精子分析裝置及其分析方法與流程

本發明涉及精子活性分析領域，特別是一種精子分析裝置及其分析方法。

背景技術：

目前隨著生存環境的污染加重和人們生活方式的變化，同時伴隨著精神因素，人類精子的質量正在悄然下降。精子的質量是反應男性生育能力的關鍵依據，目前絕大多數的檢測和評價，比如常規精液分析和計算機輔助精子分析等都需要患者本人到醫療機構完成。在醫療機構可以獲得較為全面可靠的檢測結果，但還是存在較多問題，比如檢查費用較高，時間成本較高，隱私的保護性也并不理想。

隨著人們生活水平和文化水平的逐漸提高，自我健康意識的不斷加強，疾病的預防和控制理念已經深入人們的心中，如何在不需要專業人員和不需要到醫療機構的情況下對自我的健康狀況測定以及進行康復治療是個非常廣泛的問題。家用醫療器械的出現解決了這些問題，也因此家用醫療器械的需求對象是非常廣泛的，家用醫療器械產業的發展前景非常廣闊。

國家放開并鼓勵生育二胎，使政府和育齡人群更加關注生殖健康，其中男性精子的質量是重要的關注因素；另外，隨著科學技術的快速發展，生存環境的污染加重和人們生活方式的變化，同時伴隨著精神因素，人類精子的質量正在悄然下降。從臨床得到的數據顯示，男方導致的不育約占不孕不育的30%~40%，且每8對育齡夫婦中就有1對面臨難以生育的問題。精子的質量是反應男性生育能力的重要依據，目前絕大多數的檢測和評價，比如常規精液分析和計算機輔助精子分析等都需要患者本人到醫療機構完成。雖然在醫療機構可以獲得較為全面可靠的檢測結果，但還是存在較多問題，比如檢查費用較高，時間成本較高，隱私的保護性也并不理想。

目前的智能手機的使用已經非常的普及，幾乎所有的智能手機都具有攝像頭和閃光燈，而且手機的處理性能也都具有較高的水平，可以采集、分析和保存精子圖像，對精子質量進行分析和評估，因此在家里基于智能手機對精子質量進行分析和評估具備可行性和較大的實際需求。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種基于智能手機能夠方便使用和操作的精子分析裝置及其分析方法。

一種精子分析裝置，包括：

用于承載智能手機的承載臺，所述承載臺上開設有攝像孔及照明孔，所述攝像孔位于所述照明孔的一側，所述攝像孔與所述照明孔分別對準放置于所述承載臺上的同一智能手機的攝像頭與閃光燈；

樣本安置區，設于承載臺下方，用于安放精子樣本；

光學模塊，包括：位于所述樣本安置區上方的顯微鏡頭以及導光組件，所述顯微鏡頭設于所述攝像孔中或設于所述攝像孔的正下方，導光組件布置在所述樣本安置區與所述照明孔之間，將透過照明孔的光束傳導至所述樣本安置區的正下方而照亮精子樣本。

在其中一實施方式中，所述照明孔為長孔。

在其中一實施方式中，所述攝像孔為圓孔。

在其中一實施方式中，所述導光組件包括反射鏡組，所述反射鏡組對透過所述照明孔的光束進行多次反射而得到由下至上射入所述樣本安置區的反射光束。

在其中一實施方式中，所述反射鏡組包括：第一反射鏡及第二反射鏡，所述第一反射鏡及所述第二反射鏡與水平面的夾角均呈45度，且所述第一反射鏡與所述第二反射鏡的反光面相對，所述第一反射鏡與所述照明孔相對，所述第二反射鏡與所述攝像孔相對并位于所述樣本安置區的下方，透過所述照明孔的光束經所述第一反射鏡反射成水平光束，再經所述第二反射鏡二次反射，將光束由下至上垂直反射至所述樣本安置區。

在其中一實施方式中，所述顯微鏡頭的中軸線與經所述第二反射鏡反射的光束的中軸線重合。

在其中一實施方式中，所述第一反射鏡安裝在一可移動的鏡片座上，所述鏡片座能夠沿平行于所述照明孔的長度方向水平移動，和/或，沿遠離或靠近所述照明孔的上下方位移動。

在其中一實施方式中，所述導光組件包括用于匯聚所述閃光燈光束的聚光器，所述聚光器位于所述照明孔下方，所述第一反射鏡設于所述聚光器下方并與所述聚光器相對。

在其中一實施方式中，所述聚光器能夠沿平行于所述照明孔的長度方向水平移動。

在其中一實施方式中，所述第二反射鏡的位置固定，所述第一反射鏡和所述聚光器安裝在一可移動的弓形座上，所述弓形座包括兩個相對設置的固定臂，所述聚光器及所述第一反射鏡分別固定設于所述弓形座的兩個固定臂上，所述弓形座能夠沿所述照明孔的長度方向運動。

在其中一實施方式中，所述弓形座遠離所述第二反射鏡的一側設有調節桿，所述調節桿帶動所述弓形座移動。

在其中一實施方式中，所述導光組件包括光纖，所述光纖的入射口位于所述照明孔的下方，所述光纖的出射口位于所述樣本安置區下方。

在其中一實施方式中，所述光纖的入射口能夠沿平行于所述照明孔的長度方向水平移動。

在其中一實施方式中，所述導光組件上還設置有用于匯聚所述閃光燈光束的聚光器，所述聚光器位于所述照明孔中或位于所述照明孔下方，所述光纖的入射口設于所述聚光器的正下方。

在其中一實施方式中，所述光纖的入射口安裝在一可移動的光纖固定板上，所述聚光器安裝在聚光器固定板上，且所述聚光器固定板與所述光纖固定板能夠同步地沿平行于所述照明孔的長度方向水平移動。

在其中一實施方式中，還包括設置于樣本安置區的樣本倉，所述樣本倉設有供樣本插入的開口。

在其中一實施方式中，所述承載臺上設有至少兩個卡扣，至少兩個所述卡扣相對設置于所述承載臺上，所述卡扣用于卡合固定所述智能手機的邊緣。

在其中一實施方式中，所述卡扣可滑動設于所述承載臺上，以改變兩個相對設置的所述卡扣之間的距離。

一種精子分析方法，包括：

利用同一臺智能手機的攝像頭和閃光燈獲取樣品信息；

將采集的所述樣品信息在同一臺智能手機上進行保存和數據分析，得到分析結果；

將分析結果存儲在同一臺智能手機上。

在其中一實施方式中，還包括步驟，將樣品信息和分析結果上傳至服務器。

上述精子分析裝置利用上述精子分析方法，通過導光組件將智能手機的閃光燈發出的光束傳導至樣本安置區，并照亮精子樣本。則位于樣本安置區上方的同一臺智能手機的攝像頭能夠通過顯微鏡頭對精子樣本進行拍照或錄制視頻。因此，上述精子分析裝置無需設置光源，僅通過一臺智能手機即可完成照明和拍攝。因此上述精子分析裝置的結構簡單，操作方便，便于上述精子分析裝置的家庭化的推廣應用。

附圖說明

圖1為本實施方式的精子分析裝置的光學示意圖。

圖2為第一實施方式的精子分析裝置的結構示意圖。

圖3為根據圖2所示的精子分析裝置的俯視圖。

圖4為第二實施方式的精子分析裝置的結構示意圖。

圖5為第三實施方式的精子分析裝置的結構示意圖。

圖6為本實施方式的精子分析方法的流程圖。

附圖標記說明如下：10、20、30、精子分析裝置；11、承載臺；111、卡扣；112、弧形面；113、213、313、攝像孔；114、214、314、照明孔；12、221、32、樣本安置區；13、光學模塊；131、231、331、顯微鏡頭；132、232、332、導光組件；133、233、第一反射鏡；333、光纖；134、234、第二反射鏡；334、光纖固定板；135、235、335、聚光器；236、336、聚光器固定板；137、237、固定孔；14、24、外殼；15、25、樣本倉；16、弓形座；161、固定臂；162、調節桿；163、連接臂；26、鏡片座；2、智能手機；21、攝像頭；22、閃光燈；3、精子樣本。

具體實施方式

體現本發明特征與優點的典型實施方式將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的實施方式上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的范圍，且其中的說明及圖示在本質上是當作說明之用，而非用以限制本發明。

請參閱圖1及圖2，本發明提供一種精子分析裝置10。精子分析裝置10包括用于承載智能手機2的承載臺11、樣本安置區12及光學模塊13。

承載臺11為一工作平臺。承載臺11可以為一框架結構的表面平臺，也可以為由板材制作的盒裝結構的表面。并且，承載臺11的表面積大于智能手機2的表面積。因此，智能手機2可以根據使用需要，橫向或縱向擺放在承載臺11上。

具體在本實施方式中，承載臺11上設有至少兩個卡扣111。至少兩個卡扣111相對設置于承載臺11上，卡扣111用于卡合固定智能手機2的邊緣。具體地，卡扣111可以為四個，四個卡扣111呈矩形分布在承載臺11上，圍成一個收容空間。智能手機2放置于該收容空間內，每個卡扣111對應智能手機2的一側邊。當智能手機2擺放定位的時候，四個卡扣111分別對應于智能手機2的一個側邊進行卡合固定，以防止智能手機2在承載臺11上移動，影響精子分析裝置10的使用。

并且，如圖2所示，精子分析裝置10還包括外殼14。卡扣111也可以設于精子分析裝置10的外殼14上。卡扣111朝向收容空間的一側面為弧形面112。弧形面112能夠匹配智能手機2的圓滑邊緣，保證卡扣111與智能手機2能夠穩固抵持。

由于智能手機2的尺寸型號不同，承載臺11為適應各種智能手機2的固定需求。因此，卡扣111可滑動設于承載臺11上，以改變兩個相對設置的卡扣111之間的距離。卡扣111還可以通過滑軌及緊固螺栓實現卡扣111位置的調整。當卡扣111沿滑軌移動到合適位置處時，緊固螺栓將卡扣111固定在滑軌上，使卡扣111固定，從而固定智能手機2。

在其他實施方式中，卡扣111還可以通過伸縮臂或彈簧等與承載臺11伸縮連接。此處對卡扣111與承載臺11的連接方式并不做具體限定，只要兩個相對設置的卡扣111之間的距離能夠改變，以達到固定多種尺寸大小的智能手機2的目的即可。

承載臺11上開設有攝像孔113及照明孔114。攝像孔113位于照明孔114的一側，攝像孔113與照明孔114分別對準放置于承載臺11上的同一智能手機2的攝像頭21與閃光燈22。具體在本實施方式中，攝像頭21對準攝像孔113，閃光燈22對準照明孔114。請參閱圖3，并且，具體地，照明孔114為長孔。攝像孔113為圓孔。通過跑道形的照明孔114，智能手機2的閃光燈22位于照明孔114的長度方向的不同位置時，則智能手機2的閃光燈22位于長孔的不同位置，以使承載臺11匹配不同智能手機2的攝像頭21與閃光燈22之間距離不同的情況。

樣本安置區12設于承載臺11下方，用于安放精子樣本3。樣本安置區12相對于智能手機2設于承載臺11的另一側。具體在本實施方式中，精子分析裝置10還包括設置于樣本安置區12的樣本倉15。樣本倉15設有供精子樣本3插入的開口。精子樣本3通過樣本倉15放置于樣本安置區12。外殼14的內側壁上相應設置支撐臂或支撐臺，以支撐樣本倉15固定于樣本安置區12內。樣本倉15為透明盒狀結構。樣本倉15僅開設有一個供精子樣本3進出的開口，其他各個側面均為封閉面。一方面，樣本倉15能夠保護精子樣本3避免污染；另一方面，樣本倉15能夠防止精子樣本3在分析過程中溢出，避免污染精子分析裝置10。

在其他實施方式中，精子樣本3可以直接通過支撐臂或支撐臺放置于樣本安置區12上。并且，樣本倉15還可以為僅上、下兩個側面為透明面的盒狀結構。此處對樣本倉15的結構內容并不做限定。

請參閱圖2，光學模塊13包括位于樣本安置區12上方的顯微鏡頭131以及導光組件132。

顯微鏡頭131設于攝像孔113中或設于攝像孔113的正下方。顯微鏡頭131與攝像孔113相對設置，顯微鏡頭131能夠使智能手機2的攝像頭21能夠對精子、血細胞等進行成像。具體地，顯微鏡頭131為微型顯微鏡頭。

導光組件132布置在樣本安置區12與照明孔114之間，將透過照明孔114的光束傳導至樣本安置區12的正下方而照亮精子樣本3。

上述精子分析裝置10通過導光組件132將智能手機2的閃光燈22發出的光束傳導至樣本安置區12，并照亮精子樣本3。則位于樣本安置區12上方的同一臺智能手機2的攝像頭21能夠通過顯微鏡頭131對精子樣本3進行拍照或錄制視頻。因此，上述精子分析裝置10無需設置光源，僅通過一臺智能手機2即可完成照明和拍攝。因此上述精子分析裝置10的結構簡單，操作方便，便于上述精子分析裝置10的家庭化的推廣應用。

具體在本實施方式中，導光組件132包括反射鏡組。反射鏡組對透過照明孔114的光束進行多次反射而得到由下至上射入樣本安置區12的反射光束。反射鏡組根據光路設計需要，設計兩個或多個反射鏡對光束進行反射，以使從透過照明孔114的光束反射至樣本安置區12。

具體地，反射鏡組包括第一反射鏡133及第二反射鏡134。第一反射鏡133及第二反射鏡134與水平面的夾角均呈45度，且第一反射鏡133與第二反射鏡134的反光面相對。第一反射鏡133與照明孔114相對，第二反射鏡134與攝像孔113相對并位于樣本安置區12的下方。透過照明孔114的光束經第一反射鏡133反射成水平光束，再經第二反射鏡134進行二次反射，將光束由下至上垂直反射至樣本安置區12。透過照明孔14的光束經第一反射鏡133與第二反射鏡134反射，將光束的傳播方向改變180度。因此，智能手機2的攝像頭21能夠利用閃光燈22的光束。并且，光束能夠由下至上垂直反射至精子樣本3上，則可以使光束能夠均勻地投射到精子樣本3上，保證攝像頭能夠清晰成像。

具體地，第一反射鏡133的長度需要超過照明孔114的長度的1.414倍。即，透過照明孔114的光束能夠全部投射到第一反射鏡133上，保證光束的利用率。

并且，導光組件132包括用于匯聚閃光燈22光束的聚光器135。聚光器135位于照明孔114中或位于照明孔114下方。具體在本實施方式中，聚光器135位于照明孔114下方。聚光器135用于匯聚透過照明孔114的閃光燈22的光束。由于智能手機2的閃光燈22發出的光為發散光束，使用聚光器135將發散光束變為平行光束，則透過照明孔114的光束更加均勻，且強度更大。

第一反射鏡133設于聚光器135下方并與聚光器135相對。當智能手機2的閃光燈22位于照明孔114長度方向的不同位置時，則相應的聚光器135以及第一反射鏡133也能夠沿平行于照明孔114的長度方向水平移動，以使閃光燈22、聚光器135及第一反射鏡133之間的相對位置保持穩定。

在第一實施方式中，第二反射鏡134的位置固定。第二反射鏡134固定設于外殼14的底面上。第二反射鏡134的一端與外殼14的底面呈45度角，另一端與外殼14的側邊也呈45度角。并且，顯微鏡頭131的中軸線與經第二反射鏡134反射后的光束的中軸線重合。

第一反射鏡133和聚光器135安裝在一可移動的弓形座16上。弓形座16可滑動安裝在外殼14的底面上。

弓形座16包括兩個相對設置的固定臂161及垂直于兩固定臂161的連接臂163。聚光器135及第一反射鏡133分別固定設于弓形座16的兩個固定臂161上。弓形臂16頂端的固定臂161安裝有聚光器135，弓形臂16底端的固定臂161安裝第一反射鏡133。第一反射鏡133的一端與外殼14的底面呈45度夾角，另一端與弓形臂16的連接臂163也呈45度夾角。另外，聚光器135的中軸線穿過第一反射鏡133的中心點，且中軸線平行于弓形臂16遠離第二反射鏡134的側面。

并且，弓形座16能夠沿照明孔114的長度方向運動。弓形座16遠離第二反射鏡134的一側設有調節桿162，即，連接臂163遠離第二反射鏡134的一側面設有調節桿162。調節桿162帶動弓形座16移動。操作人員可以通過推拉調節桿162，使弓形臂16沿著照明孔114的長度方向移動，當調節到聚光器135與智能手機2的閃光燈22正對時，停止調節。

并且，在第一實施方式中，聚光器135可以省略。安裝有聚光器135的固定臂161上開設有用于收容聚光器135的固定孔137。固定孔137為一個圓形的通孔，則通過照明孔114的光束在通過固定孔137的時候，同樣可以使光束能夠到達第一反射鏡133。避免多余光束投射在第一反光鏡133之外的地方，進入到精子分析裝置10的內部，影響精子分析裝置10成像。

請參閱圖4，在第二實施方式的精子分析裝置20中，導光組件232包括第一反射鏡233及第二反射鏡234。其中第二反射鏡234的位置固定，第二反射鏡234固定設于外殼24的底面上。第二反射鏡234的一端與外殼24的底面呈45度角，另一端與外殼24的側邊也呈45度角。并且，顯微鏡頭231的中軸線與經第二反射鏡234反射后的光束的中軸線重合。

第一反射鏡233安裝在一可移動的鏡片座26上。鏡片座26能夠沿平行于照明孔214的長度方向水平移動，和/或，沿遠離或靠近照明孔214的上下方位移動。在其他實施方式中，第二反射鏡234的位置可以不固定。第二反射鏡234與第一反射鏡233同時、同步上下移動，同樣可以達到使光束由下至上垂直反射至樣本安置區221的效果。

當智能手機2的閃光燈22位于照明孔214的長度方向的不同位置的時候，由于聚光器235固定設于聚光器固定板236上，則將聚光器固定板236相應調節位置，使聚光器235與閃光燈22對準，因此，透過照明孔214的光束入射到第一反射鏡233的入射點發生變化。為保證經第二反射鏡234反射后的光束的中軸線與顯微鏡頭231的中軸線重合，則需要將第一反射鏡233進行水平或上下移動。從而使，反射光束能夠由下至上垂直反射至樣本安置區221，并且保證反射光束關于顯微鏡頭231的中軸線對稱。光束能夠由下至上垂直反射至樣本倉25內的精子樣本3上。反射光束關于攝像孔213內的顯微鏡頭231的中軸線對稱，可以使進入顯微鏡頭231的光線充足，保證智能手機2的攝像頭21能夠清晰成像。

并且，在第二實施方式中，聚光器235可以省略。則聚光器固定板236上開設有用于收容聚光器235的固定孔237，固定孔237為一個圓形的通孔，則通過照明孔214的光束在通過固定孔237的時候，同樣可以使光束能夠到達第一反射鏡233。避免多余光束投射在第一反光鏡233之外的地方，進入到精子分析裝置20的內部，影響精子分析裝置20成像。

請參閱圖5，在第三實施方式的精子分析裝置30中，導光組件332包括光纖333。光纖333的入射口位于照明孔314的下方。光纖333的出射口位于樣本安置區32下方。對應地，顯微鏡頭331安裝于攝像孔313內。光纖333的入射口設于聚光器335的正下方。光纖333的入射口安裝在一可移動的光纖固定板334上，聚光器335安裝在聚光器固定板336上。聚光器固定板336與光纖固定板334能夠同步地沿平行于照明孔314的長度方向水平移動。當聚光器335沿平行于照明孔314的長度方向水平移動，則光纖333的入射口能夠沿平行于照明孔314的長度方向水平移動。

當智能手機2的閃光燈22位于照明孔314內的不同位置的時候，則相應的聚光器335以及光纖333的入射口能夠沿平行于照明孔314的長度方向水平移動，以使閃光燈22、聚光器335及光纖333的入射口之間的相對位置保持穩定。

在其他實施方式中，當承載臺11針對某一特定型號的智能手機2設計時，則智能手機2的攝像頭21與閃光燈22的距離為定值，則閃光燈22位于照明孔114的固定位置，因此聚光器135的位置也無需移動。因此，將聚光器135可以直接固定設于照明孔114中，同樣可以實現對閃光燈22光束匯聚的作用，為精子分析裝置10提供光源照明的目的。

本發明還提供一種精子分析方法。

請參閱圖6，一種精子分析方法，包括：

步驟s11，利用同一臺智能手機的攝像頭和閃光燈獲取樣品信息。

步驟s12，將采集的樣品信息在同一臺智能手機上進行保存和數據分析，得到分析結果。

將對精子質量進行分析的算法和操作界面集成于智能手機上，利用該智能手機可以直接基于拍攝的圖像和視頻計算出分析結果，并直接呈現給用戶。

步驟s13，將分析結果存儲在同一臺智能手機上。

精子分析方法還可以將獲取的樣品信息、分析的結果和過程保存在該智能手機的存儲卡中，對數據進行存檔。

本實施方式的精子分析方法還包括步驟，將樣品信息和分析結果上傳至服務器。

具體在本步驟中，在有網絡連接的條件下，通過無線網絡連接服務器，將測試過程采集的樣品信息和數據分析得到的分析結果同步保存到服務器上。

本實施方式的本精子分析方法，在應用程序的設計時，將用戶采集的圖像和視頻數據的樣品信息和分析結果同步上傳到服務器上。針對每次檢測，可以節約智能手機的存儲空間，約100m字節的數據。當用戶將智能手機置于有無線網絡連接的環境，應用軟件會將較早之前采集的樣品信息和分析結果上傳至服務器。具體地，保留最近的三次的樣品信息和分析結果，以不占用智能手機較多的存儲空間。將樣品信息和分析結果上傳到服務器并加密保存，且樣品信息和分析結果與該智能手機的用戶相對應。如果該智能手機用戶需要查看較早之前的樣品信息和分析結果，在有無線網絡連接的環境下，可以通過無線網絡下載、查看。

雖然已參照幾個典型實施方式描述了本發明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由于本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施方式不限于任何前述的細節，而應在隨附權利要求所限定的精神和范圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內的全部變化和改型都應為隨附權利要求所涵蓋。