[發(fā)明專利]基于深度學(xué)習(xí)嚙齒動(dòng)物懸尾實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化分析系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010800938.7
• 申請(qǐng)日: 2020-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111903607B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李思迪;盛益華;曾星銚;張建職;趙康;羅華倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽正華生物儀器設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): A01K67/02
• 分類號(hào): A01K67/02;A01K29/00
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34160
• 代理人: 匡立嶺

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于深度學(xué)習(xí)嚙齒動(dòng)物懸尾實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化分析系統(tǒng)和方法，用于解決懸尾實(shí)驗(yàn)中，由于慣性作用與小鼠體力等其他影響對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的一系列影響，造成了相關(guān)藥效評(píng)估假陰性或假陽(yáng)性概率高，實(shí)驗(yàn)成本大、實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題；包括懸尾實(shí)驗(yàn)?zāi)K、視頻分析模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊；本發(fā)明通過(guò)深度學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化追蹤與精細(xì)行為指標(biāo)提取，無(wú)需依靠其他實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)備，大大減低了實(shí)驗(yàn)成本，分析嚙齒動(dòng)物14個(gè)身體關(guān)鍵點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化精確跟蹤；相對(duì)于傳統(tǒng)的小鼠軀干面積與重心變化來(lái)判斷不動(dòng)與掙扎時(shí)間，成本低，時(shí)間短。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及嚙齒動(dòng)物懸尾實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于深度學(xué)習(xí)嚙齒動(dòng)物懸尾實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化分析系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

懸尾實(shí)驗(yàn)是一種廣泛應(yīng)用的篩選潛在抗抑郁藥物的方法。各種抗抑郁藥物的治療，無(wú)論其主要作用機(jī)制如何，都會(huì)減少小鼠的不動(dòng)時(shí)間。但是，對(duì)于依賴于懸尾實(shí)驗(yàn)的藥物研發(fā)和藥效評(píng)估的相關(guān)研究而言，目前主要依賴傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，只能獲取粗狂的宏觀行為指標(biāo)，如：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)小鼠輪廓面積變化，來(lái)判斷小鼠掙扎與不動(dòng)狀態(tài)（絕望狀態(tài)）。而在懸尾實(shí)驗(yàn)中，由于慣性作用與小鼠體力等其他影響對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的一系列影響，造成了相關(guān)藥效評(píng)估假陰性或假陽(yáng)性概率高，實(shí)驗(yàn)成本大、實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)一系列問(wèn)題。因此，亟需更加精確與豐富的行為指標(biāo)體系用以小鼠懸尾實(shí)驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決懸尾實(shí)驗(yàn)中，由于慣性作用與小鼠體力等其他影響對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的一系列影響，造成了相關(guān)藥效評(píng)估假陰性或假陽(yáng)性概率高，實(shí)驗(yàn)成本大、實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，而提出一種基于深度學(xué)習(xí)嚙齒動(dòng)物懸尾實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化分析系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：基于深度學(xué)習(xí)嚙齒動(dòng)物懸尾實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化分析系統(tǒng)，包括懸尾實(shí)驗(yàn)?zāi)K、視頻分析模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊；

所述懸尾實(shí)驗(yàn)?zāi)K用于采集嚙齒動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)視頻并將實(shí)驗(yàn)視頻發(fā)送至視頻分析模塊；所述視頻分析模塊用于對(duì)實(shí)驗(yàn)視頻進(jìn)行分析，具體分析步驟為：

步驟一：選取嚙齒動(dòng)物14個(gè)身體關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行跟蹤分析；

將實(shí)驗(yàn)視頻依照時(shí)間順序分為若干幀照片，對(duì)每幀照片進(jìn)行分析；

步驟二：以1920數(shù)值為Y軸，1080數(shù)值為X軸建立二維坐標(biāo)系；

步驟三：識(shí)別追蹤嚙齒動(dòng)物各個(gè)身體關(guān)鍵點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的X、Y軸的坐標(biāo)值；

步驟四：身體關(guān)鍵點(diǎn)第n幀和第n-1幀的像素點(diǎn)位置進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)?shù)趎幀與第n-1幀變化大于12%，則標(biāo)記為動(dòng)；小于12%則標(biāo)記為不動(dòng)；

所述視頻分析模塊將分析的嚙齒動(dòng)物行為指標(biāo)發(fā)送至數(shù)據(jù)輸出模塊，數(shù)據(jù)分析模塊將輸出結(jié)果發(fā)送至服務(wù)器內(nèi)存儲(chǔ)。

優(yōu)選的，所述懸尾實(shí)驗(yàn)?zāi)K包括懸尾箱和相機(jī)；

所述懸尾箱的尺寸為55cm高×60cm寬×11cm長(zhǎng)；所述相機(jī)用于采集嚙齒動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)視頻。

優(yōu)選的，該系統(tǒng)還包括注冊(cè)登錄模塊和訪問(wèn)顯示模塊；所述注冊(cè)登錄模塊用于用戶通過(guò)手機(jī)終端提交注冊(cè)信息進(jìn)行注冊(cè)并將注冊(cè)成功的注冊(cè)信息發(fā)送至服務(wù)器內(nèi)，注冊(cè)信息包括用戶的姓名、手機(jī)號(hào)、入職時(shí)間和眼睛度數(shù)；

訪問(wèn)顯示模塊用于對(duì)用戶進(jìn)行識(shí)別和訪問(wèn)服務(wù)器內(nèi)的輸出結(jié)果及顯示；訪問(wèn)顯示模塊包括觸摸顯示屏；具體步驟為：

SS1：訪問(wèn)顯示模塊采集用戶的臉部圖像并對(duì)臉部圖像進(jìn)行眼鏡輪廓識(shí)別，當(dāng)識(shí)別到眼鏡輪廓，則執(zhí)行步驟SS3；當(dāng)未識(shí)別到眼鏡輪廓，則執(zhí)行SS2；

SS2：獲取用戶的注冊(cè)信息并進(jìn)行分析，具體分析步驟為：

SS21：將用戶的入職時(shí)間與系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行時(shí)間差計(jì)算獲取得到用戶的入職時(shí)長(zhǎng)并標(biāo)記為T1；

SS22：將用戶的眼睛度數(shù)標(biāo)記為D1；將入職時(shí)長(zhǎng)和眼睛度數(shù)進(jìn)行去量化處理并取其數(shù)值；