系統(tǒng)介紹

VisuGait 動物可視步態(tài)分析系統(tǒng)是一套在嚙齒動物自然行走的情況下評估其運(yùn)動缺陷和由疼痛引起的步態(tài)變化的完整系統(tǒng)。VisuGait 系統(tǒng)的核心部件是步行臺，老鼠可以從步行臺的一端行走到另一端，系統(tǒng)采用獨(dú)特的腳印光亮折射技術(shù)，通過放置于步行臺下方的高速高清攝像機(jī)捕獲真正的腳印足跡，然后通過計算機(jī)視覺處理軟件將這些腳印進(jìn)行自動歸類（新一代足跡歸類算法）。同時，系統(tǒng)還能夠探測到腳步的相對壓力差異，這是動物行走時體重在其四個腳爪上分布不同的結(jié)果。

系統(tǒng)組成

VisuGait 系統(tǒng)重要組成部分：

• 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

應(yīng)用范圍

動物步態(tài)分析系統(tǒng)可用于評價神經(jīng)創(chuàng)傷、神經(jīng)性萎縮、神經(jīng)**、以及疼痛癥狀群的動物模型。通過步態(tài)分析，了解神經(jīng)源性**發(fā)展過程、評價**方法的效果和篩選****。例如：帕金森氏癥導(dǎo)致肢體動作僵硬和協(xié)調(diào)性降低。步態(tài)分析系統(tǒng)通過測量動物模型中的腳間距離、擺動時相、支撐方式和正常步序比等參數(shù)評估運(yùn)動協(xié)調(diào)性。

該系統(tǒng)應(yīng)用范圍包括：

• 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

• 神經(jīng)肌肉以及骨骼肌肉等**

• 新一代足印識別及歸類算法

VisuGait 可視步態(tài)分析軟件采用了自研的足印識別和歸類算法，為準(zhǔn)確無誤的識別動物足印和高效足跡自動歸類提供了有力保障，核心包括:

• 圖像降噪預(yù)處理模塊

• 虛假足印剔除模塊

• 步跡分離增強(qiáng)模塊

• 時序跟蹤模塊

• 聚類分析模塊

其中降噪模塊主要利用濾波算法，降低因?yàn)楣饩€變化引起的足跡提取誤差；虛假目標(biāo)剔除模塊主要是對于老鼠行走過程中引起的虛假目標(biāo)（如老鼠糞便等）進(jìn)行剔除；步跡分離增強(qiáng)模塊針對紅綠藍(lán)三通道數(shù)據(jù)，根據(jù)其顯著性自動剔除其中信噪比較低的通道，利用差圖像法和QTSU 二值化算法，自動提取足跡區(qū)域；時序跟蹤模塊和聚類分析模塊主要對單幀提取的足跡區(qū)域，先進(jìn)行聚類，然后根據(jù)時序關(guān)系自動識別左右前后四個爪子，并進(jìn)行標(biāo)記，為下一幀分析提供依據(jù)；

• 足跡增強(qiáng)裝置（內(nèi)光源折射技術(shù)）

側(cè)光足跡增強(qiáng)裝置，采用綠色 LED 燈，將均勻的綠色熒光射入玻璃側(cè)面，達(dá)到玻璃體中充滿綠色熒光，從而實(shí)現(xiàn)動物足跡圖像增強(qiáng)的效果，便于 VisuGait 軟件對動物行走時四肢的自動識別。

其中，老鼠步行通道、高速攝像機(jī)、足跡增強(qiáng)板、背景增強(qiáng)系統(tǒng)、誘導(dǎo)箱安裝在用鋁型材加工的支架上，用于實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動物在足跡增強(qiáng)板上行走過程中足跡的提取，誘導(dǎo)箱為實(shí)驗(yàn)動物提供熟悉的小環(huán)境，使實(shí)驗(yàn)動物經(jīng)過訓(xùn)練后，能夠在足跡增強(qiáng)板上正常行走，方便完成足跡提取。高速攝像機(jī)與安裝了 VisuGait 軟件的計算機(jī)通過 USB 3.0 接口實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)采集。

• 其他功能

• 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；

系統(tǒng)可測量基于單只腳印的參數(shù)：

• 腳*大觸地時相（Max contact）

• 腳*大觸地面積（Max area）

• 腳觸地壓力（Intensity）

• 腳印寬度（Box width）

• 腳觸地時間（Stand）

• 腳印之間的位置關(guān)系（Print positions）

• 同一腳爪觸地時間占總時間的比例（Duty cycle）

• 步行周期（Step Cycle）、步幅（Step Stride）

• 制動指數(shù)（Stop Index）、推進(jìn)指數(shù)（Start Index）

動物步態(tài)行為，根據(jù)動物**模型的不同，需要選擇合適的步態(tài)分析設(shè)備來開展實(shí)驗(yàn)，目前，上海欣軟可以提供VisuGait動物主動步態(tài)分析、VisuTread動物被動部分分析（含運(yùn)動跑道）、動物關(guān)節(jié)步態(tài)分析（接受定制）、動物自由步態(tài)分析（曠場箱中進(jìn)行），如果需要深入研究動物步態(tài)的客戶，可以聯(lián)系我們！