[发明专利]用可见光线和/或近红外线诊断有无乳房炎的方法与装置

说明书

发明的技术领域

本发明涉及根据来自奶牛的尿液、生奶或哺乳腺的可见光和/或红外光谱来诊断乳房炎的方法与装置。

现有技术

生奶中体细胞的数量是乳房炎诊断的主要标志。迄今为止，测量体细胞数量一直是应用直接显微法、CMT修正法和荧光测定法。

目前，一般使用荧光型体细胞计数器(Fossomatic)测量生奶的体细胞数。该装置能计算和显示每毫升的体细胞数，方法是将缓冲液与染色液(溴化3，8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶鎓溶液)混入生奶，对体细胞的细胞核作荧光染色，将得到的混合奶用微注射器分散加到连续旋转盘的外围部分，再用荧光显微镜自动测量体细胞数。

日本规定，在用荧光型体细胞订数器(Fossomatic)测量生奶时，若每毫升的体细胞数达300000或更多，就断定该奶牛已患乳房炎，禁止挤奶。

本发明要解决的问题

然而，基于用荧光型体细胞计数器测量体细胞的常规乳房炎诊断法有各种问题要解决：(1)挤取的生奶要加缓冲液与染色液等化学品作预处理；(2)不能以非破坏方式测量生奶样品；(3)生奶易被其它物质干扰；(4)化学品价格高，从成本性能的观点来看是不利的；和(5)操纵装置与样品要用熟练的技术方法。

因此，本发明的目的是提出一种测量方法与装置以及判断方法，它通过对奶牛的尿液、生奶或哺乳腺发出的可见光和/或近红外光谱作光学测量，能在短时间内高度精密地诊断乳房炎。

解决问题的措施

本发明涉及诊断奶牛乳房炎的方法，包括以下步骤：将400～2500nm波长范围内的可见光线和/或近红外线辐照入奶牛的尿液、生奶或哺乳腺里，检测来自所述尿液、生奶或哺乳腺的透射光线、反射光线或者透射与反射光线的强度，作多元回归分析，诊断奶牛存在乳房炎。相对于用于检测的可见光线和/或近红外线，选用能有效判断乳房炎的波长的光线。

根据本发明，检测来自奶牛的尿液、生奶或哺乳腺的透射光线、反射光线或者透射与反射光线的强度，可以确定随尿液、生奶或哺乳腺中体细胞数变化的吸收比，这样通过多元回归分析和诊断存在奶牛乳房炎，可以判定奶牛的乳房炎。因此，无须作常规而麻烦的预处理、使用贵重化学品和熟练操作样品。从哺乳腺反射的光线等的强度表示由活体组织(包括哺乳动物细胞)反射的光线等的强度。在哺乳腺中，哺乳腺细胞(包括生奶)和活组织分别认为是牛乳和透明小容器。至于透射光线的测量，例如，将入射光线经光纤加到哺乳腺的一个右侧，同时把该光纤加到左侧，通过加到哺乳腺另一左侧的另一根光纤测量透射光线(在检测器一侧)。近红外范围的光线在哺乳腺中通过甚至更厚的路径，视波长范围而定。

本发明中用于诊断乳房炎的可见光线与近红外线的波长范围为400～2500nm。若应用400～1000nm范围的可见光线与红外线，就使用硅光探测器，若应用700～2500nm波长范围的近红外线，PbSe、InGaAs或GaAs等光探测器。

在上述可见光线与近红外线波长范围内，由于400～700nm范围的可见光线与近红外线有噪声，所以最好使用700～2500nm范围的近红外线。再者，由于生奶含各种成分，如水、蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质等，在各种波长区内，光线主要被作为主成分的水吸收，担心会妨碍测量近红外光谱。然而，在700～2500nm波长区内，与水相关的干扰比其它波长区要小。在1100～2500纳以长区内，尿液、生奶或哺乳腺中体细胞的吸收比变化作为分子振动的第一谐音或组合谐音。因此，最好用1100～2500nm波长范围的近红外线作测量，它能在短时间里测量尿液、生奶或哺乳腺中的体细胞。

再者，在红外线波长区中，由于在尿液、生奶或哺乳腺中吸收比较小，在测量透射光线或者透射与反射光线时，可将样品厚度保持为几毫米，因而易于搬动与设定样品容器。

通过对尿液、生奶或哺乳腺作光学测量和基于多元回归的数据处理，很容易高度精密地诊断奶牛的乳房炎。下面将描述这种诊断奶牛乳房炎的方法。

本发明的特征在于，在光学测量中，用分光仪在波长上扫描来自尿液、生奶或哺乳腺的入射光线、透射光线、反射光线或透射与反射光线，对得到的分光光谱作多元回归分析。