TWI577796B - 精子品質檢測裝置 - Google Patents

Description

精子品質檢測裝置

本發明相關於一種生醫檢測裝置，尤相關於一種用於檢測精子品質之檢測裝置。

在現代社會裡由於經濟競爭的激烈導致人類生活繁忙緊張，加以環境污染情形日益嚴重，種種因素都使得人體素質有變差的傾向，其中較為明顯的現象之一就是男性不孕的疾病，其源自精子品質之下降。

此外在養殖與畜牧領域當中，為了對例如雞、豬、牛、羊等進行優良配種程序，也需要精液檢測此一先前步驟，以提高動物生殖之產率及質量。

傳統上常見的精子活性檢測方式多是採用顯微鏡觀察，亦即將精液樣本施加於一載玻片上再以顯微鏡直接目視觀察數量及活動狀態，而這樣的檢測方式不僅耗費人力精力(單一人力一次只能處理一個案)，也必須提供檢測人員相當訓練使其有足夠知識來對所觀察之結果進行判斷解讀，其檢測之進行通常須進入實驗室也是一項缺點。

鑒於以上所述，有必要發展其他解決方案以提供廉價、操作簡單且不需經專業訓練就能輕易認知檢測結果的精子檢測。

本發明之一目的在於提供一種精子品質檢測裝置，用於評估一精液樣本中精子之狀態如活力程度。

本發明之另一目的在於提供一種結構簡單且材料取得容易、成本又低的檢測裝置。

本發明之又一目的在於提供一種操作簡易、不需經專業訓練而居家或是快速診斷使用之精子品質檢測裝置。

為了達到上述及其他目的，本發明提供一種精子品質檢測裝置， 包括一主體以及一測試墊。上述測試墊是被主體所包圍，測試墊並包含有對外裸露之導入部。測試墊的親水性大於主體的親水性，且測試墊中散佈有一MTT染劑。

精液樣本從導入部進入並開始擴散，活性精子因與MTT染劑作用而能對外顯色，藉此能作為各種精子狀態評估之用。

藉由本發明之設計，男性欲檢測自身精子品質可輕易在家裡隨時進行，不再因害羞不敢去醫院進行檢查而延誤治療時機。而且利用本發明進行檢測之步驟快速，不像去醫院還要經過掛號等待結果一系列繁瑣程序。另一方面對於畜牧與養殖業者也提供一種方便而低成本的評估方式。在最簡化的應用方式中，使用者僅需利用一照相功能手機與適當軟體即可獲得一評估精子活性度的參數。

在一較佳實施範例中，主體係為經蠟滲透之一紙質材料，測試墊為紙質材料之一部分。上述構造可依如下步驟獲得：利用電腦規劃一圖案，再將圖案以蠟材料列印在濾紙上，最後透過加熱使蠟材直接滲透濾紙，濾紙經蠟滲透之部分為主體，其餘部分為測試墊。

在一較佳實施範例中，測試墊包含有一中心圓區域以及至少一對通道，任一對通道係分別從中心圓區域反向延伸出去，且每一通道終止於一末端圓區域。圓區域可在散佈MTT染劑時提供一導入途徑，而末端圓區域可在進行影像擷取分析步驟中提供一方便之辨識。

本發明之測試墊例如可呈交叉十字形而具有四個通道；亦可為星形，例如具八通道之星形構造。關於測試墊尺寸選擇，較佳地，每一通道之寬度範圍在1~5釐米，每一通道之長度範圍在5~10釐米，中心圓區域以及每一末端圓區域之直徑範圍在2~5釐米。測試墊之厚度與中心圓區域之直徑比可為0.075。在一實施範例中，經特別選用之測試墊尺寸為：每一通道之寬度為2釐米，每一通道長度為7釐米，中心圓區域以及每一末端圓區域之直徑為3釐米。

10‧‧‧檢測裝置

11‧‧‧主體

12‧‧‧測試墊

120‧‧‧中心圓區域

121~124‧‧‧通道

121a~124a‧‧‧末端圓區域

13‧‧‧MTT染劑

14,15‧‧‧蓋

20‧‧‧可攜式電子裝置

21‧‧‧處理器

22‧‧‧取像模組

23‧‧‧儲存裝置

PL,PR,PU,PB‧‧‧邊緣端點

PC‧‧‧中心圓區域之中心

圖1係本發明第一較佳實施例之檢測裝置平面圖。

圖2係沿圖1之II-II線之剖視圖。

圖3係實施一活性評估流程所使用電子元件連接關係圖。

圖4係以一可攜式電子裝置實施活性評估之示意圖。

圖5係對檢測裝置取像之示意圖。

圖6與圖7係測試墊外型之變化範例示意圖。

參考圖1，為第一較佳實施例之精子品質檢測裝置立體圖。圖中顯示本發明之檢測裝置10基本包括有一主體11與一測試墊12，主體11將測試墊12包圍，並至少使測試墊12一部分對外裸露以構成用於樣本進入之一導入部例如中心圓區域120。測試墊12的親水性必須大於主體11的親水性以界定出精子樣本之活動邊界。

在一些實施例中主體11可以是例如塑膠、橡膠之類的材料製成；測試墊12較佳為紙材如濾紙。在一實施例中，檢測裝置是以塗蠟法簡易地製作出，亦即先取一濾紙片，然後例如透過電腦繪圖軟體在紙片上規劃出特定圖案，區分有主體區域及測試墊區域，並以蠟為列印耗材將上述特定圖案在紙片上列印出來。最後將塗蠟紙片放在加熱器上加熱使蠟材直接滲透，得到如圖1所示之測試片。

圖2顯示本範例檢測裝置還包括上、下蓋14,15可提供保護，二蓋親水性小於測試墊，甚至小於主體。二蓋14,15將主體11與測試墊12包覆住只留下中心圓區域120裸露(與外部環境連通)以供精液樣本進入。為了取像目的，測試墊的測試區域當然須對外可視，因此上蓋至少在對應測試墊之部分為透明的；而較佳的是蓋體完全透明。

此例之測試墊12包括兩對通道121,123以及122,124，每對通道皆從一共同之中心圓區域120反向向外延伸。每一通道121~124並終止於各自之末端圓區域121a~124a。四通道共同排列成交叉十字形。

較佳地，每一通道之寬度範圍在1~5釐米，每一通道之長度範圍在5~10釐米，該中心圓區域以及每一末端圓區域之直徑範圍在2~5釐米。在本實施例中每一通道寬度為2釐米，每一通道長度為7釐米，中心圓區域以及每一末端圓區域之直徑為3釐米。測試墊厚度之選擇方面，為避免在厚度方向擴散效應，可考慮調整厚度/圓直徑比，例如針對2釐米圓直徑可選擇0.15釐米之 厚度，亦即厚度/圓直徑比為0.075。當然，中心圓區域以及末端圓區域尺寸之異同並不特別限制。

特別地，本發明之測試墊還包含有噻唑藍(3-(4,5-dimetnyl-thiazol-2-yl)2,5-diphenyl tetrazolium bromide；MTT)染劑13，為一種黃色水溶性染料，其在活性細胞中被可被還原成紫色甲臢(formazan)。在製備完整測試墊過程中，MTT染料可以由中心圓區域120或者末端圓區域121a~124a導入。

參考圖3與圖4，其分別為配合圖1裝置所使用之檢測精子活性的電性組件以及使用一整合上述電性組件之可攜式電子裝置應用例。上述檢測裝置與配合使用之電性組件皆包含在如圖示之一精子活性檢測系統當中，這些電性組件包括有一處理器21、一取像模組22以及一儲存裝置23，處理器21與後兩者皆電性連接，其中儲存裝置23儲存有一或多個程式用以使處理器執行將於後說明之步驟。在一較佳實施例中上述電性組件整合在一可攜式電子裝置20當中，例如非常普遍之一智慧型手機、一筆記型電腦或一個人數位助理如圖4所示。

在滴入待檢測精液樣本於本發明之檢測裝置後，因精液中活性精子泳動期間與MTT染劑一接觸便可顯出特定顏色，使活性精子相當於經過染色標記一般，此變色結果當然必須對外可視。

接著利用取像模組對前述檢測裝置顯示變色結果之一側進行取像，並將影像灰階化，即數位處理成多色階例如8位元影像。

將灰階化之圖樣座標化，並先擷取繪於圖1之左方與右方末端圓區域124a,122a的邊緣端點之座標值PL(XL1,YL1),PR(XL2,YL2)。圖5中橫軸表示沿PR與PL兩點連線之位置分布(像素數目)，縱軸表示影像強度(intensity)。PR與PL的連線會重疊於將通道寬度等分之中線(middle line)。

尋找圓區域之邊緣以計算出圓直徑D(以像素數目表示)。各圓區域之直徑應為相等。

因中心圓區域之中心座標為，藉此計算 中心圓區域之左、右邊緣端點橫座標值XL3與XL4：

接著針對圖樣在中心圓區域所界定的一訴求範圍內各像素點進行擷取橫座標及對應之縱座標值(即強度)，在此將強度座標值表示為I(XL3+i)，其中i是從0到D。

找出訴求範圍內最高與最低強度值Imax與Imin，並定義其差值稱為訊號高度H=Imax-Imin。

再計算活性值M_。此活性值是以PR與PL連線為取像基礎線者。

依同樣邏輯去擷取繪於圖1之上方與下方末端圓區域121a,123a的邊緣端點PU,PB之座標值，針對PU與PB連線進行類同前述之各項步驟，最後決定出以PU與PB連線為取像基礎線之活性值。

將前述兩活性值取平均數即可得到最後結果。

製造業者可以事先規定出一活性比較表，顯示不同結果M值對應到哪一等級之精子活性描述。

由以上可知利用本發明之檢測裝置不僅達到製造成本低廉目的，也便於未經受過特別訓練的一般民眾用來自我評估精子活性，因人工觀察而產生誤差的不良後果大為減少。尤其只需利用照相功能手機即可完成評估此一優點更使本發明與先前技術具有明顯差別。

參考圖6與圖7，為本發明測試墊不同外形變化之示意圖。雖上述測試墊以交叉十字形結構為例說明，但本發明當然不限於此，通道之對數可以更少或更多，如圖6示出僅具有一對通道之測試墊，圖7示出具有四對通道之星形測試墊。

雖然上述程序步驟所用之多個電子元件係整合在一可攜式電子設備，但當然也可以是分散之元件，例如取像模組為一視訊會議攝影機(web cam)，處理器與作為儲存裝置之硬碟被含括於一桌上型電腦主機當中，電腦主機分別與視訊會議攝影機及一螢幕電性連接。

10‧‧‧檢測裝置

11‧‧‧主體

12‧‧‧測試墊

120‧‧‧中心圓區域

121~124‧‧‧通道

121a~124a‧‧‧末端圓區域

PL,PR,PU,PB‧‧‧邊緣端點

PC‧‧‧中心圓區域之中心

Claims (7)

1. 一種精子品質檢測裝置，包括：一主體；一測試墊，被該主體包圍，並包含有至少一對通道及裸露之一導入部，該導入部為一中心圓區域，該至少一對通道係分別從該中心圓區域反向延伸出去，且每一通道終止於一末端圓區域，該中心圓區域以及每一末端圓區域之直徑範圍在2~5釐米，且該測試墊之厚度與該中心圓區域之直徑比為0.075；其中該測試墊的親水性大於該主體的親水性，且該測試墊中散佈有一MTT染劑。
2. 如申請專利範圍第1項所述之精子品質檢測裝置，其中該主體係為經蠟滲透之一紙質材料，該測試墊為該紙質材料之一部分。
3. 如申請專利範圍第1項所述之精子品質檢測裝置，其中該測試墊呈交叉十字形。
4. 如申請專利範圍第1項所述之精子品質檢測裝置，其中該測試墊呈星形。
5. 如申請專利範圍第1項所述之精子品質檢測裝置，其中每一通道之寬度範圍在1~5釐米。
6. 如申請專利範圍第1項所述之精子品質檢測裝置，其中每一通道之長度範圍在5~10釐米。
7. 如申請專利範圍第1項所述之精子品質檢測裝置，其中每一通道之寬度為2釐米，每一通道長度為7釐米，該中心圓區域以及每一末端圓區域之直徑為3釐米。