Un método para medir parámetros dinámicos de partículas, caracterizado porque comprende aplicar un análisis de correlación sobre fluctuaciones temporales del número de partículas (en 3;

8; 15; 27) con respecto a un área de detección de una imagen digital, en el que se calculan una o más funciones de correlación en el tiempo basándose en las fluctuaciones temporales del número de partículas

Método y dispositivo para medir parámetros dinámicos de partículas.

Antecedentes del invento

El presente invento se refiere a un método y a un dispositivo para medir parámetros dinámicos de partículas, por ejemplo, espermatozoides, tales como la velocidad de traslación y la velocidad de rotación de partículas. Además, también puede evaluarse el número de partículas.

El presente invento se utiliza para establecer parámetros relacionados con la dinámica/movilidad de partículas en una solución, en particular entidades biológicas, por ejemplo, células y orgánulos celulares, incluyendo los espermatozoides. El análisis de los parámetros dinámicos y del número de espermatozoides en el semen es importante con el fin de caracterizar los espermatozoides, y constituye una importante herramienta para la evaluación de la fertilidad masculina.

Por velocidad de traslación se quiere decir un movimiento dirigido de partículas en una o más direcciones en una zona o volumen de detección tal que la longitud de la trayectoria sea significativamente mayor que la longitud de la observación. En contraste con la velocidad de traslación existe, por ejemplo, el movimiento Browniano, que es el movimiento estocástico de las partículas en todas las direcciones, es decir, la longitud de la trayectoria es significativamente más corta que la longitud de observación.

Un método para determinar la motilidad de los espermatozoides se describe en la patente norteamericana núm. 5116125, basándose dicho analizador en la dispersión dinámica de la luz de un láser.

Otro método de medir la motilidad de los espermatozoides consiste en vigilarlos con una cámara de video y en analizar los movimientos de los espermatozoides mediante un análisis basado en ordenador de las trayectorias individuales. Si bien este tipo de análisis asistido por ordenador genera parámetros de aptitud biológica de forma bastante rápida en comparación con las pruebas manuales, el análisis presenta varios inconvenientes, en particular una varianza significativa con respecto a los parámetros obtenidos, que aumenta al aumentar la concentración de los espermatozoides.

El objeto del presente invento es proporcionar un método y un dispositivo que proporcionen una calidad sustancialmente mejorada de los parámetros dinámicos de partículas en una solución. Además, la concentración de las partículas puede establecerse, también, con precisión. El presente invento resulta ser específicamente ventajoso para medir parámetros dinámicos de partículas en una solución que comprende las partículas en concentraciones tanto bajas como altas.

Otras ventajas son evidentes a partir del texto que sigue.

Sumario del invento

De acuerdo con el presente invento, se proporcionan un método y un dispositivo para medir parámetros dinámicos y la concentración de partículas en una solución, tales como espermatozoides, como se define mediante las reivindicaciones.

Más específicamente, el presente invento se refiere a un método para medir la concentración y los parámetros dinámicos o de movilidad de partículas, un método que comprende detectar sucesos en un campo de detección, los sucesos generados por las partículas, y calcular una función de correlación en el tiempo basándose en las fluctuaciones de estos sucesos. El método comprende aplicar análisis de correlación sobre fluctuaciones temporales de las partículas con respecto a un área de detección de una imagen digital. El invento se refiere, además, a un método de medir los parámetros dinámicos de partículas, que comprende detectar las partículas mediante un detector capaz de generar una imagen digital, y aplicar un análisis de correlación basándose en la fluctuación temporal de las partículas con respecto a un área de detección de la imagen digital. Otro método de acuerdo con el invento se refiere a un método de medir parámetros dinámicos de partículas que comprende proporcionar las partículas en una solución, una fuente de luz, un detector capaz de generar una imagen digital, medios de computación, y en aplicar un análisis de correlación, es decir, calcular la o las funciones de correlación en el tiempo basándose en la fluctuación temporal de las partículas con respecto a un área de detección de la imagen digital.

El invento abarca, también, un dispositivo para medir los parámetros dinámicos o de movilidad de partículas, comprendiendo el dispositivo un compartimiento de muestra que comprende una solución que incluye las partículas, una fuente de luz, un detector sensible a la posición que comprende por lo menos un campo de detección, medios de computación para tratar señales procedentes del detector, en el que los sucesos generados por las partículas son detectados en el campo de detección y se calcula la función de correlación resuelta en el tiempo. El dispositivo comprende un compartimiento de muestra que incluye una solución de partículas, una fuente de luz, un perceptor de imagen, medios de computación para tratar señales procedentes del perceptor, detectar las partículas en una imagen digital generada por el perceptor de imagen, y aplicar un análisis de correlación, es decir, calcular la función de correlación (tiempo) basándose en la fluctuación temporal de las partículas con respecto a un área de detección de la imagen digital. Aparte de medir parámetros dinámicos de partículas en una solución o en otro entorno físico, el método y el dispositivo pueden utilizarse, también, para calcular el número de partículas presentes y, a partir de él, la concentración en, por ejemplo, la solución de muestra.

En el presente invento, pueden detectarse fluctuaciones de sucesos que representen las partículas de interés mediante un campo de detección. Preferiblemente, se analizan las fluctuaciones temporales de partículas en una imagen digital con movimiento utilizando un análisis de correlación que genera una o más funciones de correlación, proporcionando dichas funciones de correlación información acerca de los parámetros dinámicos de las partículas, tales como tiempos de difusión, velocidad de traslación, frecuencia rotacional, etc., y el número de partículas en un elemento de volumen, es decir, la concentración. Con los antes mencionados parámetros dinámicos, puede valorarse la movilidad de las partículas. De acuerdo con el presente invento, pueden valorarse cualesquiera partículas o entidades presentes en una solución con un tamaño comprendido entre el molecular y un nivel macroscópico. Si las partículas representan espermatozoides, pueden calcularse varios parámetros dinámicos importantes, tales como la velocidad de desplazamiento, denominada motilidad, la frecuencia rotacional y la concentración de espermato- zoides.

Una característica novedosa del presente invento es la aplicación del análisis de correlación a la fluctuación de las partículas presentes en una imagen digital con movimiento. Una imagen digital con movimiento de una solución que contiene las partículas de interés es generada, entre otras formas, utilizando un detector adecuado capaz de generar una imagen digital tal como un perceptor de imagen conectado a unos medios de computación. La imagen digital puede ser dividida de manera adecuada por medios de computación en varias áreas de medición/detección capaces de generar una fluctuación adecuada, dependiente del tiempo (temporal) del número de partículas o de la concentración de las partículas dentro de los límites del área de detección. Así, el número de partículas en el área de detección cambia aleatoriamente en torno al número medio. La fluctuación del número de partículas con respecto a un área de detección de la imagen digital es analizada por la función de correlación de la señal de fluctuación, representando la señal las partículas. Por ello, las fluctuaciones son la base para calcular una o más funciones de correlación (tiempo) para generar los parámetros dinámicos y el número de partículas. Con el tiempo, las partículas se moverán en la imagen digital, es decir, realizarán un movimiento de entrada-salida a través de los límites del área de detección. Un perceptor de imagen del presente invento es un perceptor capaz de generar imágenes digitales de partículas en movimiento que tengan una resolución en el plano de la imagen, es decir, una resolución espacial en el eje X y en el eje Y. Como el perceptor de imagen genera una serie de imágenes digitales (cuadros) que tienen una resolución en el tiempo, se obtiene una imagen con movimiento que es analizada después aplicando el análisis de correlación....

1. Un método para medir parámetros dinámicos de partículas, caracterizado porque comprende aplicar un análisis de correlación sobre fluctuaciones temporales del número de partículas (en 3; 8; 15; 27) con respecto a un área de detección de una imagen digital, en el que se calculan una o más funciones de correlación en el tiempo basándose en las fluctuaciones temporales del número de partículas.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la imagen digital es generada mediante un perceptor de imagen (7; 14; 20, 22; 26).

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende detectar las partículas (en 3; 8; 15; 27) mediante un detector (7; 14; 20, 22; 26) capaz de generar la imagen digital.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende proporcionar las partículas (en 3; 8; 15; 27) en una solución, una fuente de luz (1; 10; 17; 25), un perceptor de imagen (7; 14; 20, 22; 26), medios de computación, detectar las partículas en una imagen digital generada por el perceptor de imagen, y calcular la función de correlación basándose en las fluctuaciones temporales del número de partículas con respecto al área de detección de la imagen digital.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque los medios ópticos (5; 9, 11, 12; 16, 18, 19) están posicionados en la trayectoria de la luz entre el plano del objeto y el plano del perceptor de imagen (7; 14; 20, 22; 26).

6. El método de acuerdo con las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque la función de correlación se basa en las fluctuaciones de las partículas con respecto a una pluralidad de áreas de detección.

7. El método de acuerdo con las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el perceptor de imagen (7; 14; 20, 22; 26) es del tipo detector de estado sólido.

8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además la resta del fondo.

9. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las partículas son espermatozoides.

10. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además la medición de la concentración de las partículas.

11. Un dispositivo para medir parámetros dinámicos de partículas en una solución, caracterizado porque comprende un compartimiento de muestra (3; 8; 15; 27), una fuente de luz (1; 10; 17; 25), un perceptor de imagen (7; 14; 20, 22; 26), unos medios de computación destinados a tratar señales procedentes del perceptor de imagen, detectar las partículas en una imagen digital generada por el perceptor de imagen, y calcular la función de correlación basándose en fluctuaciones temporales del número de partículas con respecto a un área de detección de la imagen digital, en el que se calculan una o más funciones de correlación en el tiempo basándose en las fluctuaciones temporales del número de partículas.

12. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el perceptor de imagen (7; 14; 20, 22; 26) es del tipo de estado sólido.

13. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 11 o la reivindicación 12, caracterizado porque unos medios ópticos (5; 9, 11, 12; 16, 18, 19) están posicionados en la trayectoria de la luz entre el plano del objeto y el plano del perceptor de imagen (7; 14; 20, 22; 26).

14. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11-13, caracterizado porque la o las funciones de correlación se basan en las fluctuaciones de las partículas con respecto a una pluralidad de áreas de detección.

15. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11-14, caracterizado porque las partículas son espermatozoides.

16. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11-14, caracterizado porque comprende medios para medir la concentración de partículas.

17. Uso de un dispositivo como se define mediante una cualquiera de las reivindicaciones 11-16 para medir parámetros dinámicos.

18. El uso de acuerdo con la reivindicación 17, para medir además la concentración de partículas.