使用心率和胚胎活动识别和诊断活蛋的方法和设备的制作方法

专利名称：使用心率和胚胎活动识别和诊断活蛋的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及蛋，更具体地说，涉及用于处理蛋的方法和设备。
背景技术：
基于某种可观察质量鉴别禽蛋在家禽养殖业是公知且长期使用 实践的。"灯检"是一种此类技术的常见名称，作为术语，它源于最 初使用来自蜡烛的灯光检验禽蛋。如熟悉禽蛋的技术人员所公知的， 虽然蛋壳在大多数照明条件下呈现椭圓形，但是实际上它们在 一 定 程度上是半透明的，并且被置于直射光前面，可以观察到禽蛋的内 容。在胚胎发育期间通常对要孵化成活家禽的禽蛋进行灯检以识别 未受精蛋、受污染蛋和死蛋(本文中统称为"非活蛋")。通常将非 活蛋从孵卵中剔除，以增加可用孵卵器空间。在许多情况中，期望 在孵化之前通过卵内注射将某种物质注入活蛋中。在禽类医学界中 通常采用将多种物质注射到禽蛋来降低孵化后死亡率或提高孵化的 禽鸟的增长速率。在卵内注射中使用或提出的物质示例包括疫苗、 抗生素和维生素。卵内处理物质和卵内注射方法的示例在授予Sharma
等人的美国专利号4,458,630和授予Fredericksen的美国专利号 5,028,421中有描述。在通常通过刺穿蛋壳(例如使用冲孔或钻孔)而在此处产生小 孔来进行物质的卵内注射时，通过小孔伸入注射针头并伸入禽蛋的 内部(在一些情况中伸入到内含的禽鸟胚胎中)，并通过针头注入一 种或多种处理物质。授予Hebrank的美国专利号4，681，063中公开了 一种卵内注射装置的示例。该装置按彼此固定的关系定位禽蛋和注 射针头，该装置被设计用于实现多个禽蛋的高速自动注射。注射处 理的地点和时间的选择可能影响注射的物质的效果，以及被注射的 禽蛋或处理的胚胎的死亡率。参见例如授予Sharma等人的美国专利 号4,458,630、授予Hebrank等人的美国专利号4,681,063以及授予 Sheek等人的美国专利号5,158,038。在商业家禽生产中，仅大致60%到90%的商业肉鸡蛋孵化。未孵化的蛋包括未受精蛋以及已死的受精蛋。不孕蛋可由作为集合的 所有蛋中大致5%到大致25%构成。由于商业家禽生产中遇到的非活蛋的数量、自动卵内注射方法的更多使用和处理物质的成本等原因， 需要一种用于识别活蛋并选择性地仅注射活蛋的自动方法。在商业火鸡生产中，孵化期间相当大数量贵重的蛋死亡。可以 通过多种干预技术例如使气室裂开以帮助通气、将蛋置于更富含氧 气的环境中、将蛋置于更温暖的环境中、和/或监护处理(例如促曱 状腺释放激素)来防止这些死亡发生。遗憾的是，检测需要干预的 蛋可能并不容易。有其他一些应用，其中能够识别活蛋和非活蛋是重要的。这些 应用的其中一个是活蛋中疫苗的培育和收获(称为"疫苗制作蛋")。 例如，通过在胚胎发育大致十一天(11天蛋)时将病毒抹注入到鸡蛋中来完成人类流感疫苗制作，由此使病毒能够生长大致两天，将 胚胎致死，然后从蛋中收获羊水。通常，在注射病毒抹之前对蛋进 行灯检，以便于剔除非活蛋。可以在其中注入病毒林之前一天或几天对疫苗制作蛋进行灯检。在疫苗制作中识别活蛋是重要的，因为 期望防止疫苗林在非活蛋中浪费，并降低于非活蛋的运输和处置相 关的成本。均授予Hebrank的美国专利号4,955,728和4,914,672描述了一 种灯检设备，它使用红外线检测器和从蛋发出的红外射线来将活蛋 与未受精蛋区分。授予Asselt的美国专利号4,671,652描述一种灯检 设备，其中按阵列安装许多光源和对应的光检测器，其中将蛋传输 通过光源和光检测器之间的平面。日本专利号JP9127096A2描述一种设备，它检测蛋胚胎的脉动 速率来识别活蛋和死蛋。PCT/^布WO 02/086495描述一种设备，用 于通过检测心率来确定蛋的生活力。USSR专利申请号SU1226308A1 描述扫描胚胎蛋以查找血管，以便确定生活力。美国专利号3,540,824 描述一种方法和设备，用于孵化胚胎蛋时检测心跳。美国专利号 6,488,156描述使用设在蛋壳上的电子传感器来实现测量心率的目 的。与人体中 一样，例如鸡的鸟的心率可以指示该鸟的状况或健康。 在极端的情况中，心率的缺失可以指示死亡。就人类而言，范围在 每分钟60至180次心跳的心率可以指示新陈代谢负荷(即需要通过 人体传输的氧量)、健康和/或心脏本身的状况。37° C下在孵卵器中， 18天的鸡胚胎的心率通常在大致每分钟200和300次心跳之间。将 蛋从孵卵器中取出并放入较低温度的地方，例如25° C下的室内， 产生特征心率模式。首先，假定地，当动物被运动、光或甚至声音 或振动唤醒或惊醒时，心率会力口速大致20%。两或三分钟之后，随 着蛋慢慢变凉，胚胎的心率回落，然后四十五分钟左右慢速降低到 基线心率的大致50%,如图1所示。因此，虽然可以利用胚胎心率 指示胚胎的健康或状况，但是因为蛋周围的外部刺激和环境状况对 胚胎具有影响而可能影响其精确度。除了心率检测方法外，胚胎活动的检测也可以指示活蛋。可以
在从灯检设备以光照射蛋时，通过监视蛋内亮度级的变化来执行胚 胎活动和胚胎心率的检测。胚胎活动产生相对较大的信号，从而使 因传给蛋载体的外部干扰、振动等导致的误报活胚胎(将非活的胚 胎指示为活胚胎)很少。但是，不是每个活胚胎都将在给定时间间 隔中活动，对于常常为数秒和更少的灯检间隔时间来说，误报死蛋 (即指示为死亡的活胚胎)可能会屡见不鲜。与胚胎活动检测相比， 检测胚胎心率可能需要灵敏度上例如大致百倍的提高。但是，胚胎 心率提供连续的可用信号。为了降低因外部干扰而导致的误报活胚胎的数量， 一般将心率 检测灯检系统配置成检测胚胎心率的多个周期。遗憾的是，较长的 灯检时间 一般会降低蛋检测通过量，通常需要多个灯检检测器以便 弥补较长的灯检时间。因此需要能够在更少因外部振动导致的误报 活胚胎的前提下达到更快检测时间的心率检测方法。发明内容根据上文论述， 一种根据本发明的 一些实施例的识别活蛋的方法包括a)利用来自光源的光照射载体上的多个蛋；b)在光检测器 处接收穿过每个蛋的光；c)生成各相应蛋的对应于在光检测器处检 测到的光的输出信号；d)分析这些蛋的输出信号以识别传给载体的 外部干扰的指示(例如噪声、波形等)；e)分析每个蛋的输出信号以 识别胚胎心率和/或胚胎活动的存在；以及f)对识别出胚胎心率和/ 或胚胎活动进行响应将蛋指示为活蛋。对确定来自预定数量的蛋的 输出信号包含传给载体的外部干扰的指示进行响应，重复执行步骤 a)到d)。还可以将指示为活蛋的蛋的数量与预期数量比较，对确定 指示为活蛋的蛋的数量超过预期数量进行响应，重复执行步骤a)到 f)。还可以记录识别为胚胎活动的时间，并对确定在预定数量的蛋中 在大致相同的时间发生胚胎活动进行响应，重复执行步骤a)到f)。 根据本发明的实施例， 一种识别载体内的多个蛋中的活蛋的灯
检设备，包括光源，该光源以光照射载体内的一个或多个蛋；检 测器，该检测器接收来自光源穿过一个或多个蛋的光并生成对应于 所接收的光的输出信号；以及处理器，该处理器配置成就胚胎心率 和/或胚胎活动的存在分析每个蛋的输出信号。处理器配置成对识别 出胚胎心率和/或胚胎活动进行响应而将蛋指示为活蛋，处理器还配置成分析每个蛋的输出信号以识别传给载体的外部干扰的指示(例 如噪声、波形等)。处理器还配置成对确定来自预定数量的蛋的输出 信号包含外部干扰的指示进行响应而要求对这多个蛋重新灯检。此 外，处理器还配置成将指示为活蛋的蛋的数量与预期数量比较，并 对确定指示为活蛋的蛋的数量超过预期数量进行响应而要求对这多 个蛋重新灯检。处理器还配置成为每个蛋记录识别出胚胎活动的时 间，并对确定在预定数量的蛋中在大致相同的时间发生胚胎活动进 行响应而要求对这多个蛋重新灯检。根据本发明的实施例，可以将胚胎心率和/或活动用作活蛋的诊 断工具。例如，测量多个含胚胎的蛋的每一个蛋的胚胎心率，并确 定这多个蛋的平均胚胎心率。将每个蛋的相应胚胎心率与平均胚胎 心率比较，以识别具有心率与平均心率偏离的胚胎的蛋。例如，偏 离心率(即，高于平均值的心率或低于平均值的心率)可以指示胚 胎的负面健康状况。对识别出具有偏离心率的蛋进行响应，可以执 行为改善该蛋的负面健康状况而设计的某种功能，例如使蛋气室裂 开以帮助通气、将蛋置于更富含氧气的环境中、将蛋置于更温暖的 环境中以及向蛋中注射材料(例如疫苗、药物、营养素、激素等)。 可以将具有相似心率的蛋归组，以便进行特殊孵化状况或进一步处 理。根据本发明的实施例，对载体中的多个蛋的每一个蛋测量胚胎 活动，然后确定这多个蛋的平均胚胎活动。将每个蛋的相应胚胎活 动与平均胚胎活动比较，以识别具有活动与平均活动偏离的胚胎的 蛋。例如，活动的偏离量(即，小于平均值的活动或高于平均值的
活动)可以指示胚胎的负面健康状况。对识别出具有胚胎活动偏离 量的蛋进行响应，可以执行为改善该蛋的负面健康状况而设计的某 种功能，例如使蛋气室裂开以帮助通气、将蛋置于更富含氧气的环 境中、将蛋置于更温暖的环境中以及向蛋中注射材料(例如疫苗、 药物、营养素、激素等)。
根据本发明的其他实施例，可以通过如下步骤来执行识别多个
蛋的性别测量多个蛋的每一个蛋的心率；确定这多个蛋的平均心 率；以及将每个蛋的相应心率与平均心率比较，以识别每个蛋的性 别或具有极端心率的蛋的子集。
根据本发明的其他实施例，诊断多个蛋的胚胎健康包括测量 多个蛋的每一个蛋的胚胎活动；确定这多个蛋的平均胚胎活动；以 及将每个蛋的相应胚胎活动与平均胚胎活动比较，以识别胚胎活动 与平均胚胎活动偏离的蛋。
根据本发明的其他实施例，诊断多个蛋的胚胎健康包括测量 多个蛋的每一个蛋的心率；测量这多个蛋的每一个蛋的温度；确定
这多个蛋的平均心率和平均温度；以及将每个蛋的相应心率和温度 与平均心率和平均温度比较，以识别具有心率和温度与平均心率和
平均温度偏离的胚胎的蛋。
根据本发明的其他实施例，诊断多个蛋的胚胎健康包括测量 多个蛋的每一个蛋的心率；测量这多个蛋的每一个蛋的蛋壳尺寸； 确定这多个蛋的平均心率和平均蛋壳尺寸；以及将每个蛋的相应心 率和蛋壳尺寸与平均心率和平均蛋壳尺寸比较，以识别具有心率和 蛋壳尺寸与平均心率和平均蛋壳尺寸偏离的胚胎的蛋。
根据本发明的其他实施例，诊断多个蛋的胚胎健康包括测量 多个蛋的每一个蛋的心率；测量这多个蛋的每一个蛋的蛋重量；确 定这多个蛋的平均心率和平均蛋重量；以及将每个蛋的相应心率和
蛋重量与平均心率和平均蛋重量比较，以识别胚胎具有心率和蛋重 量与平均心率和平均蛋重量偏离的蛋。


图1图示环境变化对鸡胚胎的心率的影响程度。
图2是根据本发明实施例的识别活蛋的"i殳备的框图。 图3-4是根据本发明实施例的识别活蛋的操作的流程图。 图5-8是根据本发明实施例的确定蛋胚胎的状况的的操作的流 程图。
具体实施例方式
现在下文将参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发 明的实施例。但是本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应视 为将本发明限定于所提出的实施例；相反，提出这些实施例以使本 文公开透彻且完整，它们将全面地将本发明的范围传达给本领域技 术人员。
在整个描述中相似的编号指代相似的元素。在附图中，为了简 明，可能将某些线、层、组件、元素或特征部件的厚度放大。除非 另行指定，否则虚线图示可选的特征部件或操作。本文中提及的所 有公布、专利申请、专利和其他参考文献通过引用完整地结合于本 文。
本文使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，而不意味着 限制本发明。如本文所使用的，除非另行指出，否则单数形式"一 个，，和"该"也要包括复数形式。还将理解，在本说明书中使用时， 术语"包括"和/或"包含"指出存在所提出的特征、整体、步骤、 操作、部件和/或组件，但是不4非除存在或附加一个或多个其他特征， 整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的集合。如本文所使用的， 术语"和/或，，包括一个或多个关联的列出项的任何一个和所有组合。
如本文使用的，如"在X与Y之间"和"大致在X与Y之间"的短 语应该解释为包括X和Y。如本文使用的，如"大致在X与Y之间"
的短语意味着"在大致X与大致Y之间"。如本文使用的，如"从大 致X至Y"意味着"从大致X到大致Y"。
除非另行定义，本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术 语)具有与本发明所属领域中的技术人员所普遍理解的相同含义。 还将理解，应该将诸如常用词典中定义的那些术语解释为具有与它 们在本说明书的上下文中以及相关领域的含义一致的含义，并且除 非本文中明确地如此定义，否则将不作理想化或上层形式意义上的 解释。为了简洁和/或明了 ，可能不对公知的功能或结构作详细描述。
将理解当称元素"在另一个元素上"、"附着于"、"连接到""与 另一个元素耦合"或"接触"另一个元素等时，它可能是直接在另 一个元素上、直接附着于另一个、直接连接到另一个元素、直接与 另 一个元素耦合或直接接触另 一个元素，或者也可能存在中间元素。 相比之下，当称元素"直接在另一个上"、"直接附着于，，或"直接 连接到"、"直接耦合到"或"直接接触"另一个元素时，则没有中 间部件存在。本领域技术人员还将认识到对设为与另 一个特征部件 "相邻"的结构或特征部件的引用可能具有层叠于该相邻特征部件 之上或之下的部分。
本文中可以使用诸如"之下"、"其下"、"下方"、"上方"等的 空间相对术语，以便易于描述如图所示的一个元素或特征部件与另 一个或多个元素或特征部件的关系。将理解除了图示的朝向外，空 间相对术语还要涵盖正在使用或操作的装置的不同朝向。例如，如
果附图中的装置是反转的，则描述为在其他元素或特征部件"下方" 或"之下，，的元素则将朝向其他元素或特征部件"上方"。因此，示 范术语"下方，，可以涵盖"上方，，和"下方"的朝向。可以将装置 设为其他朝向(旋转90度或其他朝向)，并且可以由此相应地解释 本文中使用的空间上相对的描述词汇。相似地，除非另外专门指示， 否则在本文中仅出于解释目的而使用术语"向上"、"向下"、"垂 直"、"水平"等。
将理解到虽然术语"第一"、"第二，，等可以在本文用于描述多 种元素、组件、区域、层和/或部分，^旦是这些元素、组件、区域、 层和/或部分不应由这些术语来限制。这些术语仅用于将一个元素、 组件、区域、层或部分与另一个元素、组件、区域、层或部分区别 开。因此，在不背离本发明原理的前提下，也可以将下文论述的"第 一"元素、组件、区域、层或部分称为"第二"元素、组件、区域 或部分。除非另外专门指示，否则操作(或步骤)的顺序不限于权 利要求或附图所给出的顺序。
根据本发明实施例检测鸟类胚胎心率和/或活动可以在胚胎发育 期(也称为孵化期)的任何时间进行。本发明的实施例不限于仅胚 胎发育期的特定日期(例如11天)或时间段上进行的心率和/或活动
禽蛋，包括但不限于鸡、火鸡、鸭子、鹅、鹌鹑、雉鸡蛋、外来种 鸟蛋等。
在诸如商业孵卵那样测量卵内胚胎活动和/或心率的环境中，同
时以常规方式处理多个蛋。例如，同时以常规方式对蛋容器(flat)内 的多个蛋进行灯检，以检测胚胎活动和/或胚胎心率。可以根据本发 明实施例-使用多种测量胚胎心率和/或胚胎活动的方法。例如，以来 自光源的光(例如可见光或红外线波长的其中之一或二者兼有)照 射每个蛋。然后通过通常设在每个蛋附近的光检测器接收离开每个 蛋的光。每个无检测器生成对应于离开各个蛋的光的强度的输出信 号。处理输出信号以确定每个蛋的胚胎心率。例如，可以处理输出 信号以确定光强度中对应于胚胎心率的周期性变化的存在。此外， 还可以处理输出信号以确定光强度中对应于蛋内胚胎活动的非周期 性变化的存在。
图2是根据本发明一些实施例的识别活蛋的设备5的框图。蛋12 的载体10 (例如蛋容器)由输送器22传送到灯检台30,灯检台30 配置成基于检测到或没有^r测到胚胎心率和/或活动来将容器10内的
每个蛋12指示为活蛋或非活蛋。可以根据本发明的实施例采用适于 传送蛋的容器的任何类型的传送系统。蛋传送系统对于本领域的技 术人员是公知，对此本文将不作进一步描述。
虽然以常规方式在蛋容器中载送蛋，但是可以采用按时间顺序
将多个蛋送交到灯检台30以及其他蛋处理设备的任何装置。可以根 据本发明实施例使用实质上任何类型的蛋容器。容器可以包括任何 数量行的蛋，例如七行蛋，其中六行和七行是最常见的。而且，相 邻行中的蛋可以彼此平行，如同在"矩形"容器中一样，或者可以 采用交错的关系，如同在"错位"容器中一样。适合的商用容器的 示例包括但不限于"CHICKMASTER 54"容器、"JAMESWAY 42" 容器和"JAMESWAY 84"容器(在每种情况中，数字指示容器承载 的蛋的数量)。蛋容器对于本领域的技术人员是公知，对此本文将不 作进一步描述。
灯检台30包括利用光照射载体内的每个蛋的光源，以及接收从 光源透过每个蛋的光并生成对应于所接收的光的输出信号的检测 器。在授予Hebrank等人的美国专利号5,745,228中描述了可以根据
本发明实施例采用的 一种示范灯检系统。适合的商用灯检系统包括 美国北卡罗来纳州Research Triangle Park的Embrex公司出品的 Vaccine SaverTM疫苗接种系统的S光束灯检系统。灯检台30还可以 包括如授予Hebrank的美国专利号6,860,225中描述的照射每个蛋并
测量来自每个蛋的光的光学系统。
图示的实施例中的灯检台30在操作上连接到处理器40,处理器 40控制灯检台30的操作，分析来自每个检测器的输出信号，并存储 从灯检台30接收的有关每个蛋12的信息。可以提供操作员界面(例 如图形用户界面(GUI)或其他类型的显示)42以允许操作员与处
理器40交互。处理器40还可以控制多种其他下游蛋处理#:作，包
括蛋剔除台50和回填台60。
处理器40分析每个蛋的输出信号以识别胚胎脉动和/或胚胎活动
的存在，然后对此响应以将蛋指示为活蛋或是非活蛋。根据本发明
实施例，处理器40分析每个蛋的输出信号以识别传给蛋容器10的 外部干扰的指示。例如，处理器40分析输出信号以查找噪声和/或作 为外部干扰的指示的一个或多个波形。如果来自多于或等于预定凄t 量的蛋的输出信号包含外部干扰的指示，则处理器40指示灯检系统 对蛋12重新灯检。处理器40将指示为活蛋的蛋的数量与预期数量 比较，并响应确定指示为活蛋的蛋的数量超过预期数量而指示灯检 台30对容器10中的蛋12重新灯检。如果同时在多个蛋中检测到胚 胎活动，则处理器40也指示灯4佥台30对蛋12重新灯检。
根据本发明实施例，处理器40配置成将对每个蛋检测到的特定 波形部分的时间进行统计相关，并使用它来预测影响了容器中的一 些或所有蛋的单个外部事件的积克率。例如，处理器40可以配置成记 录对于每个蛋发生的特定输出信号(例如波形最大、波形零交叉等) 的时间。处理器40还响应确定大致同时在预定数量的蛋中发生了特 定输出信号指示灯检台30对蛋12重新灯检。正如本领域技术人员 应该理解的，术语"波形零交叉，，意味着波形与"X"轴相交(即"Y" 值为零)。因此，例如如果容器中的大多数蛋具有同时发生的波形峰 值，则处理器40将指示灯检台对蛋重新灯检。
在灯检台30下游的蛋剔除台50处，从容器10剔除指示为非活 蛋的蛋12。根据本发明的实施例，处理器40为被确定为非活蛋的蛋 生成选择性剔除信号。从容器10剔除非活蛋，并将其废弃或用于某 个其他目的。
蛋剔除台50可以是人工台，其中用手将指示的非活蛋的蛋剔除 或将其标记以便后来剔除。或者，蛋剔除台50可以自动并以机器人 的形式工作。例如，蛋剔除台50可以采用如授予Keromnes等人的 美国专利号4,681,063或美国专利号5,017,003中描述的吸附型提升
输送到另 一个位置的多种装置和方法与本发明实施例结合使用。在
美国专利号6,145,668、 6,149,375、 6,213,709和6,224,316中描述了 可以用于实现蛋剔除台50的功能的示范蛋剔除设备。或者，可以从 容器10剔除活蛋，而将非活蛋留在容器10中。在图示的实施例中，通过回填台60从另一个提供源将活蛋填补 到因剔除非活蛋而在容器10中产生的空位。回填台60可以是人工 台，其中以手工方式移动蛋或可以是以自动且机器人方式移动蛋的 自动台。输送器22上此时的容器10仅包含活蛋，并可以继续处理(例 如，接种、疫苗制作等)。根据本发明实施例用于将物质注射到多个 蛋中的示范装置是INOVOJECT⑧自动注射系统(北卡罗来纳州三角 研究园的Embrex有限公司)。但是，任何卵内注射装置都可适于根 据本发明实施例来使用。优选地将适合的注射装置设计成结合商用 蛋载体装置或容器工作。根据本文描述的本发明其他实施例，处理器40采用胚胎心率作 为诊断工具。例如，处理器40配置成测量多个假定含胚胎的蛋的每 一个的胚胎心率，并确定这多个蛋的平均胚胎心率。处理器40将每 个蛋的各自胚胎心率与平均胚胎心率比较，以识别具有心率与平均 心率偏离的胚胎的蛋。例如，偏离心率(即，高于平均值的心率或 低于平均值的心率)可以指示胚胎的负面健康状况。处理器40还可 以配置成测量多个蛋的胚胎活动，并计算这多个蛋的平均胚胎活动。 处理器40然后将每个蛋的各自胚胎活动与平均胚胎活动比较，以识 别具有活动与平均活动偏离的胚胎的蛋。例如，活动偏离量(即， 小于平均值的活动或高于平均^f直的活动)可以指示胚胎的负面健康 状况。从外部源(例如环境振动、机器振动、物理冲击等)对蛋载体 的干扰将大致同时地影响载体中的大多数或全部。例如，如果蛋容 器遇到物理干扰(例如，摇动、外部振动、操作员无意间撞击蛋容 器等)，容器中的蛋将全部遇到物理干扰，而在灯^^期间来自每个蛋
的光信号都可能包含遇到物理干扰的指示(例如噪声和/或一个或多 个波形)。根据本发明的实施例，通过检测来自多个蛋的光信号的噪 声/波形，可以确定发生给予胚胎活动的表象的外部干扰并且应该对 蛋重新灯检以避免误报的活指示。参考图3，图示了根据本发明实施例用于识别活蛋和非活蛋的操 作，其中识别外部干扰并将其纳入考虑。请求蛋容器，并将其输送到灯检台(例如图2的灯4企台)(框100)。当蛋容器就位时，降低(或 升高)检测工具(即光源和/或检测器)以便能够对容器中的一个或 多个蛋灯检以检查胚胎心率和/或胚胎活动(框105)。正如本领域技 术人员应理解的，允许与检测工具关联的模拟滤波器稳定(框110)， 然后检测工具就胚胎心率和/或胚胎活动进行采样(框115)。检测工 具收集每个蛋的数据(框120)，然后将该数据上载到存储器(框125 )。 处理器(例如图2的处理器40)分析该数据以查找是否有相关的振 动和/或过多数量的蛋显示胚胎活动(框130)。如下文参考图4描述 的，对蛋平面的外部干扰可能导致容器中的蛋假报胚胎活动，而实 际上完全没有任何胚胎活动。如果怀疑外部干扰被传给蛋容器，则 请求对蛋重新灯检(框115)。然后基于检测到的心率和/或活动就有 关蛋是活蛋还是非活蛋来报告结果(框135)。现在参考图4,图示了根据本发明实施例用于识别活蛋和非活蛋 的方法。最初，对载体(例如蛋容器)中的多个假定含胚胎的蛋的 每一个灯检，以检测胚胎活动和/或胚胎心率。通过以来自光源的光 照射容器中的蛋(框200 )并在检测器处接收穿过每个蛋的光(框205 ) 来执行灯检。生成每个蛋的对应于在检测器处接收到的光的输出信 号(框210)。用于测量一组蛋中每个蛋的胚胎活动和/或心率的示范 灯检方法使用照射每个蛋并测量来自每个蛋的光的光学系统，例如 授予Hebrank的美国专利号6,860,225中描述的光学系统。但是，可 以无限制地采用用于测量胚胎活动和/或心率的多种其他方法和i殳 备。
分析每个蛋的输出信号(例如由图2的处理器40来分析)，以 识别传给容器的外部干扰(例如振动、容器被撞击等)的指示(例 如噪声、波形等)(框215)。就来自预定数量的蛋的输出信号是否包 含外部干扰的指示作出确定(框220)。如果答案为是，则对容器中 的蛋重新灯检(框200-215 )，因为容器中的蛋可能遇到某种类型的 外部干扰。如果答案为否，则分析每个蛋的输出信号(例如通过图2 的处理器40来分析)，以识别胚胎心率和/或胚胎活动的存在(框 225 )。如果检测到胚胎活动，则记录检测到的胚胎活动的时间(框 230)。然后响应识别到或未识别到胚胎心率和/或胚胎活动(框235 ) 而将每个蛋指示为活蛋或非活蛋，并存储活/非活数据。将容器中指示为活蛋的蛋的数量与预期数量比较(框240)，如 果该数量超过预期数量，则对容器中的蛋重新灯检(框200-215 )， 因为可能容器中的蛋遇到误指示更多活蛋的某种类型的外部干扰。 如果该数量少于预期数量，则就预定数量的蛋中的胚胎活动是否同 时发生作出确定(框245)。如果答案为是，则对容器中的蛋重新灯 检(框200-215 )，因为可能蛋容器遇到误指示更多活蛋的某种类型 的外部干扰。如果答案为否，则继续移动当前蛋容器，以进行后续 处理，并移入新的容器以进行灯检(框250)，并按如上所述的重复 框200-245的操作。在图4所示的实施例中，如果需要重新灯检，则重新灯检间隔 通常将比最初的灯检间隔更快，因为蛋已经就位可进行灯检，灯检 器滤波器电路已经从打开照明灯的转换达到稳定。根据本发明的一个实施例，活动/心率灯检系统使微处理器专用 于每个或多个蛋，并且所有的4全测微处理器与中央处理器通信，该 中央处理器协调灯检过程并且还将每个蛋的活/死亡信息发送到用于 从容器挑选蛋的设备(例如图2的蛋剔除台50)和/或标记这些蛋的 设备。该中央处理器配置成查询每个微处理器来获取特定信息，例 如活动检测的时间、比预设值大的所有光变化的时间等。在图2中，
处理器40往往涵盖性地表示中央处理器和与之通信的任何微处理 器。根据本发明的第二实施例，活动/心率灯检系统将模拟滤波器系 统专用于每个蛋，在一个或多个中央处理器中将来自每个模拟滤波 器系统的信号数字化、存储并分析，由此利用单个中央系统的处理 功能来提取活动和心跳信息。将可用于集中分析的每个蛋的波形数 字化，这样通过将记录的信号的时间或特征中的相似度相关来简化 影响多个蛋的环境振动的检测。中央处理器还协调灯检过程，将每 个蛋的活/死亡信息发送到用于从容器挑选蛋的设备(例如图2的蛋 剔除台50)和/或标记这些蛋的设备。在图2中，处理器40往往涵 盖性地表示中央处理器。在出于诊断目的而确定心率检测的情况中，如下文描述的，将 活动假象传送和相关处理可以减少从活动假象误读心率计算的可能 性。在将蛋保存在较冷的孵卵器中以帮助病毒生长的流感疫苗制作 中，较冷的胚胎将可能更少活动。因此，影响多个蛋的外部振动应 该能够更容易被检测到。在通过感测胚胎活动或仅一次或两次心跳来实现活蛋的最大快 速检测的场合中，消除来自振动的误报心跳对于减少误报活蛋可能 是至关重要的。现在参考图5，图示了根寺居本发明实施例使用胚胎心率作为诊断 工具的方法。最初，测量载体(例如蛋容器)中的多个假定含胚胎 的蛋的每一个的胚胎心率(框300)。测量一组蛋中每个蛋的胚胎心率的示范方法使用照射每个蛋并测量来自每个蛋的光的光学系统， 例如授予Hebrank的美国专利号6,860,225中描述的光学系统。但是， 可以无限制地采用用于测量胚胎心率的多种其他方法和设备。然后确定多个蛋的平均心率(框310)。然后将每个蛋的各自心 率与平均心率比较，以识别具有心率与平均心率偏离的胚胎的蛋(框 320 )。例如，偏离心率(即，高于平均值的心率或低于平均值的心2
率)可以指示胚胎的负面健康状况。响应识别出具有偏离心率的胚 胎(并由此可能具有负面健康状况或其他状况)的蛋，可以执行蛋 的处理，其中设计成改善胚胎的负面(或其他类型的)健康状况(框330 )。示范处理包括但不限于^f吏蛋气室裂开以帮助通气、将蛋置于 更富含氧气的环境中、将蛋置于更温暖的环境中和将材料注射到蛋 中。可注射到蛋中以改善蛋的健康状况的示范材料包括但不限于疫 苗、药物、营养素和激素。例如，可以将促曱状腺释放激素(TRH) 注射到蛋中以增加胚胎孵化的和无率。现在参考图6，图示了根据本发明实施例使用胚胎活动作为诊断 工具的方法。最初，测量载体(例如蛋容器)中的多个假定含胚胎 的蛋的每一个内的胚胎活动(框400)。测量一组蛋中每个蛋的胚胎 活动的示范方法使用照射每个蛋并测量来自每个蛋的光的光学系 统，例如授予Hebrank的美国专利号6,860,225中描述的光学系统。 但是，可以无限制地采用用于测量胚胎活动的多种其他方法和设备。然后确定多个蛋的平均活动(框410)。每个蛋的活动可以测量 为几秒的监视期间的最大峰到峰值，或者每个蛋的活动可以是频率 上从约0.2 Hz到约2 Hz的光i普能量。将每个蛋的各自胚胎活动与平 均胚胎活动比较，以识别具有活动与平均活动偏离的胚胎的蛋(框 420)。活动偏离量(即，小于平均值的活动或高于平均值的活动) 可以指示胚胎的负面健康状况(或其他类型的状况)。响应识别出具 有偏离活动的胚胎(并由此可能具有负面健康状况或其他状况)的 蛋，可以执行蛋的处理，其中设计成改善胚胎的负面健康状况(或 其他类型的状况)(框430)。如上所述，示范处理包括但不限于使蛋 气室裂开以帮助通气、将蛋置于更富含氧气的环境中、将蛋置于更 温暖的环境中和将材料注射到蛋中。可注射到蛋中以改善蛋的健康 状况的示范材料包括但不限于疫苗、药物、营养素和激素。例如， 可以将TRH注射到蛋中以增加胚胎將化的概率。可以根据本发明实施例使用多种测量胚胎心率和活动的方法。 例如，能以来自光源的光(例如可见光和红外线波长的其中之一或 二者兼有)照射每个蛋。然后由设在每个蛋附近的光检测器接收离 开每个蛋的光。每个光检测器生成对应于离开各自蛋的光的强度的 输出信号。处理该输出信号以确定每个蛋的胚胎心率。例如，可以 处理输出信号以确定对应于胚胎心率的光强度上的周期性变化的存 在。此外，还可以处理输出信号以确定对应于蛋内胚胎活动的光强 度上的非周期性变化的存在。现在参考图7,图示了根据本发明实施例使用胚胎心率和活动作 为诊断工具的方法。最初，测量载体(例如蛋容器)中的多个假定 含胚胎的蛋的每一个的胚胎心率(框500 )。然后确定多个蛋的平均 胚胎心率(框510)。将每个蛋的相应胚胎心率与平均胚胎心率比较， 以识别具有心率与平均心率偏离的胚胎的蛋(框520 )。偏离心率(即， 高于平均值的心率或低于平均值的心率)可以指示胚胎的负面健康 状况(或其他类型的状况)。还测量多个蛋的每一个内的胚胎活动(框 530),并计算多个蛋的平均活动(框540)。将每个蛋的相应胚胎活 动与平均胚胎活动比较，以识别具有活动与平均活动偏离的胚胎的 蛋(框550 )。活动偏离量(即，小于平均值的活动或高于平均值的 活动)可以指示胚胎的负面健康状况(或其他类型的状况)。响应通过心率检测或活动检测(或者二者的组合)识别出具有 负面健康状况(或其他状况)的胚胎的蛋，执行蛋的处理，该处理 设计成改善胚胎的负面健康状况(或其他类型的状况)(框560)。如 上所述，示范处理包括但不限于使蛋气室裂开以帮助通气、将蛋置 于更富含氧气的环境中、将蛋置于更温暖的环境中和将材料注射到 蛋中。可注射到蛋中以改善蛋的健康状况的示范材料包括但不限于 疫苗、药物、营养素和激素。例如，可以将TRH注射到蛋中以增加 胚胎孵化的扭无率。现在参考图8，图示了根据本发明实施例使用胚胎心率作为性别 指示的方法。最初，测量载体(例如蛋容器)中的多个假定含胚胎
的蛋的每一个的胚胎心率(框600)。然后确定多个蛋的平均胚胎心 率(框610)。将每个蛋的相应胚胎心率与平均胚胎心率比较，以识 别每个蛋中的胚胎的性别(框620)。可以根据性别将疫苗或其他处 理物质注射到蛋中(或可以从蛋中去除材料)(框630)。此外，还可 以根据胚胎性别对蛋分类(框640 )。基于性别分类可以在将物质注 射到蛋中之前或之后进行。分类可以包括将蛋指示为雄性、雌性或性别不确定。指示为性 别不确定的蛋可能经历进一 步操作，例如手动灯检以便更确定性地 确定性别。例如参见美国专利号6,750,954。除了结合性别分类和健康i貪断使用外，如本文描述的，本发明 的实施例还可以便于流感疫苗制作。例如，与流感疫苗制作中使用 的多个蛋的平均心率偏离的胚胎心率的识别可以指示受污染的蛋和/ 或未正确接种的蛋(例如没有将病毒抹正确地置于尿嚢内的蛋等)。根据本发明的其他实施例，可以利用将胚胎心率与 一个或多个 其他蛋的特征相关来精确地检测蛋的健康状况、性别和其他方面。 例如，可以将心率与蛋的温度相关以检测胚胎的状况。此外，还可 以将心率与蛋壳的尺寸和/或重量相关以检测胚胎的状况。前文是本发明的说明，不应视为限制本发明。虽然描述了本发 明的几个示范实施例，但是本领域技术人员将容易地认识到在不实 质性地背离本发明原理的前提下，示范实施例中可能有许多修改。内。本发明的范围由所附权利要求限定，并且这些权利要求的等效 物应涵盖在其中。
权利要求
1. 一种识别活蛋的方法，包括a) 以来自光源的光照射载体中的多个蛋；b) 在光检测器处接收穿过每个蛋的光；c )生成各相应蛋的对应于在光检测器处接收到的光的输出信 号；以及d)分析所述多个蛋的输出信号以识别传给所述载体的外部干扰 的指示。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，外部干扰的指示包括输出信号中的噪声。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，外部干扰的指示包 括输出信号中的 一个或多个波形。
4. 如权利要求1所述的方法，还包括对确定来自预定数量的蛋 的输出信号包含传给所述载体的外部干扰的指示进行响应，重复执 行步骤a)到d )。
5. 如权利要求l所述的方法，还包括e )分析每个蛋的输出信号以识别胚胎心率和/或胚胎活动的存 在；以及f)响应识别出胚胎心率和/或胚胎活动将蛋指示为活蛋。
6. 如权利要求3所述的方法，还包括 将指示为活蛋的蛋的数量与预期数量比较；以及 对确定指示为活蛋的蛋的数量超过所述预期数量进行响应，重复执行步骤a)到f)。
7. 如权利要求3所述的方法，还包括 记录识别出胚胎活动的时间；以及对确定在预定数量的蛋中在大致相同时间发生胚胎活动进行响 应，重复执行步骤a)到f)。
8. 如权利要求1所述的方法，还包括 为每个蛋记录发生特定输出信号的时间；以及对确定在预定数量的蛋中在大致相同时间发生特定输出信号进 行响应，重复执行步骤a)到d )。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，特定输出信号包括 波形最大值或波形零交叉。
10. —种识别活蛋的方法，包括a) 以来自光源的光照射载体中的多个蛋；b) 在光检测器处接收穿过每个蛋的光；c )生成各相应蛋的对应于在光检测器处接收到的光的输出信— d) 分析所述多个蛋的输出信号以识别传给所述载体的外部干扰 的指示；e) 分析每个蛋的输出信号以识别胚胎心率的存在；f) 对识别出胚胎心率进行响应，将蛋指示为活蛋；以及g) 将指示为活蛋的蛋的数量与预期数量比较，并且对确定指示 为活蛋的蛋的数量超过所述预期数量进行响应，重复执行步骤a)到 f)。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，外部干扰的指示 包括输出信号中的噪声。
12. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，外部干扰的指示 包括输出信号中的 一个或多个波形。
13. 如权利要求IO所述的方法，还包括 为每个蛋记录发生特定输出信号的时间；以及对确定在预定数量的蛋中在大致相同时间发生特定输出信号进 行响应，重复执行步骤a)到d )。
14. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，特定输出信号包 括波形最大值或波形零交叉。
15. —种识别活蛋的方法，包括a) 以来自光源的光照射栽体中的多个蛋；b) 在光检测器处接收穿过每个蛋的光；c )生成各相应蛋的对应于在光检测器处接收到的光的输出信 号；以及d) 分析所述多个蛋的输出信号以识别传给所述载体的外部干扰 的指示。e) 分析每个蛋的输出信号以识别胚胎活动的存在；f) 对识别出胚胎活动进行响应，将蛋指示为活蛋；g) 记录识别出胚胎活动的时间；以及h) 对确定在预定数量的蛋中在大致相同时间发生胚胎活动进行 响应，重复执行步骤a)到f)。
16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，外部干扰的指示 包括输出信号中的噪声。
17. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，外部干扰的指示 包括输出信号中的 一个或多个波形。
18. 如权利要求15所述的方法，还包括对确定来自预定数量的 蛋的输出信号包含传给所述载体的外部干扰的指示进行响应，重复 执行步骤a)到d)。
19. 一种识别载体内的多个蛋中的活蛋的灯检设备，包括 光源，所述光源以光照射所述载体内的一个或多个蛋； 检测器，所述检测器接收来自所述光源穿过一个或多个蛋的光并生成对应于所接收的光的输出信号；以及处理器，所述处理器配置成就胚胎心率和/或胚胎活动的存在分 析每个蛋的输出信号，其中所述处理器配置成对识别出胚胎心率和/ 或胚胎活动进行响应而将蛋指示为活蛋，以及所述处理器配置成分 析每个蛋的输出信号以识别传给所述载体的外部干护0的指示。
20. 如权利要求19所述的灯检设备，其特征在于，外部干扰的 指示包括输出信号中的噪声。
21. 如权利要求19所述的灯检i殳备，其特征在于，外部干扰的 指示包括输出信号中的一个或多个波形。
22. 如权利要求19所述的灯检设备，其特征在于，所述处理器 配置成对确定来自预定数量的蛋的输出信号包含外部干扰的指示进 行响应而要求对所述多个蛋重新灯检。
23. 如权利要求19所述的灯检设备，其特征在于，所述处理器 配置成将指示为活蛋的蛋的数量与预期数量比较，以及所述处理器 配置成对确定指示为活蛋的蛋的数量超过预期数量进行响应而要求 对所述多个蛋重新灯检。
24. 如权利要求19所述的灯检设备，其特征在于，所述处理器 配置成为每个蛋记录识别出胚胎活动的时间，以及所述处理器配置 成对确定在预定数量的蛋中在大致相同的时间发生胚胎活动进行响 应而要求对所述多个蛋重新灯才企。
25. —种识别载体内的多个蛋中的活蛋的灯检设备，包括 光源，所述光源以光照射所述载体内的一个或多个蛋；检测器，所述检测器接收来自所述光源穿过一个或多个蛋的光 并生成对应于所接收的光的输出信号；以及 处理器，配置成分析每个蛋的输出信号以识别胚胎心率的存在； 对识别出心率进行响应，将蛋指示为活蛋；以及 将指示为活蛋的蛋的^t量与预期数量比较，并对确定指示 为活蛋的蛋的数量超过所述预期数量进行响应而要求对所述多个蛋 重新灯检。
26. —种识别载体内的多个蛋中的活蛋的灯检设备，包括 光源，所述光源以光照射所述载体内的一个或多个蛋；检测器，所述检测器接收来自所述光源穿过一个或多个蛋的光 并生成对应于所接收的光的输出信号；以及 处理器，配置成分析每个蛋的输出信号以识别胚胎活动的存在；对识别出胚胎活动进^f亍响应，将蛋指示为活蛋； 记录识别出胚胎活动的时间；以及对确定在预定数量的蛋中在大致相同时间发生胚胎活动进 行响应而要求对所述多个蛋重新灯检。
27. —种诊断多个蛋的胚胎健康的方法，包括 测量多个蛋的每一个蛋的心率； 确定所述多个蛋的平均心率；以及将每个蛋的相应心率与所述平均心率比较，以识别具有心率与所述平均心率偏离的胚胎的蛋。
28. 如权利要求27所述的方法，还包括 测量所述多个蛋的每一个蛋的胚胎活动； 确定所述多个蛋的平均胚胎活动；将每个蛋的相应胚胎活动与所述平均胚胎活动比较，以识别具 有胚胎活动与所述平均胚胎活动偏离的蛋。
29. 如权利要求27所述的方法，其特征在于，偏离心率指示负 面健康状况，以及所述方法还包括对识别出具有偏离心率的蛋进 行响应，执行设计成改善蛋的负面健康状况的功能。
30. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，执行设计成改善 蛋的负面健康状况的功能包括执行从如下功能构成的集合中选择的 功能使蛋的气室裂开以帮助通气、将蛋置于富含氧气的环境中、 将蛋置于更温暖的环境中和将材料注射到蛋中。
31. 如权利要求30所述的方法，其特征在于，将材料注射到蛋 中包括注射从如下材料构成的集合中选择的材料疫苗、药物、营 养素和激素。
32. 如权利要求30所述的方法，其特征在于，将材料注射到所 述蛋中包括将TRH注射到蛋中。
33. —种识别多个蛋的性别的方法，包括 测量多个蛋的每一个蛋的心率； 确定所述多个蛋的平均心率；以及将每个蛋的相应心率与所述平均心率比较，以识别每个蛋的性别。
34. 如权利要求33所述的方法，还包括根据性别选择性地将物 质注射到蛋中。
35. 如权利要求33所述的方法，还包括根据性别选择性地从蛋 中去除材料。
36. 如权利要求34所述的方法，还包括在将物质注射到蛋中之 前，根据性别将所述蛋分类。
37. 如权利要求35所述的方法，还包括在从蛋中去除材料之前， 根据性别将蛋分类。
38. 如权利要求34所述的方法，还包括在将物质注射到蛋中之 后，根据性别将蛋分类。
39. 如权利要求35所述的方法，还包括在从蛋中去除材料之后， 根据性别将所述蛋分类。
40. —种诊断多个蛋的胚胎健康的方法，包括 测量多个蛋的每一个蛋的胚胎活动； 确定所述多个蛋的平均胚胎活动；将每个蛋的相应胚胎活动与所述平均胚胎活动比较，以识别具 有胚胎活动与所述平均活动偏离的蛋。
41. 一种诊断多个蛋的胚胎健康的方法，包括 测量多个蛋的每一个蛋的心率； 测量所述多个蛋的每一个蛋的温度； 确定所述多个蛋的平均心率和平均温度；以及 将每个蛋的相应心率和温度与所述平均心率和平均温度比较，以识别具有心率和温度与所述平均心率和平均温度偏离的胚胎的 蛋。
42. —种诊断多个蛋的胚胎健康的方法，包括 测量多个蛋的每一个蛋的心率； 测量所述多个蛋的每一个蛋的蛋壳尺寸； 确定所述多个蛋的平均心率和平均蛋壳尺寸；以及 将每个蛋的相应心率和蛋壳尺寸与所述平均心率和平均蛋壳尺寸比较，以识别具有心率和蛋壳尺寸与所述平均心率和平均蛋壳尺 寸偏离的胚胎的蛋。
43. —种诊断多个蛋的胚胎健康的方法，包括 测量多个蛋的每一个蛋的心率； 测量所述多个蛋的每一个蛋的蛋重量； 确定所述多个蛋的平均心率和平均蛋重量；以及 将每个蛋的相应心率和蛋重量与所述平均心率和平均蛋重量比较，以识别具有心率和蛋重量与所述平均心率和平均蛋重量偏离的 胚胎的蛋。
全文摘要
识别活蛋包括a)以光照射蛋；b)在光检测器处接收穿过每个蛋的光；c)生成各相应蛋的对应于在光检测器处检测到的光的输出信号；d)分析输出信号以识别外部干扰的指示；e)分析每个蛋的输出信号以识别胚胎心率和/或胚胎活动的存在；以及f)响应识别到胚胎心率和/或胚胎活动将蛋指示为活蛋。如果来自预定数量的蛋的输出信号包含对蛋的外部干扰的指示，则重复执行步骤a)到d)。如果指示为活蛋的蛋的数量超过预期数量，或在预定数量的蛋中在大致相同时间发生胚胎活动，则重复执行步骤a)到f)。
文档编号G01N33/08GK101123875SQ200580034368
公开日2008年2月13日 申请日期2005年9月29日 优先权日2004年10月14日
发明者J·H·赫布兰克 申请人:恩布里克斯公司