Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sức khỏe sinh sản nam giới là một khía cạnh quan trọng của y tế công cộng và chất lượng cuộc sống gia đình. Theo số liệu của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), trên toàn cầu hiện có khoảng 60 đến 80 triệu cặp vợ chồng gặp vấn đề vô sinh, tương đương 8–12% các cặp vợ chồng trong độ tuổi sinh sản. Trong các nguyên nhân dẫn đến vô sinh, yếu tố bắt nguồn từ nam giới chiếm khoảng 40% đến 50% tổng số ca bệnh. Tại Việt Nam, theo thống kê y tế được công bố trong khóa luận, tỷ lệ vô sinh hiếm muộn ở các cặp vợ chồng trong độ tuổi sinh đẻ vào khoảng 7,7% (tương đương khoảng 1 triệu cặp vợ chồng), trong đó hơn 50% trường hợp rơi vào nhóm dưới 30 tuổi.

Trong quy trình chẩn đoán vô sinh nam, xét nghiệm tinh dịch đồ đóng vai trò nền tảng. Hiện nay, phương pháp phân tích tinh dịch truyền thống tại hầu hết các cơ sở y tế ở Việt Nam vẫn là soi kính hiển vi và đếm thủ công bằng mắt thường. Phương pháp này bộc lộ nhiều hạn chế: phụ thuộc lớn vào kỹ năng và tính chủ quan của kỹ thuật viên, tiêu tốn thời gian, dễ xảy ra sai sót khi mật độ tinh trùng quá cao hoặc mẫu chứa nhiều tế bào lạ. Ngược lại, các hệ thống phân tích tinh trùng tự động có sự hỗ trợ của máy tính (CASA) như CEROS II hoặc IVOS II trên thế giới có chi phí đầu tư và bảo dưỡng rất cao, đòi hỏi quy trình vận hành phức tạp, khó tiếp cận đối với các phòng khám và bệnh viện vừa và nhỏ tại Việt Nam.

Trước thực tế đó, tác giả Trần Việt Sơn (Khoa Y – Ngành Kỹ thuật Y sinh, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành) đã thực hiện khóa luận tốt nghiệp với đề tài: "Nghiên cứu kỹ thuật phân tích tinh trùng trong hỗ trợ chẩn đoán bệnh sinh lý sử dụng hình ảnh soi kính hiển vi" dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Ngọc Quỳnh (tháng 05/2024).

Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Nghiên cứu và tìm hiểu tổng quan tình hình bệnh sinh lý vô sinh ở nam giới trong và ngoài nước.
  2. Tìm hiểu các phương pháp phát hiện bệnh nói chung và phương pháp xử lý ảnh, phân đoạn tinh trùng nói riêng trong hỗ trợ chẩn đoán bệnh.
  3. Tìm hiểu các phương pháp phân tích tinh trùng.
  4. Nghiên cứu xây dựng phương pháp xử lý ảnh.
  5. Thu thập dữ liệu, tiến hành xử lý ảnh, gán nhãn và đếm số lượng, sau đó so sánh và đánh giá kết quả.
  6. Kết luận và đưa ra hướng phát triển đề tài.

Nhiệm vụ nghiên cứu:

  • Nhiệm vụ lý thuyết: Tìm hiểu bệnh lý vô sinh ở nam giới; khảo sát các phương pháp phân tích tinh trùng thủ công và tự động; nghiên cứu các dạng hình thái tinh trùng; khảo cứu các công trình phân đoạn và nhận diện tinh trùng trên thế giới; tìm hiểu phương pháp gán nhãn và đếm số lượng tinh trùng.
  • Nhiệm vụ thực nghiệm: Thu thập dữ liệu hình ảnh/video soi kính hiển vi từ các tập dữ liệu mở; nghiên cứu xây dựng quy trình và thuật toán xử lý ảnh trên môi trường MATLAB; phân tích, đếm và so sánh, đối chiếu kết quả với các nghiên cứu công bố trước đó.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hình ảnh kỹ thuật số và chuỗi khung hình video ghi nhận tế bào tinh trùng người qua kính hiển vi quang học.
  • Phạm vi dữ liệu: Các bộ dữ liệu nghiên cứu chuẩn được cấp phép công khai bao gồm HuSHeM, dữ liệu nhuộm Papanicolaou của A. Bijar và cộng sự (2012), bộ dữ liệu video MlaMIA-SVDS (W. Zhao và cộng sự, 2022) và tập dữ liệu VISEM-Tracking (V. Thambawita và cộng sự, 2023).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận kết hợp nền tảng kiến thức giải phẫu – sinh lý học sinh sản nam giới với các kỹ thuật thị giác máy tính và xử lý ảnh y sinh:

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn y khoa

  • Giải phẫu tế bào tinh trùng: Cấu trúc gồm 4 phần chính: phần đầu (chiều dài 4,0–5,0 µm, chiều rộng 2,0–3,0 µm, thể cực đầu acrosome bao phủ 40–60% diện tích trước), phần giữa (thon gọn, dài không quá 1,5 lần đầu, dày ~1 µm), phần đuôi (dài 45–50 µm, thẳng và không gãy gập) và phần cuối mảnh. Tế bào mang 23 nhiễm sắc thể đơn bội.
  • Tiêu chuẩn WHO (2021) trong tinh dịch đồ: Thể tích mẫu bình thường từ 2–5 ml; thời gian ly giải khoảng 15 phút ở 37°C; mật độ tinh trùng đạt từ $\ge 15 \times 10^6\text{ TT/ml}$; tổng số lượng tinh trùng trong một lần xuất tinh $\ge 39 \times 10^6\text{ TT}$.
  • Phân loại bệnh lý vô sinh nam:
    • Oligospermia (thiểu tinh): Mật độ $< 15 \times 10^6\text{ TT/ml}$ (dưới $5 \times 10^6\text{ TT/ml}$ là thiểu tinh nghiêm trọng).
    • Asthenozoospermia (suy nhược tinh trùng): Khả năng di chuyển $< 40%$ hoặc di động tiến tới $< 32%$.
    • Teratozoospermia (quái tinh): Tỷ lệ tinh trùng có hình thái bất thường vượt quá 96%.
  • Công thức đếm tinh trùng trên buồng đếm Neubauer: $$\text{Mật độ } N = \frac{\text{Tổng số tinh trùng đếm được} \times \text{Tỷ lệ pha loãng} \times \text{Hệ số chuyển đổi}}{\text{Số ô đếm}}$$ $$\text{Tổng số tinh trùng (SLTT)} = N \times \text{Thể tích tinh dịch}$$

Phương pháp nghiên cứu và quy trình xử lý ảnh

Nghiên cứu ứng dụng công cụ phần mềm MATLAB để xây dựng chuỗi thuật toán xử lý ảnh tuần tự gồm các bước:

  1. Chuyển đổi không gian màu: Chuyển ảnh màu RGB (3 kênh Red, Green, Blue) sang ảnh thang xám (Grayscale).
  2. Khử nhiễu tiền xử lý:
    • Lọc trung bình (Mean Filter) nhằm làm mượt nền.
    • Lọc trung vị (Median Filter) để loại bỏ nhiễu đốm, hạt tạp chất mà vẫn bảo toàn biên cạnh tế bào.
  3. Tăng cường chất lượng ảnh: Mở rộng độ tương phản bằng cân bằng/kéo giãn biểu đồ lược đồ xám (Histogram Stretching), đưa dải mức xám hẹp từ $[50, 210]$ ra toàn dải $[0, 250]$.
  4. Làm mịn ảnh: Áp dụng bộ lọc Gaussian Smoothing để làm phẳng các biến thiên cường độ cục bộ.
  5. Phân đoạn tế bào (Segmentation): Phân ngưỡng tự động dựa trên thuật toán tối ưu hóa phương sai nội lớp Otsu ($\sigma_{\text{Within}}^2$) để tách biệt đối tượng tinh trùng khỏi nền tinh dịch.
  6. Gán nhãn đối tượng (Labeling): Sử dụng thuật toán kết nối thành phần liên thông (Connected Component Labeling) để định danh từng vùng điểm ảnh độc lập.
  7. Trích xuất thông số và đếm số lượng: Tính toán tọa độ hộp giới hạn (Bounding Box), diện tích vùng, độ tròn của đầu và tính tổng số lượng tinh trùng trong khung ảnh.

Nguồn dữ liệu nghiên cứu

Tên bộ dữ liệu Tác giả / Nguồn cung cấp Đặc điểm mẫu & Thiết bị thu nhận Quy mô & Định dạng
HuSHeM IFIC (Isfahan) Kính hiển vi Olympus CX21 ($100\times, 10\times$), camera Sony SSC-DC58AP, nhuộm Diff-Quik 216 đầu tinh trùng (54 bình thường, 53 thon, 57 hình tháp, 52 vô định hình), ảnh RGB $576 \times 720$
Dữ liệu Papanicolaou A. Bijar và cộng sự (2012) Kính hiển vi Proway BK5000 ($1000\times$), camera CCD TV 560 dòng, nhuộm Papanicolaou 100 lam kính ($1\text{--}5\text{ tinh trùng/lam}$), ảnh RGB $576 \times 764$
MlaMIA-SVDS W. Zhao và cộng sự (2022) Video và ảnh vi thể phân tích độ di động và hình thái (Creative Commons) Tệp A ($>125.000$ bbox/101 video), Tệp B ($>26.000$ phân đoạn/10 video), Tệp C ($>125.000$ ảnh)
VISEM-Tracking V. Thambawita và cộng sự (2023) 20 video (30 giây) từ 20 bệnh nhân, gắn nhãn LabelBox (Zenodo, CC BY 4.0) 16 video huấn luyện, 4 video kiểm chứng, phân loại 3 lớp (bình thường, cụm, nhỏ/đầu đinh)

Nội dung chính theo từng chương

Chương Mở đầu

Chương này thiết lập tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ thực trạng suy giảm sức khỏe sinh sản nam giới trên phạm vi toàn cầu và tại Việt Nam. Tác giả chỉ ra các rào cản của xét nghiệm tinh dịch đồ hiện hành: thao tác thủ công tốn thời gian và thiếu tính nhất quán; hệ thống thương mại CASA tự động có chi phí quá đắt đỏ. Từ đó, chương xác định 6 mục tiêu cụ thể và phân chia nhiệm vụ nghiên cứu thành hai hợp phần: nghiên cứu lý thuyết cơ sở và thực nghiệm thuật toán xử lý ảnh trên MATLAB.

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 tổng thuật bức tranh toàn cảnh về vô sinh nam và các công nghệ phân tích tinh trùng:

  • Dịch tễ học vô sinh: Phân tích nguyên nhân gây vô sinh phân bổ 40% do nam, 40% do nữ, 10% do phối hợp cả hai và 10% không rõ nguyên nhân. Tỷ lệ vô sinh nam theo độ tuổi tăng khoảng 0,3% mỗi năm.
  • Quy trình phân tích thủ công: Khảo sát đầy đủ các chỉ số vĩ mô và vi mô gồm tính ly giải, độ nhớt, thể tích mẫu (2–5 ml), pH tinh dịch, mật độ, tính di động, tỷ lệ hình thái và sự hiện diện của tế bào lạ (bạch cầu, tế bào biểu mô, tế bào tròn). Trình bày kỹ thuật đếm bằng buồng đếm Neubauer với các công thức tính mật độ chuẩn theo WHO.
  • Hệ thống CASA hiện đại: Giới thiệu cấu trúc và nguyên lý hoạt động của máy CEROS II (sử dụng kính hiển vi quang học tương phản pha Carl Zeiss/Olympus, camera CCD $782 \times 582$, màn hình 24 inch chạy hệ điều hành Windows 7) và máy IVOS II tích hợp mô-đun huỳnh quang IDENT/VIADENT đánh giá tính sống và tổn thương DNA.
  • Tổng quan các thuật toán xử lý ảnh trên thế giới: Đánh giá các công trình tiêu biểu của H. Carrillo và cộng sự (2007, phân đoạn acrosome, nhân và phần giữa bằng Otsu trên 216 ảnh phóng đại $600\times$), A. Gümüşçü và cộng sự (2019, mô hình hỗn hợp Gaussian GMM theo dõi chuyển động trên kính Olympus CX21), A. Bijar và cộng sự (2012, phương pháp Rotating Calipers trên ảnh Papanicolaou), W. Zhao và cộng sự (2022, bộ dữ liệu video MlaMIA-SVDS) và V. Thambawita và cộng sự (2023, ứng dụng các biến thể mạng nơ-ron YOLOv5n/s/m/l/x trên tập dữ liệu VISEM-Tracking).

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 cung cấp kiến thức nền tảng về giải phẫu, bệnh học và quang học kỹ thuật số:

  • Giải phẫu và sinh lý học tinh trùng: Trình bày chi tiết quá trình sinh tinh tại ống sinh tinh của tinh hoàn (mỗi ngày tạo ra 50–100 triệu tinh trùng sống, tương đương ~1500 tinh trùng/giây), quá trình trưởng thành tại mào tinh hoàn và đường di chuyển qua ống dẫn tinh.
  • Phân loại 14 dạng hình thái tinh trùng: Mô tả tiêu chuẩn hình thái bình thường cùng 13 biến dạng bất thường gồm: đầu to (đột biến gen aurora kinase C), đầu nhỏ (khiếm khuyết acrosome), đầu đinh/đầu kim (liên quan đến bệnh tiểu đường), đầu thon (giống điếu xì gà, liên quan giãn tĩnh mạch thừng tinh hoặc nhiệt độ cao), đầu mỏng và hẹp, đầu suy giảm (globozoospermia - thiếu acrosome), không đầu (hội chứng mất đầu), không đuôi, không bào nhân, nhiều phần (hai đầu/hai đuôi do kim loại nặng, khói thuốc, tăng prolactin), dày phần giữa (khiếm khuyết ty thể/trung thể), đuôi cuộn (do vi khuẩn, môi trường tinh dịch sai lệch, hút thuốc lá) và cụt đuôi (hội chứng DFS liên quan gen centrin 1).
  • Nguyên nhân gây bất thường: Tổng hợp 4 nhóm yếu tố: tuổi tác, lối sống (béo phì, rượu bia, thuốc lá, chất kích thích, căng thẳng, suy dinh dưỡng), sinh lý bệnh (tắc ống dẫn tinh, giãn tĩnh mạch thừng tinh - varicocele, xuất tinh ngược dòng, nhiễm trùng đường sinh dục, stress oxy hóa) và môi trường (hóa chất công nghiệp, bức xạ nhiệt/sóng điện từ, ngâm nước nóng).
  • Lý thuyết ảnh kỹ thuật số và thiết bị quang học: Lịch sử ảnh số từ bức ảnh đầu tiên năm 1957 của Russell A. Kirsch (độ phân giải $176 \times 176\text{ pixel}$); biểu diễn không gian màu RGB ($3 \times 8\text{ bit}$, hơn 16 triệu màu); nguyên lý cảm biến quang điện CCD/CMOS trên kính hiển vi quang học chuyên dụng (Keyence CV-200C, XCAM1080, Terino SMD-90XHD).

Chương 3: Phương pháp nghiên cứu

Chương 3 chi tiết hóa quy trình thực nghiệm và các thuật toán ứng dụng:

  • Thu thập dữ liệu: Thiết lập 4 tập dữ liệu với độ phức tạp tăng dần (HuSHeM, dữ liệu Bijar, MlaMIA-SVDS, VISEM-Tracking) để kiểm thử từ mức quan sát đơn lẻ rõ nét đến các mẫu mật độ cao, video vi thể phức tạp.
  • Chuỗi thuật toán tiền xử lý và xử lý: Trình bày chi tiết toán tử lọc trung bình để làm mượt, lọc trung vị khử nhiễu muối tiêu, kỹ thuật giãn biểu đồ xám mở rộng tương phản, lọc Gaussian làm phẳng và thuật toán phân ngưỡng Otsu tối ưu hóa phương sai giữa các lớp.
  • Thuật toán gán nhãn và đếm: Áp dụng Connected Component Labeling phân định các vùng đối tượng, gắn khung bao và tính tổng số lượng tế bào trong vi trường.

Chương 4: Kết quả và nhận xét

Chương 4 trình bày trực quan các kết quả đạt được qua từng công đoạn xử lý ảnh trên MATLAB:

  • Kết quả tiền xử lý và lọc nhiễu: Ảnh gốc bị mờ và nhiễu nền sau khi qua lọc trung bình và lọc trung vị đã triệt tiêu phần lớn tạp chất nhỏ mà không làm biến dạng biên tế bào.
  • Kết quả tăng tương phản và phân đoạn: Lược đồ mức xám được trải rộng giúp độ chênh lệch cường độ giữa tinh trùng và nền dịch tăng rõ rệt; thuật toán Otsu phân đoạn chính xác vùng đầu và thân tinh trùng.
  • Kết quả gán nhãn và đếm số lượng: Hệ thống tự động khoanh vùng hộp giới hạn, gán nhãn định danh từng cá thể tinh trùng độc lập và xuất số lượng đối tượng đếm được trên khung ảnh.
  • So sánh, đối chiếu kết quả: So sánh trực tiếp kết quả phân đoạn của đề tài với kết quả công bố của A. Bijar và cộng sự (phân chia vùng đầu/acrosome/phần giữa), W. Zhao và cộng sự (nhận diện trên vi trường MlaMIA-SVDS) và V. Thambawita và cộng sự (trên tập VISEM-Tracking). Kết quả cho thấy thuật toán xây dựng trên MATLAB đạt sự tương đồng cao về khả năng tách biên và nhận diện cá thể tinh trùng.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Tổng kết toàn bộ các kết quả đạt được trong việc xây dựng chuỗi thuật toán xử lý ảnh; đồng thời chỉ ra các định hướng mở rộng nghiên cứu sang mô hình học sâu và ứng dụng thực tế tại các cơ sở y tế.


Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  • Xây dựng hoàn chỉnh chuỗi thuật toán xử lý ảnh trên phần mềm MATLAB bao gồm: chuyển đổi Grayscale, lọc trung bình, lọc trung vị, tăng tương phản qua biến đổi lược đồ xám ($[50, 210] \rightarrow [0, 250]$), làm mịn Gaussian, phân đoạn tự động Otsu, gán nhãn thành phần liên thông và đếm số lượng tinh trùng.
  • Thử nghiệm thành công thuật toán trên 4 bộ dữ liệu ảnh/video vi thể chuẩn quốc tế: HuSHeM (216 ảnh mẫu), tập dữ liệu Papanicolaou của Bijar (100 lam kính), tập MlaMIA-SVDS ($>125.000$ đối tượng) và VISEM-Tracking (20 video mẫu từ 20 bệnh nhân).
  • Tách biệt thành công đối tượng tinh trùng ra khỏi nền tinh dịch có lẫn tạp chất, tự động đánh dấu hộp giới hạn và đếm chính xác số lượng tinh trùng trên vi trường ảnh soi kính hiển vi.

Đề xuất và kiến nghị của tác giả

  • Ứng dụng quy trình xử lý ảnh tự động vào các phòng xét nghiệm y khoa tại Việt Nam nhằm hỗ trợ kỹ thuật viên trong việc đọc kết quả tinh dịch đồ, giảm tải áp lực đếm thủ công và nâng cao tính khách quan của kết quả chẩn đoán.
  • Cần chuẩn hóa quy trình chuẩn bị mẫu phết nhuộm và cố định nhiệt độ 37°C trước khi soi chụp để hạn chế tối đa nhiễu nền và hiện tượng chồng lấn tế bào.

Đóng góp của đề tài

  • Hệ thống hóa toàn diện cơ sở dữ liệu bệnh học về 14 dạng biến đổi hình thái tinh trùng và các tiêu chuẩn đánh giá tinh dịch đồ theo hướng dẫn của WHO (2021).
  • Chứng minh tính khả thi của việc sử dụng các thuật toán xử lý ảnh cổ điển kết hợp phân ngưỡng thích nghi để phân tích tinh trùng mà không đòi hỏi hệ thống phần cứng chuyên dụng đắt tiền như CEROS II hay IVOS II, mở ra giải pháp phù hợp với điều kiện kinh tế của các cơ sở y tế trong nước.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

  • Nguồn dữ liệu thực nghiệm phụ thuộc vào các tập dữ liệu mở tải từ GitHub và Zenodo; một số ảnh trong tập dữ liệu cũ có độ phân giải chưa cao, bị mờ hoặc chất lượng phết nhuộm không đồng đều.
  • Thuật toán phân đoạn dựa trên phân ngưỡng Otsu và lọc hình thái học có thể gặp khó khăn khi phân tách các cụm tinh trùng bị dính chồng lấn hoặc trong các mẫu có mật độ tế bào biểu mô, bạch cầu dày đặc.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Mở rộng thu thập dữ liệu ảnh và video tinh dịch đồ thực tế tại các bệnh viện, phòng khám chuyên khoa nam học tại Việt Nam để kiểm chứng tính tương thích lâm sàng.
  • Tích hợp các mô hình học sâu (Deep Learning) chuyên dụng như mạng YOLOv5 (nano, small, medium, large, xlarge) và các thuật toán theo dõi đa đối tượng (Multi-object Tracking) để phân tích tự động độ di động, vận tốc bơi và phân loại chi tiết các bất thường hình thái theo thời gian thực trên luồng video vi thể.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận này mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên và học viên ngành Kỹ thuật Y sinh (Biomedical Engineering): Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình ứng dụng thị giác máy tính và xử lý ảnh số y tế (chuyển đổi thang xám, lọc không gian, phân ngưỡng Otsu, gán nhãn liên thông) trên nền tảng MATLAB.
  • Nghiên cứu sinh, kỹ sư phát triển phần mềm y tế: Tham khảo phương pháp tiếp cận các bộ dữ liệu mở chuẩn quốc tế (HuSHeM, MlaMIA-SVDS, VISEM-Tracking) và cấu trúc so sánh đối chuẩn thuật toán.
  • Kỹ thuật viên xét nghiệm và bác sĩ chuyên khoa Nam học / Hỗ trợ sinh sản: Cung cấp tài liệu hệ thống hóa các chỉ số tinh dịch đồ theo tiêu chuẩn WHO (2021), cơ chế bệnh sinh của các bất thường tinh trùng (Oligospermia, Asthenozoospermia, Teratozoospermia) và các dạng dị tật hình thái học tế bào.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng những bộ dữ liệu nào để thực nghiệm thuật toán phân tích tinh trùng?
Tác giả đã thu thập và kiểm nghiệm trên 4 bộ dữ liệu mở chuẩn quốc tế:

  1. HuSHeM: 216 ảnh đầu tinh trùng (54 bình thường, 53 thon, 57 hình tháp, 52 vô định hình) chụp bằng kính hiển vi Olympus CX21 và camera Sony SSC-DC58AP.
  2. Dữ liệu Papanicolaou của A. Bijar và cộng sự (2012): 100 lam kính mẫu nhuộm Papanicolaou chụp ở độ phóng đại $1000\times$ bằng camera CCD TV 560 dòng trên kính Proway BK5000.
  3. MlaMIA-SVDS của W. Zhao và cộng sự (2022): Bộ dữ liệu video/ảnh vi thể quy mô lớn với hơn 125.000 đối tượng có gán nhãn hộp giới hạn.
  4. VISEM-Tracking của V. Thambawita và cộng sự (2023): 20 video vi thể (30 giây) từ 20 bệnh nhân được chú thích bằng công cụ LabelBox.

2. Tiêu chuẩn đánh giá mật độ và số lượng tinh trùng bình thường theo WHO (2021) được nêu trong khóa luận là bao nhiêu?
Theo tiêu chuẩn WHO (2021) được trích dẫn trong văn bản, một mẫu tinh dịch được xem là có mật độ bình thường khi đạt từ $15 \times 10^6\text{ tinh trùng/ml}$ trở lên. Tổng số lượng tinh trùng trong một lần xuất tinh đạt từ $39 \times 10^6\text{ tinh trùng}$ trở lên là bình thường.

3. Chuỗi bước xử lý ảnh trên phần mềm MATLAB trong khóa luận gồm những công đoạn nào?
Chuỗi thuật toán gồm 7 bước tuần tự: (1) Chuyển đổi ảnh RGB sang ảnh thang xám Grayscale; (2) Lọc trung bình khử nhiễu nền; (3) Lọc trung vị triệt tiêu nhiễu hạt; (4) Tăng tương phản bằng giãn lược đồ xám từ dải $[50, 210]$ sang dải $[0, 250]$; (5) Làm mịn ảnh qua bộ lọc Gaussian; (6) Phân đoạn nhị phân tự động bằng thuật toán Otsu; (7) Gán nhãn thành phần liên thông (Connected Component Labeling) và tính toán số lượng tinh trùng.

4. Khóa luận phân loại bao nhiêu dạng bất thường về hình thái tinh trùng và kể tên những dạng điển hình?
Khóa luận mô tả tổng cộng 13 dạng bất thường về hình thái tinh trùng bên cạnh dạng bình thường, bao gồm: đầu to, đầu nhỏ, đầu đinh (đầu kim), đầu thon (điếu xì gà), đầu mỏng và hẹp, đầu suy giảm (globozoospermia), không đầu, không đuôi, không bào nhân, nhiều phần (lặp đầu/đuôi), dày phần giữa, đuôi cuộn và cụt đuôi (hội chứng DFS).

5. Điểm khác biệt cơ bản giữa hai hệ thống CASA thương mại CEROS II và IVOS II được trình bày trong khóa luận là gì?
Máy CEROS II sử dụng kính hiển vi quang học tương phản pha (lựa chọn Carl Zeiss hoặc Olympus) kết hợp camera kỹ thuật số độ phân giải cao và máy tính Windows 7 để phân tích tự động số lượng, độ di động và hình thái. Trong khi đó, máy IVOS II tích hợp thêm mô-đun huỳnh quang chuyên dụng IDENT/VIADENT cho phép nhuộm phát quang mẫu tinh trùng dưới ánh sáng kích thích, giúp phát hiện chính xác tế bào sống/chết và đánh giá mức độ tổn thương DNA.


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Trần Việt Sơn đã giải quyết thành công bài toán nghiên cứu kỹ thuật xử lý ảnh vi thể phục vụ phân tích tinh trùng hỗ trợ chẩn đoán vô sinh nam. Bằng việc kết hợp các thuật toán tiền xử lý, tăng cường tương phản, phân đoạn Otsu và gán nhãn trên môi trường MATLAB, đề tài đã trích xuất và đếm chính xác số lượng tinh trùng trên 4 bộ dữ liệu vi thể quốc tế. Công trình cung cấp cơ sở khoa học và thực nghiệm vững chắc, mở ra tiềm năng ứng dụng công nghệ hỗ trợ thị giác máy tính giá thành thấp cho các cơ sở y tế tại Việt Nam.