專利名稱：一種用于測試動物在強迫游泳狀態(tài)下活動的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于動物實驗設(shè)備，尤其涉及一種用于測試動物在強迫游泳狀態(tài)下活動的
裝直。
背景技術(shù)：
動物強迫游泳實驗是指將動物放在一個局限的空間內(nèi)游泳，動物在努力掙扎仍不能擺脫困境后，進(jìn)入一種間斷的不動狀態(tài)，稱為“行為絕望”狀態(tài)。抗抑郁藥物可縮短動物不動時間，增加其攀爬時間。在規(guī)定的時間內(nèi)，監(jiān)測、記錄和分析動物的游泳時間、不動時間及攀爬時間，可用于抑郁等神經(jīng)精神性疾病的模型評價、機制研究及藥效評價。目前，國內(nèi)外強迫動物游泳實驗的裝置大多采用視頻技術(shù)獲取動物的游泳狀態(tài)，雖然通過視頻技術(shù)可以較好的實時檢測動物在強迫游泳狀態(tài)下的不動行為這一指標(biāo)，但不能準(zhǔn)確實時檢測動物的攀爬行為。實時攀爬行為的檢測一度成為國內(nèi)外該裝置的研發(fā)難點。近年來，盡管有傳感器原理應(yīng)用于強迫游泳實驗的裝置的研發(fā)，但由于技術(shù)等原因，對攀爬行為的實時測量仍不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于測試動物在強迫游泳狀態(tài)下活動的裝置，實現(xiàn)了動物的攀爬時間的準(zhǔn)確測量。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于測試動物在強迫游泳狀態(tài)下活動的裝置，包括至少一個用于強迫動物游泳的實驗桶；用于測試動物攀爬行為的力傳感器，所述力傳感器設(shè)置在所述實驗桶上；用于記錄動物的游泳行為，以獲取所述實驗桶內(nèi)動物強迫游泳時的圖像數(shù)據(jù)的攝像頭，設(shè)置在所述實驗桶的上方；以及用于接收和處理動物的攀爬數(shù)據(jù)和所述實驗桶內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)的計算機，所述計算機與所述力傳感器和所述攝像頭連接?？蛇x地，所述裝置還包括用于承載所述實驗桶的底座?？蛇x地，所述底座的形狀為方形?？蛇x地，所述底座的四周設(shè)有白光燈陣列。可選地，所述實驗桶的數(shù)量為四個，四個所述實驗桶按照兩兩排列，設(shè)置于所述底座之上。可選地，所述裝置還包括橫梁，所述橫梁通過固定在所述底座上的立桿安裝在所述實驗桶上方，所述攝像頭固定于所述橫梁上。可選地，所述裝置還包括攝像頭調(diào)節(jié)塊，通過所述調(diào)節(jié)攝像頭調(diào)節(jié)塊可對所述攝像頭進(jìn)行上下移動。
可選地，所述裝置還包括信號調(diào)理電路、采集與傳輸電路，所述實驗桶側(cè)壁上的力傳感器、信號調(diào)理電路及采集與傳輸電路依次相連，所述采集與傳輸電路通過接口模塊與所述計算機相連。本發(fā)明的實施例具有以下有益效果通過力傳感器技術(shù)檢測動物攀爬時間，實現(xiàn)了攀爬時間的準(zhǔn)確測量。其次采用白色背光技術(shù)，對不同毛色的動物都可以取得良好的圖像數(shù)據(jù)，可實時準(zhǔn)確捕捉動物的游泳時間、不動時間和攀爬時間，確保實驗的穩(wěn)定性和可靠性。


圖1為本發(fā)明的實施例中用于測試動物在強迫游泳狀態(tài)下活動的裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的實施例中用于測試動物在強迫游泳狀態(tài)下活動的裝置的方框圖；圖3為本發(fā)明的實施例中強迫游泳攀爬測量電路圖的示意圖；圖4為本發(fā)明的實施例中強迫游泳單通道攀爬時間的示意圖；圖5為本發(fā)明的實施例中第一次雙通道攀爬時間驗證的示意圖；圖6為本發(fā)明的實施例中第二次雙通道攀爬時間驗證的示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清晰明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明實施例做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為本發(fā)明的限定。

如圖f 2所示，為本發(fā)明的實施例中用于測試動物在強迫游泳狀態(tài)下活動的裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置100包括至少一個用于動物強迫游泳的實驗桶17 ；用于測試動物攀爬行為的力傳感器31，該力傳感器31設(shè)置在實驗桶17上；用于記錄動物的游泳行為，以獲取實驗桶17內(nèi)動物強迫游泳時的圖像數(shù)據(jù)的攝像頭15，設(shè)置在實驗桶17的上方；以及用于接收和處理動物的攀爬數(shù)據(jù)和實驗桶17內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)的計算機2，計算機2與力傳感器31和攝像頭15連接。在本發(fā)明的一個實施例中，該裝置100還包括用于承載實驗桶17的底座11?？蛇x地，該底座11的形狀為方形，當(dāng)然可以理解的是，在本發(fā)明的實施例中并不限定底座11的具體形狀。在本發(fā)明的一個實施例中，底座11的四周設(shè)有白光燈陣列16，以提供視頻采集的
背景光。在本發(fā)明的一個實施例中，該至少一個實驗桶17的數(shù)量為四個，四個實驗桶17按照兩兩排列，設(shè)置于底座11之上。例如可將實驗桶17的截面設(shè)置為圓形。當(dāng)然可以理解的是，在本發(fā)明的實施例中并不限定實驗桶17形狀。在本發(fā)明的一個實施例中，該裝置100還包括橫梁14，橫梁14通過固定在底座上的立桿12安裝在實驗桶17上方，攝像頭15固定于橫梁14上，與四個實驗桶17相對應(yīng)。
在本發(fā)明的一個實施例中，該裝置100還包括攝像頭調(diào)節(jié)塊13，通過調(diào)節(jié)攝像頭調(diào)節(jié)塊13可對攝像頭15進(jìn)行上下移動。繼續(xù)參見圖2，攝像頭15與計算機2上的視頻卡21相連。實驗桶17側(cè)壁上的力傳感器31、信號調(diào)理電路32及采集與傳輸電路33依次相連。采集與傳輸電路通過接口模塊22與計算機2相連，該接口模塊22可以為USB接口。計算機2還包括主控計算機、強迫游泳實驗軟件和打印機。實驗軟件將動物在實驗桶內(nèi)的游泳、攀爬及不動狀態(tài)進(jìn)行實時評價，記錄、顯示、統(tǒng)計并保存實驗數(shù)據(jù)，直接驅(qū)動打印機打印實驗報告。在本發(fā)明的實施例中，本裝置100采用視頻加力傳感器的原理提取行為學(xué)指標(biāo)。視頻技術(shù)，用于檢測動物的游泳時間和不動時間。采用白色背光技術(shù)，對不同毛色的動物都可以取得良好的圖像數(shù)據(jù)。本裝置100采用力傳感器用于實時檢測動物的攀爬行為，實現(xiàn)攀爬時間的實時準(zhǔn)確測量。攀爬時間的測量1、如圖3所示，為強迫游泳攀爬測量電路圖的示意圖，電路分為一級固定增益放大、二級可調(diào)增益放大、電位變換與限幅四級。放大器選用四運放TL064，限幅用NPN三極管9013，經(jīng)過電位變換和限幅后，保證了輸入到MCU的AD端的信號范圍在O 3V。2、采集傳輸選用C8051F340MCU，帶有10位AD轉(zhuǎn)換和USB控制器，采集的4只桶的傳感器信號完成AD轉(zhuǎn)換后，由PC機通過USB 口讀取。每路AD用IOOHz采樣，采樣間隔10ms。確保了攀爬數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。3.單通道攀爬時間的驗證3.1實驗材料與方法3.1.1實驗動物雄性ICR小鼠41只，體重19-20g動物許可證號SCXK (京)2004-0001。動物購進(jìn)后飼養(yǎng)于SPF動物房，適應(yīng)實驗環(huán)境一周，實驗室溫度22-25°C，明暗周期12h/12h。3.1. 2實驗方法打開計算機，點擊強迫游泳程序進(jìn)入主界面，此時應(yīng)確保計算機與實驗裝置連接正常，將小鼠放入實驗裝置中適應(yīng)I分鐘，水深12cm水溫23 25°C。.同時進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，在實驗方案中填寫實驗名稱，動物品系等基本參數(shù)。在實驗參數(shù)樣本設(shè)置中設(shè)置實驗時間，動物編號。在幾何、照度標(biāo)定中，在(Γ200范圍內(nèi)調(diào)整視頻界面的亮度，為實驗提供一個良好的背景光，點擊照度標(biāo)定，小鼠進(jìn)行標(biāo)定，在(Γ255范圍內(nèi)調(diào)整水面的照度讓小鼠與周圍背景辨別出來，同時保證標(biāo)定范圍內(nèi)的噪聲影響到最小。在數(shù)據(jù)采集界面設(shè)置好攀爬幅度O. 5V，間隔時間200ms，持續(xù)時間200ms。開始實驗并同時錄像記錄動物的攀爬行為與計算機統(tǒng)計的攀爬時間比較分析。3.1. 3統(tǒng)計方法采用SPSS17. O中correl函數(shù)計算出兩組數(shù)值的相關(guān)系數(shù)。3. 2 結(jié)果通過計算，單通道人機相關(guān)性達(dá)到O. 9287，如圖4，系列I為人工記錄的不動時間，系列2為軟件記錄的小鼠不動時間。4.雙通道攀爬時間驗證
4.1實驗材料和方法4.1.1實驗動物雄性ICR小鼠52只，體重19_21g，動物購進(jìn)后飼養(yǎng)于SPF級動物房，適應(yīng)環(huán)境一周。實驗室溫度22-25°C，明暗周期12h/12h。其它操作同單通道驗證。4.1. 2實驗分組動物分成兩組，第一組36只第二組26只，自由飲食給水。4.1. 3實驗方法實驗方法除同時放入兩只小鼠外其余操作同上面單通道攀爬時間驗證。4.1. 4統(tǒng)計方法采用SPSS17. O中correl函數(shù)計算出兩組數(shù)值的相關(guān)系數(shù)。4. 2 結(jié)果 通過計算，第一次雙通道人機相關(guān)性達(dá)到O. 9764，第二次雙通道人機相關(guān)性達(dá)到O. 9397。如圖5、6。系列I為人工記錄的不動時間，系列2為軟件記錄的小鼠不動時間。本發(fā)明的實施例具有以下有益效果首先采用力傳感器技術(shù)檢測動物攀爬時間，實現(xiàn)了攀爬時間的準(zhǔn)確測量。其次采用白色背光技術(shù)，對不同毛色的動物都可以取得良好的圖像數(shù)據(jù)，可實時準(zhǔn)確捕捉動物的游泳時間、不動時間和攀爬時間，確保實驗的穩(wěn)定性和可靠性。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于測試動物在強迫游泳狀態(tài)下活動的裝置，其特征在于，包括 至少一個用于動物強迫游泳的實驗桶； 用于測試動物攀爬行為的力傳感器，所述力傳感器設(shè)置在所述實驗桶上； 用于記錄動物的游泳行為，以獲取所述實驗桶內(nèi)動物強迫游泳時的圖像數(shù)據(jù)的攝像頭，設(shè)置在所述實驗桶的上方；以及 用于接收和處理動物的攀爬數(shù)據(jù)和所述實驗桶內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)的計算機，所述計算機與所述力傳感器和所述攝像頭連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括用于承載所述實驗桶的底座。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述底座的形狀為方形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述底座的四周設(shè)有白光燈陣列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述實驗桶的數(shù)量為四個，四個所述實驗桶按照兩兩排列，設(shè)置于所述底座之上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括橫梁，所述橫梁通過固定在所述底座上的立桿安裝在所述實驗桶上方，所述攝像頭固定于所述橫梁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括攝像頭調(diào)節(jié)塊，通過所述調(diào)節(jié)攝像頭調(diào)節(jié)塊可對所述攝像頭進(jìn)行上下移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括信號調(diào)理電路、采集與傳輸電路，所述實驗桶側(cè)壁上的力傳感器、信號調(diào)理電路及采集與傳輸電路依次相連，所述采集與傳輸電路通過接口模塊與所述計算機相連。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于測試動物在強迫游泳狀態(tài)下活動的裝置，屬于動物實驗設(shè)備。該裝置包括至少一個用于動物強迫游泳的實驗桶；用于測試動物攀爬行為的力傳感器，所述力傳感器設(shè)置在所述實驗桶上；用于記錄動物的游泳行為，以獲取所述實驗桶內(nèi)動物強迫游泳時的圖像數(shù)據(jù)的攝像頭，設(shè)置在所述實驗桶的上方；以及用于接收和處理動物的攀爬數(shù)據(jù)和所述實驗桶內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)的計算機，所述計算機與所述力傳感器和所述攝像頭連接。本發(fā)明可實時準(zhǔn)確捕捉動物的游泳時間、不動時間和攀爬時間，確保實驗的穩(wěn)定性和可靠性。
文檔編號A61B5/16GK103027694SQ201210506700
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者陳善廣, 劉新民, 孫秀萍, 李海清, 李大琛, 李瑩輝, 曲麗娜, 肖毅, 王春慧, 劉進(jìn)修, 張恒, 徐淑萍, 李騰飛 申請人:中國航天員科研訓(xùn)練中心, 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所, 北京鑫海華儀科技有限公司