آناليز اسپرم فراهم آورده است. اين روش معايب موجود در روش‌هاي قبلي از قبيل سختي كار و عدم دقت را برطرف كرده و يك جايگزين مناسب با دقت بسيار بالا براي روش دستي مي باشد. اين سيستم با استفاده از آخرين تكنيك‌هاي پردازش تصوير، جهت كاربردهاي كلينيكي و تحقيقاتي نيز قابل استفاده مي‌باشد.

سیستم آنالایز اسپرم کامپیوتری CASA در آزمایشگاه

عمليات اصلي اين سيستم عبارتند از:

  • آناليز عددي تعداد كل اسپرم، دانسيته اسپرم‌ها و درصد اسپرم‌هاي متحرك و زنده
  • آناليز نحوه حركت، سرعت و مسير حركت اسپرم‌ها
  • پارامترهاي دايناميك و استاتيك محاسبه‌شده مطابق با استانداردهاي WHO
  • قابليت چاپ كليه داده‌هاي استخراج‌شده، نمودارهاي ميله‌اي مربوط به سرعت و درصد فعاليت اسپرم‌ها
  • قابليت ذخيره و بازيابي مجدد نتايج استخراج شده جهت دسترسي مجدد و يا حذف آنها
  • قابليت ضبط تصاوير دايناميك اسپرم بر روي نوار ويدئو و PC جهت مطالعه و بررسي به صورت اتوماتيك
  •  قابليت حذف خطاي قسمت‌هاي نوري (Optic) بصورت اتوماتیک
  • قابليت ايجاد شبكه‌هاي مجازي با اندازه‌هاي مشخص بر روي تصاوير جهت بالابردن دقت اندازه‌گيري
  • نتايج استخراج شده كاملاً يكنواخت (Uniform) با انواع قدرت بزرگنمايی
  • امكان تهيه تصاوير رنگی از اسپرم جهت استفاده كلينيك‌ها و محققان، همچنين بيماران مي‌توانند از طريق مانيتور تصوير زنده اسپرم را مشاهده نمايند.

 

اساس آنالیز داینامیکی اسپرم در این روش به شرح زیر است:

ابتدا نمونه اسپرم پس از گذر از مرحله Liquefaction در دمای ۳۷ درجه، مستقیماً روی یک لام مخصوص (Sperm Chamber) قرار می‌گیرد، سپس لام مورد نظر زیر میکروسکوپ قرار گرفته و تصویر فیلدها توسط یک دوربین به کامپیوتر منتقل شده و توسط نرم افزاری بسیار پیجیده و قدرتمند آنالیز می‌گردد.

نرم افزار ابتدا اسپرم‌ها را بر اساس اندازه، اختلاف دانسیته رنگ، بیضوی شکل بودن و میزان مدور بودن آنها تشخیص داده و سپس یک زمان ثابت (حدود یک ثانیه) از حرکت آنها فیلم‌برداری می‌نماید. در این یک ثانیه در ۵۰ زمان مختلف (فرکانس نمونه‌برداری ۵۰ Hz) از محل اسپرم‌ها نمونه‌برداری کرده و مسیر حرکت تک‌تک آنها را رسم می‌نماید. سپس پارامترهایی که در ذیل توضیح داده شده برای تک تک اسپرم‌ها محاسبه می‌شود.


سرعت اسپرم‌ها در مسیرهای واقعی طی شده



VCL: Velocity of Curved Line



سرعت میانگین حرکت اسپرم‌ها



VAP: Velocity of Average Path



سرعت حرکت مستقیم اسپرم‌ها



VSL: Velocity of Straight Line



درصد مستقیم الخط بودن حرکت اسپرم‌ها



STR: Straightness =VSL/VAP ×۱۰۰



درصد خطی‌بودن حرکت اسپرم‌ها



LIN: Linearity = VSL/VCL ×۱۰۰



دامنه نوسانات حرکت اسپرم‌ها



ALH: Lateral amplitude



فرکانس نوسانات اسپرم‌ها



BCF: Beat frequency


جدول ۱: اختصارات مورد استفاده در سیستم CASA

 

سپس از روی این مقادیر و مقادیری کهWHO  برای آنها تعیین کرده، اسپرم‌ها را با دقت در چهار کلاس حرکتی A، B، C و D  کلاس‌بندی می‌نماید که:


کلاس A: اسپرم‌های با حرکت رو به جلوی سریع



Fast progressive (Grade4)



کلاس B:  اسپرم‌ها با حرکت رو به جلوی آهسته



Progressive (Grade3)



کلاس C:  اسپرم‌ها دارای حرکت ولی نه رو به جلو



Non progressive (Grade2)



کلاس D: اسپرم‌های بدون حرکت یا با حرکت نوسانی درجا



Non motile (Grade1)


جدول ۲-۱: تقسیم‌بندی اسپرم‌ها براساس حرکت

  • Round cells: سایر اپی‌تلیال مزانشیم
  • WBC: گلبول‌های سفید
  • و نیز شمارش اسپرم‌ها را تحت عنوان Concentration که چگالی یا دانسیته اسپرم‌هاست با واحد Million/ml گزارش می‌نماید.

در مبحث morphology اسپرم‌ها نیز، این سیستم از رنگ‌آمیزی Diff-quick جهت آنالیز مورفولوژی دقیق اسپرم‌ها استفاده می‌نماید.

طول، عرض، نسبت طول به عرض و شکل سر اسپرم‌ها از نظر مورفولوژی بررسی شده و اسپرم‌ها در دو کلاس Normal و Pathologic  دسته‌بندی می‌گردند. ضمناً طول، عرض، محیط و مساحت Neck اسپرم‌ها و طول و زاویه اتصال Tail اسپرم‌ها محاسبه شده و گزارش می‌شود .

 

 


مقادیر نرمال در آنالایز مایع منی (بر اساس دستورالعمل WHO 2010)


Volume – ≥۱٫۵ mL (1.4-1.7)

pH – ≥۷٫۲

Sperm concentration – ≥۱۵×۱۰۶ spermatozoa/mL (12-16)

Total sperm count – ≥۳۹×۱۰۶/ejaculate (33-46)

Motility – within 60 min. of ejaculation

Total motility – ≥۴۰% (۳۸-۴۲)

Progressive motility – ≥۳۲% (۳۱-۳۴)

High viability with a low motility suggestive of structural defects (eg, primary ciliary dyskinesia)

Vitality – ≥۵۸% live (55-63)

Morphology – ≥۴% normal forms (3.0-4.0)


جدول ۳-۱: تقسیم‌بندی اسپرم‌ها براساس حرکت

 

تا سال ۲۰۱۰ میلادی میزان طبیعی مورفولوژی نرمال بیش از ۴۰% تعیین شده بود و از سال ۲۰۱۰ به بعد محققین به میزان مورفولوژی نرمال اسپرم‌ها را در مایع منی بیش از ۴% تعیین کردند.

WHO laboratory manual for the Examination and processing of human semen, Fifth Edition, 2010