BE1025300A1

BE1025300A1 - Inrichting voor het meten van de hartslag van een embryo in een ei

Info

Publication number: BE1025300A1
Application number: BE20175414A
Authority: BE
Inventors: De Loo Philip Karel Marie-Louise Van
Original assignee: Innovatec B V
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2019-01-11
Also published as: PL3634223T3; BE1025300B1; US20200138307A1; EP3634223A1; WO2018225002A1; EP3634223B1; US11445926B2

Abstract

De uitvinding betreft een inrichting voor het meten van de hartslag van een embryo in een ei waarbij infraroodlicht door een lichtbron in het ei wordt gezonden, en de reflectie van dat licht op een bloedvaatje in het ei wordt opgevangen door één of meerdere lichtsensoren en omgezet in een signaal representatief voor de hartslag, daardoor gekenmerkt dat de uittreehoek van de lichtbron zo klein mogelijk is.

Description

Inrichting voor het meten van de hartslag van een embryo in een ei.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het meten van de hartslag van een embryo in een ei.

Het is gekend om infraroodlicht op een ei te richten en de intensiteit van het licht dat door het ei is gedrongen te

meten als maat voor	de	leefbaarheid van	een	embryo in een
ei.
Het is tevens gekend	dat infraroodlicht	met	een golflengte
in de range van 700	nm	tot 1100 nm hier	het	meest geschikt

voor is. Dergelijk infraroodlicht heeft het voordeel dat het minder verstrooid wordt bij het doordringen van materie dan licht met een andere golflengte. Dergelijk licht wordt ook goed geabsorbeerd door bloed.

Nagaan of een ei een leefbaar embryo bevat, gebeurt door het vaststellen van een hartslag of van beweging van het embryo binnenin het ei. Dat kan worden gemeten door licht

door het ei te	sturen. Het licht	dat door	het ei	is
gedrongen bevat	dan informatie of	het ei een leefbaar
embryo bevat.
Doordat het hart	gepulst bloed pompt,	varieert	de dikte	van

een bloedvat. De bloedvaten van het embryo zullen dus variëren in de tijd ten gevolge van een hartslag. Deze variatie in dikte van het bloedvat, of de hoeveelheid bloed die erdoor stroomt, heeft een invloed op de absorptie van

BE2017/5414 het licht door het ei heen. Ook een eventuele beweging van het embryo heeft invloed op het lichtpad en dus op de lichtintensiteit die door het ei komt.

Bloed absorbeert licht; hoe dikker een bloedvat, hoe meer licht er geabsorbeerd wordt door het bloed. Daardoor kan de variatie van de dikte van een bloedvat ten gevolge van de hartslag van een embryo worden gemeten. Er is dus een direct verband tussen absorptie van het licht en de dikte

van	het	bloedvat. Deze	techniek wordt	al	j arenlang
toegepast	in de medische wereld.
Het	is	duidelijk dat er	zich meerdere	moe	ilij kheden
voordoen	bij het meten van	de hartslag van	een	embryo in
een ei.

Bestaande systemen, zoals hieronder beschreven, kennen een aantal nadelen.

JPH09127096 beschrijft een centrale emitter en 4 ontvangers die op een ei worden geplaatst voor het meten van leven of dood van een ei. De 4 ontvangers ontvangen het licht van de emitter dat door het ei wordt weerkaatst. Het gedetecteerde signaal wordt bewerkt.

EP1381859 beschrijft een gelijkaardig systeem waarbij infraroodlicht op een ei wordt gericht en licht dat door het ei passeert, wordt gedetecteerd.

EP1543323B1 beschrijft een methode voor het bepalen van de levensvatbaarheid van een ei waarin infraroodlicht vanuit

BE2017/5414 een veelvoud van richtingen op een ei wordt gericht en een deel van het ontvangen infraroodlicht wordt omgezet in een signaal dat bewerkt wordt om na te gaan of er een cyclische variatie is in het signaal. Een uitvoering wordt beschreven waarin 4 infraroodemitters en 1 ontvanger worden gebruikt per ei.

Een groot nadeel van deze systemen is dat de meetapparatuur op het ei wordt gezet of gedrukt. Dat is zeer ongewenst met betrekking tot hygiëne van het behandelen van een ei.

Een ander belangrijk nadeel van bovenvermelde systemen is de trage meetsnelheid. In kuikenbroederijen is een hoge meetsnelheid van groot belang, omdat een hoge capaciteit van een machinelijn gevraagd wordt in de markt tegen zo laag mogelijke investeringen in machines.

Nog een ander nadeel van bestaande systemen is dat de elektronica heel gevoelig is voor veranderingen. Wanneer het embryo in het ei een beweging maakt, is dat vele malen groter dan het signaal van een bloedvaatje dat in dikte varieert ten gevolge van de hartslag. Hierdoor geraakt de elektronica snel overstuurd en gaat tijd verloren om dat te herstellen.

Nog een ander groot nadeel is de invloed van het verspreid licht op naburige eieren. Naburige eieren ontvangen zo licht dat niet van de eigen lichtbron afkomstig is en zelfs niet door het ei is gepasseerd of gereflecteerd.

Ook licht afkomstig van de eigen lichtbron dat

BE2017/5414 gereflecteerd wordt op de eischaal verstoort de ontvangers die daardoor overstuurd geraken. De uitgang van de lichtsensor zal klippen tegen de grenswaarde en het meten van de hartslag is dan niet meer mogelijk.

Om dat probleem op te lossen, worden shielding means gebruikt ter hoogte van de ontvangers. Deze manier is nadelig, gezien daardoor ook een deel van het informatieve signaal afgeschermd en niet ontvangen zal worden. Dit 10 signaal is al zeer zwak. Bovendien komen deze shielding means in contact met het ei, wat zeer ongewenst is.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.

Hiertoe betreft de uitvinding een inrichting voor het meten van de hartslag van een embryo in een ei waarbij infraroodlicht door een lichtbron in het ei wordt gezonden, en de reflectie van dat licht op en door een bloedvaatje in 20 het ei wordt opgevangen door één of meerdere lichtsensoren en wordt omgezet in een signaal representatief voor de hartslag, daardoor gekenmerkt dat de uittreehoek van de lichtbron zo klein mogelijk is.

De hartslag van een embryo wordt gemeten door enerzijds de reflectie van het licht op een bloedvat dat kan variëren met de variatie van het bloedvat ten gevolge van de hartslag, en anderzijds de absorptie van het licht dat door het bloedvat gegaan is.

BE2017/5414

Uiteindelijk gaat het toch om het licht dat door het ei gegaan is. Deze kan informatie bevatten betreffende een aanwezige hartslag.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding is de halve uittreehoek van de lichtbron 3° à 4°.

De infraroodlichtbron straalt bij voorkeur licht uit met 10 een golflengte in de range tussen de 700 nm en 1100 nm.

De lichtbron heeft bij voorkeur een zo klein mogelijke uittreehoek zodat een zo klein mogelijke lichtspot op het ei-oppervlakte valt.

Optioneel kan gebruik worden gemaakt van een lens om het licht nog meer te focussen of van een laserstraal, maar dat zijn beide duurdere opties.

De lichtbron is bij voorkeur een infrarood LED die volop verkrijgbaar en goedkoop is.

De inrichting van de uitvinding is beperkt tot één lichtbron per ei positie.

De inrichting bevat bij voorkeur meerdere lichtsensoren of infraroodontvangers. In een bepaalde uitvoeringsvorm bevinden de lichtsensoren zich rondom de lichtbron in één en hetzelfde vlak. In een andere uitvoeringsvorm bevinden 30 de lichtsensoren zich in een andere positie, bijvoorbeeld in een gebogen oppervlak deels rondom het ei.

BE2017/5414

De voordelen van het gebruik van meerdere sensoren zijn dat er meer licht wordt ontvangen en vanuit meerdere richtingen. De ruis in het ontvangen signaal wordt vele malen beter onderdrukt ten gevolge van het uitmiddelen van de ruis, daardoor verbetert de signaal- ruisverhouding. Tevens worden de onderlinge toleranties in de lichtsensoren uitgemiddeld.

De lichtsensoren of ontvangers voor het detecteren van het ontvangen licht moeten zeer gevoelig zijn. Het deel van het licht dat informatie bevat omtrent de hartslag en één van de lichtsensoren bereikt, is dus zeer zwak. Een groot deel van het licht dat naar het ei wordt gestuurd gaat immers verloren door reflectie, verstrooiing en absorptie en bereikt nooit een bloedvat.

De	lichtsensor	kan	een	standaard	lichtsensor	zijn	op
basis van silicium,	zoals	bijvoorbeeld	de TSL250-serie.
20
De	lichtsensor	is	gevoelig voor de	golflengte	van	het

uitgezonden IR-licht van de lichtbron. De golflengte van het infraroodlicht ligt in de range tussen 700 nm en 1100 nm, bij voorkeur 850 nm.

In een bijzonder voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding is een lichtbus voorzien tussen de lichtbron en het ei, waarbij de lichtbus zodanig gedimensioneerd en gepositioneerd is dat een zeer geconcentreerde lichtspot op het ei wordt geworpen.

BE2017/5414

Het licht van de lichtbron wordt geconcentreerder gemaakt en wordt hierbij in een kleine bundel op het ei gericht.

In een specifieke uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding is de lichtbus zodanig gedimensioneerd dat licht gereflecteerd van het oppervlak van het ei ter hoogte van de lichtspot de lichtsensoren niet rechtstreeks kan bereiken.

In een meer specifieke uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding is de lichtbus voorzien van een verbrede rand aan de zijde van het ei, waarbij de verbrede rand zodanig is gedimensioneerd en gepositioneerd dat licht gereflecteerd van het oppervlak van het ei ter hoogte van de lichtspot de lichtsensoren niet rechtstreeks kan bereiken. De sensoren moeten zich bevinden in het schaduwveld van deze rand.

In nog een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding is de lichtbus zodanig gedimensioneerd en gepositioneerd t.o.v. de lichtbron dat alle licht van de lichtbron door de lichtbus wordt gestuurd in de richting van het ei.

De lichtbus is bij voorkeur zodanig uitgevoerd dat alle licht van de lichtbron in de lichtbus valt. Aldus wordt een intense geconcentreerde lichtspot op het ei gericht via een fijne lichtbundel.

De lichtbus bevindt zich tussen de lichtbron en het ei. De lichtbron kan geheel of deels vervat zijn in de lichtbus.

BE2017/5414

De lichtbus maakt geen contact met het ei.

De lengte van de lichtbus is zodanig dat het licht in een fijne bundel op het ei wordt gericht. De lichtbus is bij voorkeur cilindrisch uitgevoerd, zowel aan de binnen- als aan de buitenzijde.

De lichtbus kan voorzien zijn van middelen die het licht bundelen in een fijne straal.

In een andere voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding kan een ander afschermend middel contactloos voorzien zijn tussen de lichtbron en het 15 ei, ter hoogte van de lichtspot, om te beletten dat licht direct gereflecteerd wordt op de lichtsensoren.

Een groot deel van het licht dat in een ei wordt gestuurd, wordt direct teruggekaatst door het oppervlak van het ei.

Het is belangrijk dat licht dat direct gereflecteerd wordt op het oppervlak van het ei de lichtsensor niet rechtstreeks kan bereiken. Het informatieve signaal zou daardoor verloren gaan. Het licht dat immers in het ei gestuurd wordt en de hartslaginformatie van een embryo in het ei bevat, is zoveel minder intens dan dit direct gereflecteerde licht op het oppervlak van een ei. Zonder afschermende middelen kan dit sterke teruggekaatst licht de sensor direct bereiken en deze compleet oversturen.

Bestaande systemen gaan de lichtsensor/ontvanger zelf beschermen tegen licht dat wordt gereflecteerd aan de

BE2017/5414 oppervlakte. Hierdoor wordt echter ook een deel van het informatieve gereflecteerde licht van de bloedvaatjes tegengehouden voor detectie. Dat is zeer nadelig voor een gevoelige en correcte hartslagmeting.

Nog een andere manier om licht dat weerkaatst wordt aan de oppervlakte van het ei te minimaliseren, is door het gebruik van een lichtbron en lichtbus met een zeer smalle hoek. Zodoende zal de lichtspot zeer geconcentreerd op het 10 ei invallen en daardoor reflectie en verstrooiing op het oppervlak minimaliseren.

Bepaalde bestaande systemen gaan meerdere lichtbronnen gebruiken om de hartslag te meten. Gezien de nog grotere 15 verspreiding van licht aan de oppervlakte van het ei is dat zeer nadelig.

In nog een bijzonder voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding wordt er op geen 20 enkele manier contact gemaakt met het ei, tenzij voor de ondersteuning van het ei.

De meting van de hartslag gebeurt contactloos. Dat houdt in dat er geen enkel contact is met het ei, noch van de 25 lichtbron, noch van de één of meerdere lichtsensoren, noch van eender ander materiaal. Het ei maakt enkel contact met de voorbroedlade, tray of een andere ondersteuning van het ei.

Contactloos meten is heel belangrijk in de ei-industrie omwille van contaminâtiegevaar.

BE2017/5414

Contactloos meten vereist een heel eigen meetopstelling en meetmethode. Het gebruik van slechts één geconcentreerde lichtbron is hierbij belangrijk.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding omvat de inrichting middelen die de lichtsterkte van de lichtbron stabiel houden.

In een andere voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding omvat de inrichting middelen om mechanische trillingen op lichtbron, lichtsensoren en ei te onderdrukken.

Tijdens de meting moeten trillingen vermeden worden. Het systeem mag niet blootgesteld worden aan trillingen van machines die nodig zijn voor het behandelen van de eieren, zoals transportbanden. Deze kunnen immers frequenties produceren in dezelfde orde als de hartslag van een embryo 20 in het ei.

De inrichting is bij voorkeur ook voorzien van een infrarood filter tussen de lichtbron/lichtbus en het ei. Dit filter laat enkel licht door van een bepaalde golflengte. Hierdoor wordt extra vermeden dat het nietinfrarode gedeelte van licht, afkomstig van andere lichtbronnen, op de lichtsensor valt.

Het meten van de hartslag van een embryo in het ei gebeurt op een wijze die toelaat om contactloos te meten. De meetmethode belet tevens dat de eieren tijdens de meting

BE2017/5414

gaan opwarmen door	voor een te lange tijd een
infraroodlicht op het	ei te richten. De meting sluit ook
interferentie van de	hartslag van embryo's in naburige

eieren uit.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding is de inrichting voorzien van een matrix van eieren die elk voorzien zijn van een eigen lichtbron, lichtbus en meerdere lichtsensoren.

In een specifieke uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding wordt elk ei meerdere keren gesampled voor het meten van de hartslag van een embryo in het ei. Het signaal dat representatief is voor de hartslag van een embryo in het ei bestaat uit, of wordt gevormd door middel van, twee of meerdere van deze samples.

Elk ei wordt meerdere keren gesampled of gemeten. Het sampelen gebeurt met een tussentijd. In die tussentijd worden andere eieren gesampled.

Met sampelen of meten wordt bedoeld dat de lichtbron IR-licht stuurt in het ei en de lichtsensoren al of niet een signaal van gereflecteerd licht ontvangen van in het ei.

Het sampelen gebeurt door de betreffende lichtbron en de betreffende lichtsensoren van het te meten ei gelijktijdig kort aan en uit te zetten.

BE2017/5414

In een bijzondere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding wordt er niet continu gemeten.

Per ei wordt een signaal gevormd met de meerdere samples van het betreffende ei, waarbij de variatie van het signaal de levensvatbaarheid van een ei weergeeft.

Om uiteindelijk de hartslag uit het signaal te filteren zijn de nodige algoritmes in de hardware en software geïmplementeerd.

Niet alle eieren worden tegelijk gesampled, enkel welbepaalde eieren die door een scan/sample sequentie zijn uitgekozen. Deze sample sequentie wordt bepaald volgens een welbepaald algoritme.

Enkel die eieren die op een voldoende afstandsbarrière van elkaar liggen, worden tegelijk gesampled. Naburige eieren worden niet tegelijk gesampled.

De inrichting is voorzien van een matrix van lichtbronnen en lichtsensoren. Ook de te meten eieren liggen volgens deze matrix in een tray onder hun betreffende lichtbron.

De inrichting is voorzien van middelen voor het bepalen van de samplesequentie voor het minimaliseren van het aantal

scans/samples	nodig	om alle	eieren	te sampelen.
De inrichting	kan	gebruikt	worden	voor het meten	van de
hartslag van	een	embryo	in een	ei van eender	welke

incubatieperiode.

BE2017/5414

Zowel de hartslag als de beweging van het embryo worden gemeten. Beweging geeft een grotere variatie in lichtintensiteit dan een hartslag, maar het embryo beweegt niet altijd. Als het embryo niet beweegt, betekent dat niet dat het niet levensvatbaar is. Het is echter wel zo dat de beweging moet worden gemeten omdat de hartslagmeting verloren zou gaan in het sterke signaal veroorzaakt door beweging van het embryo.

Het signaal dat gemeten wordt is heel klein. Dat komt omdat maar een heel klein deel van het licht uiteindelijk een bloedvaatje passeert of reflecteert op het bloedvat. Van dat deel van het licht bereikt ook maar een nog veel kleiner deel uiteindelijk de lichtsensor.

Het licht wordt onderweg gigantisch verstrooid en geabsorbeerd bij het passeren van allerlei verschillende lagen van het ei. In het bijzonder de eierschaal maakt het licht diffuus alsook het aanwezige vlees van het embryo. Het vocht in het ei en het vlees absorberen een groot deel van het (infrarode) licht.

Het lichtsignaal dat informatie bevat betreffende de hartslag van een embryo in het ei en dat uiteindelijk de lichtsensor weet te bereiken, is vele malen kleiner dan het licht dat via reflecties aan voornamelijk het oppervlak van het ei de lichtsensor weet te bereiken. Dat kan oplopen tot een factor boven de 10.000.

Daartegenover staat dat een redelijk, deel van het oppervlak

BE2017/5414 van het ei licht uitstraalt dat informatie kan bevatten omtrent de hartslag van het embryo in dat ei. Elk punt aan het oppervlak kan gezien worden als een afzonderlijk lichtsignaal. Van elk van deze lichtsignalen kan een deel de lichtsensor bereiken.

Met behulp van een lichtsensor wordt het ontvangen licht omgezet in een spanning.

Het grootste gedeelte van het licht dat door de lichtsensor wordt ontvangen, is ten gevolge van de reflectie. Maar een klein deel van het licht bevat informatie over de hartslag. Het gereflecteerde deel kan gezien worden als een offset.

Het is belangrijk dat tijdens de hartslagmeting de lichtsterkte van de lichtbron constant blijft en de voedingspanning voor de lichtsensor zo constant mogelijk blijft. Hiervoor zijn de nodige maatregelen genomen.

Bovendien blijft de afstand lichtbron-ei-lichtsensor bij voorkeur constant tijdens de meting en ligt het ei stil. De gehele opstelling is bij voorkeur trillingsvrij opgesteld zodat er geen mechanische trillingen zijn van buitenaf.

Nog bij voorkeur worden fluctuerende lichtstralen van buitenaf die op de lichtsensor kunnen vallen, vermeden.

Interferentie of crosstalk van naburige eieren moet vermeden worden. Zo zou immers de hartslag van een embryo

BE2017/5414 van een naburig ei kunnen gemeten worden omdat de sensor zo gevoelig moet zijn.

Het systeem moet zeer lage frequenties kunnen detecteren, van 0,5 Hz tot 7 Hz voor een hartslag van 30 tot 420 slagen per minuut.

De uitvinding betreft ook een werkwijze voor het meten van een hartslag van een embryo in een ei.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een werkwijze

volgens de	uitvinding	voor	het	meten van de	hartslag	van
een embryo	in	een ei,	waarbij	infraroodlicht	(5) door	een
lichtbron	(4)	in het	ei (2:	) wordt	gezonden,	en het licht
(5) door	het	bloedvaatj e	(6)	of	aan de	rand van	het

bloedvaatje (6) wordt gereflecteerd en wordt opgevangen door één of meerdere lichtsensoren (7) en omgezet in een signaal representatief voor de hartslag, wordt een zeer geconcentreerde lichtspot op het ei (2) geworpen.

In nog een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding voor het meten van de hartslag van een embryo in een ei, aan de hand van een inrichting voorzien van een infraroodlichtbron en één of meerdere lichtsensoren per ei, omvat de werkwijze de volgende stappen:

a) Bepalen van een scansequentie voor het gelijktijdig meten van niet-naburige eieren,

BE2017/5414

b) Gelijktijdig scannen van de betreffende eieren per sequentie, en vervolgens herhalen voor de betreffende eieren van een andere sequentie,

c) Stap b herhalen voor n keer,

d) Bewerken van de n signalen per ei tot een signaal representatief voor de hartslag van een levend embryo in het ei.

Wanneer de meerdere samples achter elkaar worden geplaatst ontstaat een variërend signaal indien een hartslag wordt gemeten.

In een specifieke uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding worden per meting van de betreffende eieren in stap b) de betreffende lichtbron en lichtsensoren synchroon aan- en uitgezet. Dit synchroon aan- en uitzetten gebeurt met een zeer korte meettijd.

In een nog meer specifieke uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt geen contact gemaakt tussen de meetapparatuur en het ei.

Tijdens de meting worden de lichtbron en lichtsensoren, en de eieren trillingsvrij opgesteld.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt er niet continu gemeten.

In bepaalde uitvoeringsvorm wordt ook een lichtsensor geplaatst onder het ei in de ondersteuningsplaat. Deze lichtsensor wordt ook tegelijkertijd mee geschakeld met de

BE2017/5414 sample sequentie van het desbetreffende ei. Hierdoor is het te bepalen hoeveel licht ook door het ei is gekomen. Deze meting is dus geen hartslagmeting maar een intensiteitsmeting.

Dat proces wordt ook wel schouwen genoemd, en is heel algemeen in gebruik binnen de broederij-industrie. De eieren die een bepaalde hogere mate van licht doorlaten, worden vaak apart ingezameld omdat deze eieren nog een economische waarde hebben. Dat zijn dan geen levensvatbare eieren, maar ook geen afval. De eieren waar weinig licht doorheen gaat, minder dan de ingestelde waarde, en geen hartslag hebben, worden meestal als afval uit het proces gehaald. Deze donkere, ni et •levensvatbare eieren vormen vaak een gevaar voor de hygiëne binnen een broederij omdat er gaseieren of exploders tussen zitten. Dit zijn eieren waarin een bacterie groeit, die potentieel gevaarlijk is voor de hygiëne, en dus uit het proces gehaald worden. Ook geven deze metingen belangrijke data over de kwaliteit van de eieren, data waarop een broederij gestuurd kan worden.

Een belangrijk voordeel dat er maar 1 lichtbron recht boven het ei is gepositioneerd, is dat het licht van deze ene lichtbron veel beter door het ei heen gaat, dan als er rondom het ei meerdere lichtbronnen zouden zijn.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een inrichting voor het meten van de hartslag van een

BE2017/5414 embryo in een ei, met verwijzing naar de bijgaande tekening, waarin:

figuur 1 schematisch een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding weergeeft waarbij het meten van de hartslag van een embryo in één ei wordt voorgesteld;

figuur 2 een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding weergeeft waarbij een tray van meerdere eieren wordt gescand;

figuur 3 een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een trillingsvrije opstelling van een inrichting 1 volgens de uitvinding weergeeft;

figuur 4 een voorbeeld weergeeft van een matrix van 5 bij 5 eieren die worden gescand;

figuur 5 een methode voor het gelijktijdig scannen/sampelen van eieren weergeeft; en figuur 6 een tijdschema voor het scannen/sampelen weergeeft.

Figuur 1 geeft een voorkeurdragende uitvoeringsvorm weer van een inrichting 1 voor het meten van de hartslag van een embryo in een ei 2.

Het ei 2 wordt op één van zijn uiteinden vastgehouden op of in een voorbroedlade, tray of andere ondersteuning 3 van het ei 2 geplaatst. De lichtbron 4, die centraal is gepositioneerd boven het ei 2, stuurt infraroodlicht 5 van ongeveer 850 nm in het andere uiteinde van het ei 2.

BE2017/5414

Het IR-licht 5 (zie fijne pijlen) gaat in het ei 2 en wordt weerkaatst op een bloedvat 6. Een deel van dit weerkaatste licht 5 wordt opgevangen door één of meerdere lichtsensoren 7 .

IR-licht 5 wordt ook weerkaatst op de oppervlakte 8 van het ei 2. Om te vermijden dat het weerkaatste licht 5 rechtstreeks in een lichtsensor 7 zou vallen, is er een lichtbus 9 voorzien rondom de lichtbron 4. De lichtbus 9 is voorzien tussen de lichtbron 4 en het ei 2. De lichtbus 9 is aan de zijde van het ei voorzien van een verbrede rand 10 zodanig gedimensioneerd en gepositioneerd dat het licht rechtstreeks afkomstig van de lichtbron 4 en direct gereflecteerd op het ei-oppervlak 8 niet wordt gereflecteerd op de lichtsensor 7.

Meerdere lichtsensoren 7 zijn gepositioneerd naast de lichtbron 4 in één en hetzelfde vlak. Hoe meer lichtsensoren 7 hoe beter het licht wordt opgevangen dat door een bloedvat 6 is gegaan of gereflecteerd is aan de rand van een bloedvat 6. In bepaalde uitvoeringsvormen worden drie of zes lichtsensoren 7 gebruikt.

De lichtsensoren 7 zijn gepositioneerd rondom de lichtbron 4 en de lichtbus 9, zodanig dat IR-licht 5, gereflecteerd van een bloedvaatje 6 in het ei 2, één of meerdere lichtsensoren 7 kan bereiken. En zodanig dat de verbrede rand 10 van de lichtbus 9 belet dat IR-licht 5 dat rechtstreeks weerkaatst wordt door de lichtbron 4 op het oppervlak 8 van het ei 2 een lichtsensor 7 bereikt.

BE2017/5414

Op het uiteinde van de lichtbus 9 is optioneel een infrarood filter 11 voorzien. Zo kan bijvoorbeeld enkel IRlicht met een golflengte > 700 nm passeren door het filter. Het filter kan aangepast zijn dat bijvoorbeeld enkel IRlicht van 850 nm door het filter 11 passeert.

De glasplaat 17 heeft bij voorkeur een lage infrarood absorptie. De glasplaat 17 kan ook voorzien zijn van een lens om enkel het licht afkomstig van de eigen lichtbron 4 te capteren en niet van een naburig ei. De glasplaat 17 heeft tevens een hygiënische functie zodat de glasplaat gemakkelijk kan schoongemaakt worden.

Het gedeelte van de inrichting 1 dat zich boven de glasplaat 17 bevindt, is vervat in een omkasting of sensor array 14. Hierin zitten de lichtbron 4, de lichtbus 9 en de lichtsensoren 7 vervat. De sensor array 14 is bij voorkeur vervaardigd uit infraroodlicht absorberend materiaal zoals bijvoorbeeld polymethylmethacrylaat.

Behalve het contact met de tray 3 is er geen enkel contact met het ei 2. De meting gebeurt volledig contactloos. Lichtbron 4, lichtbus 9 en lichtsensoren 7 maken geen contact met het ei 2.

Het uiteinde van de lichtbus 9 bevindt zich op ongeveer 1 cm van het uiteinde van het ei 2.

De verticale pijlen 12 geven de richting weer van een drukkracht waarmee de inrichting 1 trillingsvrij wordt gemaakt tijdens de meting. Er is een neerwaartse drukkracht

BE2017/5414 op de omkasting (sensor array) 14 en een opwaartse drukkracht 12 onderaan de tray 3, bij voorkeur op de stalen plaat 18 waarop de tray 3 is bevestigd en die de inrichting onderaan afbakent.

De drukkracht onderdrukt externe trillingen en zorgt tevens voor een trillingskortsluiting. Mochten er nog trillingen zijn dan trillen lichtbronnen, lichtsensoren en eieren met dezelfde trilling en/of frequentie.

Figuur 2 toont een opstelling die meerdere inrichtingen 1 volgens figuur 1 omvat. Een tray kan bijvoorbeeld 150 eieren in een matrix/array bevatten. Boven elk ei is een inrichting 1 voorzien met een eigen lichtbron 4, lichtbus 9 en lichtsensoren 7. Figuur 2 toont één rij van de matrix/array. Lichtbron 4, lichtbus 9 en lichtsensoren 7 zijn dus ook voorzien in een matrix/array (niet getoond op de figuur).

Figuur 3 toont een zijwaarts zicht van een trillingsvrije opstelling van een inrichting 1 volgens de uitvinding. De eieren 2 liggen bij voorkeur in een raster van x bij y eieren. De tray 3 met eieren 2 wordt via een transportband aangevoerd en onder de array 14 met lichtbronnen 4 en lichtsensoren 7 geplaatst. De array 14 bevat één lichtbron 4 per ei en meerdere lichtsensoren 7 per ei.

De array 14 kan bij voorkeur omhoog getild worden om de voorbroedlade, tray, of andere ondersteuning 3 met eieren 2 te positioneren. De array 14 staat volledig los en vrij van

BE2017/5414 de eieren, zodat er op geen enkel moment met de eieren contact wordt gemaakt.

Gedurende de meting wordt de opstelling trillingsvrij gemaakt om mechanische vibratie uit te sluiten tussen de array 14 en de eieren 2. Trillingen zijn zeer nadelig voor het nauwkeurig meten van een hartslag van een embryo in een ei. Het signaal van de hartslag is immers zeer zwak in vergelijking met mogelijke interferentie door trillingen.

In een trillingsvrije opstelling worden bij voorkeur de array 14 met lichtbronnen 4 en lichtsensoren 7, de tray 3 met eieren 2 en eventueel de transportband 13 tenminste tijdens de meting op hun plaats gehouden door een passende 15 constructie. Onder de transportband 13 is een plaat 15 voorzien om de tray 3 te ondersteunen, wanneer deze tegen de plaat 15 gedrukt wordt, en trillingsvrij vast te zetten.

De volledige eenheid steunt op dempers 16. Een extra plaat 17 is voorzien om de transportband 13 en de tray 3 te ondersteunen. De constructie kan onderaan voorzien zijn van een zwaar blok 20, bijvoorbeeld van beton. Hierdoor ontstaat een zeer rigide en trillingsvrije constructie minstens tijdens de meting.

Figuur 4 toont een scan van een array van 5 bij 5 eieren.

De gearceerde eieren kunnen niet gelijktijdig worden gescand met de niet-gearceerde eieren, m.a.w. naburige eieren worden niet gelijktijdig gescand. Rond elk ei dat gescand wordt op een bepaald moment in tijd zit een barrière van niet-gescande eieren (gearceerd). Zo is elk ei in de tray omringd door 8 eieren (zie kader) die niet

BE2017/5414 gescand zullen worden op hetzelfde moment dat het betreffend ei gescand wordt. De gearceerde eieren dienen dan als afscherming of barrière voor het licht dat het niet-gearceerde ei meet. De andere eieren 2 (nietgearceerd) kunnen gescand worden in hetzelfde tijdslot.

De eieren worden in matrix patronen van n bij n eieren gescand. Zodoende is elk ei dat op een zeker tijdstip gescand wordt omringd door n²~l eieren. In het voorbeeld van een scan matrix van 3 bij 3 wordt dus 1 ei omringd door 8 eieren.

Bij een scan matrix van 3 bij 3 bijvoorbeeld wordt de tijd ingedeeld in 9 tijdsloten. In tijdslot 1 wordt dan bijvoorbeeld ei 1 gemeten, in tijdslot 2 ei 2, en in tijdslot 3 ei 3, enzovoort. Waarbij ei 1 niet noodzakelijk naast ei 2 hoeft te liggen en ei 2 niet noodzakelijk naast ei 3 hoeft te liggen.

Dergelijke methode van scannen vermijdt interferentie met de hartslag van embryo's van naburige eieren tijdens de meting.

Figuur 5 toont een methode voor het gelijktijdig scannen van eieren. Tijdens scan 1 worden de eieren genummerd 1 gescand, tijdens scan 2 de eieren met nummer 2, tijdens scan 3 de eieren met nummer 3, en tijdens scan 4 de eieren met nummer 4. Aldus wordt een optimaal aantal niet-naburige eieren tegelijkertijd gescand.

BE2017/5414

De scansnelheid is voldoende hoog zodat een snelle meting bekomen wordt, ook al worden niet alle eieren van de tray tegelijkertijd gemeten.

Figuur 6 toont een tijdschema voor het scannen, De eieren genummerd 1, 2, 3 en 4 worden na elkaar gescand in een opvolgend tijdsframe of tijdslot. Dat wordt n keer herhaald, bijvoorbeeld 256 keer. Aldus wordt elk ei n keer gemeten in een verschillend tijdslot.

De n signalen van elk ei worden verwerkt tot een in tijd variërend signaal representatief voor de hartslag van een embryo in het betreffende ei.

In tegenstelling tot andere systemen gebeurt de meting niet continu.

Telkens als een scan of sample wordt genomen van een bepaald ei, of een bepaalde positie, wordt de lichtbron 20 quasi synchroon of gelijktijdig hiermee de betreffende lichtsensoren aangezet en uitgezet. Hiervoor zijn de nodige elektronica middelen en algoritmes aangewend.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als 25 voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een inrichting voor het meten van de hartslag van een embryo in een ei volgens de uitvinding zoals gedefinieerd door de conclusies, kunnen volgens allerlei varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het 30 kader van de uitvinding te treden.

Claims

Conclusies .

1. Inrichting (1) voor het meten van de hartslag van een embryo in een ei (2) waarbij infraroodlicht (5) door een lichtbron (4) in het ei (2) wordt gezonden, en de reflectie van dat licht (5) wordt opgevangen door één of meerdere lichtsensoren (7) en omgezet in een signaal representatief voor de hartslag, daardoor gekenmerkt dat de uittreehoek van de lichtbron (4) zo minimaal mogelijk is.
2. Inrichting (1) volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de halve uittreehoek van de lichtbron (4) 3° à 4° is.

3. Inrichting (1) volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat een lichtbus (9) is voorzien tussen de

lichtbron (4) en het ei (2) die zodanig gedimensioneerd en gepositioneerd is dat een geconcentreerde lichtspot op het ei (2) wordt geworpen. 4 . Inrichting (1) volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de lichtbus (9) zodanig is gedimensioneerd en gepositioneerd dat licht gereflecteerd van het oppervlak van het ei (2) ter hoogte van de lichtspot de lichtsen soren (7) niet rechtstreeks kan bereiken.

BE2017/5414

5. Inrichting (1) volgens conclusie 3 of 4, daardoor gekenmerkt dat de lichtbus (9) is voorzien van een verbrede rand (10) aan de zijde van het ei (2), waarbij de verbrede rand (10) zodanig is gedimensioneerd en gepositioneerd dat licht gereflecteerd van het oppervlak van het ei (2) ter hoogte van de lichtspot de lichtsensoren (7) niet rechtstreeks kan bereiken,
6. Inrichting (1) volgens één van de conclusies 3 tot 5, daardoor gekenmerkt dat de lichtbus (9) zodanig is gedimensioneerd en gepositioneerd t.o.v. de lichtbron (4) dat alle licht van de lichtbron (4) door de lichtbus (9) wordt gestuurd in de richting van het ei (2) .
7. Inrichting (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de lichtbron (4) bestaat uit een IR-led of een laserstraal.
8. Inrichting (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat er op geen enkele manier contact wordt gemaakt met het ei (2), tenzij voor de ondersteuning van het ei (2).
9. Inrichting (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) middelen omvat die de lichtsterkte van de lichtbron (4) stabiel houden.

BE2017/5414
10. Inrichting (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) middelen omvat om mechanische trillingen op lichtbron (4), lichtsensoren (7) en/of eieren (2) te onderdrukken.
11. Inrichting (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de inrichting is voorzien van een matrix van eieren (2) die elk voorzien zijn van een eigen lichtbron (4), lichtbus (9) en meerdere lichtsensoren (7) .
12. Inrichting (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat elk ei (2) meerdere keren wordt gesampled voor het meten van de hartslag van een embryo in het ei.
13. Inrichting (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het sampelen van een ei gebeurt door de betreffende lichtbron (4) en lichtsensoren (7) van dat ei gelijktijdig aan en uit te zetten.
14. Inrichting (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat per ei (2) een signaal wordt gevormd met meerdere samples van het betreffende ei (2), waarbij de variatie van het signaal de levensvatbaarheid van een embryo in het ei (2) weergeeft.

BE2017/5414
15. Inrichting (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat niet alle eieren (2) tegelijk worden gesampled.
16. Inrichting (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat enkel niet-naburige eieren (2) tegelijk worden gesampled.
17. Inrichting (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) voorzien is van middelen voor het bepalen van de samplesequentie voor het minimaliseren van het aantal scans nodig om alle eieren (2) te sampelen.
18. Werkwijze voor het meten van de hartslag van een embryo in een ei, waarbij infraroodlicht (5) door een lichtbron (4) in het ei (2) wordt gezonden, en het licht (5) door het bloedvaatje (6) of aan de rand van het bloedvaatje (6) wordt gereflecteerd en wordt opgevangen door één of meerdere lichtsensoren (7) en omgezet in een signaal representatief voor de hartslag, daardoor gekenmerkt dat een zeer geconcentreerde lichtspot op het ei (2) wordt geworpen.
19. Werkwijze voor het meten van de hartslag van een embryo in een ei, aan de hand van een inrichting (1) volgens conclusies 1 tot 17 voorzien van een infraroodlichtbron (4) en één of meerdere lichtsensoren (7) per ei (2), omvattende de volgende stappen :

BE2017/5414

a. Bepalen van een samplesequentie voor het gelijktijdig sampelen van niet-naburige eieren,

b. Gelijktijdig sampelen van de betreffende eieren per sequentie, en vervolgens herhalen voor de betreffende eieren van een andere sequentie,

c. Stap b herhalen voor n keer,

d. Bewerken van de n signalen per ei (2) tot een signaal representatief voor de hartslag van het embryo in het ei.
20. Werkwijze volgens conclusie 19, waarbij per meting van de betreffende eieren in stap b de betreffende lichtbron (4) en lichtsensoren (7) van een ei synchroon worden aan- en uitgezet.
21. Werkwijze volgens conclusie 19 of 20 waarbij geen contact wordt gemaakt tussen de meetapparatuur en het ei (2) .
22. Werkwijze volgens één van de conclusies 19 tot 21 waarbij tijdens de meting de lichtbron (4) en lichtsensoren (7), en de eieren (2) trillingsvrij worden opgesteld.
23. Werkwijze volgens één van de conclusies 19 tot 22 waarbij niet continu wordt gemeten.