[发明专利]一种新型精子质量评价系统

说明书

本发明公开了一种新型精子质量评价系统。本发明通过利用大视野显微成像系统实现对样本的大视野多目标检测，利用高分辨显微成像系统实现对样本的高分辨显微成像，两个显微成像系统的结合对样本实现大视野下高分辨率成像检测，特别适用于人类精液检查中大视野下大量运动精子的高分辨形态分析，可同时检测无染色无标记精液样本的活精子的浓度、活力和形态等指标的系统。

技术领域

本发明属于用于精液检查的显微成像技术领域，具体涉及一种新型精子质量评价系统。

背景技术

精子的活力和形态等作为人类精液检查中的关键部分，对于生殖与发育研究，特别是对于临床生殖医学来说具有十分重要的意义。现有的医学临床检测采用不同的样本制备和显微检测方法来分别检测精子的浓度、活力和形态。

精子的活力可以由人工或者计算机辅助完成，利用计算机辅助精子分析技术可以高精确性的提供精子活力的量化参数，有利于精液检查的规范化和标准化。计算机辅助精子分析技术利用低倍显微成像系统、图像采集、处理及分析系统，通过记录精子连续的运动轨迹，量化统计和分析精子的活力和浓度等。但临床研究显示，在精子的质量评估方面，仅仅靠精子的运动速度还是不够的，还需要结合精子的形态、结构，特别是其遗传学功能指标。而精子形态计量分析需要通过涂片染色的研究方法，观察与分析静止精子的形态，人类精液检查中精子的形态检查需要在高倍显微成像系统下观察涂片染色的样本，样本的处理过程会杀死精子，并且涂片染色由于渗透压改变等因素会对精子形态会造成一定影响。

精子运动速度极快，速度在几十微米/秒，在保证连续观测运动精子和上百个目标追踪时需要大视野显微成像；而精子的头部大小为3到5个微米，而低倍放大成像的极限分辨率在微米级别以上，无法实现高分辨显微成像，头部形态无法精确测量分析。

受到现有光学成像设计限制，成像的视野大小与物镜的放大倍数成反比，低倍放大成像可以实现大视野无法做到高分辨，高倍放大成像可以实现高分辨无法直接做到大视野，通过拼接等方法适用于不运动的样品，而对于精子这种运动的物体而言，不太适合。有效成像面积同时受到显微成像检测元件和光学设计的限制，显微图像采集元件的有效成像面积收到技术和成本的限制。

涂片染色的处理方法观察精子的形态，只能观察精子一侧的信息，而通过观察精子旋转运动可以得到其三维结构信息以及尾部的运动动态测量结果。

发明内容：

本发明的目的是提供一种新型精子质量评价系统，利用该系统能检查大视野下大量运动精子的高分辨形态分析，可同时检测无染色无标记精液样本的精子浓度、活力和形态等指标。

本发明的新型精子质量评价系统，是用于在对大量精子的活力指标进行检测的同时，实现对精子的形态进行高分辨的观测和评价。

该系统包含一个可三维移动和精确控制的精子样品台和两个独立的显微成像系统：大视野显微成像系统和高分辨显微成像系统，两个成像系统可调整成共焦、共轴状态。

优选，所述的大视野显微成像系统包括顺序相连的大视野显微成像物镜、大视野显微成像中继光路、大视野显微成像光电图像探测器。

优选，所述的高分辨显微成像系统包括顺序相连的高分辨显微成像物镜、高分辨显微成像中继光路、高分辨显微成像光电图像探测器。

优选，所述的可三维移动和精确控制的精子样品台，可对其上样品池进行温度控制，并可以根据需求对精子样品做任意的移动；

优选，所述的大视野显微成像系统可快速拍摄视野中足量数目的精子，并通过图像处理技术及多目标追踪等技术，自动输出视野中每个精子的位置和速度信息，并据此依照需求对精子的各项活力指标进行统计。

优选，所述的高分辨显微成像系统在大视野显微成像系统的成像区域中进行形态信息采集时，同时采集精子的位置信息，并与大视野显微成像系统的成像区域的各精子的位置信息同步对应。