[发明专利]用于自动非侵入性地测量精子活力和形态学以及自动选择具有高DNA完整性的精子的方法

权利要求书

1.一种使用计算机来自动量化活动标本群体中的单个活动显微标本的活力和形态学参数的计算机实现的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(a)在显微镜装置的载物台上放置所述活动显微标本群体或实现所述活动显微标本群体的放置，所述显微镜装置具有：(i)电动定位器，所述电动定位器控制所述载物台的运动；(ii)电动物镜转换器；(iii)安装在所述电动物镜转换器上的第一显微镜放大倍数物镜和第二放大倍数物镜，所述第二放大倍数物镜具有比所述第一放大倍数物镜更高的放大倍率；(iv)安装在所述显微镜装置上的图像采集单元；以及(v)焦点调节马达，所述电动定位器、所述电动物镜转换器、所述图像采集单元和所述焦点调节马达操作地连接到所述计算机；

(b)通过所述第一显微镜放大倍数物镜使用所述图像采集单元来自动获得所述活动显微标本群体的图像；

(c)基于通过所述第一显微镜放大倍数物镜获取的所述图像，自动移动所述电动定位器以用于跟踪所述群体中的多个活动显微标本，从而量化所跟踪活动显微标本的活力参数；

(d)使用所量化活力参数来选择单个活动显微标本；

(e)自动(i)使用所述电动转换器来切换至第二放大倍数物镜，(ii)使用所述电动定位器来将所述所选择单个活动显微标本定位在所述第二放大倍数物镜的视野内，(iii)使用所述焦点调节马达来重新聚焦在所述单个活动显微标本上，以及(iv)通过所述第二放大倍数物镜利用所述图像采集单元获得所述单个活动显微标本的图像；以及

(f)使用利用所述第二放大倍数物镜获取的所述显微图像来定量地测量所述所选择单个活动显微标本的形态学参数。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述自动定位是基于所选择单个活动显微标本位置的校准的坐标变换和预测，其中所述校准的坐标变换在所述第一放大倍数物镜切换至所述第二放大倍数物镜之后补偿视野和焦点的变化。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中通过联合概率数据关联滤波器(JPDAF)实现所述视觉跟踪。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述活动显微标本是精子，并且其中通过结合精子头部取向和所述精子的形态学特征以在精子群体中的精子的交叉和紧密接近期间区分所跟踪单个精子来调整所述联合概率数据关联滤波器(JPDAF)。

5.如权利要求4所述的方法，其中将所述头部取向定义为所述精子头部的主轴与所述图像的水平轴之间的角度。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述形态学特征包括所述精子的头部形状。

7.如权利要求2所述的方法，其中所述单个活动显微标本位置的所述预测补偿放大倍数切换期间的所述单个活动标本的运动。

8.如权利要求2所述的方法，其中所述活动显微标本是精子，并且其中所述单个精子位置的所述预测是基于在第一放大倍数下测量的精子头部位置或精子尾部位置。

9.如权利要求2所述的方法，其中在放大倍数切换之后，通过跟踪和定位所述活动精子以补偿所述精子运动，在所述第二放大倍数物镜下连续执行对所述活动标本的所述定位。

10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述活力测量包括VCL(曲线速度)、VSL(直线速度)、VAP(平均路径速度)、ALH(侧向头部位移幅度)、LIN(线性)、WOB(摆动)、STR(直线度)、BCF(拍频)、MAD(平均角位移)或它们的组合。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括针对所述群体中的其他活动显微标本重复步骤(a)至(c)，并且其中所述方法还包括：基于所选择活动显微标本之间在所测量活力参数和所测量形态学参数上的定量比较来选择候选活动显微标本。