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HB-GAL1401大小鼠步態(tài)實(shí)時檢測分析處理系統(tǒng)

Gait Analysis Lab

    大小鼠步態(tài)（gait）是指大小鼠行走時所表現(xiàn)的姿態(tài)。HB-GAL1401大小鼠步態(tài)實(shí)時檢測分析處理系統(tǒng)基于原有足跡分析方法(footprint analysis)，運(yùn)用新技術(shù)對足印分析法進(jìn)行了改進(jìn)，通過足印圖像增強(qiáng)技術(shù)采用高速攝像機(jī)可以清晰地采集大小鼠行走過程的足印信息，然后利用步態(tài)分析系統(tǒng)自動識別分析大小鼠足跡的步行周期、支撐距離、支撐時長、擺動時長、制動時長、推進(jìn)時長、步頻等60余種指標(biāo)，以此客觀、準(zhǔn)確和全面地反映動物步態(tài)的變化情況。而且HB-GAL1401大小鼠步態(tài)實(shí)時檢測分析處理系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、分析、統(tǒng)計(jì)處理、繪圖制表、打印輸出于一體，避免繁重的人工勞動，極大提高實(shí)驗(yàn)的自動化程度。HB-GAL1401大小鼠步態(tài)實(shí)時檢測分析處理系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于腦缺血、阿爾茨海默病、帕金森氏病、腦外傷、脊髓損傷、疼痛疾病、關(guān)節(jié)炎等多種疾病動物模型步態(tài)的研究。

一、 系統(tǒng)構(gòu)成

1. 硬件構(gòu)成

BW-GAL1401大小鼠步態(tài)實(shí)時檢測分析處理系統(tǒng)硬件系統(tǒng)主要包括：1視頻采集分析計(jì)算機(jī)（1臺）、2老鼠步行通道、3高速攝像機(jī)、4足跡增強(qiáng)板、5背景增強(qiáng)系統(tǒng)等等。下圖為步態(tài)分析系統(tǒng)實(shí)物圖。

2. 軟件構(gòu)成

HB-GAL1401大小鼠步態(tài)實(shí)時檢測分析處理系統(tǒng)軟件由視頻采集模塊和分析模塊兩部分組成。

如下圖：其中藍(lán)色矩形區(qū)域?yàn)閳D像實(shí)時顯示區(qū)域。通過點(diǎn)擊界面上方視頻瀏覽工作欄，可以完成視頻文件播放、倒放、單幀播放等功能。點(diǎn)擊視頻分析工具欄按鈕，可以完成視頻分析功能。界面上不同區(qū)域，用于顯示相應(yīng)的指標(biāo)信息。

3. 控制原理

下圖為步態(tài)實(shí)時采集處理硬件系統(tǒng)示意圖。實(shí)驗(yàn)過程中，將老鼠從步行通道左入口（或右入口）放入步行通道，當(dāng)老鼠沿通道直行到一定位置，自動觸發(fā)安裝在框架底部的垂直向上拍攝的高速攝像機(jī)開始

步態(tài)實(shí)時采集處理硬件系統(tǒng)示意圖：

軟件控制流程圖：

二、指標(biāo)評價(jià)體系

    HB-GAL1401大小鼠步態(tài)實(shí)時檢測分析處理系統(tǒng)能自動檢測豐富全面的評價(jià)指標(biāo)，指標(biāo)評價(jià)體系如下：

1步行周期、2支撐時長、3擺動時長、4支撐時相、5單支撐時相、6雙支撐時相、7三支撐時相、8擺動時相、9制動時長、10制動指數(shù)、11推進(jìn)時長、12推進(jìn)指數(shù)、13同源協(xié)調(diào)性、14同側(cè)協(xié)調(diào)性、15對側(cè)協(xié)調(diào)性、16步幅、17左側(cè)步基、18右側(cè)步基、19前肢步寬、20后肢步寬、21足跡面積、22足跡平均面積、23足跡強(qiáng)度、24足跡平均強(qiáng)度、25擺動速度、26瞬時速度、27平均速度、28總速度、29足角、30平均體轉(zhuǎn)角、31體轉(zhuǎn)角標(biāo)準(zhǔn)偏差、32平均側(cè)向移動、33側(cè)向移動標(biāo)準(zhǔn)偏差

三、應(yīng)用

HB-GAL1401大小鼠步態(tài)實(shí)時檢測分析處理系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、分析、統(tǒng)計(jì)處理、繪圖制表、打印輸出于一體，避免繁重的人工勞動，極大提高實(shí)驗(yàn)的自動化程度。擁有多項(xiàng)精細(xì)的檢測指標(biāo)，功能強(qiáng)大又靈活。可適用于大、中專醫(yī)學(xué)院校，科研單位進(jìn)行有關(guān)腦缺血，阿爾茨海默病，帕金森氏病，腦外傷，脊髓損傷，疼痛疾病，關(guān)節(jié)炎，肌萎縮，運(yùn)動損傷等多種疾病的機(jī)制研究以及相關(guān)藥物篩選和作用機(jī)制的研究。

本步態(tài)分析系統(tǒng)方法建立已發(fā)表在SCI期刊Behavioural Brain Research，屬于行為學(xué)研究方法領(lǐng)域的權(quán)威雜志。