摘 要
一
跳变值的本质
目前，形态学评估仍然是临床筛选移植胚胎的常规方法，但形态学静态评估并不全面，许多重要的发展事件会被遗漏 ［ 23 ］ 。而TLT可以记录胚胎发育的细节，如卵裂模式 ［ 24 ］ 、胚胎发育动力学参数及其衍生指标 ［ 25-29 ］ 等。TLT结合AI如卷积神经网络算法 ［ 30 , 31 ］ 对图像进行综合分析量化，使用计算机处理信息的高速度、高精度及鲁棒性描绘并记录每帧图像的胚胎形态学特征值（包括卵裂球数、细胞均一度、碎片率等）。
本课题组自主研发的AI软件系统逐帧识别胚胎的卵裂球边界识、量化提取卵裂球数，与理想化的EDM进行比对，跳变值反映了实时的卵裂球计数变化，记录了胚胎发育的过程。不同于胚胎发育动力学参数仅讨论时间维度，“跳变”更为全面地量化了胚胎发育整体过程中的形态学变化。
AI由于高度的客观性和鲁棒性对重复胚胎图像的卵裂球计数鲜有差异。体外胚胎发育并不是一个“全或无”的过程，而是一个动态的事件，如受精卵第1次卵裂后超一半的胚胎会发生卵裂球间的扭转并伴随着胚胎碎片的产生 ［ 19 ］ ，如果在此阶段对图像进行AI识别会产生大量的“跳变”记录。因此，“跳变”在卵裂球数目识别过程中的本质是“识别误差、变异”，反映的是胚胎卵裂球的运动强度及碎片遮挡程度，跳变值与胚胎发育速度、卵裂球均一性、胚胎碎片产生及总体胚胎评级的相关性，可作为补充评价胚胎形态学特征的参考指标。
二
跳变值与胚胎形态学、发育动力学的关系
跳变值的变化，反映了胚胎发育的动态“稳定性”，提示，碎片率及卵裂球扭转率低，卵裂球均一度高；而跳变值的增大也反映碎片、空泡及卵裂球运动的产生，卵裂球均一度低。本研究结果与Coticchio等 ［ 9 ］ 的研究结果一致，在胚胎培养12~21 h及39~43 h时间段，未形成囊胚胚胎的细胞质运动强于形成囊胚者。另有研究发现，着床胚胎的发育速度相对更快，发育时间集中 ［ 32 ］ ；而早期胚胎的发育特征，对后续发育潜能及囊胚形成有预测作用 ［ 32 ］ 。本研究表明，非侵入性AI算法得到的跳变值能提供比胚胎发育动力学更直观的数据。
三
跳变值发生的可能机制
胚胎的发育潜能是指从受精卵发育到可移植胚胎、囊胚的能力，而线粒体的结构和分布在胚胎发育过程中会发生变化，同时产生的三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）是受精卵以及胚胎发育主要的能量来源 ［ 33 ］ 。ATP水平影响着胚胎的发育和着床，如受精卵的ATP水平异常，细胞内钙离子平衡被打破，将会影响胚胎的发育潜能 ［ 34 ］ 。已有研究表明，细胞代谢活动和能量产生影响着卵母细胞成熟、胚胎发育以及胚胎着床等关键时期 ［ 35 ］ 。胚胎总跳变值与胚胎发育情况、细胞分裂、卵裂球计数相关，而跳变值的异常改变，表示胚胎分裂过程出现了扭转、碎片、空泡、异常卵裂等情况，这可能与线粒体和细胞质能量学 ［ 36 ］ 改变导致的ATP供需不平衡相关，引起染色体分离异常 ［ 37 ］ 、细胞分裂异常 ［ 38 ］ 等情况的发生。有研究表明，在ATP充足的情况下（≥2 pmol/卵母细胞），胚胎正常减数分裂的比例升高，且不同人群间所需ATP存在差异 ［ 39 ］ 。Tejera等 ［ 40 ］ 研究发现，耗氧量在正常卵裂的胚胎中升高，并与着床率呈正相关；而发育缓慢或过速的胚胎耗氧量较低。此外，胚胎的正常卵裂还依赖于纺锤丝、着丝粒、肌动蛋白、肌球蛋白等结构的正常功能，当其功能异常时，可能出现非整倍体胚胎、异常卵裂 ［ 41 ］ 、胚胎发育阻滞 ［ 42 ］ 等情况；而跳变值的异常变化可能是这些微观结构功能异常导致卵裂异常的具化体现。但目前关于跳变值与细胞卵裂、能量代谢的相关性尚需深入研究
四
跳变值的临床价值及本研究的局限性
本研究结果显示，跳变值与活产呈显著负相关，但跳变值不能单独作为预测活产的指标，当加入了患者基线和治疗的关键参数后，AUC值达到0.666。提示，跳变值具有一定的临床预测价值，可能与跳变值的特性有一定的关系。本研究中跳变值预测的多因素回归使用的是患者所获胚胎的跳变值排序而非绝对值，因此，降低了检验效能，对于跳变值的方法学和临床预测潜能有待进一步探究。
另外，本研究中回顾性数据纳入标准为预估IVF优效及次优患者，即患者年龄为（31.4±4.4）岁、可移植胚胎≥2个、着床率69.54%、活产率64.64%，可能导致了跳变值预测性能的降低，未来的研究设计应将观察人群扩大至一般人群以验证跳变值的临床价值。
本研究结果表明，自主研发的AI胚胎评估软件所获跳变值可预测胚胎发育、囊胚形成、着床和活产情况，表明，跳变值是评估胚胎质量的一个创新的、有潜力的指标，后续将进一步优化跳变值的评估准确率，探索其临床选择胚胎的实际价值。
