一种多通道精子质量分析仪制造技术

本发明专利技术提供了一种多通道精子质量分析仪，包括运动控制系统、光路系统、三轴运动单元和五片型样片托盘，所述五片型样片托盘用于同时放置多个精子样片，所述三轴运动单元用于控制所述光路系统与所述五片型样片托盘之间的相对位置，所述光路系统用于提供照明通道并采集图像，所述运动控制系统用于驱动所述三轴运动单元进行精确地移动。本发明专利技术能够实现对精子质量相关的多指标分析，该指标的分析以前需要多套设备协同才能完成检测分析，但有了该发明专利技术后，可以在一台设备上完成以上指标的全部检测和分析。和分析。和分析。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道精子质量分析仪


[0001]本公开大体上涉及细胞分析领域，且更明确地说涉及一种多通道精子质量分析仪。

技术介绍

[0002]最早的精子检测室采用多次曝光的手段进行拍照，然后记录精子的轨迹，通过然后投影放大后通过测量而计算精子的运动特征，在精子研发的历程中，计算机辅助精子检测经历了黑白图像机、彩色图像检测后清华大学的研发人员又成功的推出荧光图像检测系统。
[0003]现在已经开发出了很多金子质量分析仪，经过我们大量的检索与参考，发现现有的分析仪有如公开号为KR101117318B1，KR101116034B1、CN101726578B和KR101777750B1所公开的系统，包括样本输入模块和微通道；所述测量主机包括芯片对接模块、流体驱动模块、信号检测处理模块和结果显示记录模块，精液样本在流体驱动模块的驱动下，在所述生物芯片的所述微通道中以设定的流速和方式流动，通过库尔特原理和独特的算法得出被检测精液样本中的精子总数、精子密度和精子活动率。但该分析仪在使用过程中需要多次的替换样片，并且不能自动的调整样片与仪器之间的相对距离，效率低，容易造成误差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，针对所存在的不足，提出了一种多通道精子质量分析仪，
[0005]本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种多通道精子质量分析仪，包括运动控制系统、光路系统、三轴运动单元和五片型样片托盘，所述五片型样片托盘用于同时放置多个精子样片，所述三轴运动单元用于控制所述光路系统与所述五片型样片托盘之间的相对位置，所述光路系统用于提供照明通道并采集图像，所述运动控制系统用于驱动所述三轴运动单元进行精确地移动；
[0007]所述光路系统包括明场照明通道、荧光照明通道、物镜单元、图像采集系统和目镜单元，所述明场照明通道位于所述五片型样片托盘下方，提供普通光照提高精子样片的亮度，所述荧光照明通道位于所述目镜单元与物镜单元之间，提供荧光经物镜照射到精子样片，精子样片上的标记物被荧光激发后发射更高波长的光信号，所述光信号经所述物镜单元后被所述图像采集系统捕捉形成荧光图，通过目镜能够直接观测精子样片或荧光图；
[0008]所述多通道精子质量分析仪还包括精子质量分析系统，所述精子质量分析系统对所述荧光图进行分析获得精子的浓度、活力和细胞形态指标；
[0009]所述精子质量分析系统在所述荧光图中确定多个精头区域，每个精头区域上连接有多条精尾链和待定公共段，则精子的浓度C为：
[0010][0011]其中，N
L
为单个精头区域上精尾链的个数，n为单个精头区域上待定公共段的个
数，Sa为荧光图对应的实际面积；
[0012]精子的活力值V为：
[0013][0014]其中，Nz为荧光图中的精子总数，N为单个精头区域内的精子数，
△
s为精头区域的移动距离；
[0015]所述精子质量分析系统通过计算精子头的奇异值Y来体现细胞形态：
[0016][0017]其中，数组a[n]表示精子头边线上的像素点到精子头中心的距离，数组b[n]为数组a[n]的相邻元素差的绝对值，k为阈值，n为精子头边线上的像素点个数；
[0018]Y等于0时，精子的细胞形态正常，Y越大，细胞形态越不正常；
[0019]进一步的，所述精子质量分析系统对荧光图中各个像素点的灰度值进行统计得到灰谱图，所述灰谱图中灰度值最低的波峰对应背景色，灰度值最高的波峰对应精子头，处于精子头灰度区域的像素点称为精头像素点，中间的波峰对应精子尾，处于精子尾灰度区域的像素点称为精尾像素点；
[0020]进一步的，由相邻精头像素点构成的区域为精头区域，由与精头区域连接的精尾像素点构成的区域为精尾链，一个精头区域能够与多条精尾链相连；
[0021]进一步的，所述精尾链包括精尾链头和精尾链尾，所述精尾链头为与所述精头区域直接相连的精尾链部分，所述精尾链尾为与所述精头区域简洁相连的精尾链部分了；
[0022]进一步的，所述精尾链包括精尾链公共段和精尾链私有段，通过计算精尾链公共段和精尾链私有段上的宽度和方向矢量并进行匹配，未匹配到精尾链私有段的精尾链公共段作为待定公共段。
[0023]本专利技术所取得的有益效果是：
[0024]该专利技术创造性的采用五片型铝合金可拆卸托盘上样，解决了单片上样的低效问题，同时避免了片仓式上样的高成本和高机械故障，兼容了2种光路照射通道，同时配备有多倍率物镜组，如此可以多目标和多标记物的检测分析，极大的提高了设备使用效率，实现了图像的自动获取，避免了人为阅片时的主观操作导致的检测误差。
[0025]为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本专利技术加以限制。
附图说明
[0026]图1为本专利技术整体结构框架示意图；
[0027]图2为本专利技术精子荧光示意图；
[0028]图3为本专利技术光谱图处理后的灰谱图示意图；
[0029]图4为本专利技术精尾链的宽度和方向矢量示意图；
[0030]图5为本专利技术光路系统示意图。
具体实施方式
[0031]以下是通过特定的具体实施例来说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本专利技术的优点与效果。本专利技术可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。另外，本专利技术的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本专利技术的相关
技术实现思路
，但所公开的内容并非用以限制本专利技术的保护范围。
[0032]实施例一。
[0033]本实施例提供了一种多通道精子质量分析仪，结合图1，包括运动控制系统、光路系统、三轴运动单元和五片型样片托盘，所述五片型样片托盘用于同时放置多个精子样片，所述三轴运动单元用于控制所述光路系统与所述五片型样片托盘之间的相对位置，所述光路系统用于提供照明通道并采集图像，所述运动控制系统用于驱动所述三轴运动单元进行精确地移动；
[0034]所述光路系统包括明场照明通道、荧光照明通道、物镜单元、图像采集系统和目镜单元，所述明场照明通道位于所述五片型样片托盘下方，提供普通光照提高精子样片的亮度，所述荧光照明通道位于所述目镜单元与物镜单元之间，提供荧光经物镜照射到精子样片，精子样片上的标记物被荧光激发后发射更高波长的光信号，所述光信号经所述物镜单元后被所述图像采集系统捕捉形成荧光图，通过目镜能够直接观测精子样片或荧光图；
[0035]所述多通道精子质量分析仪还包括精子质量分析系统，所述精子质量分析系统对所述荧光图进行分析获得精子的浓度、活力和细胞形态指标；
[0036]所述精子质量分析系统在所述荧光图中确定多个精头区域，每个精头区域上连接有多条精尾链和待定公共段，则精子的浓度C为：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道精子质量分析仪，其特征在于，包括运动控制系统、光路系统、三轴运动单元和五片型样片托盘，所述五片型样片托盘用于同时放置多个精子样片，所述三轴运动单元用于控制所述光路系统与所述五片型样片托盘之间的相对位置，所述光路系统用于提供照明通道并采集图像，所述运动控制系统用于驱动所述三轴运动单元进行精确地移动；所述光路系统包括明场照明通道、荧光照明通道、物镜单元、图像采集系统和目镜单元，所述明场照明通道位于所述五片型样片托盘下方，提供普通光照提高精子样片的亮度，所述荧光照明通道位于所述目镜单元与物镜单元之间，提供荧光经物镜照射到精子样片，精子样片上的标记物被荧光激发后发射更高波长的光信号，所述光信号经所述物镜单元后被所述图像采集系统捕捉形成荧光图，通过目镜能够直接观测精子样片或荧光图；所述多通道精子质量分析仪还包括精子质量分析系统，所述精子质量分析系统对所述荧光图进行分析获得精子的浓度、活力和细胞形态指标；所述精子质量分析系统在所述荧光图中确定多个精头区域，每个精头区域上连接有多条精尾链和待定公共段，则精子的浓度C为：其中，N
L
为单个精头区域上精尾链的个数，n为单个精头区域上待定公共段的个数，Sa为荧光图对应的实际面积；精子的活力值V为：其中，Nz为荧光图中的精子总数，N为单个精头区域内的精子数，
△
s为精头区域的移动距...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄亮，李俊，陈凯宏，钱军，张国勇，
申请(专利权)人：湖南星博智造生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：