一、開發(fā)背景
在生物醫(yī)學(xué)研究和**開發(fā)中，動物模型的行為表現(xiàn)和運(yùn)動能力是研究神經(jīng)系統(tǒng) **、肌肉骨骼異常和**效果評估的重要指標(biāo)。其中，大小鼠因其基因背景的 可控性、易于飼養(yǎng)和維護(hù)的成本效益，以及與人類**模型的高度相似性，成為 了實(shí)驗(yàn)研究中使用*廣泛的模型動物。在這一研究背景下，大小鼠自由活動與步 態(tài)分析系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用顯得尤為重要和必要。
自由活動與步態(tài)分析是研究動物運(yùn)動模式的一種方法，它涉及到動物步行時身體 各部位運(yùn)動的測量和分析。傳統(tǒng)上，步態(tài)分析依賴于觀察者的主觀判斷或是利用 簡單的工具進(jìn)行距離和時間的測量，這些方法往往缺乏準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。隨著 技術(shù)的進(jìn)步，尤其是高速攝像技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺 AI 算法的發(fā)展，研究者能夠以 ****的精度和細(xì)節(jié)捕捉到動物的自由運(yùn)動時的步態(tài)行為**分析。
大小鼠自由活動與步態(tài)分析系統(tǒng)旨在通過自動化的方式捕捉和分析大小鼠在無 約束條件下的自然步態(tài)，以提供關(guān)于動物健康狀況、神經(jīng)肌肉功能以及**干預(yù) 效果的重要信息。這種分析對于神經(jīng)退行性**（如帕金森病和阿爾茨海默?。?、 肌肉萎縮癥以及其他影響運(yùn)動能力的條件的研究具有重要意義。通過**測量動 物的步態(tài)參數(shù)和自發(fā)活動精細(xì)行為，研究者可以更好地理解**的進(jìn)展，評估治 療方法的效果，甚至在早期階段就能夠發(fā)現(xiàn)**的潛在副作用。
二、系統(tǒng)介紹
VisuWalk 大小鼠自由活動與步態(tài)分析系統(tǒng)依托于高清攝像技術(shù)和先進(jìn)的計(jì)算機(jī) 視覺 AI 算法。高速攝像設(shè)備能夠捕捉到快速移動的對象細(xì)節(jié)，而計(jì)算機(jī)視覺算 法則能夠從視頻中自動識別動物的身體部位和精細(xì)行為，計(jì)算出步態(tài)的各種參 數(shù)。這種技術(shù)的應(yīng)用，不僅極大地提高了步態(tài)分析的**度，而且大大減少了數(shù) 據(jù)處理所需的時間和人工成本。
三、系統(tǒng)配置
1.實(shí)驗(yàn)箱
2.高清攝像機(jī)
3.鋼化玻璃底板
4.輔照明燈（選配） 數(shù)據(jù)線
5.VisuWalk 軟件
四、應(yīng)用領(lǐng)域
1.脊椎損傷
2.帕金森病
3.肌萎縮側(cè)索硬化癥
4.共濟(jì)失調(diào)
5.亨廷頓舞蹈癥
6.關(guān)節(jié)炎
7.骨骼肌肉**
8.疼痛
9.神經(jīng)肌肉**
10.缺血/中風(fēng)
五、技術(shù)特點(diǎn)
1.**實(shí)時功能，采集視頻的同時進(jìn)行行為分析，無需花額外的時間進(jìn)行行為 分析，大大節(jié)省實(shí)驗(yàn)時間；
2.支持動物在開放場無任何約束場景下識別動物步態(tài)行為和精細(xì)行為，不需要 對動物進(jìn)行任何誘導(dǎo)；
3.具備結(jié)果雙擊復(fù)核、質(zhì)檢功能 ；
4.實(shí)時且自動準(zhǔn)確識別動物輪廓及多體位骨架點(diǎn)（鼻尖、左前肢、右前肢、左后肢、右后肢、重心及尾根等）；
5.可以輸出整個組動物的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；
6.底部視角拍攝，可進(jìn)行小鼠曠場實(shí)驗(yàn)、新物體識別識別實(shí)驗(yàn)、精細(xì)行為實(shí)驗(yàn) 等范式；
7.系統(tǒng)支持離線分析和實(shí)時分析 2 種模式；
8.支持?jǐn)?shù)據(jù)可視化和數(shù)據(jù)管理功能，根據(jù)自定義條件篩選圖表；
9.可以支持外部輸入輸出功能，與第三方設(shè)備（光遺傳、電生理、鈣成像等） 同步打標(biāo)；
10.分析過程中實(shí)時顯示動物的各種行為狀態(tài)及發(fā)生持續(xù)時間等信息； ? 可根據(jù)用戶實(shí)驗(yàn)場景免費(fèi)訓(xùn)練適配模型；
11. 支持?jǐn)?shù)據(jù)指標(biāo)分段和分組統(tǒng)計(jì)等；
六、測試指標(biāo)
1）常規(guī)行為指標(biāo)：包括路程、平均速度、靜止時間、各子區(qū)域訪問次數(shù)、逗留 時間、潛伏期等
2）精細(xì)行為指標(biāo)：Grooming、Rearing 次數(shù)、時間、潛伏期
3） 自由步態(tài)指標(biāo)：步行周期、步行速度、角速度、支撐\搖擺時相、步長、步寬步幅、肢體占空比、時間對稱性等
4）觸地時間-角速度序圖、觸地時間-速度序圖、尾根點(diǎn)側(cè)向移動相位圖、支撐- 搖擺相位圖、肢體占空比圖、活動軌跡圖、熱圖等
