本發(fā)明涉及一種由計(jì)算機(jī)實(shí)施的設(shè)備和方法，用于測(cè)量子宮內(nèi)膜生物物理和化學(xué)參數(shù)。
背景技術(shù)：
1、已知患者子宮內(nèi)次優(yōu)的化學(xué)和物理因素會(huì)損害配子和胚胎的發(fā)育，對(duì)其未來發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響(wale?pl?et?al.,hum?reprod?update,2016,22:2-22)
2、迄今為止，女性生殖道內(nèi)溶解氧、溶解二氧化碳、ph值和溫度的確切組成、變化及相互依賴關(guān)系僅得到部分研究。因此，市售培養(yǎng)基中各種成分的相關(guān)濃度及ph值，以及目前培養(yǎng)箱中使用的氧氣濃度、二氧化碳濃度和溫度，大多基于主要來自動(dòng)物研究的推斷數(shù)據(jù)。
3、就氧化應(yīng)激而言，高非生理性氧濃度會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致胚胎發(fā)育缺陷并伴隨更高的碎片率。
4、同時(shí)，過低的氧水平可能損害胚胎形成——涉及眾多氧化代謝過程的過程。
5、其他能與溶解氧和/或二氧化碳水平相互作用的生物物理參數(shù)，在胚胎培養(yǎng)環(huán)境中同樣至關(guān)重要。
6、ph值是影響精子結(jié)合與運(yùn)動(dòng)、卵母細(xì)胞成熟及胚胎發(fā)育的重要參數(shù)。在體外培養(yǎng)中，可采用生物ph緩沖劑加入胚胎培養(yǎng)基，以助于穩(wěn)定ph值并最大限度減少人類著床前胚胎因ph波動(dòng)而導(dǎo)致的有害胞內(nèi)變化。
7、然而，生殖道管腔內(nèi)液體ph值的活體內(nèi)調(diào)節(jié)機(jī)制更為復(fù)雜。從臨床角度看，雖然生殖道內(nèi)異常酸堿條件已知會(huì)對(duì)人類生殖產(chǎn)生一定影響，但迄今為止針對(duì)該問題的解決嘗試收效有限。
8、就溫度而言，公認(rèn)的是體溫的極端變動(dòng)會(huì)通過細(xì)胞因子和微型rna的分子網(wǎng)絡(luò)引發(fā)免疫反應(yīng)。
9、盡管胚胎對(duì)小幅溫度變化具有一定耐受性，但培養(yǎng)過程中長(zhǎng)期暴露于非最佳37℃的環(huán)境會(huì)降低受精率、著床率和妊娠完成率。
10、鑒于上述化學(xué)和物理參數(shù)在子宮內(nèi)環(huán)境對(duì)達(dá)到高效人類生殖的相關(guān)作用，亟需開發(fā)一種能體內(nèi)測(cè)量這些參數(shù)的適當(dāng)技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的主要目的在于設(shè)計(jì)一種用于測(cè)量子宮內(nèi)參數(shù)的設(shè)備，該設(shè)備允許有效且準(zhǔn)確地檢測(cè)子宮內(nèi)的化學(xué)和物理參數(shù)。
2、本發(fā)明的另一目的在于設(shè)計(jì)一種用于測(cè)量子宮內(nèi)參數(shù)的設(shè)備，該設(shè)備允許在活體內(nèi)實(shí)際檢測(cè)子宮內(nèi)的化學(xué)和物理參數(shù)。
3、本發(fā)明的又一目的在于設(shè)計(jì)一種用于測(cè)量子宮內(nèi)參數(shù)的設(shè)備，該設(shè)備允許快速測(cè)量，且患者在使用過程中耐受性良好。
4、本發(fā)明還有一個(gè)目的在于設(shè)計(jì)一種由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法，用于測(cè)量子宮內(nèi)參數(shù)，該方法可靠且精確。
5、本發(fā)明的另一目的在于設(shè)計(jì)一種由計(jì)算機(jī)實(shí)施的設(shè)備及方法，用于測(cè)量子宮內(nèi)參數(shù)，允許在簡(jiǎn)單、合理、易用且經(jīng)濟(jì)有效的解決方案框架內(nèi)克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。
6、上述目的通過具有權(quán)利要求1所述特征的用于測(cè)量子宮內(nèi)參數(shù)的設(shè)備來達(dá)到。
7、上述目的還通過具有權(quán)利要求y所述特征的、由計(jì)算機(jī)實(shí)施的用于測(cè)量子宮內(nèi)參數(shù)的方法來達(dá)到。
1.用于測(cè)量子宮內(nèi)參數(shù)的設(shè)備(1)，其特征在于包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述光學(xué)檢測(cè)裝置(3)包括被配置為生成紅外吸收光譜的紅外檢測(cè)裝置。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述發(fā)射裝置(2a)包括連接至輻射源(5)的至少一根發(fā)射光纖(4)，所述發(fā)射裝置(2a)適配成發(fā)射所述電磁輻射；且所述接收裝置(2b)包括至少一根接收光纖(6)，所述接收光纖(6)適配成接收所述反射和/或散射電磁輻射并將所述反射和/或散射電磁輻射傳輸至所述光學(xué)檢測(cè)裝置(3)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：每根所述光纖(4,6)包括至少一個(gè)中心芯部以及包覆所述中心芯部的外護(hù)套，所述中心芯部配置成傳輸波長(zhǎng)在300nm至2200nm之間的電磁輻射。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述接收光纖(6)具有剖面，其中由所述中心芯部和所述護(hù)套限定的總直徑在100μm至1mm之間，所述中心芯部的直徑在30μm至900μm之間。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述接收光纖(6)具有鋁制覆蓋層。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述發(fā)射光纖(4)具有剖面，其中由所述中心芯部和所述護(hù)套限定的總直徑在100μm至1mm之間，所述中心芯部的直徑在30μm至900μm之間。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述發(fā)射光纖(4)具有由聚酰亞胺制成的覆蓋層。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述發(fā)射裝置(2a)包括多根所述發(fā)射光纖(4)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述發(fā)射光纖(4)圍繞所述接收光纖(6)布置。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：每根所述光纖(4,6)包括尾部(7)，所述尾部(7)用于插入所述子宮并適配成發(fā)射/接收所述電磁輻射，所述探頭(2)在所述尾部(7)處包括插入部(8)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述插入部(8)包括附著裝置，所述附著裝置適配成將所述尾部(7)固定在一起，所述附著裝置包括具有高透光指數(shù)的至少一種生物相容性環(huán)氧樹脂(9)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述附著裝置包括至少一個(gè)包覆元件(13)，所述包覆元件(13)適配成包覆所述電磁纖維(4,6)，所述包覆元件(13)由柔性材料制成。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述附著裝置包括至少一個(gè)固定元件(10)，所述固定元件(10)適配成將所述光纖(4,6)的端部固定在一起。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述固定元件(10)由圓柱體構(gòu)成，所述端部裝配于所述圓柱體內(nèi)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述固定元件(10)由生物相容性金屬材料制成。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述設(shè)備(1)包括與所述插入部(8)相關(guān)聯(lián)的傳感器裝置(12)，所述傳感器裝置(12)配置成檢測(cè)表征所述子宮的化學(xué)和物理參數(shù)。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的設(shè)備(1)，其特征在于：所述探頭(2)包括導(dǎo)管(11)，所述導(dǎo)管(11)適配成允許將所述插入部(8)插入所述子宮，所述插入部(8)布置在所述導(dǎo)管(11)內(nèi)并能夠相對(duì)于所述導(dǎo)管移動(dòng)。
19.一種由計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，用于測(cè)量子宮內(nèi)參數(shù)，其特征在于所述方法包括以下階段：
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，在所述生成階段之前，包括對(duì)所述電磁光譜進(jìn)行預(yù)處理的階段，所述預(yù)處理階段包括以下步驟：
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述機(jī)器學(xué)習(xí)模型屬于核kernel方法類別，優(yōu)選為支持向量機(jī)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述機(jī)器學(xué)習(xí)模型使用徑向基核函數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法包括對(duì)所述預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練的階段，所述訓(xùn)練階段包括將對(duì)應(yīng)子宮組織的多個(gè)電磁光譜作為輸入提供給所述監(jiān)督式預(yù)測(cè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型的步驟，同時(shí)輸入代表所述子宮組織至少一種化學(xué)和物理參數(shù)的對(duì)應(yīng)數(shù)值。