專利名稱：自由活動實驗動物運動，行為和電生理指標監(jiān)測分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自由活動實驗動物運動，行為和電生理指標監(jiān)測分析系統(tǒng)，屬神經(jīng)生物學(xué)實驗裝置。
在實驗動物迷宮的實驗中通常的方法是實驗人員在現(xiàn)場監(jiān)視動物進行實驗任務(wù)，當其完成實驗任務(wù)后給予獎勵或刺激，同時用VCR攝像機將實驗動物在迷宮中的運動圖像存儲的錄像帶中用于日后的分析，上述方法不能實現(xiàn)實驗全過程自動化和保持行為分析和電生理數(shù)據(jù)保持同步。迄今為止，未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明技術(shù)方案相同的公開報道。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為將監(jiān)控的圖像輸入到計算機中，通過編寫的相關(guān)程序掃描圖像找到動物在迷宮中的位置，同時通過軟件控制相關(guān)裝置給以動物獎勵或刺激。具體步驟如下1.在迷宮上方安裝攝像機(1)，使其對準迷宮；2.把攝像機輸出信號連接到分析儀的圖像采集卡(2)的視頻輸入端；3.把分析儀的行為刺激裝置(3)的信號輸入端連接到計算機的LPT(4)端口，將該刺激裝置的刺激給預(yù)端安置在迷宮中；4.將欲執(zhí)行任務(wù)的運動軌跡分析-實驗控制的運動軌跡識別程序(5)存入該計算機系統(tǒng)的程序存儲器中；5.啟動該計算機系統(tǒng)工作，CPU按程序初始化圖像采集卡(2)同時檢查硬盤中的初始化文件，如果有已設(shè)置好的初始化信息，則調(diào)入存儲器中并初始化相關(guān)設(shè)置；6.CPU按程序指令控制視頻采集卡(2)，按程序預(yù)先設(shè)定或用戶設(shè)定采樣頻率采集攝像機(1)在實驗動物在迷宮中的運動圖像；7.CPU對需要分析運動軌跡的平面坐標范圍內(nèi)實驗動物的運動圖像進行處理，并分析出每一幀圖像中實驗動物的坐標；8.CPU根據(jù)程序指令檢查當前實驗動物的坐標是否在用戶預(yù)先設(shè)定的需要給與行為刺激的平面坐標范圍內(nèi)，如果是則通過LPT(4)端口發(fā)出信號，行為刺激裝置(3)接收到信號后在相應(yīng)的迷宮位置給與實驗動物刺激；9.CPU將分析出的當前幀的實驗動物軌跡的坐標，時間坐標發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)或LPT(4)接口中，此數(shù)據(jù)由采集實驗動物腦電生理信號的程序或相應(yīng)的實驗裝置接收，以便于將運動軌跡和腦電生理信號的分析保持同步；10.CPU將實驗動物運動圖像和分析出的每一幀實驗動物的坐標連接形成的運動軌跡圖實時顯示在計算機顯示屏上；11.CPU將運動軌跡保存在存儲器中；12.實驗完成后，保存的數(shù)據(jù)可以調(diào)出分析，回放運動軌跡，也可輸出到EXCEL，或以文本格式輸出到其他程序中以便進一步的分析。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1.實施自動分析動物運動軌跡并同時顯示運動圖像；2.可獨立分析圖像，并實時提供動物運動軌跡和時間坐標與神經(jīng)放電獲取設(shè)備保持同步；3.根據(jù)用戶在軟件中通過實時圖像窗口中選定不同的區(qū)域，使行為刺激裝置完成不同的實驗任務(wù)，實現(xiàn)實驗自動化，并大大增強了實驗的靈活性；4.驗數(shù)據(jù)可以以多種格式輸出，滿足不同的數(shù)據(jù)分析需要。
權(quán)利要求
一種涉及自由活動實驗動物運動，行為和電生理指標監(jiān)測分析系統(tǒng)，利用數(shù)字電子技術(shù)時實監(jiān)視實驗動物運動軌跡并自動給以相關(guān)物質(zhì)刺激，記錄運動軌跡和實驗動物神經(jīng)放電的全過程，其特征在于采用下列步驟1.在迷宮上方安裝攝像機(1)，使其對準迷宮；
2.把攝像機輸出信號連接到分析儀的圖像采集卡(2)的視頻輸入端；
3.把分析儀的行為刺激裝置(3)的信號輸入端連接到計算機的LPT(4)端口，將該刺激裝置的刺激給預(yù)端安置在迷宮中；
4.將欲執(zhí)行任務(wù)的運動軌跡分析-實驗控制的運動軌跡識別程序(5)存入該計算機系統(tǒng)的程序存儲器中；
5.啟動該計算機系統(tǒng)工作，CPU按程序初始化圖像采集卡(2)同時檢查硬盤中的初始化文件，如果有已設(shè)置好的初始化信息，則調(diào)入存儲器中并初始化相關(guān)設(shè)置；
6.CPU按程序指令控制視頻采集卡(2)，按程序預(yù)先設(shè)定或用戶設(shè)定采樣頻率采集攝像機(1)在實驗動物在迷宮中的運動圖像；
7.CPU對需要分析運動軌跡的平面坐標范圍內(nèi)實驗動物的運動圖像進行處理，并分析出每一幀圖像中實驗動物的坐標；
8.CPU根據(jù)程序指令檢查當前實驗動物的坐標是否在用戶預(yù)先設(shè)定的需要給與行為刺激的平面坐標范圍內(nèi)，如果是則通過LPT(4)端口發(fā)出信號，行為刺激裝置(3)接收到信號后在相應(yīng)的迷宮位置給與實驗動物刺激；
9.CPU將分析出的當前幀的實驗動物軌跡的坐標，時間坐標發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)或LPT(4)接口中，此數(shù)據(jù)由采集實驗動物腦電生理信號的程序或相應(yīng)的實驗裝置接收，以便于將運動軌跡和腦電生理信號的分析保持同步；
10.CPU將實驗動物運動圖像和分析出的每一幀實驗動物的坐標連接形成的運動軌跡圖實時顯示在計算機顯示屏上；
11.CPU將運動軌跡保存在存儲器中；
12.實驗完成后，保存的數(shù)據(jù)可以調(diào)出分析，回放運動軌跡，也可輸出到EXCEL，或以文本格式輸出到其他程序中以便進一步的分析。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自由活動實驗動物運動，行為和電生理指標監(jiān)測分析系統(tǒng)，由運動軌跡識別軟件(5)，PC機LPT端口(4)，圖象采集卡(2)，攝像機(1)，連接在PC機LPT端口上的行為刺激裝置(3)組成。該裝置利用計算機和現(xiàn)代電子技術(shù)時實跟蹤監(jiān)實驗動物在迷宮中的運動軌跡，并根據(jù)運動軌跡控制連接在計算機上的相關(guān)儀器給以動物相應(yīng)的實驗刺激，同時記錄下運動軌跡并配合相關(guān)設(shè)備紀錄電生理數(shù)據(jù)，達到記錄行為和電生理數(shù)據(jù)同步并使實驗自動化。本裝置在實驗任務(wù)中具有很高的靈活性，通過設(shè)置軟件和調(diào)整連接在端口上不同的控制裝置，可自動完成許多不同的實驗任務(wù)，滿足不同的數(shù)據(jù)分析需要。
文檔編號G06F19/00GK1438600SQ02113370
公開日2003年8月27日 申請日期2002年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月10日
發(fā)明者曾濤, 陳南暉, 彭沿平, 田少華, 王建紅, 鄭佳威, 馬原野, 王林 申請人:中國科學(xué)院昆明動物研究所