一种家用型精子检测装置和检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种家用型精子检测装置，包括载物模块、视频采集模块、调焦模块和处理分析终端，载物模块安装在调焦模块上，调焦模块安装在视频采集模块上，处理分析终端与视频采集模块进行通信。本发明专利技术还涉及一种用于上述家用型精子检测装置的精子检测方法，该方法为一种内嵌在终端内的程序，将图片处理为帧图片序列并对帧图片进行预处理后，通过目标检测和目标筛选模型获得活动精子数，然后通过目标匹配模型绘制精子活动轨迹，获得精子目标数据，最后根据精子目标数据计算精子检测指标。与现有技术相比，本发明专利技术具有准确度高、可重复性好、复杂度低、处理速度快等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种家用型精子检测装置和检测方法
本专利技术涉及体外健康检测
，尤其是涉及一种家用型精子检测装置和检测方法。
技术介绍
随着社会的不断发展，人们的生活压力不断增大，不良生活习性以及环境污染等因素的影响，男性不孕率在不断升高。据《中华男科学杂志》统计，男性精子密度和精子总数呈现显著的下降趋势，说明当今男性精液质量情况不容乐观。现阶段的精液检测大都需要患者去医院现场取精检测，主要存在两个问题：第一，患者在检测分析时，隐私感较差，同时由于心理压力等原因，可能会出现取精困难等情况，并且所费时间较长；第二，由于现如今的精子检测几乎都是通过医生的肉眼观测来得出数据，个人的主观性将会影响检测的结果，同时可重复性较差。同时，对家用型精子检测装置的研究也在不断进行，例如中国专利CN108303420A中公开了一种基于大数据和移动互联网的家用型精子质量检测方法，包括手机设备及手机显微镜套件，方法步骤包括提取精液、稀释精液、制作精液标本、图像聚焦、拍摄图像、自动分析、在线答疑、结果统计分析，用户在日用设备基础上即可自行完成精子质量检测，但是该专利通过手持设备进行拍摄时会产生抖动，检测结果会有一定误差，检测的准确度较低，同时该专利使用软件对精子图像的分析处理，但是未对软件内嵌的图像处理算法进行改进，传统算法的准确度较高时，算法的处理速度较慢，算法的处理速度和准确度无法兼顾。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种准确度高、可重复性好、复杂度低、处理速度快的家用型精子检测装置和检测方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种家用型精子检测装置，包括：载物模块，用于放置精液样本；视频采集模块，用于采集精液样本视频；调焦模块，用于调整载物模块和视频采集模块之间的距离；处理分析终端，用于分析处理视频采集模块采集的视频信息，获得精子检测结果，包括精子浓度、精子总数、存活率、前向运动PR、非前向运动NP和不动IM；；所述的载物模块安装在调焦模块上；所述的调焦模块安装在视频采集模块上；所述的处理分析终端与视频采集模块进行通信。优选地，所述的调焦模块包括第一连接块、第二连接块、第三连接块、支撑杆、调节螺纹杆、调节旋钮和调焦弹簧；所述的第一连接块与视频采集模块固定连接；所述的支撑杆和调节螺纹杆安装在第一连接块和第三连接块之间；所述的第二连接块上设有分别用于支撑杆和调节螺纹杆穿过的通孔；所述的第二连接块分别与支撑杆和调节螺纹杆活动连接，第二连接块安装在第一连接块和第三连接块之间；所述的第二连接块上设有用于容置调节旋钮的槽；所述的调节旋钮安装在第二连接块的槽内，调节旋钮与调节螺纹杆活动连接；所述的调焦弹簧分别套设在支撑杆(304)和调节螺纹杆上，安装在第一连接块和第二连接块之间。更加优选地，所述的载物模块包括载物台和载玻片卡槽；所述的载物台和载玻片卡槽分别与第二连接块相连；所述的载物台上设有观测孔；所述的载玻片卡槽与观测孔的位置相对应。更加优选地，所述的精子检测装置设有照明灯，该照明灯与第三连接块相连。优选地，所述的视频采集模块包括外壳、安装在外壳内的支撑架以及安装在支撑架上的物镜、反射镜、目镜和摄像头；所述的物镜的镜头与载物模块相对应；所述的摄像头依次经过摄像头镜头、目镜、反射镜和物镜后进行视频采集。优选地，所述的视频采集模块设有USB接口。一种用于上述家用型精子检测装置的检测方法，该方法为内嵌在终端内的程序，包括：步骤1：将视频采集模块采集的视频处理为帧图片序列，并将帧图片储存在存储器内；步骤2：对帧图片进行图像预处理；步骤3：对预处理后的帧图片进行目标检测，获得每张帧图片的轮廓集合；步骤4：构建目标筛选模型，对帧图片的轮廓集合进行筛选，筛选出精子目标；步骤5：计算获取活动精子数，使用当前帧图片中的精子目标数减去上一帧图片中的精子目标数即为活动精子数；步骤6：构建目标匹配模型，通过目标匹配模型给精子目标分配ID，并将精子目标的轮廓绘制在对应的帧图片内，同时将每个精子目标的质心坐标储存在存储器内；步骤7：在帧图片序列中新建空白图层，在空白图层中绘制活动精子的运动轨迹，并叠加在对应的帧图片上；步骤8：将帧图片序列以Gif格式储存在存储器内，同时从精子活动轨迹中获得并保存精子目标数据；步骤9：计算精子检测指标。更加优选地，所述的步骤4中目标筛选模型的构建方法为：步骤4-1：求取精子目标的最小外接矩形，返回得到(x，y，r，s)，其中x和y表示外接矩形的质心位置，r表示精子目标最小外接矩形的长宽比，s表示精子目标最小外接矩形的面积；步骤4-2：以已知现有正常精子目标最小外接矩形的长宽比R和面积S作为阈值，将当前帧图片中r<R，s>S的目标去除。更加优选地，所述的步骤6中目标匹配模型的构建方法为：步骤6-1：获得上一帧图片中所有运动精子目标的像素坐标集合M，当前帧图片中所有运动精子目标的像素坐标集合N，两帧之间同一精子移动的最大距离a；步骤6-2：集合M中每个精子目标的质心坐标为(xM,yM)，集合N中每个精子目标的质心坐标为(xN,yN)，分别计算集合M和集合N中每个精子目标的坐标和sM＝xM+yM，sN＝xN+yN；步骤6-3：对集合M中每一个精子目标的坐标和sM，在集合N中搜寻在sN∈(sM-a,sM+a)中与精子目标sM最为接近的精子目标sN，若存在最接近的精子目标，则视为同一精子目标，分配相同的ID，若不存在最接近的精子目标，则视为上一帧图片中该精子目标脱离观测视野，不再追踪，注销ID。更加优选地，所述的步骤9中精子检测指标包括精子浓度、精子总数、存活率、前向运动PR、非前向运动NP和不动IM；所述的精子浓度c的计算方法为：视野体积v＝视野面积s*样本厚度h精子浓度所述的样本精子总数N计算方法为：样本精子总数N＝精子浓度c*精液样本总体积V所述的存活率L的计算方法为存活率所述的前向运动PR的计算方法为：前向运动所述的非前向运动NP的计算方法为：非前向运动所述的不动IM的计算方法为：不动所述的前向运动PR、非前向运动NR与不动IM的和为1。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：一、实现家用化：本专利技术中的精子检测装置和监测方法让患者在家就可以进行精液检测，通过既有终端即可获得精液分析的结果，将最大化的提高患者的隐私保护感，同时可以在2分钟内得出分析结果，结果清晰准确，极大的增强了患者的检测体验。二、准确度高和可重复性好：本专利技术中的精子检测装置和检测方法以及WHO《人类精液检验与处理实验室手册(第五版)》制作，检测装置可以将样本放大400倍，并采集样本视频信息，然后通过精子检测方法计算各项精子样本的指标，检测的准确度和可重复性都可以得到很好的保障，同时检测方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种家用型精子检测装置，其特征在于，包括：/n载物模块(1)，用于放置精液样本；/n视频采集模块(2)，用于采集精液样本视频；/n调焦模块(3)，用于调整载物模块(1)和视频采集模块(2)之间的距离；/n处理分析终端(4)，用于分析处理视频采集模块(2)采集的视频信息，获得精子检测结果，包括精子浓度、精子总数、存活率、前向运动PR、非前向运动NP和不动IM；/n所述的载物模块(1)安装在调焦模块(3)上；所述的调焦模块(3)安装在视频采集模块(2)上；所述的处理分析终端(4)与视频采集模块(2)进行通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种家用型精子检测装置，其特征在于，包括：
载物模块(1)，用于放置精液样本；
视频采集模块(2)，用于采集精液样本视频；
调焦模块(3)，用于调整载物模块(1)和视频采集模块(2)之间的距离；
处理分析终端(4)，用于分析处理视频采集模块(2)采集的视频信息，获得精子检测结果，包括精子浓度、精子总数、存活率、前向运动PR、非前向运动NP和不动IM；
所述的载物模块(1)安装在调焦模块(3)上；所述的调焦模块(3)安装在视频采集模块(2)上；所述的处理分析终端(4)与视频采集模块(2)进行通信。


2.根据权利要求1所述的一种家用型精子检测装置，其特征在于，所述的调焦模块(3)包括第一连接块(301)、第二连接块(302)、第三连接块(303)、支撑杆(304)、调节螺纹杆(305)、调节旋钮(306)和调焦弹簧(307)；所述的第一连接块(301)与视频采集模块(2)固定连接；所述的支撑杆(304)和调节螺纹杆(305)安装在第一连接块(301)和第三连接块(303)之间；所述的第二连接块(302)上设有分别用于支撑杆(304)和调节螺纹杆(305)穿过的通孔；所述的第二连接块(302)分别与支撑杆(304)和调节螺纹杆(305)活动连接，第二连接块(302)安装在第一连接块(301)和第三连接块(303)之间；所述的第二连接块(302)上设有用于容置调节旋钮(306)的槽；所述的调节旋钮(306)安装在第二连接块(302)的槽内，调节旋钮(306)与调节螺纹杆(305)活动连接；所述的调焦弹簧(307)分别套设在支撑杆(304)和调节螺纹杆(305)上，安装在第一连接块(301)和第二连接块(302)之间。


3.根据权利要求2所述的一种家用型精子检测装置，其特征在于，所述的载物模块(1)包括载物台(101)和载玻片卡槽(102)；所述的载物台(101)和载玻片卡槽(102)分别与第二连接块(302)相连；所述的载物台(101)上设有观测孔(103)；所述的载玻片卡槽(102)与观测孔(103)的位置相对应。


4.根据权利要求2所述的一种家用型精子检测装置，其特征在于，所述的精子检测装置设有照明灯(5)，该照明灯与第三连接块(303)相连。


5.根据权利要求1所述的一种家用型精子检测装置，其特征在于，所述的视频采集模块(2)包括外壳(201)、安装在外壳(201)内的支撑架(202)以及安装在支撑架(202)上的物镜(203)、反射镜(204)、目镜(205)和摄像头(206)；所述的物镜(203)的镜头与载物模块(1)相对应；所述的摄像头(206)依次经过摄像头镜头、目镜(205)、反射镜(204)和物镜(203)后进行视频采集。


6.根据权利要求1所述的一种家用型精子检测装置，其特征在于，所述的视频采集模块(2)设有USB接口(207)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传江，谢斌，智二磊，李铮，张崇明，
申请(专利权)人：上海师范大学，上海市第一人民医院，
类型：发明
国别省市：上海;31