两种精子分析仪的检测性能评估*

唐山山 徐院花 陆金春 梁元姣

东南大学附属中大医院生殖医学中心（江苏南京 210037）

精液分析为评估男性生育力的最基本的测试。 早期精液分析以手工法为主，但因其操作繁琐，且在评估精子活力时主观性太强[1-2]， 自计算机辅助精子分析（CASA）技术面世以来，手工法逐渐被CASA 分析取代。 目前，一些较大的男科实验室或生殖中心，往往有多于一台的CASA 系统，即精子分析仪。 这些精子分析仪可能是同一厂家的，或者是不同厂家的，尽管有一些研究对不同精子分析仪的精液检测结果进行了比较[3-5]，但这些研究均未使用质控品，得出的结果不论有无差异都无法确定仪器的准确性，故临床指导意义并不大。 也有极少数研究使用了质控品[6]，但并没有对不同的质控品质量进行比较分析。 基于此，本研究前瞻性地使用了两家不同精子分析仪厂家的质控品进行了交互检测，以评价质控品对精子分析仪的质控作用；同时用两种精子分析仪分别检测了50 例精液样本，并对其精液常规参数和精子运动参数的结果差异性和相关性进行了分析，以综合评估两种精子分析仪的检测性能，从而为实施精液分析的质量控制、精子分析仪参数的标准化以及精液分析结果的互认提供依据[7]。 现报道如下。

材料与方法

一、仪器与试剂

两种精子分析仪分别为北昂精子分析仪（BEION S3）和瑞祺精子分析仪（CFT-9201）。 北昂公司提供的精子浓度质控品为国家标准物质GBW(E)090026，批号：1801，即血小板标准物质，编号P210，标称值为（52±2.07）×106/ml； 瑞祺公司提供的精子浓度质控品为乳胶珠，批号为Q08-300，标称值为（22±3）×106/ml。

二、两种精子分析仪的自身质控品分析

使用北昂公司自身提供的质控品血小板标准物质，用北昂精子分析仪重复分析10 次；使用瑞祺公司自身提供的乳胶珠质控品， 用瑞祺精子分析仪重复分析10 次。 操作人员对两种质控品的标称值均未知，分析完毕后，检测结果由第三者进行分析比较。

三、两种精子分析仪对另一方质控品的分析

使用北昂公司提供的质控品血小板标准物质，用瑞祺精子分析仪重复分析10 次；使用瑞祺公司提供的乳胶珠质控品，用北昂精子分析仪重复分析10 次。 操作人员对两种质控品的标称值均未知，分析完毕后，检测结果由第三者进行分析比较。

四、两种精子分析仪的精液常规参数及精子运动参数比较

随机收集本中心50 例门诊患者的新鲜精液样本，液化后分别由两名技术人员用北昂精子分析仪和瑞祺精子分析仪检测精子浓度、 活动率及前向运动精子百分率（PR） 以及各项精子运动参数， 包括曲线速率（VCL）、直线速率（VSL）、平均路径速率（VAP）、精子头侧摆幅度（ALH）、直线性（LIN）、摆动性（WOB）、前向性（STR）、鞭打频率（BCF）、平均角位移（MAD），双盲的检测结果汇总后由第三者进行分析比较。

五、统计学分析

本研究数据采用SPSS Version 20（IBM 公司）统计软件分析。不同组间结果比较进行配对t检验。如果两组结果呈正态分布，进行Pearson 相关性分析；如果两组结果呈非正态分布， 进行Spearman 相关性分析。P≤0.05 为统计学分析具有显著差异。

结 果

一、两种精子分析仪的自身质控品结果分析

两种精子分析仪用自身质控品重复分析10 次的结果见表1。 结果显示，瑞祺精子分析仪检测自身质控品的结果在其标称值范围内， 而北昂精子分析仪检测自身质控品的结果远超其标称值范围。

表1 两种精子分析仪分析两种不同质控品的结果比较（±s）

表1 两种精子分析仪分析两种不同质控品的结果比较（±s）

注：* 与北昂精子分析仪比较，P＜0.05

精子分析仪 次数（n） 北昂质控品[标称值：（52±2.07）×106/ml）]瑞祺质控品[标称值：（22±3）×106/ml]北昂 10 45.34±2.66 24.41±3.05瑞祺 10 46.07±0.73 21.79±1.38*

二、两种精子分析仪对另一方质控品的分析

两种精子分析仪分别对另一方质控品重复分析10次的结果见表1。 结果显示，瑞祺精子分析仪检测北昂质控品的检测结果与北昂精子分析仪的结果没有差异， 而北昂精子分析仪检测瑞祺质控品的检测结果显著高于瑞祺精子分析仪的结果， 且结果变异显著高于瑞祺精子分析仪结果（CV分别为12.49%和6.33%），而且部分结果已明显失控。

三、两种精子分析仪的精液常规参数比较

50 例精液样本分别用北昂精子分析仪和瑞祺精子分析仪检测，精子浓度、PR 和活动率结果见表2。结果显示，两者的PR 结果有显著差异。 尽管两者的精子浓度和活动率结果没有显著差异， 但与瑞祺精子分析仪相比，北昂精子分析仪的精子浓度结果有增高趋势，而精子活动率结果有降低趋势。

表2 两种精子分析仪精液常规参数比较（x±s）

四、两种精子分析仪的精子运动参数比较

50 例精液样本分别用北昂精子分析仪和瑞祺精子分析仪检测，精子运动参数结果见表3。结果显示，除了VSL 没有差异外，精子运动其他参数均有显著性差异，而且， 北昂精子分析仪的精子运动所有参数的标准差和变异系数均高于瑞祺精子分析仪。

表3 两种精子分析仪的精子运动参数比较（x±s）

五、 两种精子分析仪的精液常规参数和精子运动参数的相关性分析

50 例精液样本分别用北昂精子分析仪和瑞祺精子分析仪检测， 两种精子分析仪的精液常规参数与精子运动参数的相关性分析结果见表4。 除LIN 和BCF 没有显著相关性外， 精液常规参数和其余精子运动参数均呈显著正相关。

表4 两种精子分析仪的精液常规参数与精子运动参数的相关性分析结果（n=50）

讨 论

CASA 系统已广泛应用于男科和生殖中心实验室的精液常规分析。 尽管CASA 分析相比于手工法更加客观、准确、快速，重复性更好，尤其是在分析精子活力时更显优势[8-11]，但不同的CASA 分析系统，由于其检测原理、帧率、参数设置、配置等的不同[12]，检测结果可能相差很大。 而实验室技术人员又过度依赖精子分析仪的自动化，如果再缺乏质控意识，精子分析仪的检测结果可能会整体偏高或偏低， 导致不同实验室的结果缺乏可比性。 如果一个实验室有2 台以上的精子分析仪，同一患者检测两次的结果可能来自不同精子分析仪，如果这些精子分析仪不进行性能比较和验证， 可能导致同一患者的检测结果差异较大[13]。 因此，为了保证同一实验室的结果具有可比性， 以及不同实验室的结果可以互认， 使用质控品对不同精子分析仪进行性能验证及结果比对十分重要。

本中心在不同时期购买了两种不同的精子分析仪，分别置于相隔不远的两个院区（步行约十分钟）。 临床医生面对同一患者的两份差异较大的精液常规分析报告时，往往会质疑实验室检测结果不准确。 这样的差异是由于患者自身原因所致还是实验室的检测误差？如果是实验室的检测误差， 不同的两种精子分析仪可能是导致结果差异的主要原因。 基于此，本研究分别使用质控品和精液样本对两种精子分析仪的性能进行了评估。

我们首先使用了两种精子分析仪对各自厂家提供的质控品进行了交互检测。 结果显示，瑞祺精子分析仪检测自身质控品的结果在其标称值范围内， 而北昂精子分析仪检测自身质控品的结果远超其标称值范围；瑞祺精子分析仪检测北昂质控品的检测结果与北昂精子分析仪的结果没有差异， 而北昂精子分析仪检测瑞祺质控品的检测结果显著高于瑞祺精子分析仪的结果，且部分结果已明显失控。 提示，不同厂家提供的精子浓度质控品质量有很大差异， 且不同精子分析仪的检测性能亦有不同。 瑞祺提供的质控品为乳胶珠，而北昂提供的质控品为血小板标准物质， 前者的直径更接近精子头大小，且分散更加均匀、清晰，而后者直径偏小，提示，血小板标准物质可能不适宜作为精子浓度的质控品。 究竟何种质控品适合精液常规分析，应有标准化的专业机构认证， 而此标准化的专业机构应有从事精液分析的专业人员参与。

接着，我们使用两种精子分析仪对临床上50 例精液样本的精子浓度、 活动率、PR 及精子运动参数进行了检测，结果显示，两种精子分析仪检测的PR 有显著差异，而精子浓度和活动率虽然没有显著性差异，但与瑞祺精子分析仪相比， 北昂精子分析仪的精子浓度结果有增高趋势，而精子活动率结果有降低趋势；精子运动参数除了VSL 没有显著差异外， 其余均有显著性差异。 再次提示，两种精子分析仪的检测性能存在差异。进一步对两者检测的各项精子参数进行相关性分析，发现除LIN 和BCF 没有显著相关性外，精液常规参数和其余精子运动参数均呈显著正相关。 提示，两种精子分析仪之间存在系统误差。

不同精子分析仪的检测性能不同， 可能与其硬件配置、参数设置有关，如瑞祺精子分析仪使用的是相差显微镜，而北昂精子分析仪使用的是普通光学显微镜，前者可明显滤去精液中的大部分杂质， 故检测精确性明显优于后者， 这可从瑞祺精子分析仪检测的几乎所有精液常规参数和精子运动参数的标准差和变异系数均低于北昂精子分析仪得到证实。 这也提示，用于精子浓度和活力分析时， 带有相差显微镜的精子分析仪性能要明显优于带有普通光学显微镜的精子分析仪[14]，同理，用于手工精液常规分析时，首选相差显微镜为宜。另外，精子分析仪的参数设置亦可显著影响检测结果，如捕获精子头的下限和上限的设置，下限值太高，在滤去大部分碎片时，小头精子亦可被漏检；上限值太低，在排除精液中大部分细胞或大的杂质的同时， 一些大头精子亦可能被漏检。 本研究提示的两种精子分析仪之间存在明显的系统误差， 即可能与参数设置和运算方法密切相关[13]，因此，不同精子分析仪的参数设置和运算方法应标准化， 精子分析仪厂家应让实验室技术人员了解参数设置和运算方法的依据及可能带来的对检测结果的影响[15]。

总之， 通过质控品和精液样本对两种不同精子分析仪的检测性能进行评估后发现， 不同精子分析仪的检测性能存在明显差异，系统误差显著。 为了确保同一实验室或不同实验室的精子分析仪结果具有可比性，首先得有合适的和经标准化机构认证的质控品， 且在仪器使用前、 每次常规分析前均应用质控品评估其检测准确性和重复性；其次，不同精子分析仪要有合适的配置，相差显微镜、高帧率的CCD（电荷耦合器件）、准确测量过计数池深度的精子计数板等[13,16]，都是确保检测结果准确的必要条件；另外，仪器参数的设置需要公开化和标准化， 尤其是有关精子头大小和精子位移的参数阈值对检测结果影响较大。