专利名称：自由活动实验动物运动，行为和电生理指标监测分析系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自由活动实验动物运动，行为和电生理指标监测分析系统，属神经生物学实验装置。
在实验动物迷宫的实验中通常的方法是实验人员在现场监视动物进行实验任务，当其完成实验任务后给予奖励或刺激，同时用VCR摄像机将实验动物在迷宫中的运动图像存储的录像带中用于日后的分析，上述方法不能实现实验全过程自动化和保持行为分析和电生理数据保持同步。迄今为止，未发现与本发明技术方案相同的公开报道。
本发明所采用的技术方案为将监控的图像输入到计算机中，通过编写的相关程序扫描图像找到动物在迷宫中的位置，同时通过软件控制相关装置给以动物奖励或刺激。具体步骤如下1.在迷宫上方安装摄像机(1)，使其对准迷宫；2.把摄像机输出信号连接到分析仪的图像采集卡(2)的视频输入端；3.把分析仪的行为刺激装置(3)的信号输入端连接到计算机的LPT(4)端口，将该刺激装置的刺激给预端安置在迷宫中；4.将欲执行任务的运动轨迹分析-实验控制的运动轨迹识别程序(5)存入该计算机系统的程序存储器中；5.启动该计算机系统工作，CPU按程序初始化图像采集卡(2)同时检查硬盘中的初始化文件，如果有已设置好的初始化信息，则调入存储器中并初始化相关设置；6.CPU按程序指令控制视频采集卡(2)，按程序预先设定或用户设定采样频率采集摄像机(1)在实验动物在迷宫中的运动图像；7.CPU对需要分析运动轨迹的平面坐标范围内实验动物的运动图像进行处理，并分析出每一帧图像中实验动物的坐标；8.CPU根据程序指令检查当前实验动物的坐标是否在用户预先设定的需要给与行为刺激的平面坐标范围内，如果是则通过LPT(4)端口发出信号，行为刺激装置(3)接收到信号后在相应的迷宫位置给与实验动物刺激；9.CPU将分析出的当前帧的实验动物轨迹的坐标，时间坐标发送到网络或LPT(4)接口中，此数据由采集实验动物脑电生理信号的程序或相应的实验装置接收，以便于将运动轨迹和脑电生理信号的分析保持同步；10.CPU将实验动物运动图像和分析出的每一帧实验动物的坐标连接形成的运动轨迹图实时显示在计算机显示屏上；11.CPU将运动轨迹保存在存储器中；12.实验完成后，保存的数据可以调出分析，回放运动轨迹，也可输出到EXCEL，或以文本格式输出到其他程序中以便进一步的分析。本发明与现有技术相比具有以下优点1.实施自动分析动物运动轨迹并同时显示运动图像；2.可独立分析图像，并实时提供动物运动轨迹和时间坐标与神经放电获取设备保持同步；3.根据用户在软件中通过实时图像窗口中选定不同的区域，使行为刺激装置完成不同的实验任务，实现实验自动化，并大大增强了实验的灵活性；4.验数据可以以多种格式输出，满足不同的数据分析需要。
权利要求
一种涉及自由活动实验动物运动，行为和电生理指标监测分析系统，利用数字电子技术时实监视实验动物运动轨迹并自动给以相关物质刺激，记录运动轨迹和实验动物神经放电的全过程，其特征在于采用下列步骤1.在迷宫上方安装摄像机(1)，使其对准迷宫；
2.把摄像机输出信号连接到分析仪的图像采集卡(2)的视频输入端；
3.把分析仪的行为刺激装置(3)的信号输入端连接到计算机的LPT(4)端口，将该刺激装置的刺激给预端安置在迷宫中；
4.将欲执行任务的运动轨迹分析-实验控制的运动轨迹识别程序(5)存入该计算机系统的程序存储器中；
5.启动该计算机系统工作，CPU按程序初始化图像采集卡(2)同时检查硬盘中的初始化文件，如果有已设置好的初始化信息，则调入存储器中并初始化相关设置；
6.CPU按程序指令控制视频采集卡(2)，按程序预先设定或用户设定采样频率采集摄像机(1)在实验动物在迷宫中的运动图像；
7.CPU对需要分析运动轨迹的平面坐标范围内实验动物的运动图像进行处理，并分析出每一帧图像中实验动物的坐标；
8.CPU根据程序指令检查当前实验动物的坐标是否在用户预先设定的需要给与行为刺激的平面坐标范围内，如果是则通过LPT(4)端口发出信号，行为刺激装置(3)接收到信号后在相应的迷宫位置给与实验动物刺激；
9.CPU将分析出的当前帧的实验动物轨迹的坐标，时间坐标发送到网络或LPT(4)接口中，此数据由采集实验动物脑电生理信号的程序或相应的实验装置接收，以便于将运动轨迹和脑电生理信号的分析保持同步；
10.CPU将实验动物运动图像和分析出的每一帧实验动物的坐标连接形成的运动轨迹图实时显示在计算机显示屏上；
11.CPU将运动轨迹保存在存储器中；
12.实验完成后，保存的数据可以调出分析，回放运动轨迹，也可输出到EXCEL，或以文本格式输出到其他程序中以便进一步的分析。
全文摘要
本发明涉及一种自由活动实验动物运动，行为和电生理指标监测分析系统，由运动轨迹识别软件(5)，PC机LPT端口(4)，图象采集卡(2)，摄像机(1)，连接在PC机LPT端口上的行为刺激装置(3)组成。该装置利用计算机和现代电子技术时实跟踪监实验动物在迷宫中的运动轨迹，并根据运动轨迹控制连接在计算机上的相关仪器给以动物相应的实验刺激，同时记录下运动轨迹并配合相关设备纪录电生理数据，达到记录行为和电生理数据同步并使实验自动化。本装置在实验任务中具有很高的灵活性，通过设置软件和调整连接在端口上不同的控制装置，可自动完成许多不同的实验任务，满足不同的数据分析需要。
文档编号G06F19/00GK1438600SQ02113370
公开日2003年8月27日 申请日期2002年2月10日 优先权日2002年2月10日
发明者曾涛, 陈南晖, 彭沿平, 田少华, 王建红, 郑佳威, 马原野, 王林 申请人:中国科学院昆明动物研究所