一种自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统和检测方法技术方案

一种自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统和检测方法，将装有实验动物的动物饲养装置放入电磁辐照系统，电磁辐照系统提供实验所需的电磁场对暴露在电磁场内的自由活动动物进行电磁辐照，通过视频采集系统采集暴露在电磁场内的自由活动动物的视频图像，数据处理系统利用视频识别处理软件对视频采集系统采集的自由活动动物的视频图像进行跟踪识别处理，获得自由活动动物的体态位置信息，数据处理系统利用电磁仿真软件计算自由活动动物的各种体态位置的电磁暴露剂量。本发明专利技术将视频识别跟踪技术与电磁仿真方法结合用于运动物体的电磁场测量，操作更为简单，对自由动物正常生活干扰小，可以精确测量多只实验动物存在时的电磁暴露剂量，可以长时间工作。

【技术实现步骤摘要】
一种自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统和检测方法
本专利技术涉及一种自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统和检测方法。
技术介绍
电磁波技术在移动通信领域的广泛应用，生活环境中充满了电磁场，随着技术的不断革新，电磁波的频率逐渐升高，人类主动或者被动的暴露于电磁场的时间和强度也不断增大，其可能带来的潜在危害也引起了人们的关注。到目前为止，世界各国多个研究机构对手机射频电磁场产生的生物学效应进行了大量研究。不管是流行病学调查研究还是动物实验研究，但多个国家不同实验室之间往往得出不同甚至相反的结果，如低频电场会提高动物血脂含量、改变信号通路中的钾元素含量、影响基因表达。使用移动电话可引起幼鼠肝、肾、脑中淀粉发生病理改变、使人的孤独感增加等。受电磁脉冲辐射会使动物脑细胞受损、对子代学习、记忆能力也会受到一定的影响。而且长期射频电磁辐照会造成肠道代谢异常，会增加炎症性肠病的发病率。但也有研究表明，低频电场对不会增加儿童白血病的患病几率，长期受电磁辐射也不会影响心脏组织细胞的结构。而Ker等人的研究表明低频脉冲电场对膝关节关节炎有一定的治疗作用。Leitgeb等人的研究表明适当的射频辐射有利于降低大脑癌症的风险。这表明电磁辐射对人体机制的影响尚有许多争论，主要的原因之一可能是辐照剂量难以精确控制。根据文献调研，文章报道辐照装置描述和辐照参数描述不清晰，辐照条件不统一等，暴露装置不适合实验动物长时间生活，甚至是在限制实验动物活动的情况下进行的电磁受照研究，其实验结果往往也是限制性的，不能模拟正常生活中的电磁暴露，这样就给电磁暴露剂量的精确定量带来困难。动物在自由活动时可能会处于笔直、卷曲、睡觉、伸展或喝水等状态且其极化方式随着其运动而发生改变的。在现有的研究中，大多数的电磁暴露实验只使用某一极化方向上自由动物的电磁暴露剂量来代替一段时间内自由活动动物的电磁暴露剂量，这样不能做到对电磁辐照剂量的精确控制，实验结果也往往不能够定量的分析。所以采用限制动物活动方式，用某一极化方式下的动物SAR来反应动物真实生存情况的电磁暴露剂量是不科学的，不能反应电磁场对动物或人体长期真实受电磁波辐照水平。因此，精确控制电磁辐照剂量，需要能够精确检测受照体的电磁暴露剂量。由于缺乏长期自由动物暴露剂量数据，目前国内大多数电磁暴露研究大多以某一时刻或短期暴露剂量，甚至以空间场为依据指导长期实验研究，这样会给实验定量研究带来不确定性。
技术实现思路
本专利技术提供一种自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统和检测方法，将视频识别跟踪技术与电磁仿真方法结合用于运动物体的电磁场测量，操作更为简单，对自由动物正常生活干扰小，可以精确测量多只实验动物存在时的电磁暴露剂量，可以长时间工作，并且可以实时给出电磁暴露剂量，获取更加真实的电磁暴露剂量，为长时间自由动物的研究提供技术支持。为了达到上述目的，本专利技术提供一种自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统，包含：动物饲养装置，其保证实验动物存活良好，并为实验动物提供充足的自由活动空间；电磁辐照系统，其提供实验所需的电磁场，实现对暴露在电磁场内的自由活动动物的电磁辐照；视频采集系统，其用于采集暴露在电磁场内的自由活动动物的视频图像；数据处理系统，其连接电磁辐照系统和视频采集系统，用于对采集的视频图像进行跟踪识别，获得自由活动动物的体态位置信息，并利用电磁仿真软件计算自由活动动物的各种体态位置的电磁暴露剂量。所述的动物饲养装置至少包含饲养舍和供养系统，饲养舍为实验动物提供充足的自由活动空间，供养系统至少能够为实验动物提供充足的食物和水。所述的电磁辐照系统包含微波暗室和辐射源。所述的视频采集系统包含至少一个红外摄像仪，红外摄像仪布置在实验动物的上方，在实验进行期间持续采集动物饲养装置中的所有实验动物的平面视频图像。所述的数据处理系统上装载有视频识别处理软件和电磁仿真软件。本专利技术还提供一种自由活动动物的电磁暴露剂量检测方法，包含如下步骤：步骤S1、将实验动物连同整个动物饲养装置一起放入电磁辐照系统中，电磁辐照系统提供实验所需的电磁场对暴露在电磁场内的自由活动动物进行电磁辐照，通过视频采集系统采集暴露在电磁场内的自由活动动物的视频图像；步骤S2、数据处理系统利用视频识别处理软件对视频采集系统采集的自由活动动物的视频图像进行跟踪识别处理，获得自由活动动物的体态位置信息；步骤S3、数据处理系统利用电磁仿真软件计算自由活动动物的各种体态位置的电磁暴露剂量。基于OPENCV视觉库对视频采集系统采集的自由活动动物的视频图像进行跟踪识别处理，获得自由活动动物的体态位置信息。所述的步骤S2包含以下步骤：步骤S2.1、采用基于颜色的算法对自由活动动物进行运动检测，利用基于灰度的分水岭算法对自由活动动物进行识别；步骤S2.2、利用OPENCV中的Camshift算法与卡尔曼滤波器对自由活动动物进行跟踪；步骤S2.3、利用Python语言的数学功能来获取自由活动动物的体态位置信息。采用电磁仿真软件XFdtd7.3.2计算自由活动动物的各种体态位置的电磁暴露剂量。本专利技术首次将视频识别跟踪技术与电磁仿真方法结合用于运动物体的电磁场测量，是一种全新的自由动物电磁暴露剂量的检测方法，相比于在动物体内植入微型探头的方法，操作更为简单，对自由动物正常生活干扰小，测量结果也更为准确，真正实现了实验动物在正常饲养条件下的电磁波辐照下的电磁暴露测量。可以精确测量多只实验动物存在时的电磁暴露剂量。实验系统可以长时间工作，并且可以实时给出电磁暴露剂量，获取更加真实的电磁暴露剂量，为长时间自由动物的研究提供技术支持。本专利技术基本不受装置限制，适用于各种辐照条件及自由活动动物。附图说明图1是本专利技术提供的一种自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统的结构示意图。图2是本专利技术提供的一种自由活动动物的电磁暴露剂量检测方法的流程图。具体实施方式以下根据图1～图2，具体说明本专利技术的较佳实施例。如图1所示，本专利技术提供一种自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统，包含：动物饲养装置1，其保证实验动物存活良好，并为实验动物提供充足的自由活动空间；电磁辐照系统2，其提供实验所需的电磁场，实现对暴露在电磁场内的自由活动动物的电磁辐照；视频采集系统3，其用于采集暴露在电磁场内的自由活动动物的视频图像；数据处理系统4，其连接电磁辐照系统2和视频采集系统3，用于对采集的视频图像进行跟踪识别，获得自由活动动物的体态位置信息，并利用电磁仿真软件计算自由活动动物的各种体态位置的电磁暴露剂量。所述的体态位置信息包含：位置与活动状态(站立，趴伏，饮水进食与相互依偎等)。所述的动物饲养装置至少包含饲养舍和供养系统，饲养舍为实验动物提供生活场所，并可为实验动物提供充足的自由活动空间，供养系统至少能够为实验动物提供充足的食物和水，保证实验动物存活良好。根据动物品种提供与之相适应的生活本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统，其特征在于，包含：/n动物饲养装置，其保证实验动物存活良好，并为实验动物提供充足的自由活动空间；/n电磁辐照系统，其提供实验所需的电磁场，实现对暴露在电磁场内的自由活动动物的电磁辐照；/n视频采集系统，其用于采集暴露在电磁场内的自由活动动物的视频图像；/n数据处理系统，其连接电磁辐照系统和视频采集系统，用于对采集的视频图像进行跟踪识别，获得自由活动动物的体态位置信息，并利用电磁仿真软件计算自由活动动物的各种体态位置的电磁暴露剂量。/n

【技术特征摘要】
1.一种自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统，其特征在于，包含：
动物饲养装置，其保证实验动物存活良好，并为实验动物提供充足的自由活动空间；
电磁辐照系统，其提供实验所需的电磁场，实现对暴露在电磁场内的自由活动动物的电磁辐照；
视频采集系统，其用于采集暴露在电磁场内的自由活动动物的视频图像；
数据处理系统，其连接电磁辐照系统和视频采集系统，用于对采集的视频图像进行跟踪识别，获得自由活动动物的体态位置信息，并利用电磁仿真软件计算自由活动动物的各种体态位置的电磁暴露剂量。


2.如权利要求1所述的自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统，其特征在于，所述的动物饲养装置至少包含饲养舍和供养系统，饲养舍为实验动物提供充足的自由活动空间，供养系统至少能够为实验动物提供充足的食物和水。


3.如权利要求1所述的自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统，其特征在于，所述的电磁辐照系统包含微波暗室和辐射源。


4.如权利要求1所述的自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统，其特征在于，所述的视频采集系统包含至少一个红外摄像仪，红外摄像仪布置在实验动物的上方，在实验进行期间持续采集动物饲养装置中的所有实验动物的平面视频图像。


5.如权利要求1所述的自由活动动物的电磁暴露剂量检测系统，其特征在于，所述的数据处理系统上装载有视频识别处理软件和电磁仿真软件。


6.一种利用如权利要求1-5中任意一项所述的自由活动动物的电磁暴露...

【专利技术属性】
技术研发人员：王向晖，张杰，齐红新，彭怀禹，高蒙，侯毅然，任志鹏，李孟达，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31