ES2830823T3

ES2830823T3 - Dispositivo para someter a prueba en casa

Info

Publication number: ES2830823T3
Application number: ES14869007T
Authority: ES
Inventors: Shoshan Assaf Ben; Vitaly Strongin; Lior Shriki; Marcia Deutsch
Original assignee: Mes Medical Electronic Systems Ltd
Current assignee: Mes Medical Electronic Systems Ltd
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2021-06-04
Anticipated expiration: 2034-12-09
Also published as: ZA201602950B; UA118684C2; US20190234864A1; AU2014363033B2; US20190293545A1; CA2932734C; BR112016011252B1; JP6796340B2; WO2015087232A1; CN105793694A; US20160290916A1; EP3080590A4; KR20160098215A; EP3080590B1; JP6614672B2; CN112033962A; CA2932734A1; MX366844B; CN112033962B; HK1226480A1

Abstract

Un dispositivo óptico (22), que comprende: una caja (30), que está configurada para encajar sobre al menos una parte de un dispositivo informático móvil (24) que tiene una primera y una segunda caras e incluye una fuente de luz (29), en la que, en uso, la fuente de luz (29) del dispositivo informático móvil (24) sobre el que está configurado el dispositivo óptico (22) para que encaje está dispuesto para emitir un haz de iluminación a través de una abertura de salida y dirigir el haz lejos de la segunda cara del dispositivo informático móvil, y un módulo de la cámara (27), dispuesto en uso para capturar imágenes a través de una abertura de entrada, en el que las aberturas de entrada y salida se abren a través de la segunda cara del dispositivo informático móvil; un receptáculo (31) en la caja configurado para recibir y situar una muestra (56) cerca de la segunda cara del dispositivo informático móvil dentro de un campo de visión del módulo de la cámara; y ópticas de iluminación, caracterizadas por que las ópticas de iluminación están configuradas para retroiluminar la muestra mientras que el módulo de la cámara del dispositivo informático móvil (24) sobre el que está encajado el dispositivo óptico (22) en uso, captura una o más imágenes de la muestra retroiluminada, y por que las ópticas de iluminación comprenden un par de superficies reflectantes (36, 38), cada una configurada para girar 90° el haz emitido por la fuente de luz (29), y que conjuntamente reflejan el haz emitido por la luz fuente de vuelta hacia la segunda cara del dispositivo informático móvil (24) sobre el cual está encajado el dispositivo óptico (22) en uso.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo para someter a prueba en casa

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente provisional de EE. UU. n.° 61/914.980, presentada el 12 de diciembre de 2013.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a la inspección óptica de muestras, y específicamente a procedimientos y dispositivos automatizados para la captura y análisis de imágenes electrónicas de muestras.

Antecedentes

La infertilidad es un problema común pero complejo, que afecta aproximadamente al 10-15% de las parejas que intentan concebir un hijo. En hasta un tercio de estos casos, el problema está, al menos en parte, relacionado con problemas reproductivos masculinos. Entre estos problemas, la baja motilidad de los espermatozoides se asocia comúnmente con la infertilidad. Se puede realizar una evaluación cualitativa de los espermatozoides móviles evaluando visualmente el movimiento de los espermatozoides en la muestra al microscopio. Sin embargo, estos sistemas de microscopios son generalmente caros y no son adecuados para su uso por personal sin experiencia. Este tipo de evaluación visual puede producir resultados desiguales incluso cuando la usa personal bien capacitado.

Se han desarrollado diversos dispositivos y procedimientos para someter a prueba automatizada la motilidad de los espermatozoides. Por ejemplo, la publicación de la solicitud de patente de EE. UU.

2014/0254004 describe kits de prueba para evaluar la fertilidad masculina, que incluyen un portamuestras que define un plano de objeto, una lente y un sensor de luz bidimensional que define un plano de imagen dispuesto a lo largo de un eje lineal común. El kit de prueba puede tener una carcasa con una dimensión lineal máxima de no más de 100 mm. Se pueden proporcionar circuitos de procesamiento que estén configurados para producir un recuento de espermatozoides y/o mediciones de la motilidad de los espermatozoides procesando datos de imagen del sensor de luz bidimensional.

Casi todos los teléfonos móviles actualmente a la venta incluyen cámaras integradas, que se pueden usar en diversas aplicaciones. Por ejemplo, la publicación de la solicitud de patente de EE. UU. 2011/0292198 describe un accesorio del microscopio para acoplar a un teléfono móvil que tiene una pantalla situada en una primera cara y una cámara situada en una segunda cara opuesta. El accesorio del microscopio incluye funciones de acoplamiento para acoplar de forma liberable el accesorio del microscopio al teléfono móvil, y un conjunto óptico que tiene un primer espejo situado para su desplazamiento desde la cámara, un segundo espejo situado para su alineación con la cámara y una lente del microscopio situada en el recorrido óptico. El conjunto óptico está emparejado con la cámara, de modo que una superficie está enfocada cuando el teléfono móvil esté plano contra la superficie. El documento WO2008/009403 A1 describe un dispositivo óptico de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Sumario

Algunos de los modos de realización de la presente invención que se describen a continuación en el presente documento proporcionan dispositivos y procedimientos que hacen uso de las capacidades de formación de imágenes y procesamiento de un dispositivo informático móvil, tal como un teléfono inteligente, para realizar una inspección microscópica y una evaluación automatizada de una muestra. Por lo tanto, se proporciona, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención, un dispositivo óptico como se define en la reivindicación 1.

En algunos modos de realización, el dispositivo incluye una lente montada en la caja en una ubicación entre la muestra y la abertura de entrada y configurada de modo que la muestra esté localizada dentro de un rango focal del módulo de la cámara. Típicamente, la lente está configurada para ampliar las una o más imágenes capturadas por el módulo de la cámara. En un modo de realización divulgado, la lente incluye una lente esférica, que tiene alas acopladas a la misma para montar en la caja.

En algunos modos de realización, el aparato incluye un portamuestras transparente, que está configurado para recibir la muestra y para posicionarse dentro del receptáculo para situar la muestra de forma segura en el campo de visión de la cámara. Cuando la muestra es líquida, el portamuestras incluye típicamente un portaobjetos que tiene una depresión formada en el mismo para contener la muestra y un cubreobjetos fijado sobre la depresión.

También se proporciona, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención, un aparato para someter a prueba, que incluye un dispositivo informático móvil que tiene una primera y una segunda caras y que incluye una fuente de luz, que emite un haz de iluminación a través de una abertura de salida, y un módulo de la cámara, que captura imágenes a través de una abertura de entrada, en el que las aberturas de entrada y salida se abren a través de la segunda cara del dispositivo informático móvil. El aparato incluye además un dispositivo óptico como se describe anteriormente, que está configurado para encajar sobre el dispositivo informático móvil de modo que el receptáculo sitúe la muestra dentro del campo de visión del módulo de la cámara, y la óptica de iluminación esté alineada con la fuente de luz. En un modo de realización divulgado, el dispositivo informático móvil es un teléfono inteligente.

Típicamente, el dispositivo informático móvil incluye un procesador, que está configurado para procesar las imágenes capturadas para analizar una propiedad de la muestra. En algunos modos de realización, la muestra incluye semen y el procesador está configurado para analizar una característica de motilidad de los espermatozoides en el semen.

Adicionalmente o de forma alternativa, el dispositivo informático móvil incluye una pantalla de visualización en la primera cara del dispositivo informático móvil, y el procesador está configurado para presentar una evaluación de la propiedad en la pantalla de visualización.

Se proporciona adicionalmente, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención, un portamuestras, que incluye un portaobjetos, que contiene una depresión en una superficie del portaobjetos, y un cubreobjetos, que se fija al portaobjetos sobre la depresión para definir una cámara de la muestra, dejando al descubierto un área de carga de la depresión, de modo que una muestra líquida depositada en el área de carga se extraiga a la cámara de muestra por acción capilar.

En un modo de realización divulgado, el portaobjetos está moldeado para definir al menos una primera hendidura, en la que se inserta un adhesivo para fijar el cubreobjetos al portaobjetos, y al menos una segunda hendidura localizada entre la al menos una primera hendidura y la depresión para evitar el desbordamiento del adhesivo desde la al menos una primera hendidura hacia la cámara de la muestra. Se proporciona además, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención, un procedimiento para someter a prueba como se define en la reivindicación 11.

En algunos modos de realización, el portamuestras incluye un portaobjetos que tiene una depresión formada en el mismo para contener la muestra y un cubreobjetos fijado sobre la depresión. En un modo de realización divulgado, el cubreobjetos se fija al portaobjetos sobre la depresión para definir una cámara de la muestra, dejando al descubierto un área de carga de la depresión, e insertar la muestra incluye depositar la muestra en el área de carga de modo que el líquido se extraiga a la cámara de la muestra por acción capilar.

En un modo de realización divulgado, el dispositivo informático móvil es un teléfono inteligente, y analizar la imagen capturada incluye procesar la imagen capturada usando un programa informático de la aplicación que se ejecute en un procesador en el teléfono inteligente.

En algunos modos de realización, la muestra incluye semen, y analizar la imagen capturada incluye evaluar una característica de motilidad de los espermatozoides en el semen, por ejemplo, calculando una concentración de espermatozoides móviles.

La presente invención se comprenderá en su totalidad a partir de la siguiente descripción detallada de sus modos de realización, tomados conjuntamente con los dibujos en los que:

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 es una ilustración gráfica esquemática de un aparato para someter a prueba, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención;

las FIGS. 2A y 2B son vistas esquemáticas en despiece del aparato de la FIG. 1, mostradas desde los lados frontal y trasero del aparato, respectivamente, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención;

la FIG. 3 es una vista esquemática en despiece de un adaptador de microscopio para un dispositivo informático móvil usado en el aparato de la FIG. 1, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención;

la FIG. 4 es una vista esquemática en sección transversal que muestra detalles del aparato de la FIG. 1, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención;

la FIG. 5 es una vista esquemática frontal de un portaobjetos de prueba de acuerdo con un modo de realización de la presente invención;

la FIG. 6 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente un procedimiento para someter a prueba el esperma, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención; y

la FIG. 7 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente un procedimiento para la evaluación automática de la concentración de espermatozoides móviles, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención.

Descripción detallada de modos de realización

En vista de la alta incidencia de problemas de fertilidad masculina, someter a prueba el esperma debe realizarse en una fase precoz en la mayoría de los casos en los que una pareja tiene dificultades para concebir. Sin embargo, someter a prueba requiere que el hombre eyacule una muestra de semen en el laboratorio, lo que puede ser difícil y vergonzoso, o bien que apresure la muestra de su casa al laboratorio, con el riesgo de que el esperma muera en tránsito.

Los modos de realización de la presente invención que se describen en el presente documento abordan este problema proporcionando un aparato para someter a prueba automatizada el esperma automatizado que se puede utilizar de manera cómoda y fiable en la privacidad del hogar. El aparato comprende un adaptador óptico, que se encaja en un dispositivo informático móvil existente, tal como un teléfono inteligente, y convierte el dispositivo en un videomicroscopio. El aparato aprovecha los recursos existentes del dispositivo informático móvil, incluida la cámara (y sus ópticas internas), la fuente de iluminación, el procesador y la pantalla de visualización, y por tanto proporciona una solución de bajo coste que permite al usuario analizar su semen en casa en cualquier fase, incluso antes de acudir a un médico.

En los modos de realización divulgados, un dispositivo adaptador óptico de enganche comprende una caja, que encaja sobre al menos la parte de un dispositivo informático móvil, tal como un teléfono inteligente, donde están localizadas la fuente de luz y el módulo de la cámara. La caja del dispositivo adaptador tiene un receptáculo para una muestra, tal como una muestra de semen u otra muestra líquida, contenida en un portamuestras adecuado, tal como un portaobjetos transparente. Cuando se inserta en este receptáculo, la muestra se sitúa dentro del campo de visión y rango focal del módulo de la cámara, cerca de la cara del dispositivo informático móvil donde están localizadas las aberturas de entrada y salida. En los modos de realización divulgados, el enfoque y el aumento deseados de la muestra se logran con la ayuda de la óptica interna en el dispositivo adaptador, como se describe a continuación. Para capturar una imagen electrónica adecuada de la muestra para su análisis, es deseable que la muestra esté retroiluminada. Sin embargo, en todos los teléfonos inteligentes comunes, así como en otros dispositivos similares, la apertura de salida de la fuente de luz y la apertura de entrada del módulo de la cámara están localizados en la misma cara del dispositivo, no enfrentadas como se requiere para la retroiluminación. Se podría proporcionar una fuente de luz separada para este propósito, pero este enfoque aumenta el tamaño y el coste del adaptador y también requiere que proporcione energía a la fuente de luz.

En su lugar, los modos de realización divulgados de la presente invención explotan la fuente de luz existente en el propio dispositivo informático móvil, usando una óptica de iluminación en el caso del dispositivo adaptador para recibir y girar el haz emitido por la fuente de luz para retroiluminar la muestra. Por tanto, el módulo de la cámara (con la ayuda de la óptica en el dispositivo adaptador) captura imágenes retroiluminadas de la muestra, que son procesadas por el dispositivo informático móvil para calcular y generar una evaluación de la muestra. Típicamente, el dispositivo adaptador también comprende una lente montada en la caja en una localización entre la muestra y la abertura de entrada del módulo de la cámara, que amplifica las imágenes capturadas por el módulo de la cámara.

Un adaptador de enganche de este tipo, que aprovecha la fuente de luz y el módulo de la cámara en un teléfono inteligente u otro dispositivo informático móvil, puede ser útil en diversos procedimientos para someter a una prueba automatizada. Por tanto, los modos de realización de la presente invención también proporcionan un procedimiento en el que se inserta una muestra en un portamuestras transparente, el portamuestras transparente con la muestra se inserta en un adaptador óptico y el adaptador óptico se coloca sobre un dispositivo informático móvil. (De forma alternativa, el adaptador se puede encajar en primer lugar sobre el dispositivo informático móvil, después de lo cual el portamuestras se inserta en el adaptador). El módulo de la cámara captura una o más imágenes electrónicas de la muestra, que es iluminada por el haz emitido por la fuente de luz en el teléfono inteligente. Un programa de aplicación que se ejecuta en el dispositivo informático móvil activa la fuente de luz y el módulo de la cámara, y provoca que el procesador en el dispositivo analice las imágenes para calcular y generar una evaluación de la muestra.

En un modo de realización divulgado, la muestra comprende semen, como se indica anteriormente, y el procesador evalúa la motilidad de los espermatozoides en el semen. De forma ventajosa, el procesador puede calcular y generar una evaluación de una característica de motilidad de los espermatozoides, tal como la concentración de espermatozoides móviles (CEM, también conocida en algunas publicaciones como recuento de espermatozoides móviles), que es el producto de la concentración de espermatozoides multiplicada por el porcentaje de motilidad de los espermatozoides (dividido entre 100). Debido a que la CEM integra estos dos parámetros, da una mejor indicación de la detección de problemas de fertilidad que la concentración de esperma o la motilidad por sí sola.

La FIG. 1 es una ilustración gráfica esquemática de un aparato para someter a prueba 20, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención. El aparato 20 comprende un dispositivo informático móvil en forma de un teléfono inteligente 24, que puede ser de cualquier tipo adecuado conocido en la técnica. Un dispositivo adaptador óptico 22 se encaja sobre la parte superior del teléfono inteligente 24. Un portamuestras, en forma de un portaobjetos de pruebas 26, se inserta en el dispositivo adaptador, de modo que la muestra que contiene se sitúa dentro del campo de visión y rango focal del módulo de la cámara en el teléfono inteligente 24 (como se muestra en las figuras que siguen, que incluyen la óptica interna en el dispositivo adaptador 22).

El procesador (no mostrado) en el teléfono inteligente 24 analiza las imágenes capturadas por el módulo de la cámara para realizar una evaluación de la muestra y envía la evaluación a una pantalla de visualización 28. Las imágenes capturadas por el módulo de la cámara se denominan de manera intercambiable en el presente documento "imágenes electrónicas" o "imágenes de vídeo". En aras de claridad en la descripción que sigue, el término "primera cara" en referencia al teléfono inteligente 24 se refiere al lado del teléfono inteligente en el que está localizada la pantalla de visualización 28, mientras que la cara inversa, mirando hacia la página de la FIG. 1, se conoce como la segunda cara.

Aunque el presente modo de realización y las figuras en esta solicitud de patente se refieren a un tipo particular de teléfono inteligente, las características de este modo realización se pueden adaptar, mutatis mutandis, para trabajar con teléfonos inteligentes de otros tipos y diseños, así como con otros dispositivos móviles que tengan capacidades de formación de imágenes y de computación, tal como tabletas y ordenadores portátiles. Se considera que todas estas implementaciones alternativas están dentro del alcance de la presente invención.

Las FIGS. 2A y 2B son vistas esquemáticas en despiece del aparato 20, mostradas desde los lados frontal y trasero, respectivamente, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención. Como se indica anteriormente, la FIG. 2A muestra la "primera cara" del teléfono inteligente 24, mientras que la FIG. 2B muestra la "segunda cara". El teléfono inteligente comprende un módulo de la cámara 27 y una fuente de luz 29, que tienen, respectivamente, una abertura de entrada y una abertura de salida una al lado de la otra en la segunda cara del teléfono inteligente. El dispositivo adaptador 22 se encaja sobre el extremo del teléfono inteligente 24 y cubre las aberturas de entrada y de salida del módulo de la cámara 27 y la fuente de luz 29.

El portaobjetos de pruebas 26 encaja en un receptáculo 31, que tiene la forma de una ranura en la caja del dispositivo adaptador 22. De forma alternativa, el receptáculo 31 se puede configurar para recibir muestras y portamuestras, hechos de materiales transparentes apropiados, de cualquier tamaño y forma adecuados.

La FIG. 3 es una vista esquemática en despiece de un dispositivo adaptador 22 de acuerdo con un modo de realización de la presente invención. El dispositivo 22 comprende una caja 30, que típicamente está hecha de plástico moldeado e incluye una ranura para el receptáculo 31. Se encajan resortes 32 en la caja para sujetar el portaobjetos 26 de manera segura y precisa en el receptáculo, con la muestra en el campo de visión y rango focal del módulo de la cámara 27. Un soporte del espejo 34 se encaja en la parte posterior de la caja 30 y sostiene un par de espejos 36 y 38, cuyo funcionamiento como óptica de iluminación en el dispositivo 22 se describe a continuación con referencia a la FIG. 4.

Una lente esférica 40, sujeta entre un par de portalentes 42, está montada en la caja 30 en una localización entre la muestra sujeta por el portaobjetos 26 y la abertura de entrada del módulo de la cámara 27. Los resortes 32 sujetan el portaobjetos 26 a una distancia fija y exacta de la lente 40. La lente 40 sirve para ampliar las imágenes de la muestra que son capturadas por el módulo de la cámara. Los portalentes 42 tienen forma de alas, que se extienden a ambos lados de la lente esférica 40, sin ocluir la pequeña abertura óptica de la lente esférica. De forma alternativa, la lente esférica y las alas se pueden moldear juntas a partir de una única pieza de plástico o vidrio óptico. Típicamente, la lente esférica 40 es de aproximadamente 2 mm de diámetro, aunque de forma alternativa se pueden usar elementos más grandes o más pequeños. Además, de forma alternativa, la lente esférica 40 se puede reemplazar por otras ópticas de aumento, tal como una lente simple en miniatura (esférica o bien asférica) o incluso una lente compuesta, dependiendo del aumento deseado y otros requisitos ópticos.

La FIG. 4 es una vista esquemática en sección transversal que muestra detalles del aparato 20, y en particular del dispositivo adaptador 22, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención. Esta figura ilustra la funcionalidad de los elementos que se describieron anteriormente con referencia a la FIG.3. La fuente de luz 29 dirige un haz 54 de iluminación lejos de la segunda cara del teléfono inteligente 24. El haz 54 se retrorrefleja hacia la abertura de entrada del módulo de la cámara 27 en la segunda cara del teléfono inteligente por las superficies reflectantes de los espejos 36 y 38, cada uno de los cuales gira el haz en 90°. En los modos de realización ilustrados, los espejos 36 y 38 comprenden reflectores de superficie frontal. De forma alternativa, se pueden usar uno o más reflectores de diseño diferente, tal como un prisma adecuado con caras reflectantes, o incluso ópticas transmisivas, como una guía de luz curva, en lugar de los espejos 36 y 38.

Después de la reflexión de los espejos 36 y 38, el rayo 54 retroilumina una muestra 56 sostenida por el portaobjetos 26. La lente esférica 40 crea una imagen ampliada de la muestra en el plano del sensor de la imagen en el módulo de la cámara 27. El teléfono inteligente 24 captura y procesa la imagen como se describe a continuación en el presente documento.

La FIG. 5 es una vista frontal esquemática de un portaobjetos 26 de muestras de acuerdo con un modo de realización de la presente invención. El portaobjetos 26 comprende un plástico o vidrio transparente, que está moldeado o fabricado de otro modo para definir una depresión 58, típicamente de aproximadamente 100 pm de profundidad, en la superficie del portaobjetos, donde se va a contener la muestra líquida. Por ejemplo, la depresión se puede formar de forma alternativa depositando una capa de un adhesivo de doble cara adecuado, de aproximadamente 100 pm de espesor, sobre la superficie del portaobjetos alrededor del área que va a contener la muestra. Un cubreobjetos transparente 60, típicamente de aproximadamente 0,3 mm de espesor, se fija al portaobjetos sobre la depresión (ya sea moldeado o bien formado por adhesivo de doble cara u otros medios) para definir una cámara de la muestra, que se alinea con la lente esférica 40 como se muestra en la figura. El cubreobjetos 60 se coloca para que quede un área de carga 62 de la depresión 58 al descubierto. En consecuencia, cuando se deposita una muestra de líquido en el área de carga 62, el líquido se extrae a la cámara de la muestra por acción capilar. A continuación, se puede cargar el portaobjetos de pruebas 26 en el receptáculo 31 para la formación de imágenes de la muestra. El diseño del portaobjetos de pruebas 26 asegura que se sitúe un volumen de semen conocido y controlado en el campo de visión del módulo de la cámara 27, facilitando por tanto la formación de imágenes y evaluación fiables.

Típicamente, el cubreobjetos 60 se pega sobre el portaobjetos 26. Para este propósito, el portaobjetos se puede moldear para definir una o más hendiduras 64, en las que se inserta un adhesivo antes de aplicar el cubreobjetos al portaobjetos. Una vez polimerizado (por iluminación ultravioleta, por ejemplo), el adhesivo fija el cubreobjetos al portaobjetos. Para evitar el desbordamiento del adhesivo desde las hendiduras 64 hacia la cámara de la muestra, se pueden moldear una o más hendiduras 66 adicionales en localizaciones entre las hendiduras 64 y la depresión 58. De forma alternativa, como se indica anteriormente, el cubreobjetos se puede colocar sobre el adhesivo de doble cara moldeado que crea una depresión 58.

El diseño del portaobjetos 26 y sus dimensiones se muestran y describen aquí a modo de ejemplo. En modos de realización alternativos (no mostrados en las figuras), el dispositivo adaptador 22 puede acomodar portamuestras de otras dimensiones y diseños.

La FIG. 6 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente un procedimiento para someter a prueba el esperma, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención. El procedimiento se describe, por comodidad y claridad, con referencia al aparato 20, pero se puede aplicar de forma similar usando dispositivos informáticos móviles con otros tipos de adaptadores y muestras.

El usuario comienza el procedimiento con la etapa preliminar de instalar el programa informático de la aplicación para someter a prueba en el teléfono inteligente 24. El programa informático se puede descargar desde un sitio web o "tienda de aplicaciones", como es conocida en la técnica. Incluye una interfaz de usuario, que guía al usuario en la realización de la prueba y recibe información del usuario según sea necesario, así como componentes de accionamiento para hacer funcionar el módulo de la cámara 27, la fuente de luz 29 y la pantalla de visualización 28 según sea necesario. El programa informático de la aplicación también incluye componentes de análisis y procesamiento de imágenes, que analizan las imágenes de la muestra capturadas por el módulo de la cámara y calculan los resultados de la prueba.

Una vez instalada la aplicación, el usuario recoge y prepara una muestra de semen, en una etapa 70 de preparación de la muestra. Para este propósito, el usuario puede mezclar el semen con un agente fluidificante, tal como quimotripsina, para reducir su viscosidad. El usuario inserta una pequeña cantidad de la muestra en el área de carga 62, en una etapa de transferencia de la muestra 72, después de lo cual la muestra se extrae a la cámara definida por la depresión 58, en un etapa de transferencia de la muestra 72. Por ejemplo, el usuario puede extraer una pequeña cantidad del semen fluidificado a un tubo capilar y a continuación colocar el extremo del tubo capilar en el área de carga de modo que el semen llene la cámara de la muestra.

El usuario inserta el portaobjetos 26 con la muestra en el receptáculo 42 del dispositivo adaptador óptico 22, de modo que el portaobjetos se mantenga firmemente en su lugar, en una etapa de inserción del portaobjetos 74. A continuación, el usuario sujeta el dispositivo 22 sobre el extremo del teléfono inteligente 24, como se muestra en las figuras anteriores, en una etapa de ajuste del dispositivo 76. De forma alternativa, se puede invertir el orden de las etapas 74 y 76. En cualquier caso, la muestra ya está lista para la formación de imágenes.

El usuario indica a la aplicación para someter a prueba en el teléfono inteligente 24 que la muestra está en posición presionando un control presentado en la pantalla 28, en una etapa de accionamiento de la medición 78. Esta etapa provoca que la aplicación encienda la fuente de luz 29 y haga funcionar el módulo de la cámara 27 para capturar una o más imágenes de la muestra. El componente de procesamiento de imágenes de la aplicación provoca que el procesador del teléfono inteligente 24 procese las imágenes electrónicas en el dispositivo informático móvil para calcular y generar una evaluación de la muestra. El procesamiento realizado en esta etapa se describe con mayor detalle a continuación en el presente documento con referencia a la FIG. 7.

Una vez completado el procesamiento de las imágenes capturadas, el teléfono inteligente 24 genera los resultados, típicamente por medio de la pantalla de visualización 28, en una etapa de salida de datos 80. Los resultados de la medición, como el CEM, se puede proporcionar como un valor numérico. De forma alternativa o adicionalmente, puede ser preferente simplemente informar del rango en el que se encuentra el resultado, para indicar al usuario que mira la pantalla si hay o no motivo de preocupación. Por ejemplo, en el caso de la CEM, el resultado se puede notificar al usuario como "normal" si no es inferior a 6 millones/ml, o como "bajo" si el resultado es inferior a 6 millones/ml. En el último caso, se puede solicitar al usuario que vuelva a ejecutar la prueba y que consulte a un médico si la CEM vuelve a ser baja.

La FIG. 7 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente un procedimiento para la evaluación automática de la motilidad de los espermatozoides, de acuerdo con un modo de realización de la presente invención. Este procedimiento se inicia cuando el usuario activa el proceso de medición en la etapa 78 (FIG. 6). Como se indica anteriormente, en esta etapa, la fuente de luz 29 comienza a funcionar y el módulo de la cámara 27 captura una secuencia de imágenes de la muestra retroiluminada, típicamente con un ajuste de alta resolución. El teléfono inteligente 24, que funciona bajo el control del programa informático de la aplicación mencionado anteriormente, espera a que las imágenes de vídeo resultantes se estabilicen, en una etapa de estabilización 90. Esperar a la estabilización es útil porque la función de enfoque automático del teléfono inteligente requiere tiempo para adquirir un enfoque de vídeo óptimo mientras el módulo de la cámara está funcionando. El procesador del teléfono inteligente puede simplemente esperar un tiempo predefinido, tal como 20 segundos, en la etapa 90. De forma alternativa, el programa de la aplicación puede recibir retroalimentación del módulo de la cámara 27 que indica que el enfoque automático se ha bloqueado, y solo en ese punto comenzará a capturar imágenes para su análisis.

Dentro de la imagen de vídeo estable, el procesador del teléfono inteligente elige el área que presenta la vista más clara de los espermatozoides para el análisis, en una etapa de selección de la región de interés (ROI) 92. Los autores de la invención han descubierto que una ^rOⁱde 700x700 píxeles es conveniente para el análisis y proporciona resultados fiables. El procesador intenta seleccionar una ROI con buena calidad focal y contraste. Para este propósito, por ejemplo, el procesador puede buscar el gradiente máximo de cambio de nivel de grises en cada píxel a lo largo del tiempo (en todos los fotogramas de imagen procesados) y determinar el gradiente máximo en todos los píxeles. El procesador identifica todos los píxeles en la corriente de vídeo capturada que tenían un gradiente de al menos el 50 % del gradiente máximo al menos una vez en la secuencia de imágenes. A continuación, se elige la ROI para que sea el área de 700 x 700 píxeles que se centra en el centro de gravedad de todos los píxeles de alto gradiente identificados.

Luego, el programa de la aplicación provoca que el procesador del teléfono inteligente detecte píxeles dentro de la ROI que puedan pertenecer a los espermatozoides, en una etapa de detección de píxeles 94. Los píxeles que pertenecen a los espermatozoides se definen como píxeles oscuros rodeados por un área de píxeles más brillantes. Estos píxeles oscuros se detectan definiendo primero el brillo del entorno de fondo y de las áreas que se sospecha que contienen espermatozoides, y a continuación este criterio de brillo para ordenar los píxeles en las imágenes.

El procesador agrega los posibles píxeles de esperma que ha detectado en manchas, en una etapa de agregación de píxeles 96. Esta etapa puede usar procedimientos de procesamiento de imágenes que son conocidos en la técnica para la identificación de componentes conectados. Típicamente, los grupos de píxeles de esperma contiguos se etiquetan para identificarlos como "manchas" y las manchas se filtran por tamaño, de modo que solo las manchas de determinado tamaño mínimo se clasifican como espermatozoides. En cada imagen, el procesador marca el centro de cada mancha que cumple estos criterios.

El procesador cuenta el número de espermatozoides en movimiento en cada fotograma comparando la localización de cada mancha en relación con su localización en el fotograma anterior, en una etapa de recuento de movimientos 98. Si se descubre que una mancha determinada se ha movido, el recuento de movimiento de los espermatozoides se incrementa en uno. El número total de manchas que se hayan movido proporciona el recuento de movimientos para cada fotograma. A continuación, el procesador calcula el recuento de espermatozoides móviles en base a la mediana del recuento de manchas en movimiento por fotograma, en una etapa de recuento de motilidad 100. Este valor se aumenta por el volumen de semen contenido en la ROI para dar el valor de CEM real, como se define anteriormente. El resultado se envía a la pantalla 28 en la etapa 80 (FIG. 6).

De forma alternativa, se pueden aplicar otros procedimientos de procesamiento de imágenes que son conocidos en la técnica al analizar la secuencia de imágenes de la muestra capturada por el módulo de la cámara 27. Estos procedimientos alternativos, así como el procedimiento descrito anteriormente, se pueden aplicar no solo en el cálculo de la CEM, sino también en la extracción de medidas de recuento y/o motilidad de espermatozoides solo, así como en el análisis de otras calidades de semen y otros tipos de muestras.

Aunque los modos de realización descritos anteriormente se refieren específicamente a someter a prueba el esperma, y más en particular a la evaluación de CEM, los principios de la presente invención se pueden aplicar de forma similar para someter a prueba muestras de otros tipos, usando las capacidades de los dispositivos informáticos móviles existentes. Por tanto, se apreciará que los modos de realización descritos anteriormente se citan a modo de ejemplo, y que la presente invención no se limita a lo que se ha mostrado y descrito en particular anteriormente en el presente documento. En su lugar, el alcance de la presente invención se define por las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo óptico (22), que comprende:

una caja (30), que está configurada para encajar sobre al menos una parte de un dispositivo informático móvil (24) que tiene una primera y una segunda caras e incluye una fuente de luz (29), en la que, en uso, la fuente de luz (29) del dispositivo informático móvil (24) sobre el que está configurado el dispositivo óptico (22) para que encaje está dispuesto para emitir un haz de iluminación a través de una abertura de salida y dirigir el haz lejos de la segunda cara del dispositivo informático móvil, y un módulo de la cámara (27), dispuesto en uso para capturar imágenes a través de una abertura de entrada, en el que las aberturas de entrada y salida se abren a través de la segunda cara del dispositivo informático móvil; un receptáculo (31) en la caja configurado para recibir y situar una muestra (56) cerca de la segunda cara del dispositivo informático móvil dentro de un campo de visión del módulo de la cámara; y

ópticas de iluminación, caracterizadas por que las ópticas de iluminación están configuradas para retroiluminar la muestra mientras que el módulo de la cámara del dispositivo informático móvil (24) sobre el que está encajado el dispositivo óptico (22) en uso, captura una o más imágenes de la muestra retroiluminada, y por que las ópticas de iluminación comprenden un par de superficies reflectantes (36, 38), cada una configurada para girar 90° el haz emitido por la fuente de luz (29), y que conjuntamente reflejan el haz emitido por la luz fuente de vuelta hacia la segunda cara del dispositivo informático móvil (24) sobre el cual está encajado el dispositivo óptico (22) en uso.

2. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, y que comprende una lente montada en la caja en una ubicación entre la muestra y la abertura de entrada y configurada de modo que la muestra esté localizada dentro de un rango focal del módulo de la cámara.

3. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la lente está configurada para ampliar las una o más imágenes capturadas por el módulo de la cámara.

4. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la lente comprende una lente esférica, que tiene alas acopladas a la misma para el montaje en la caja.

5. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, y que comprende un portamuestras transparente, que está configurado para recibir la muestra y para posicionarse dentro del receptáculo para situar la muestra de forma segura en el campo de visión de la cámara.

6. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la muestra es líquida y en el que el portamuestras comprende un portaobjetos que tiene una depresión formada en el mismo para contener la muestra y un cubreobjetos fijado sobre la depresión.

7. Aparato para someter a prueba (20), que comprende:

un dispositivo informático móvil que tiene una primera y una segunda caras y que comprende una fuente de luz, que emite un haz de iluminación a través de una abertura de salida, y un módulo de la cámara, que captura imágenes a través de una abertura de entrada, en el que las aberturas de entrada y salida se abren a través de la segunda cara del dispositivo informático móvil; y

un dispositivo óptico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que está configurado para encajar sobre el dispositivo informático móvil de modo que el receptáculo sitúe la muestra dentro del campo de visión del módulo de la cámara, y la óptica de iluminación esté alineada con la fuente de luz.

8. El aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el dispositivo informático móvil es un teléfono inteligente.

9. El aparato de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en el que el dispositivo informático móvil comprende un procesador, que está configurado para procesar las imágenes capturadas para analizar una propiedad de la muestra.

10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la muestra incluye semen y la propiedad analizada comprende una característica de motilidad de los espermatozoides en el semen, en el que el dispositivo informático móvil comprende una pantalla de visualización en la primera cara del dispositivo informático móvil, y en el que el procesador está configurado para presentar una evaluación de la propiedad en la pantalla de visualización.

11. Un procedimiento para someter a prueba, que comprende:

insertar una muestra (56) en un portamuestras transparente (26);

insertar el portamuestras transparente con la muestra en un adaptador óptico (22);

Encajar el adaptador óptico sobre un dispositivo informático móvil (24) que incluye una fuente de luz (29), en el que, en uso, la fuente de luz (29) del dispositivo informático móvil (24) sobre el que se encaja el adaptador óptico (22) está dispuesta para emitir un haz de iluminación a través de una abertura de salida, y un módulo de la cámara (27), dispuesto en uso para capturar imágenes a través de una abertura de entrada, de modo que la muestra esté situada dentro de un campo de visión del módulo de la cámara, en el que el dispositivo informático móvil tiene primera y segunda caras, y las aberturas de entrada y salida se abren a través de la segunda cara, en el que la fuente de luz está dispuesta para dirigir el haz lejos de la segunda cara del dispositivo informático móvil;

capturar una imagen de la muestra en el adaptador óptico usando el módulo de la cámara mientras se ilumina la muestra; y

analizar la imagen capturada en el dispositivo informático móvil para calcular y generar una evaluación de la muestra

caracterizado por que el adaptador óptico (22) comprende ópticas de iluminación, que comprenden un par de superficies reflectantes (36, 38), cada una configurada para girar el haz en 90°, de modo que las ópticas de iluminación reciban y giren el haz emitido por la fuente de luz para retroiluminar la muestra mientras que el módulo de la cámara del dispositivo informático móvil (24) sobre el que está encajado el adaptador óptico (22) en uso captura la imagen.

12. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el dispositivo informático móvil es un teléfono inteligente, y en el que analizar la imagen capturada comprende procesar la imagen capturada usando un programa informático de la aplicación que se ejecute en un procesador en el teléfono inteligente.

13. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que la muestra incluye semen y en el que analizar la imagen capturada comprende evaluar una concentración de espermatozoides móviles en el semen.