动物主动步态分析系统VisuGait的介绍

• 动物步行台（折射光源）
• 动物诱导箱
• 高清高速摄像机
• VisuGait 软件

三  应用范围
       
      动物步态分析系统可用于评价神经创伤、神经性萎缩、神经疾病、以及疼痛症状群的动物模型。通过步态分析，了解神经源性疾病发展过程、评价治疗方法的效果和筛选治疗药物。例如：帕金森氏症导致肢体动作僵硬和协调性降低。步态分析系统通过测量动物模型中的脚间距离、摆动时相、支撑方式和正常步序比等参数评估运动协调性。该系统应用范围包括：

• 脊索损伤
• 神经性疼痛
• 关节炎
• 中风
• 帕金森病
• 运动失调
• 脑损伤
• 外周神经损伤、末梢神经损伤
• 阿兹海默症
• 神经肌肉以及骨骼肌肉等疾病

四  技术特点

1、新一代足印识别及归类算法

      VisuGait 可视步态分析软件采用了自研的足印识别和归类算法，为准确无误的识别动物足印和高效足迹自动归类提供了有力保障，核心包括:

• 图像降噪预处理模块
• 虚假足印剔除模块
• 步迹分离增强模块
• 时序跟踪模块
• 聚类分析模块

       其中降噪模块主要利用滤波算法，降低因为光线变化引起的足迹提取误差；虚假目标剔除模块主要是对于老鼠行走过程中引起的虚假目标（如老鼠粪便等）进行剔除；步迹分离增强模块针对红绿蓝三通道数据，根据其显著性自动剔除其中信噪比较低的通道，利用差图像法和QTSU 二值化算法，自动提取足迹区域；时序跟踪模块和聚类分析模块主要对单帧提取的足迹区域，先进行聚类，然后根据时序关系自动识别左右前后四个爪子，并进行标记，为下一帧分析提供依据；



2、足迹增强装置（内光源折射技术）

       侧光足迹增强装置，采用绿色 LED 灯，将均匀的绿色荧光射入玻璃侧面，达到玻璃体中充满绿色荧光，从而实现动物足迹图像增强的效果，便于 VisuGait 软件对动物行走时四肢的自动识别。
      其中，老鼠步行通道、高速摄像机、足迹增强板、背景增强系统、诱导箱安装在用铝型材加工的支架上，用于实现实验动物在足迹增强板上行走过程中足迹的提取，诱导箱为实验动物提供熟悉的小环境，使实验动物经过训练后，能够在足迹增强板上正常行走，方便完成足迹提取。高速摄像机与安装了 VisuGait 软件的计算机通过 USB 3.0 接口实现图像数据采集。

3、其他功能

• 自动保存视频文件，可用于离线分析，视频分辨率为不低于 1280x1024；
• 支持双向分析功能，即动物前行和后退都能采集数据并进行分析；
• 系统可以灵活调节光敏感度，可以应对不同体重的动物；

• 脚最大触地时相（Max contact）
• 脚最大触地面积（Max area）
• 脚触地压力（Intensity）
• 脚印宽度（Box width）
• 脚触地时间（Stand）
• 脚印之间的位置关系（Print positions）
• 同一脚爪触地时间占总时间的比例（Duty cycle）
• 步行周期（Step Cycle）、步幅（Step Stride）
• 制动指数（Stop Index）、推进指数（Start Index）