[PDF] Lanalyse automatis6e de la morphologie du spermatozoide

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math?matique de l'opinion par Michel FANSTEN Fond?e sur Pexp?rience et les r?sultats des enqu?tes de conjoncture de l'INSEE depuis une vingtaine d'ann?es, cette ?tude met en lumi?re un certain nombre de propri?t?s statistiques et math?matiques de l'opinion en tant que mode de repr?sentation de la r?alit? ?cono mique

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Lanalyse automatis6e de la morphologie du spermatozoide

d~finition du spermatozo~de normal et fdcondant Un spermatozo~de normal est consid4r4 classiquement comme ayant une t~te de forme ovale, r4guli~re, une piece interm~- diaire rectiligne, un flagelle fin et souple Cette d4finition simple est cependant sujette /t de nombreuses interpr4tations :

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149 SPERMIOLOGIE Andrologie (1997), 7, n ~ 4, 427-432

L'analyse automatis6e de la morphologie du

spermatozoide

D. LE LANNOU

Uni~ de Biologie dela reproduction, CECOS, CHRHo~l-Dieu, l,bisrue delaCochardi~re,

35000 Rennes

RESUME

L'Analyse morphologique du spermato-

zoide humain est un des ~l~ments d'dvaluation de son pouvoir f~condant, mais peut aussi permettre par l'~tude des formes anormales une approche du fonctionnement testiculaire. La littdra- ture met en ~vidence une tr~s grande variabilit~ dans les r~sultats observes, en relation avec des m~thodologies dif- f~rentes, une grande diversitd des clas- sifications propos~es et une grande subjectivitd dans l'interprdtation de cette morphologie.

L'analyse automatis~e de la morpholo-

gie spermatique permet une mesure objective des diff~rents param~tres morphom~triques du spermatozoide.

Une standardisation des m~thodes est

n~cessaire. L'analyse de la t~te sperma- tique semble la plus accessible ~ rana- lyse automatis~e et devrait pouvoir apporter des ~l~ments s~lectifs dans l'~valuation de la fertilitY, associ~e l'analyse automatis~e du mouvement.

Par contre l'analyse automatis~e des

anomalies spermatiques parait illusoire avec les syst6mes actuels, la pi6ce inter- m~diaire et le flagelle ~tant de petites structures peu color~es et difficilement identifiables par l'ordinateur. De plus un consensus doit d'abord ~tre recher- chd sur la ddfinition des crit~res et des classes de spermatozoides anormaux.

Mots clds : Spermatozo~de ; Morphologie, Analy-

se automatisde.

INTRODUCTION

L'analyse morphologique du spermatozo~de

humain est une 6tape importante du sper- mogramme. Les 6tudes cliniques ont bien montr6 que, ~ l'inverse de la mobilit6 et de la num6ration, la morphologie spermatique est un des param6tres spermatiques les plus stables pour un sujet donn6. C'est aussi le param~tre le mieux corr~l~ ~ la fer- tilit6.

Cependant l'analyse de la morphologie des

spermatozoades a 6t6 et continue d'etre tr6s difficile et sujet ~ de nombreuses controverses, et ceci pour plusieurs rai- sons :

149 il n'existe aucune d6finition objective du

spermatozoYde fonctionnellement normal ; en effet un spermatozo~de morphologique- ment normal peut ~tre dysfonctionnel pour d'autres raisons, et inversement un sperme morphologiquement anormal peut ~tre f6condant, en particulier dans le contexte des AMP.

149 les nombreux auteurs qui se sont inter-

ress6s ~ ce sujet ont souvent propos~ leur propre m6thode d'analyse, et on peut dire aujourd'hui qu'il y a autant de classifica- tions des anomalies spermatiques qu'il y a d'auteurs. 427

149 le caract~re subjectif de l'analyse morpho-

logique est ~ l'origine de variations tr~s importantes des r4sultats entre labora- toires, ou dans un m~me laboratoire entre observateurs [1, 4, 17]. INTERET ET LIMITES DE L'ANALYSE VISUELLE Les informations fournies par l'4tude de la morphologie du spermatozoYde sont de deux ordres : 149 soit 4valuer le pouvoir f4condant du sper- matozo~de. I1 s'agit alors d'4tudier le sper- matozoYde normal dans l'4jaculat, mais dans l'id4e de son interaction avec l'ovocy- te. C'est une d4marche pronostique d'4va- luation de la fertilit4 de l'homme. 149 soit rechercher l'origine de l'anomalie du sperme observ4e : il s'agit alors d'une d4marche diagnostique, consistant a ana- lyser les anomalies morphologiques dont l'origine serait testiculaire. 1. Morphologie spermatique et fonc- tion spermatique (fertilit4)

Les premieres 4tudes ont mis en 4vidence

la relation entre la morphologie et la fertili- t4. Ainsi Mc Leod en 1951 [14] a montr4 que le pourcentage d'anomalies morpholo- giques 4tait plus 41ev4 dans les populations d'hommes infertiles que dans celles d'hommes fertiles. Depuis plusieurs auteurs ont confirm4 cette corr41ation entre fertilit4 et morphologie [8, 10, 15].

Cette approche de la fertilit4 n4cessite la

d~finition du spermatozo~de normal et fdcondant.

Un spermatozo~de normal est consid4r4

classiquement comme ayant une t~te de forme ovale, r4guli~re, une piece interm~- diaire rectiligne, un flagelle fin et souple.

Cette d4finition simple est cependant

sujette /t de nombreuses interpr4tations : dans une 4tude comparant les r~sultats de plusieurs laboratoires d'AMP utilisant la classification de David, nous avons mon- tr4 que le coefficient de variation du pour- centage de formes normales 4tait d'envi- ron 30% [7]. De nombreux auteurs ont

4galement observ4 des coefficients de

variation de 25 ~ 40% entre observateurs, quelle que soit la classification utilis4e [4,

17]. En fait les divergences proviennent

de la plus ou moins grande acceptation des formes limites, dites "borderline". Un changement notable dans la classification des spermatozo~des normaux a 4t4 l'intro- duction des crit~res stricts de Kruger.

Dans cette classification toutes les formes

"bordeline" sont class4es en "anormales".

Avec ces crit~res stricts le pourcentage de

formes normales dans une population d'hommes fertiles est descendu ~ 14-15% [10], par rapport au 30-50% des m4thodes classiques. Ceci pourrait ~tre une approche interressante, mais qui doit ~tre temp4r4e par le fait que, d'une part le coefficient de variation interlaboratoires utilisant cette m~me m4thode reste tou- jours 41ev4 [4], d'autre part il existe d4j~ au moins trois m4thodes de classification de Kruger [10, 11, 15] 2. Morphologie spermatique et fonc- tion testiculaire (infertilitd) S'il est difficile de trouver un consensus sur la d4finition d'un sperme normal, que dire alors des formes anormales. Le grand nombre d'anomalies observ4es de la t~te, de la piece interm4diaire ou du flagelle, aux- quelles se surajoutent les formes associ~es, rendent les r4sultats d'un laboratoire l'autre difficilement comparables. Le faible pourcentage de chaque anomalie entraine un coefficient de variation pouvant ~tre tr~s

41ev4 de 60 ~ 80%, [17]. L'introduction de

l'index anomalies multiples [8], prenant en compte les formes associ4es, a permis de r4duire de mani~re importante les varia- tions entre laboratoires, mais au prix d'une perte d'information. 428

Outre ces probl~mes de mdthodologie, l'~tu-

de des formes anormales pose aussi la ques- tion de leur interpretation physiopatholo- gique. Les anomalies morphologiques sont d'origine testiculaire, apparaissant lors de la spermiog~n~se. Elle sont donc le reflet du (dys)fonctionnement testiculaire, et pour- raient ~tre un indicateur de l'~tiologie de cette dysfonction. Les agressions telles que l'hyperthermie, la chaleur ou certains toxiques sont responsables d'une augmen- tation des formes anormales. Malheureuse- ment h ce jour aucune ~tude clinique n'a pu mettre en ~vidence un profil morphologique sp~cifique d'une affection donn~e. Le "stress syndrome" d~crit par Mc Leod peut s'observer dans de nombreuses circons- tances, et non seulement dans le varicoc~le comme il ravait sugg~r~ initialement.

Et cette ignorance dans lequel nous

sommes de la signification des formes anor- males, hormis le fait qu'elles diminuent le pouvoir f~condant du sperme, relativise actuellement l'importance de ces ~tudes morphologiques en tant qu'indicateur de la fonction testiculaire. L'ANALYSE AUTOMATISEE L'Analyse automatis~e de la morphologie spermatique parait pour les raisons ~num~- r~es ci-dessus une approche interressante, supprimant le caract~re subjectif de la mesure, et donc r~duisant les erreurs d'in- terprdtation.

I1 existe actuellement plusieurs publica-

tions concernant les syst~mes automatisms.

Le syst~me ASMA (Automated sperm mor-

phology analysis) se compose d'un microsco- pe, d'une camera video et d'un microordina- teur. L'image video est m~moris~e par l'or- dinateur qui va ensuite appliquer ses algo- rythmes de reconnaissance des contours et des formes lui permettant de reconnaitre puis d'analyser la cellule. Un certain nombre de param~tres morphom~triques, tels que iongueur, largeur, surface, p~ri- m~tre, r~gularit~ du contour, densit~ de la cellule sont fournis par le ASMA et servent de base h la classification.

L'Analyse automatis~e doit permettre une

mesure objective, reproductible et donc comparable d'un laboratoire h l'autre. Plu- sieurs ~tudes ont montr~ que la morphom~- trie des spermatozoides pouvait varier en fonction de la preparation des lames et des colorations [3, 9]. La premiere ~tape vers une uniformisation des syst~mes de classifi- cation est donc la standardisation des m~thodes de preparation.

Les sytemes automatisms permettent une

mesure objective et precise, notion que confirment les tr~s faibles coefficients de variation observes pour les donn~es mor- phom~triques brutes [2, 13,18].

Cependant pour ~tre exploitables, ces don-

n~es morphom~triques doivent ~tre utili- s~es comme crit~res de d~finition des diff~- rentes classes de spermatozoides normaux et anormaux. Et le nombre de param~tres retenus comme crit~res d'une classe donn~e va fortement influencer les r~sultats.

Ainsi par exemple, pour d~finir une t~te

spermatique "normale", tousles auteurs retiennent au moins 3 valeurs morphom~- triques : Longueur, largeur et rapport L/1.

Ces crit~res sont simples mais ddjh h ce

niveau il existe de grandes divergences entre auteurs, (Tableau 1), et de petites dif- ferences dans les seuils de mesures d'accep- tation d'un spermatozo~de normal vont entrainer de tr~s grandes variations de l'ordre de 100% dans le r~sultat final du pourcentage de formes normales.

D'autres auteurs ont pris en compte des

param~tres suppl~mentaires. Ainsi le syt~- me Fertech SMA [12, 13] appr~cie la r~gu- larit~ du contour de la t~te, en l'assimilant dans un module math~matique h une ellip- se r~guli~re, ainsi que la presence de l'acro- some, qui doit representer 40% de la surfa- ce de la t~te, en ~valuant les differences de densitY. Avec un tel syst~me, l'erreur d'ap- 429

Tableau 1: Crit~res morphomdtriques de la t$te spermatique proposals dans 4 mdthodes METHODE Longueur L largeur 1 Rapport (~) (~)

WHO PAP (1987) 3.0-5.0 2.0-3.0 L/2

WHO PAP (1992) 4.0-5.5 2.5-3.5 4L/7

KRUGER PAP (1991) 3.0-5.0 2.0-3.0 3L/5 KRUGER Diffquik (1991) 5.0-6.0 2.5-3.5 3L/5100 spermatozoYdes. Kruger et Menkveld

[13] ont montr~ une bonne correlation entre les r~sultats de cette analyse et la fertilitY.

Garret et Baker [5] ont d~velopp~ un logi-

giel tr~s complet qui permet de recueillir 21 param~tres de surface et 8 param~tres de densit& Ce syst~me permet une tr~s bonne interpretation des images de la t~te sper- matique, ainsi que de la r~gion du col et de la piece interm~diaire. Ce syst~me donne d'excellentes correlations avec l'observation manuelle (95%), mais la precision de l'ana- lyse n~cessite un temps de calcul important : il faut environ 100 mn pour analyser 100 spermatozo~des.

Comparant des spermatozo~des dans l'~ja-

culat et ceux qui se sont fixes h la Zone

Pellucide, ces auteurs ont pu identifier

quelques param~tres pr~dictifs de la fixa- tion h la ZP : t~te avec une large rdgion ant~rieure de faible densit~ optique, importante sym~trie axiale de la t~te,quotesdbs_dbs16.pdfusesText_22