一、时差成像系统
时差成像系统是在培养箱内安装有内置摄像装置,可对每一枚胚胎每间隔一定时间进行自动摄像。此系统将培养箱与成像系统相结合,在培养箱内即可完成胚胎摄像,实现了在稳定可控的环境中对胚胎进行实时观察。
时差成像系统的一大优势在于对胚胎进行观察的同时保证了胚胎稳定的生长环境,避免了传统观察方法对胚胎造成干扰的弊端。此系统将摄像装置内置于培养箱中,对胚胎的观察可在培养箱内完成,无须将胚胎从培养箱内移出,标准化的培养箱可为胚胎提供最佳的生长条件,胚胎始终处于稳定的温度和气体环境中,这种严格控制的培养条件对于胚胎的正常发育、着床和妊娠十分重要,胚胎的生长没有因为观察而受到打扰。
时差成像系统的另一优势是针对胚胎为立体的球形的特点,采集图像时可自动变换焦距,对每枚胚胎每个时间点以不同焦距采集数张照片,获得不同层面的影像,相比人工观察时需要手动调焦,时差成像系统对胚胎的观察更加快速、细致而全面。(https://www.daowen.com)
时差成像系统的第三大优势是可以记录胚胎发育过程中的动态变化。其采集图像的间隔时间可缩短至数分钟,这样连续记录的胚胎影像构成了动态的“胚胎生活电影”,为胚胎发育提供了完整的详细的影像资料。胚胎发育过程中的关键事件,如原核的形成和消失、多核的形成和变化、细胞分裂开始和结束、细胞周期的间隔、碎片的形成和变化得到了精确记录,其间的动态变化过程得以完整的拍摄,这些事件相关的动态参数,如发生的时间点和持续时间、间隔时间可以通过计算机软件进行具体定量和分析。近来研究发现,一些传统观察方式无法记录的动态参数与胚胎活力和染色体是否正常有关,可用来评估胚胎质量,预测其发育潜能。对于移植胚胎的选择,在经典的形态学评分基础上,加入动态参数指标,可提高临床妊娠率,因此动态参数可作为选择移植胚胎的补充方法。
时差成像系统提供了先进的胚胎观察模式,作为一种新的医学技术,时差成像系统的安全性需要严格评估。此系统与传统观察方法的不同是摄像次数与光源。以时差成像系统Embryo Scope TM为例,曝光时间为15毫秒,以每隔20 min拍摄一次计算,每枚胚胎在连续3 d的培养中可获得1420张照片,每枚胚胎总的曝光时间为57秒。传统观察方法在3 d的观察中,胚胎暴露于显微镜光源的时间总计平均为2~3 min;时差成像摄像光源为低强度红光LED,灯光强度是传统显微镜光源的1/20,而且其光谱集中于635 nm,避开了抑制胚胎发育的低于550 nm的光谱范围,而常规显微镜光源中有15%的光谱在550 nm以内,因此时差成像系统对胚胎的影响更小。Kirkegaard将时差成像系统的安全性与传统方法进行比较,通过前瞻性研究,时差成像系统组的胚胎质量、妊娠结局与对照组无差异,说明了此方法的安全性。