精子分析装置及其分析方法与流程

本发明涉及精子活性分析领域，特别是一种精子分析装置及其分析方法。

背景技术：

目前随着生存环境的污染加重和人们生活方式的变化，同时伴随着精神因素，人类精子的质量正在悄然下降。精子的质量是反应男性生育能力的关键依据，目前绝大多数的检测和评价，比如常规精液分析和计算机辅助精子分析等都需要患者本人到医疗机构完成。在医疗机构可以获得较为全面可靠的检测结果，但还是存在较多问题，比如检查费用较高，时间成本较高，隐私的保护性也并不理想。

随着人们生活水平和文化水平的逐渐提高，自我健康意识的不断加强，疾病的预防和控制理念已经深入人们的心中，如何在不需要专业人员和不需要到医疗机构的情况下对自我的健康状况测定以及进行康复治疗是个非常广泛的问题。家用医疗器械的出现解决了这些问题，也因此家用医疗器械的需求对象是非常广泛的，家用医疗器械产业的发展前景非常广阔。

国家放开并鼓励生育二胎，使政府和育龄人群更加关注生殖健康，其中男性精子的质量是重要的关注因素；另外，随着科学技术的快速发展，生存环境的污染加重和人们生活方式的变化，同时伴随着精神因素，人类精子的质量正在悄然下降。从临床得到的数据显示，男方导致的不育约占不孕不育的30%~40%，且每8对育龄夫妇中就有1对面临难以生育的问题。精子的质量是反应男性生育能力的重要依据，目前绝大多数的检测和评价，比如常规精液分析和计算机辅助精子分析等都需要患者本人到医疗机构完成。虽然在医疗机构可以获得较为全面可靠的检测结果，但还是存在较多问题，比如检查费用较高，时间成本较高，隐私的保护性也并不理想。

目前的智能手机的使用已经非常的普及，几乎所有的智能手机都具有摄像头和闪光灯，而且手机的处理性能也都具有较高的水平，可以采集、分析和保存精子图像，对精子质量进行分析和评估，因此在家里基于智能手机对精子质量进行分析和评估具备可行性和较大的实际需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于智能手机能够方便使用和操作的精子分析装置及其分析方法。

一种精子分析装置，包括：

用于承载智能手机的承载台，所述承载台上开设有摄像孔及照明孔，所述摄像孔位于所述照明孔的一侧，所述摄像孔与所述照明孔分别对准放置于所述承载台上的同一智能手机的摄像头与闪光灯；

样本安置区，设于承载台下方，用于安放精子样本；

光学模块，包括：位于所述样本安置区上方的显微镜头以及导光组件，所述显微镜头设于所述摄像孔中或设于所述摄像孔的正下方，导光组件布置在所述样本安置区与所述照明孔之间，将透过照明孔的光束传导至所述样本安置区的正下方而照亮精子样本。

在其中一实施方式中，所述照明孔为长孔。

在其中一实施方式中，所述摄像孔为圆孔。

在其中一实施方式中，所述导光组件包括反射镜组，所述反射镜组对透过所述照明孔的光束进行多次反射而得到由下至上射入所述样本安置区的反射光束。

在其中一实施方式中，所述反射镜组包括：第一反射镜及第二反射镜，所述第一反射镜及所述第二反射镜与水平面的夹角均呈45度，且所述第一反射镜与所述第二反射镜的反光面相对，所述第一反射镜与所述照明孔相对，所述第二反射镜与所述摄像孔相对并位于所述样本安置区的下方，透过所述照明孔的光束经所述第一反射镜反射成水平光束，再经所述第二反射镜二次反射，将光束由下至上垂直反射至所述样本安置区。

在其中一实施方式中，所述显微镜头的中轴线与经所述第二反射镜反射的光束的中轴线重合。

在其中一实施方式中，所述第一反射镜安装在一可移动的镜片座上，所述镜片座能够沿平行于所述照明孔的长度方向水平移动，和/或，沿远离或靠近所述照明孔的上下方位移动。

在其中一实施方式中，所述导光组件包括用于汇聚所述闪光灯光束的聚光器，所述聚光器位于所述照明孔下方，所述第一反射镜设于所述聚光器下方并与所述聚光器相对。

在其中一实施方式中，所述聚光器能够沿平行于所述照明孔的长度方向水平移动。

在其中一实施方式中，所述第二反射镜的位置固定，所述第一反射镜和所述聚光器安装在一可移动的弓形座上，所述弓形座包括两个相对设置的固定臂，所述聚光器及所述第一反射镜分别固定设于所述弓形座的两个固定臂上，所述弓形座能够沿所述照明孔的长度方向运动。

在其中一实施方式中，所述弓形座远离所述第二反射镜的一侧设有调节杆，所述调节杆带动所述弓形座移动。

在其中一实施方式中，所述导光组件包括光纤，所述光纤的入射口位于所述照明孔的下方，所述光纤的出射口位于所述样本安置区下方。

在其中一实施方式中，所述光纤的入射口能够沿平行于所述照明孔的长度方向水平移动。

在其中一实施方式中，所述导光组件上还设置有用于汇聚所述闪光灯光束的聚光器，所述聚光器位于所述照明孔中或位于所述照明孔下方，所述光纤的入射口设于所述聚光器的正下方。

在其中一实施方式中，所述光纤的入射口安装在一可移动的光纤固定板上，所述聚光器安装在聚光器固定板上，且所述聚光器固定板与所述光纤固定板能够同步地沿平行于所述照明孔的长度方向水平移动。

在其中一实施方式中，还包括设置于样本安置区的样本仓，所述样本仓设有供样本插入的开口。

在其中一实施方式中，所述承载台上设有至少两个卡扣，至少两个所述卡扣相对设置于所述承载台上，所述卡扣用于卡合固定所述智能手机的边缘。

在其中一实施方式中，所述卡扣可滑动设于所述承载台上，以改变两个相对设置的所述卡扣之间的距离。

一种精子分析方法，包括：

利用同一台智能手机的摄像头和闪光灯获取样品信息；

将采集的所述样品信息在同一台智能手机上进行保存和数据分析，得到分析结果；

将分析结果存储在同一台智能手机上。

在其中一实施方式中，还包括步骤，将样品信息和分析结果上传至服务器。

上述精子分析装置利用上述精子分析方法，通过导光组件将智能手机的闪光灯发出的光束传导至样本安置区，并照亮精子样本。则位于样本安置区上方的同一台智能手机的摄像头能够通过显微镜头对精子样本进行拍照或录制视频。因此，上述精子分析装置无需设置光源，仅通过一台智能手机即可完成照明和拍摄。因此上述精子分析装置的结构简单，操作方便，便于上述精子分析装置的家庭化的推广应用。

附图说明

图1为本实施方式的精子分析装置的光学示意图。

图2为第一实施方式的精子分析装置的结构示意图。

图3为根据图2所示的精子分析装置的俯视图。

图4为第二实施方式的精子分析装置的结构示意图。

图5为第三实施方式的精子分析装置的结构示意图。

图6为本实施方式的精子分析方法的流程图。

附图标记说明如下：10、20、30、精子分析装置；11、承载台；111、卡扣；112、弧形面；113、213、313、摄像孔；114、214、314、照明孔；12、221、32、样本安置区；13、光学模块；131、231、331、显微镜头；132、232、332、导光组件；133、233、第一反射镜；333、光纤；134、234、第二反射镜；334、光纤固定板；135、235、335、聚光器；236、336、聚光器固定板；137、237、固定孔；14、24、外壳；15、25、样本仓；16、弓形座；161、固定臂；162、调节杆；163、连接臂；26、镜片座；2、智能手机；21、摄像头；22、闪光灯；3、精子样本。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图1及图2，本发明提供一种精子分析装置10。精子分析装置10包括用于承载智能手机2的承载台11、样本安置区12及光学模块13。

承载台11为一工作平台。承载台11可以为一框架结构的表面平台，也可以为由板材制作的盒装结构的表面。并且，承载台11的表面积大于智能手机2的表面积。因此，智能手机2可以根据使用需要，横向或纵向摆放在承载台11上。

具体在本实施方式中，承载台11上设有至少两个卡扣111。至少两个卡扣111相对设置于承载台11上，卡扣111用于卡合固定智能手机2的边缘。具体地，卡扣111可以为四个，四个卡扣111呈矩形分布在承载台11上，围成一个收容空间。智能手机2放置于该收容空间内，每个卡扣111对应智能手机2的一侧边。当智能手机2摆放定位的时候，四个卡扣111分别对应于智能手机2的一个侧边进行卡合固定，以防止智能手机2在承载台11上移动，影响精子分析装置10的使用。

并且，如图2所示，精子分析装置10还包括外壳14。卡扣111也可以设于精子分析装置10的外壳14上。卡扣111朝向收容空间的一侧面为弧形面112。弧形面112能够匹配智能手机2的圆滑边缘，保证卡扣111与智能手机2能够稳固抵持。

由于智能手机2的尺寸型号不同，承载台11为适应各种智能手机2的固定需求。因此，卡扣111可滑动设于承载台11上，以改变两个相对设置的卡扣111之间的距离。卡扣111还可以通过滑轨及紧固螺栓实现卡扣111位置的调整。当卡扣111沿滑轨移动到合适位置处时，紧固螺栓将卡扣111固定在滑轨上，使卡扣111固定，从而固定智能手机2。

在其他实施方式中，卡扣111还可以通过伸缩臂或弹簧等与承载台11伸缩连接。此处对卡扣111与承载台11的连接方式并不做具体限定，只要两个相对设置的卡扣111之间的距离能够改变，以达到固定多种尺寸大小的智能手机2的目的即可。

承载台11上开设有摄像孔113及照明孔114。摄像孔113位于照明孔114的一侧，摄像孔113与照明孔114分别对准放置于承载台11上的同一智能手机2的摄像头21与闪光灯22。具体在本实施方式中，摄像头21对准摄像孔113，闪光灯22对准照明孔114。请参阅图3，并且，具体地，照明孔114为长孔。摄像孔113为圆孔。通过跑道形的照明孔114，智能手机2的闪光灯22位于照明孔114的长度方向的不同位置时，则智能手机2的闪光灯22位于长孔的不同位置，以使承载台11匹配不同智能手机2的摄像头21与闪光灯22之间距离不同的情况。

样本安置区12设于承载台11下方，用于安放精子样本3。样本安置区12相对于智能手机2设于承载台11的另一侧。具体在本实施方式中，精子分析装置10还包括设置于样本安置区12的样本仓15。样本仓15设有供精子样本3插入的开口。精子样本3通过样本仓15放置于样本安置区12。外壳14的内侧壁上相应设置支撑臂或支撑台，以支撑样本仓15固定于样本安置区12内。样本仓15为透明盒状结构。样本仓15仅开设有一个供精子样本3进出的开口，其他各个侧面均为封闭面。一方面，样本仓15能够保护精子样本3避免污染；另一方面，样本仓15能够防止精子样本3在分析过程中溢出，避免污染精子分析装置10。

在其他实施方式中，精子样本3可以直接通过支撑臂或支撑台放置于样本安置区12上。并且，样本仓15还可以为仅上、下两个侧面为透明面的盒状结构。此处对样本仓15的结构内容并不做限定。

请参阅图2，光学模块13包括位于样本安置区12上方的显微镜头131以及导光组件132。

显微镜头131设于摄像孔113中或设于摄像孔113的正下方。显微镜头131与摄像孔113相对设置，显微镜头131能够使智能手机2的摄像头21能够对精子、血细胞等进行成像。具体地，显微镜头131为微型显微镜头。

导光组件132布置在样本安置区12与照明孔114之间，将透过照明孔114的光束传导至样本安置区12的正下方而照亮精子样本3。

上述精子分析装置10通过导光组件132将智能手机2的闪光灯22发出的光束传导至样本安置区12，并照亮精子样本3。则位于样本安置区12上方的同一台智能手机2的摄像头21能够通过显微镜头131对精子样本3进行拍照或录制视频。因此，上述精子分析装置10无需设置光源，仅通过一台智能手机2即可完成照明和拍摄。因此上述精子分析装置10的结构简单，操作方便，便于上述精子分析装置10的家庭化的推广应用。

具体在本实施方式中，导光组件132包括反射镜组。反射镜组对透过照明孔114的光束进行多次反射而得到由下至上射入样本安置区12的反射光束。反射镜组根据光路设计需要，设计两个或多个反射镜对光束进行反射，以使从透过照明孔114的光束反射至样本安置区12。

具体地，反射镜组包括第一反射镜133及第二反射镜134。第一反射镜133及第二反射镜134与水平面的夹角均呈45度，且第一反射镜133与第二反射镜134的反光面相对。第一反射镜133与照明孔114相对，第二反射镜134与摄像孔113相对并位于样本安置区12的下方。透过照明孔114的光束经第一反射镜133反射成水平光束，再经第二反射镜134进行二次反射，将光束由下至上垂直反射至样本安置区12。透过照明孔14的光束经第一反射镜133与第二反射镜134反射，将光束的传播方向改变180度。因此，智能手机2的摄像头21能够利用闪光灯22的光束。并且，光束能够由下至上垂直反射至精子样本3上，则可以使光束能够均匀地投射到精子样本3上，保证摄像头能够清晰成像。

具体地，第一反射镜133的长度需要超过照明孔114的长度的1.414倍。即，透过照明孔114的光束能够全部投射到第一反射镜133上，保证光束的利用率。

并且，导光组件132包括用于汇聚闪光灯22光束的聚光器135。聚光器135位于照明孔114中或位于照明孔114下方。具体在本实施方式中，聚光器135位于照明孔114下方。聚光器135用于汇聚透过照明孔114的闪光灯22的光束。由于智能手机2的闪光灯22发出的光为发散光束，使用聚光器135将发散光束变为平行光束，则透过照明孔114的光束更加均匀，且强度更大。

第一反射镜133设于聚光器135下方并与聚光器135相对。当智能手机2的闪光灯22位于照明孔114长度方向的不同位置时，则相应的聚光器135以及第一反射镜133也能够沿平行于照明孔114的长度方向水平移动，以使闪光灯22、聚光器135及第一反射镜133之间的相对位置保持稳定。

在第一实施方式中，第二反射镜134的位置固定。第二反射镜134固定设于外壳14的底面上。第二反射镜134的一端与外壳14的底面呈45度角，另一端与外壳14的侧边也呈45度角。并且，显微镜头131的中轴线与经第二反射镜134反射后的光束的中轴线重合。

第一反射镜133和聚光器135安装在一可移动的弓形座16上。弓形座16可滑动安装在外壳14的底面上。

弓形座16包括两个相对设置的固定臂161及垂直于两固定臂161的连接臂163。聚光器135及第一反射镜133分别固定设于弓形座16的两个固定臂161上。弓形臂16顶端的固定臂161安装有聚光器135，弓形臂16底端的固定臂161安装第一反射镜133。第一反射镜133的一端与外壳14的底面呈45度夹角，另一端与弓形臂16的连接臂163也呈45度夹角。另外，聚光器135的中轴线穿过第一反射镜133的中心点，且中轴线平行于弓形臂16远离第二反射镜134的侧面。

并且，弓形座16能够沿照明孔114的长度方向运动。弓形座16远离第二反射镜134的一侧设有调节杆162，即，连接臂163远离第二反射镜134的一侧面设有调节杆162。调节杆162带动弓形座16移动。操作人员可以通过推拉调节杆162，使弓形臂16沿着照明孔114的长度方向移动，当调节到聚光器135与智能手机2的闪光灯22正对时，停止调节。

并且，在第一实施方式中，聚光器135可以省略。安装有聚光器135的固定臂161上开设有用于收容聚光器135的固定孔137。固定孔137为一个圆形的通孔，则通过照明孔114的光束在通过固定孔137的时候，同样可以使光束能够到达第一反射镜133。避免多余光束投射在第一反光镜133之外的地方，进入到精子分析装置10的内部，影响精子分析装置10成像。

请参阅图4，在第二实施方式的精子分析装置20中，导光组件232包括第一反射镜233及第二反射镜234。其中第二反射镜234的位置固定，第二反射镜234固定设于外壳24的底面上。第二反射镜234的一端与外壳24的底面呈45度角，另一端与外壳24的侧边也呈45度角。并且，显微镜头231的中轴线与经第二反射镜234反射后的光束的中轴线重合。

第一反射镜233安装在一可移动的镜片座26上。镜片座26能够沿平行于照明孔214的长度方向水平移动，和/或，沿远离或靠近照明孔214的上下方位移动。在其他实施方式中，第二反射镜234的位置可以不固定。第二反射镜234与第一反射镜233同时、同步上下移动，同样可以达到使光束由下至上垂直反射至样本安置区221的效果。

当智能手机2的闪光灯22位于照明孔214的长度方向的不同位置的时候，由于聚光器235固定设于聚光器固定板236上，则将聚光器固定板236相应调节位置，使聚光器235与闪光灯22对准，因此，透过照明孔214的光束入射到第一反射镜233的入射点发生变化。为保证经第二反射镜234反射后的光束的中轴线与显微镜头231的中轴线重合，则需要将第一反射镜233进行水平或上下移动。从而使，反射光束能够由下至上垂直反射至样本安置区221，并且保证反射光束关于显微镜头231的中轴线对称。光束能够由下至上垂直反射至样本仓25内的精子样本3上。反射光束关于摄像孔213内的显微镜头231的中轴线对称，可以使进入显微镜头231的光线充足，保证智能手机2的摄像头21能够清晰成像。

并且，在第二实施方式中，聚光器235可以省略。则聚光器固定板236上开设有用于收容聚光器235的固定孔237，固定孔237为一个圆形的通孔，则通过照明孔214的光束在通过固定孔237的时候，同样可以使光束能够到达第一反射镜233。避免多余光束投射在第一反光镜233之外的地方，进入到精子分析装置20的内部，影响精子分析装置20成像。

请参阅图5，在第三实施方式的精子分析装置30中，导光组件332包括光纤333。光纤333的入射口位于照明孔314的下方。光纤333的出射口位于样本安置区32下方。对应地，显微镜头331安装于摄像孔313内。光纤333的入射口设于聚光器335的正下方。光纤333的入射口安装在一可移动的光纤固定板334上，聚光器335安装在聚光器固定板336上。聚光器固定板336与光纤固定板334能够同步地沿平行于照明孔314的长度方向水平移动。当聚光器335沿平行于照明孔314的长度方向水平移动，则光纤333的入射口能够沿平行于照明孔314的长度方向水平移动。

当智能手机2的闪光灯22位于照明孔314内的不同位置的时候，则相应的聚光器335以及光纤333的入射口能够沿平行于照明孔314的长度方向水平移动，以使闪光灯22、聚光器335及光纤333的入射口之间的相对位置保持稳定。

在其他实施方式中，当承载台11针对某一特定型号的智能手机2设计时，则智能手机2的摄像头21与闪光灯22的距离为定值，则闪光灯22位于照明孔114的固定位置，因此聚光器135的位置也无需移动。因此，将聚光器135可以直接固定设于照明孔114中，同样可以实现对闪光灯22光束汇聚的作用，为精子分析装置10提供光源照明的目的。

本发明还提供一种精子分析方法。

请参阅图6，一种精子分析方法，包括：

步骤s11，利用同一台智能手机的摄像头和闪光灯获取样品信息。

步骤s12，将采集的样品信息在同一台智能手机上进行保存和数据分析，得到分析结果。

将对精子质量进行分析的算法和操作界面集成于智能手机上，利用该智能手机可以直接基于拍摄的图像和视频计算出分析结果，并直接呈现给用户。

步骤s13，将分析结果存储在同一台智能手机上。

精子分析方法还可以将获取的样品信息、分析的结果和过程保存在该智能手机的存储卡中，对数据进行存档。

本实施方式的精子分析方法还包括步骤，将样品信息和分析结果上传至服务器。

具体在本步骤中，在有网络连接的条件下，通过无线网络连接服务器，将测试过程采集的样品信息和数据分析得到的分析结果同步保存到服务器上。

本实施方式的本精子分析方法，在应用程序的设计时，将用户采集的图像和视频数据的样品信息和分析结果同步上传到服务器上。针对每次检测，可以节约智能手机的存储空间，约100m字节的数据。当用户将智能手机置于有无线网络连接的环境，应用软件会将较早之前采集的样品信息和分析结果上传至服务器。具体地，保留最近的三次的样品信息和分析结果，以不占用智能手机较多的存储空间。将样品信息和分析结果上传到服务器并加密保存，且样品信息和分析结果与该智能手机的用户相对应。如果该智能手机用户需要查看较早之前的样品信息和分析结果，在有无线网络连接的环境下，可以通过无线网络下载、查看。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。