一、開發(fā)背景

隨著硬件（camera的分辨率、幀頻等）、方法（計(jì)算機(jī)視覺、深度學(xué)習(xí)等相關(guān)理論）的不斷發(fā)展，動物行為學(xué)從原有繁重的手工測量分析過程，逐步演變?yōu)榻咏詣踊乃?，這里說是接近，是因?yàn)閱慰恳环N或幾種算法，無法**地解決實(shí)驗(yàn)方法自動化問題，特別是在數(shù)據(jù)挖掘過程中，還需要大量的人工工作。當(dāng)然，隨著2012年深度學(xué)習(xí)理論的發(fā)展，可以進(jìn)一步提升算法識別準(zhǔn)確性，進(jìn)一步減少人為工作。軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，實(shí)驗(yàn)指標(biāo)體系發(fā)生了巨大的變化，如從二維分析到三維分析、從低幀頻到高幀頻、從事后分析到實(shí)時或準(zhǔn)實(shí)時分析等。實(shí)驗(yàn)指標(biāo)在時空尺度上不斷細(xì)化，使得我們可以從全新的視角重新審視已有的動物行為學(xué)方法，新的機(jī)理機(jī)制逐步被發(fā)現(xiàn)。

從數(shù)據(jù)流的角度，要實(shí)現(xiàn)自動化獲取精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，需要在數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)挖掘兩方面入手，而數(shù)據(jù)獲取又分為原始數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)初步分析，這些依賴硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)。通常，我的做法是，通過硬件優(yōu)化提升，以簡化算法設(shè)計(jì)，即硬件簡化軟件。

VisuGait大小鼠步態(tài)實(shí)時檢測分析處理系統(tǒng) 大小鼠步態(tài)（gait）是指大小鼠行走時所表現(xiàn)的姿態(tài)。大小鼠步態(tài)分析系統(tǒng)基于原有足跡分析方法(footprint analysis)，運(yùn)用圖理新技術(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**地反映動物步態(tài)的變化情況。而且本步態(tài)分析系統(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。本儀器可廣泛應(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**、關(guān)節(jié)炎等多種**動物模型步態(tài)的研究。

• 動物步行臺（折射光源）
• 動物誘導(dǎo)箱
• 高清高速攝像機(jī)
• VisuGait軟件

• 脊索損傷
• 神經(jīng)性疼痛
• 關(guān)節(jié)炎
• 中風(fēng)
• 帕金森病
• 運(yùn)動失調(diào)
• 腦損傷
• 外周神經(jīng)損傷、末梢神經(jīng)損傷
• 阿茲海默癥

• 用于帕金森病研究的科研儀器VisuGait大小鼠步態(tài)分析系統(tǒng)參數(shù)介紹自動保存視頻文件，可用于離線分析，視頻分辨率為不低于1280x1024；
• 支持雙向分析功能，即動物前行和后退都能采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析；
• 系統(tǒng)可以靈活調(diào)節(jié)光敏感度，可以應(yīng)對不同體重的動物；用于帕金森病研究的科研儀器VisuGait大小鼠步態(tài)分析系統(tǒng)參數(shù)介紹

5.1系統(tǒng)可測量基于單只腳印的參數(shù)：

5.2系統(tǒng)可測量基于不同腳印間關(guān)系的參數(shù)：

5.6系統(tǒng)可以自動測量出坐骨神經(jīng)功能指數(shù)（Sciatic Functional Index SFI）