精子活性度評価器

【課題】精液の一部を採取し、これを所定の受容部に収納することで精液内の精子の活性度を簡単に定量評価することができる簡易型の精子活性度評価器を提供する。
【解決手段】基板１の上面部に精液受容部２が形成され、この中に精液の一部が入れられる。精液受容部２の側壁部にはビーム光線発生光源３、その対向位置にビーム状の光線を受光する光センサー４と設置されている。光路にあたる精液内の微弱な状態変化、即ち、精液内の精子が光路内で動き回り、その動きに対応する光路内での光の散乱が生じるため、この微弱な散乱光を光センサー４で検出する。この検出された信号は、精子の数あるいは活性度を示す信号として、信号演算部５で増幅、パルス信号化され、規定時間計数計測され、予め設定された精子の受精能力を段階的に表す基準値と比較され、被験者の精子の活性度を評価判定する。判定結果は表示部６に表示される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精液内の精子の数、及びその動きなどの活性度を定量的に評価することができる精子活性度評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
不妊の要因は男性側あるいは女性側、または双方に存在する場合があるが、従来は主に女性側にその要因があるとして医療診察が行われてきた。近年、不妊の要因が男性側にもあることが明らかになり、男性も医療診察により受精機能の診断を受けるようになっている。男性の場合、医療診察受診における受精能力の診断は、採取された被験者の精液をプレパラート上に塗布し、これを顕微鏡で観察し、精子の活動状況の観察及び単位面積内の精子の数を計測し、これらの精子の活性状況から診療医が受精能力についての診断を下してきた。（たとえば、特許文献１参照）これまで妊娠に関しては女性の尿から妊娠の有無を判定する簡易式判定手法があるが、被験者（男性）の精子の活性度すなわち受精させる能力（以下単に受精能力という）を被験者自身が定量的に自己判定し得る簡易式評価装置は存在していない。
【特許文献１】特開２００１−２４２１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
男性は一般的には自己の精子の受精能力について医療機関を訪れ受診を受けることを嫌う傾向がある。また、男性の受精能力を自分で簡略に検査する機器も開発されていない。そのため、男性側に不妊の原因があるにもかかわらず子供の出生を願いつつ、子供に恵まれない夫婦が多く存在してきた。
本発明は男性自らが自己の精子の活性度を簡単に検査し、受精能力を評価できる簡易式評価器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明が提供する精子活性度評価器は、上記課題を解決するために、採取した精液を受容する容器部と、その容器部内の精液に光を透過させる光学系と、透過した光を受光し精子の活性度情報を含む信号を出力する検出器と、この検出器からの信号を演算処理して精子の活性度をあらわす値を出力する計測手段と、計測手段からの出力を表示する表示器を備えたものである。したがって男性被検者自らが容易かつ迅速に自己の精子の活性状況を評価できる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明が提供する精子活性度評価器は、医療機関で強制的に精液の採取をするというものではなく、夫婦間の性交渉後に、あるいは男性自身が独自で射精行為を行った後の精液の一部を本容器に採取するだけで、その時の精子の活性状態を知ることができる。採取される精子の活性度は射出する男性のその時の体調に依存することがあるが、本発明の精子活性度評価器は繰り返し定期的に使用することが可能であり、所定の期間における精子の活性度を経時的に観察することも可能であり、男性の受精能力向上について自己管理することができる。また、上記したように、自己採取した精液で被検者自身が簡単に採取時の受精能力の目処を自己判定できることで、医療機関で受診する精神的肉体的苦痛を取り除くとともに、経時的に精子に関わる体調を意思制御することで受精能力を高めるための手段として使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、医療機関に赴くことなく個人的に男性自身の受精能力を自己診断できる精子活性度評価器を提供する。具体的には、精子の動きを乱反射する光の信号として検出し、この散乱光を電気信号に変換・検出し、単位時間内に検出されたパルス数を予め設定されている基準値と比較することで、精液採取時の精子の活性状態を定量的に判定できる精子活性度評価器を提供する。
【０００７】
本発明の精子活性度評価器は、精子の動きをその動きに相応する散乱光として検出し、これを電気信号に変換し、この電気信号をパルス信号に変換した後、計数回路で規定時間計測し、規定時間内に計測されたパルス数を受精能力に関連付け評価できるようにしたものである。これは計測されたパルス数を予め定めた、すなわち医学的、または生理的に通常の標準的な男性の値として設定した受精能力値と比較することで判定信号を表示する。
【０００８】
精子の動きが活発であるということは、その精子の活性度が高く、受精能力が大きいことを示している。そこで本発明は、この精子の活性度を光の変化に換え、具体的には光の散乱の度合いに変換しようとするものである。すなわち、精液に光源から発せられたビーム状の光線を照射し、精子の動きに比例する散乱光を発生させる。この散乱光を光センサーで受光し、精子の数あるいは活性度の強弱を電気信号として検出する。これらの電気信号を計数処理することにより受精に必要な精子の活性度を評価できる。
【実施例１】
【０００９】
以下、本発明が提供する精子活性度評価器を図面に示す実施例にしたがって説明する。本発明の精子活性度評価器の構成を図１に示す。図１は精子活性度評価器全体の斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ‘部の縦断面である。図３は精液受容部２に精液Ｌを受容した状態を示す。基板１には採取した精液Ｌの一部を受容するための凹部形状の精液受容部２が設けられている。さらに精液受容部２には精子活動状態計測用容器部１３を収納できる構造をもち、精液受容部２に受容される精液Ｌを透過するためのビーム光線を発する光源３と、精液Ｌを透過してきたビーム光を受光して電気信号に変換するための光センサー４が一対となって対向設置されている。図４は光源３からのビーム光を照射した状態における精液Ｌ内の精子Ｍの動きを一部拡大的に示したものである。光センサー４は図４に示す精子Ｍの活動を微弱な電気信号として検出し、その電気信号は図５に示す信号演算部５に伝達される。精子活動状態計測用容器部１３はビーム上の光線を照射する光源部３とその光線をその対向線上で受光する光センサー部に接する箇所のみ透明化された箱形でその容器内を遮光するため開閉を可能にする蓋１１で構成されている。精子活動状態計測用容器部１３は計測終了後洗浄可能なように着脱可能に設計されている。
【００１０】
本発明が提供する精子活性度評価器の電気系ブロック線図を図５に示す。２１は前段増幅器で光センサー４からの信号を初期増幅する機能を有している。前段増幅器２１の出力信号の波形を図８、図１３および図１８に示す。２２はフィルターで、前段増幅器２１からの出力信号を受け信号内の直流分をカットし交流信号にする機能を有す。その出力波形を以下の３つの例を示す、精子の動きが活発な例を図９に、精子の動きが若干化活発な例を図１４、精子の動きが全く不活発な例を図１９に示す。２３はフィルター２２からの出力信号を増幅するための増幅器であり、検出信号は交流信号として増幅される。２４は波形整形器で増幅器２３からの出力信号を整流回路を通し予め決められた設定値以上の電圧レベルの波形信号のみを図１０，図１５、図２０に示すようなパルス波形に整形するための機能を有している。２５は図１１、図１６，図２１に示す予め設定された時間内のみ増幅器２４からの出力パルスをカウントするための計測時間制御回路、２６はカウンター回路で、波形整形器２４からのパルス出力信号を計測時間制御回路２５で設定された時間パルスカウントする機能を有している。図１２，図１７，図２２にカウントされるパルスの状態を示す。２７は診断判定回路でカウンター回路２６の出力値を受け、この出力値を予め設定された値と比較して受精能力の判定を行う機能を有している。これらにより信号演算部５が構成されている。
【００１１】
６は表示部で、基板１内に設置され診断判定回路２７から伝達された受精能力診断結果が表示される。８は電気回路を作動させるためのバッテリーであり、このバッテリー８を収納するためバッテリー収納庫７が基板１の内設されている。９は電気回路の駆動をオン／オフするための電源スイッチであり、１０は精液受容部２に採取した精液Ｌを受容した後、受精能力診断を開始するための診断指令スイッチである。本発明の精子活性度評価器は上記の各機能要素から構成されている。
【００１２】
ここで精液受容部２に入れる被測定精液の採取と採取した精液の一部を精液受容部２に充填するための手段について、図６および図７で具体的に説明をする。
精液Ｌの採取は、予め準備しておく精液採取ビーカ３１内に射精する。精液採取ビーカ３１は形状、大きさに特に指定されるものではなく、射精精液を捕集できるものであればどのようなものでもよい。精液は、自慰による採取でも、性交射精時膣外射精により捕集してもよい。本稿では精液捕集器は精液採取ビーカ３１として説明を行う。図６は精液採取ビーカ３１内に採取された精液Ｌと、採取された精液Ｌの一部を吸い取り、本発明が提供する精子活性度評価器の精液受容部２に充填させるためのスポイド３２を示す。
【００１３】
スポイド３２で採取された精液は図７に示すように精液受容部に滴下される。精液受容部２は前述したように精子活動状態計測用容器部１３とその容器内を外部光から遮光するための蓋１１から構成され、洗浄可能で繰り返し使用が可能な構成になっている。図６および図７に示すように精液採取ビーカ３１からスポイド３２により精液Ｌの一部を精液受容部２内に図３あるいは図４に示すレベル、即ち光源３および光センサー４の設置高さを超える高さまで滴下する。このレベルまで精液Ｌを充填した後、精子活動状態計測用容器部１３の蓋１１を閉じ、精液受容部２内を外部光から完全に遮光する。蓋１１は外部光による計測ノイズを完全に除去し、光源３から発せられたビーム光内で動く精子の活動状況を光センサー４でＳ／Ｎ比（被計測信号とノイズとの比）良く検出するためのものである。また、射精された精液の濃度が濃く、光の透過度が悪い場合、射精された液体を中性液で２〜３倍に希釈して精液受容部２に滴下する。また、希釈なしで計測する場合、光源３と光センサー４の対向位置の間隔を狭めた精液受容部２を使用することでビーム光の透過度を上げることができる。
【００１４】
さて、本発明が提供する精子活性度評価器は以上のような個別機能の集成で構成され、これらを基板１内にまとめることで持ち運び及び使用に便利である。以下、実際の使用について本発明の特徴を説明する。
男性性器から射出された精液の一部を採取して基板１の精液受容部２に充填する。精液Ｌが精液受容部２に充填された状態での基板１の断面図を図３に示す。この状態で電源スイッチ９をオンにして光源３からビーム状の光線を光センサー４に向けて照射すると、光路にあたる精液Ｌ内の精子の微弱な状態変化を光センサー４で検出することができる。
【００１５】
図４は精液Ｌ内で活動する精子Ｍの状態を模式的に拡大したものである。個々の精子Ｍは図４に示すように頭部と尾部よりなり、尾部の蠕動運動により動き回る。活性度の高い精子ほどその動きが活発である。精子Ｍが光路を横切るとき、あるいは光路内で動き回るとき、その頭部が光路を遮る状態となるため、光路内で光の散乱が生ずる。この微弱な散乱光を光センサー４で検出し電気信号に変換する。即ち、精子Ｍの動きで生じる光の散乱を電気信号として検出するが、この検出信号は精液Ｌ内の精子密度と、精子個々の活性度に関連する。このように光センサー４で精子Ｍの動きに連動した電気信号を経時的に検出し、且つ前段増幅器２１及び増幅器２３などにより信号増幅され拡大波形が得られる。
【００１６】
図８、図１３及び図１８は光センサー４で検出した信号を前段増幅器２１で増幅した後の出力波形を示す。図８は精液Ｌ内の精子Ｍの動きが極めて活発な状態を示し、受精能力が極めて高い精子活性状態を示している。図１３は図８の状態に比較し、精液Ｌ内の精子Ｍの動きが若干不活発な状態を示し、受精能力が低下している精子活性状態を示している。但し、この状態は受精能力が欠落してしる状態ではなく、チェック時の体調により精子の活発度が異なることもしばしばある。図１８は図８及び図１８の精子活性状態に比較し、精液Ｌ内の精子Ｍの動きが全く不活発な状態を示し、受精能力が欠落している精子活性状態を示す。
【００１７】
したがって、動きの活発な精子Ｍが多ければ多いほど、光センサー４が検出する変動波形の数は図８にしめすように多くなる。精子Ｍは微小なものであり、光センサー４で検出する波形信号は微弱であるが、この信号は信号演算部５の中の前段増幅器２１で増幅され、さらにフィルター２２で交流信号に変換される。この交流信号の波形を図９、図１４及び図１９に示す。この信号は増幅器２３で増幅される。増幅器２３の出力波形は、予め設定された閾値（電圧レベル）を超えた信号は波形整形器２４にて整流後、図１０、図１５及び図２０に示されるようなパルス波形に整形され、カウンター回路２６に入力される。図２０は閾値を超えた信号が全くない状態の図である。
【００１８】
診断指令スイッチ１０を作動させると診断指令信号が計測時間制御回路２５に伝達され、計測時間制御回路２５は、図１１、図１６及び図２１に示すような計測時間制御信号で、カウンター回路２６を制御する。カウンター回路２６は計測時間制御回路２５から指示された計測時間内に入る波形整形器２４からのパルス波形信号を計数する。図１２では設定時間内に８個のパルスを計測することを示し、図１７では計測時間内に２個のパルス計測を示し、図２２では１個のパルスも計測していないことを示している。カウンター回路２６で計数された値は診断判定回路２７に伝達される。診断判定回路２７は、この入力した値を予め設定された値と比較し、精子Ｍの活性度を数字あるいは段階区切りにした情報として表示部６に伝達する。
【００１９】
表示部６は精子の活性度を図１２、図１７あるいは図２２の計測結果で示す数段階に分けたレベルでの数字表示の他、「活性度高」、「活性度中」、「活性度低」のような表示、「正常」、「要再検査」、「異常」のような文字表示、また、正常状態を緑色、再検査状態を黄色、活性度が非常に低い場合は赤色表示するなど、数字、文字あるいは色表示により被験者の精子の活性度を表示することができる。
【００２０】
本発明が提供する精子活性度評価器は以上詳述したとおりであるが、発明の構成は上記あるいは図示例に示される構成に限定されるものではなく、種々の変形例をも包含する。例えば光学系については、超小型レーザ器の使用や、ＬＥＤなどの利用が考えられる。そして光センサーも光源の種類により、あるいは精子による散乱光をとらえる有効な受光用センサーを選択するべきである。精液受容部にねじ式の開閉蓋を設け、外部からの遮光をより完全にすることで測定時の効率アップや精液の流出防止を図るなどの工夫も可能である。本文でも説明したように精液内の精子分布濃度を調整するための希釈液を準備することも本発明の応用例として考察することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による精子活性度評価器の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の斜視図のうちＡ−Ａ‘部の縦断面図である。
【図３】精液受容部に精液を受容した状態図である。
【図４】精液受容部内での精子の活動状況を示す精子の一部拡大模式図である。
【図５】本発明における精子活性度評価器の電気回路を示す系統図である。
【図６】精液採取ビーカに採取した精液の一部をスポイドで採取中の状態図である。
【図７】スポイドで採取した精液を精液受容部に滴下している状態図である。
【図８】受精能力が極めて活発な精子活性状態での前段増幅器２１の出力信号波形で示す。
【図９】受精能力が極めて活発な精子活性状態でのフィルター２２の出力信号波形で示す。
【図１０】受精能力が極めて活発な精子活性状態での波形整形器２４の出力信号波形で示す。

【図１２】受精能力が極めて活発な精子活性状態時に計測時間制御回路２５の出力時間内に計測されるパルスの状態を示す。
【図１３】受精能力が若干不活発な精子活性状態での前段増幅器２１の出力信号波形を示す。
【図１４】受精能力が若干不活発な精子活性状態でのフィルター２２の出力信号波形で示す。
【図１５】受精能力が若干不活発な精子活性状態での波形整形器２４の出力信号波形で示す。
【図１７】受精能力が若干不活発な精子活性状態を計測時間制御回路２５の出力時間内に計測されるパルスの状態を示す。
【図１８】受精能力の全く無い異常な精子活性状態での前段増幅器２１の出力信号波形を示す。
【図１９】受精能力の全く無い異常な精子活性状態でのフィルター２２の出力信号波形で示す。
【図２０】受精能力の全く無い異常な精子活性状態での波形整形器２４の出力信号波形で示す。
【図２２】受精能力の全く無い異常な精子活性状態を計測時間制御回路２５の出力時間内に計測されるパルスの状態を示す。パルス出力が全くない。
【符号の説明】
１基板
２精液受容部
３光源
４光センサー
５信号演算部
６表示部
７バッテリー収納庫
８バッテリー
９電源スイッチ
１０診断指令スイッチ
１１蓋
１３精子活動状態計測用容器
３１精液採取ビーカ
３２スポイド
Ｌ精液
Ｍ精子

【特許請求の範囲】
【請求項１】
採取した精液を受容する容器部と、その容器部内の精液に光を透過させる光学系と、透過した光を受光し精子の活性度情報を含む信号を出力する検出器と、この検出器からの信号を演算処理して精子の活性度をあらわす値を出力する計測手段と、計測手段からの出力を表示する表示器を備えた精子活性度評価器。

【図１】