CN109843217B - 用于哺乳动物人工授精的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于哺乳动物在其产生精液过程中人工授精的装置(1，21)，该精液源自公种畜，通过动物的阴道进入到需授精的动物的子宫中或子宫处，其中，装置(1，21)具有管(2)，该管可以需授精的动物的阴道移动到子宫处，以及可加热的空腔(6)用于容纳包含精液的细管(7)，以及驱动器(13)，通过该驱动器可以将精液从细管(7)和管(2)的子宫侧开孔移出。装置(1，21)具有一机械装置，借助于该机械装置可以将细管(7)从空腔(6)移出到管(2)中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于哺乳动物例如母牛人工授精的装置。
背景技术
在给母牛人工授精时，公牛的精液机械地引入到准备好受孕的母牛的子宫中，以常规地在那里引起母牛卵子的受孕并且因此生出小牛。选择人工授精代替自然交配的根本原因是，由此可以更好地选择对于相应的饲养目的最佳的父本，该父本也可以生活在较远的地方。
母牛的人工授精现在典型地如下来实现：
已经提前按照所选择的养殖目的，选择所使用的精液应该来源于哪个公牛。用于在冷冻状态下运输的以特殊材料稀释的精液保存在所谓的细管中以便运输和操作，典型地实施成细稻草状的两侧封闭的小插管。细管的容量典型地为0.25ml到0.5ml。在从公牛到母牛典型的运输中，多个细管由液态-即-196℃冷冻-的氮包围地处在绝热器皿中。为了人工授精，授精技术员将合适的细管从具有液态氮的绝热器皿取出并且典型地在37℃的温水中加热细管大约30秒到体温。通过解冻包含在细管中的精液使得精子再次活跃。在接下来的步骤中，将细管插入到授精注射器中(经常又称为“授精手枪”)。授精注射器是基本上长的管，在该长管内细杆可以作为活塞纵向受引导地移动。为了将细管插入到授精注射器中，活塞在授精注射器前侧面处稍许移出，然后细管以端部插到活塞上，然后活塞与细管大体上共同拉回到管中，使得细管消失在管中。当细管插入到授精注射器之后由授精技术员放回到母牛还需要一段路程，则授精技术员将细管保持在其衣服下，以保持在体温。在下一步中，授精注射器以其前侧向前插入到所谓的授精外套中，该授精外套基本上是已消毒的、仅一次性使用的塑料软管，直到授精注射器以其前侧贴靠在授精外套从内封闭到小孔的端侧面处。
紧接着将由授精外套包围的授精注射器以前侧向前插入到母牛阴道中。该过程需要授精技术员相当熟练。在其以一只手保持和移动授精注射器的同时，其第二只手处在母牛的直肠中，为了以指尖穿过直肠和阴道壁可以触摸到授精注射器的位置并且触摸母牛的子宫颈和保持安静，由此授精注射器的端面可以移到子宫颈中和通过子宫颈。然后理想的是，当授精注射器伸进到子宫中大约0.6到1.25厘米时，触发授精注射器。通过触发将活塞移入到细管的后端部中，对此细管的内含物从前端部挤出并且穿过在授精外套端侧面处的小孔压入到母牛的子宫中。
为此提供多种方法，可以简化该工作流程的单个工作步骤和/或降低容易出错性：
文献US 2013129331 A1描述了另外用于加热具有公牛精液的细管的便携式仪器。仪器基本上由用于水和为此的电加热装置的储存箱组成，其是电池驱动和调节温度的。
文献US6676596 B2公开了用于在运输到使用地点处情况下容纳、预热和保持加载预加热的细管的授精注射器的温度的轻量化便携式的可调节温度加热的壳体。
文献KR 20150004453 A公开了用于调节加热和保持加载的或者空的授精注射器的温度的装置。常规地，授精注射器插入到实施成双壁管的装置的内管中。装置在两个管之间的范围中具有调节的电加热器，该电加热其经由插头可以与机动车的插座相连并且由此可以供电。
文献DE 60030361 T2描述一装置，该装置可以常规地可不仅选择用作授精注射器，而且也用于运输受孕的卵子到家畜的子宫中。
装置具有薄长管和在其中和端侧同时可移动的薄软管。如有必要在软管的后端处联接细管并且驱动件联接在位于远离软管的细管端部处。常规地将薄管插入到动物阴道中直到子宫处，然后软管进一步移动到子宫中，然后精液从细管出来通过共同的软管压入到动物的子宫中。包括细管的部件构造成由绝热材料组成的管，其目的是，可以保持在另外预加热细管处的温度不变并且细管和邻接在其处的装置的部件也可以机械地来保护。装置难以解决的问题是，引入到子宫中的精液在离开细管后必须流过相当长的软管。由此，难以避免，大量精液最终留在软管中。此外，软管或者仅用于一次授精过程，或者其必须在授精过程之后成本高昂地来对其清洁和消毒。
文献US 2942603 A公开了一授精注射器，其具有手枪的形式并且用于家禽人工授精。在管状、可电加热的授精注射器的空腔中，引入液体精液。通过手压触发杆将活塞从一端压入到空腔中，由此，液体精液从空腔压出并且回压出与此联接的管。
不利的是，精液作为污物留在空腔中。由此在其可以再次应用之前，必须成本高昂地清洁注射器，因为否则不确定哪个精液最终触发受孕。
发明内容
本发明的目的在于，像这样构造一种用于哺乳动物例如典型的母牛人工授精的装置，即使得在简单的可操作性情况下提升安全性，在需引入到动物的子宫中的精液在引入时不与其他处在授精装置中的精液混合。
为解决该问题，从一结构形式开始，在该结构形式中，用于人工授精的装置具有可加热的空腔，可加热该空腔并且在该空腔中可以保存和加热和/或保持在一温度上包含精液的细管。作为根据本发明的改进方案，提出了装置装备有一机构，借助于该机构可以将细管从空腔移出并且移动到长型管中，该管插入到需授精的动物中。
当细管可在用于人工授精的装置的所提及的空腔中加热时，可以取消细管在本来需要在引入到装置中之前加热的中间步骤。
当细管穿过部分装置可以移位进到那个长型管中时(该管常规地插入授精动物中)，包含在细管中的精液不需要与管壁接触。由此，管也不需要中间清洁地可以更经常地使用并且可以在依次如下的授精过程中使用不同父本的精液，不存在混合或者关联不清的风险。
当调节加热时，包括在细管处的最优最终温度的温度-时间曲线可以准确地预设在有限的范围中并且通过调节可靠地执行，对此可以可靠地避免对于精液的温度突变。
调节加热最好借助于一个或者多个欧姆电加热电阻、一个或者多个温度传感器、一个优选可以再充电的电池和一个控制器单元包括用于调节通过电加热电阻的电流的元件来构造。为此，其它技术细节可以在专业处理的范围中来确定，使得在这里不需要进一步探讨。
附图说明
本发明按照用于人工授精的根据本发明的示例性的装置的高度非写实的附图来阐明：
图1显示根据本发明示例性的装置的第一、简单的实施形式的侧面部分截面图。
图2在侧视图中显示根据本发明的第二装置，其相对于图1的那个装置提供更多附加的功能。一些被遮盖的装入件通过虚线显示。
具体实施方式
根据本发明的图1的装置1的、前部常规地以其远端部向前插入到动物阴道中的部分在图1中位于右边。其与传统授精注射器相似地来构造。其具有细长的、在两个端侧面处开口的管2，其在插入到阴道中之前由仅可一次性使用的授精外套3遮盖。
管2的后部近端与壳体4刚性连接并且伸入到该壳体中。长型的、与管2同轴对齐的发热单元5处在壳体4中。发热单元5具有沿其纵向方向贯通的空腔6。在图1中所示的、装置1的运行准备就绪的状态中在空腔6中布置细管7，该细管包含最终射入到动物子宫中的精液。
由在发热单元5中的长型空腔6的侧面紧密包含细管7的侧面并且因此保持在紧密限定的位置中。优选尽可能直接在空腔6的侧面处和由此在具有细管7的发热单元5的接触区域处，发热单元5装备有电加热电阻8，该加热电阻像这样加热并且将热量送到其周边和由此送到细管7处。在加热电阻8和细管7的附近区域中布置温度传感器9，该温度传感器取决于存在其处的温度将电信号提供到控制器10处。在控制器10中针对细管7的加热过程数据技术上储存关于在温度传感器9处的随时间的温度特性的温度理论加热曲线。只要触发加热过程，这可以通过按压触发杆11来实现，控制器发送合适的电流通过加热电阻8，由此为了像这样加热该加热电阻，使得尽可能好地发生前述提及的在温度传感器9处的温度特性，对此以最优的方式加热细管7。所需要的电能由电池12提供，该电池可以理想地再次充电。(代替基于欧姆电阻原理的、以该电能转变成热量的热源，也可以应用基于微波辐射或者基于电感应原理用于将电能转变成热量。)
当细管达到针对人工授精的目标温度时，该温度通过由加热电阻8、温度传感器9和控制器10元件形成的控制循环调节到稳定保持在该值上。现在每次可以通过再一次按压触发杆11启动那个驱动器13，该驱动器最终将包含在细管7中的精液挤到需授精的动物的子宫中。
在图1中勾勒的有利的实施例中，驱动器13包括活塞14(该活塞实施成弹性可弯曲线)、电动机15和一对驱动辊子16。
活塞14的前部与细管7同轴对齐其后端侧面。如在授精注射器中根据现有技术，也像这样测量活塞14的直径，使得其匹配进到构造成小管的细管7的后侧面中并且在这之中移动到细管7上时贴靠螺丝堵。
在驱动器13处于运行中情况下电动机15驱动在活塞的侧面处与其侧面贴靠的、可转动支承在壳体4处的驱动辊子16用于转动，使得其沿其沿细管7方向的纵向方向移位活塞14。只要活塞14的端侧面贴靠在细管处，活塞将细管7从发热单元5移出，移入到位于与发热单元5的空腔6同轴的管2中，其在该时间点以其远离壳体4的远端纵向区域已经以为了人工授精过程最优的深度突入到需授精动物的阴道或子宫中。通过活塞14也将细管7在管2中移位到去前端(远端)处，直到细管7贴靠在授精外套3的端侧面处并且其移动由此停止。通过进一步移动活塞14到细管7上，当之前提及的螺丝堵在细管7中沿朝着其前端的方向-即引入到细管7中-移位时，对此通过包含在细管7中的精液的在那里建立的压力打开气阀并且精液首先从细管7出去并且然后也通过在授精外套3中的小的端侧开孔17和由此常规地到达到需授精的动物的子宫中。当使用不具有这种气阀的细管时，而在前端处必须切断，像这样可以在细管安装在发热装置5中之前手工实现该切断，或者装置1装备有自动切断装置，其切断细管。该切断装置可以例如通过小的、可以在狭窄的角度范围中摆动的刀片来构造，在其上如有必要的话作用一个或者两个电磁铁，以可以驱动摆动移动。理想的是，该切断装置安装在发热装置5和管2之间。
在该过程之后将装置1从动物处移走，使得管2和授精外套3最终完全从动物的阴道离开。驱动器13沿反方向转换，使得活塞14再次驶入并且其主要的纵向区域缠卷到卷筒18上。为此也理想的是，卷筒18可以通过电动机驱动以转动。最后，细管7在活塞引导部件19处在发热单元5的后部端侧面附近区域中行进到限位器。通过活塞14进一步的移动，这从细管7向后拉并且空细管7仅仅处在发热单元的空腔6中。
为了输送细管7到发热单元5中或从发热单元5取出细管7可以例如将发热单元法向于其纵轴线可从壳体4移除，使得空腔6的端侧面开孔可接近的。发热单元5相对于壳体4的可移动性可以例如来实现，当该布置在管道中和沿管道纵向方向受引导可移位来保持时，其中，引导管道侧面穿过装置。也可以将多个发热单元沿管道方向并排地来布置并且连接到结构单元并且像这样可以共同移位通过管道，其中，仅那个发热单元与用于加热的电源相接触，其处在那个位置中，在该位置中，其空腔6处在活塞14的移动线中。所提及的结构单元保持多个发热单元也可以如左轮手枪的转轮来介绍，其中，在单个空腔中代替子弹分别布置发热单元。
代替细管7借助于活塞14可移动和可排空，也可以通过流体压力，优选气压从空腔6移出移动到管2中并且也排空。气压必须为此从远离管2的空腔6的侧面出来通过泵或者通过其它压力源、例如CO2子弹来构造，并且细管7必须对此在空腔6中或在管2中以其侧面密封地紧贴空腔6或管的内侧面。
为了下一次人工授精在装置1处仅需要将授精外套3和细管7的使用的部分用新的部件替换。
在优选的实施方案中，细管7在其排空过程之后不通过管2回移到空腔6中，而保留在管2的远端端部处并且从那里在取走授精外套3期间或者在取走授精外套3之后经由管2的远端开口取走。由此避免进一步的风险，使得管2的内侧面与原子细管7的精液接触。
根据优选的进展方案，在发热单元5中也安装读取装置，典型的安装小摄像机，其读出识别信息20，细管7设有该信息。信息可以通过控制器10与其它信息共同用于为了即可或者之后读取而汇编的目的来储存。识别信息20可以例如作为标签作为条形码和/或作为字母数字字符串安装在细管7的外侧面。
因为在有利的改进方案中，根据本发明的用于人工授精的装置本来已经包含电子控制器和电子能量存储器，在该装置处安放其它功能组件，其在使用电子构件或机电构件情况下可以实施有利的功能。图2用于阐述这种功能。
根据本发明的示例性的用于哺乳动物人工授精的装置21显示了其功能已经按照图1来阐述的部件。该部件是管2、发热单元5、触发杆11和电池12。图2显示其它功能部件：
在管2的前端(远端)处光学容纳单元安装传感器单元22。这可以是装备光源的内窥镜摄像机22。由该摄像机在引入管期间拍摄的图片信息可以显示在显示屏23处。由此使得管2可以容易地移动到相应正确的方向并且当管2引入足够深时也可以识别。此外，由此也可以，不需要从肠道触摸开头提及管的位置，这自然表现为对于授精技术员是极端工作减负。
某些情况下也可以由此识别信息，动物究竟是否是有受孕能力的。
传感器单元22可以对于内窥镜摄像机22(其在可视光的光谱范围中工作)备选地或者补充地也是或者也包含NIR传感器。即其包含一个或者多个光源-典型的激光二极管-用于一个或者多个近红外线光谱，以及用于源自近红外线光谱范围的冲击的光的传感器。如其自身已知的，由此可以按照确定的单个光谱范围与确定的其它光谱范围的比例的强度来识别不同材料例如血红蛋白、白细胞、表面组织中的水的浓度。按照血红蛋白和水的浓度可以例如提供指示，动物是否会事实上处在发情期。
在显示屏23处可以显示测量结果和由此自动拉出的答案，并且也可以提供选择菜单用于选择进一步的步骤。例如可以提供，可中断授精过程，当在NIR光谱学中确定，动物所有外观完全不处在发情期中，或者当按照确定的更高的白细胞浓度呈现，动物具有炎症。
在显示屏23处自然也可以显示关于装置21的部件的相应的状态信息，以及实际包含的细管的相应的信息。
在装置21的壳体处可以可松开地固定冷却容器24，其可以包括可移动的弹仓，多个细管处在其中，其中，通过装置21的机电组件将单独选择的细管引入到抽气闸处并且可以输送到发热单元5中。根据冰冻的精液或者仅在低温情况下保存的精液是否应当输送到细管中，可以设计冷却容器24用于液态氮的对流，或者也仅用于保持不更高的冷却温度。
装置21包含与光源共同作用的光学传感器25，通过该传感器透视地和在光学上分析精液，存活的精子细胞的浓度多高。
根据本发明的装置1，21可以装备有电子部件用于所谓的身体-耦合通信(缩写BCC)。部件尤其是传感器，其探测由授精技术员接触装置和/或探测与需授精的动物接触装置并且在这方面与由授精技术员共同携带或在动物处安装的仪器以电子行程来交流，其中，授精技术员的身体或动物的身体用作用于传递电信号的电导体。由此，可以自动获取和汇集，哪个授精技术员在哪个动物处以哪个用于授精1，21的装置来操作。
可以作为数据来储存：授精技术员的个人数据，动物-识别信息，关于精液来源于哪个动物的数据，授精发生的时间地点数据。(后者的信息可以典型地通过在动物处的合适装备的动物耳标来确定并且通过BCC可以传递到用于授精的装置处。)
当需授精的动物和所使用的精液的识别信息自动获得时，可以在无线网络中网联化装置1，21情况下自动审核，事实上正确的细管是否用于正确的动物。在正面情况中，授精过程可以自动释放，在负面情况中，可以自动阻止授精过程。
相应细管的一致性的信息不需要一定通过光学装置存在和设计。例如也可以，细管或者包含细管的、装备具有RFID芯片的冷却容器24，由其通过读取装置可以在装置1，21处读取信息。
在需插入的管2处可以安装其它传感器，借助于其由此可以自动获取信息，动物事实上是否准备好受孕。评价该信息可以完全或者部分在装置的控制器部件中自动实现。在负面情况中，授精可以及时中断，为了不消耗相应的细管。通过这样的传感器可获得的信息可以例如涉及在动物阴道中或者在子宫处的温度，或者pH值，或者存在确定的激素，或者经由传感器包围的组织或者包围的液体的颜色信息。超声波传感器可以提供周围组织的和也传感器自身位置的情况出处。
Claims (13)
1.一种用于哺乳动物在其受精过程中人工授精的装置(1，21)，精液源自公种畜，将所述精液通过动物的阴道引入到需授精的动物的子宫中或子宫处，其中，所述装置(1，21)具有：管(2)，该管能穿过需授精的动物的阴道移动到子宫处；以及可加热的空腔(6)，其用于容纳包含精液的细管(7)；以及驱动器(13)，通过该驱动器可以将所述精液从所述细管(7)和所述管(2)的子宫侧开孔移出，
其中，所述装置(1，21)具有一机构，借助于该机构可以将所述细管(7)从所述空腔(6)移出到所述管(2)中，其特征在于，所述装置包含光学传感器(25)，所述光学传感器用于测量存活的精子细胞的浓度。
2.根据权利要求1所述的装置(1，21)，其中，所述可加热的空腔(6)朝着所述管(2)的近端部开孔。
3.根据权利要求2所述的装置(1，21)，其中，所述驱动器(13)包括活塞(14)，所述活塞(14)能够从远离所述管(2)的侧面移动到所述可加热的空腔(6)中并且能够穿过该空腔移动到所述管(2)中。
4.根据权利要求3所述的装置(1，21)，其中，所述活塞(14)由弹性可弯曲的线形成，其中，所述线的一部分缠卷在卷筒(18)处。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的装置(1，21)，其特征在于，所述空腔(6)是发热单元(5)的一部分，该发热单元能够相对于所述装置的壳体(4)移动。
6.根据权利要求5所述的装置(1，21)，其特征在于，所述发热单元能够法向于所述管(2)的轴线移动。
7.根据权利要求1到4中任一项所述的装置(1，21)，其特征在于，所述装置具有读取装置，该读取装置能够从所述细管(7)读取识别信息(20)。
8.根据权利要求1到4中任一项所述的装置(21)，其特征在于，在所述管(2)的远端区域处安装有内窥镜摄像机。
9.根据权利要求1到4中任一项所述的装置(21)，其特征在于，在所述管(2)的远端区域处安装NIR传感器。
10.根据权利要求1到4中任一项所述的装置(21)，其特征在于，所述装置具有显示屏(23)，该显示屏由属于所述装置(21)的控制器操控并且所述控制器设计为用于在所述显示屏(23)上显示关于所述装置(21)的状态信息和/或关于所述动物的状态的信息和/或关于当前授精过程的状态信息。
11.根据权利要求1到4中任一项所述的装置(21)，其特征在于，所述装置能够与冷却容器(24)可松开地连接，该冷却容器设计用于容纳多个细管(7)。
12.根据权利要求1到4中任一项所述的装置(21)，其特征在于，所述装置为了电子通信借助于身体-耦合通信来装备。
13.根据权利要求1到4中任一项所述的装置(21)，其特征在于，在所述管(2)处安装有传感器，所述传感器用于测量在需授精的动物的阴道中或者子宫处的状态参数，并且包含在所述装置(21)中的控制器(10)设计为用于将所述测量结果自动评价出结论：所述动物是否准备好受孕，以及因此是应释放还是应中断授精过程。
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