系统介绍

VisuGait 动物可视步态分析系统是一套在啮齿动物自然行走的情况下评估其运动缺陷和由疼痛引起的步态变化的完整系统。VisuGait 系统的核心部件是步行台，老鼠可以从步行台的一端行走到另一端，系统采用独特的脚印光亮折射技术，通过放置于步行台下方的高速高清摄像机捕获真正的脚印足迹，然后通过计算机视觉处理软件将这些脚印进行自动归类（新一代足迹归类算法）。同时，系统还能够探测到脚步的相对压力差异，这是动物行走时体重在其四个脚爪上分布不同的结果。

系统组成

VisuGait 系统重要组成部分：

• 动物步行台（折射光源）

• 动物诱导箱

• 高清高速摄像机

• VisuGait 软件

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**、以及疼痛症状群的动物模型。通过步态分析，了解神经源性**发展过程、评价**方法的效果和筛选****。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**

• 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；

• 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。

• 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；

系统可测量基于单只脚印的参数：

• 脚*大触地时相（Max contact）

• 脚*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）

动物步态行为，根据动物**模型的不同，需要选择合适的步态分析设备来开展实验，目前，上海欣软可以提供VisuGait动物主动步态分析、VisuTread动物被动部分分析（含运动跑道）、动物关节步态分析（接受定制）、动物自由步态分析（旷场箱中进行），如果需要深入研究动物步态的客户，可以联系我们！