动物步态检测装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种动物步态检测装置及方法，所述动物步态检测装置包括：定位及压力检测单元，并响应于待测动物的四肢的足迹尺寸及着地力，形成具有尺寸和亮度的亮斑；摄像头，用于采集所述亮斑的图像信息；以及处理单元，连接于所述摄像头，用于根据图像信息确认亮斑的尺寸及亮度，并根据所述尺寸及亮度获取待测动物的步态信息。本申请的动物步态检测装置，结构简单，使用方便，可以在测量待测动物足迹尺寸的同时测量着地力，从而可以实现精确评估模型的构建。型的构建。型的构建。

【技术实现步骤摘要】
动物步态检测装置及方法


[0001]本申请属于生物医学工程
，具体涉及一种动物步态检测装置及 方法。

技术介绍

[0002]针对周围神经损伤、神经退化及肌肉萎缩等神经系统常见疾病的治疗和 药物研发需要通过动物实验进行有效性评估。其中最有效的评估方法之一为 动物步态足迹特征检测，可以通过病理动物同正常动物的步态足迹进行特征 提取及比较，从而对神经损伤或病变程度进行评估。当动物周围神经受损或 病变后，其四肢着地的姿态和着地力的大小均会有变化。科研人员需要通过 测量四肢着地的姿态以及力来进行分析。
[0003]现有的步态检测分析系统中，采集步态的方法通常是将实验动物放置于 封闭的通道中行走，采集其足迹。一种足迹的采集方法为在动物足底涂抹油 墨或染料并通道中铺设白纸，在动物通过通道的过程中在白纸上留下足迹， 用于后续的分析，这种方法简单易行，对设备要求低，但是随着轨迹变长， 动物足迹逐渐变浅，持续性较差；另一种方法为将动物放置在底部透明的通 道中行走，通过安装在通道底部的摄像头对足底轨迹进行拍摄，拍摄后的视 频可用于数据分析，这种方法持续性较好，但是设备结构复杂，成本高，且 图像识别稳定性低，实际结果有较大偏差。然而，以上两种方法，都仅能采 集动物步态的足迹尺寸，无法测量着力肢体同地面的接触力。
[0004]综上所述，如何在测量动物足迹尺寸的同时测量着地力，能够构建更加 精确的评估模型，是本领域中亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种动物步态检测装置及方法，可以在测量待测动 物足迹尺寸的同时测量着地力，从而可以实现精确评估模型的构建。
[0006]根据本申请实施例的第一方面，提供一种动物步态检测装置，包括：
[0007]定位及压力检测单元，并响应于待测动物的四肢的足迹尺寸及着地力， 形成具有尺寸和亮度的亮斑；
[0008]摄像头，用于采集所述亮斑的图像信息；以及
[0009]处理单元，连接于所述摄像头，用于根据图像信息确认亮斑的尺寸及亮 度，并根据所述尺寸及亮度获取待测动物的步态信息。
[0010]在一些可选实施例中，所述定位及压力检测单元包括：
[0011]亮斑显示层，用于被光线照射形成亮斑；
[0012]光线传输层，设于所述亮斑显示层的上方，沿光线传输层的铺设方向， 所述光线传输层内传输有光线，且所述光线传输层的上表面根据待测动物的 四肢的足迹大小及着地力形成凹陷，以反射所述光线使其照射至所述亮斑显 示层；
[0013]光源，设于所述复合薄膜一端，用于射出入射光线，所述入射光线射入 所述光线传输层并由所述光线传输层传输。
[0014]在一些可选实施例中，所述亮斑显示层采用透光材料组成，其内部还设 有气泡或反光颗粒，所述气泡或反光颗粒用于使照射至所述亮斑显示层的光 线发生散射。
[0015]在一些可选实施例中，所述光源为点光源，所述定位及压力检测单元还 包括：
[0016]第一折射层，设于所述光线传输层的上表面，所述第一折射层的折射率 小于所述光线传输层的折射率；
[0017]第二折射层，设于所述光线传输层下表面和所述亮斑显示层上表面之间， 所述第二折射层的折射率小于所述光线传输层的折射率；
[0018]在光线的传输过程中，至少部分所述光线在所述光线传输层与所述第一 折射层和所述第二折射层的界面之间发生全反射，并在被凹陷位置反射后减 小其射向所述第二折射层的角度，以使至少部分所述光线由所述第二折射层 折射至所述亮斑显示层。
[0019]在一些可选实施例中，所述第二折射层和所述光线传输层的界面采用夹 角为α的折线形界面。
[0020]在一些可选实施例中，所述α为所述第二折射层和所述光线传输层的全 反射临界角的1
‑
2倍。
[0021]在一些可选实施例中，所述第一折射层、光线传输层、第二折射层和亮 斑显示层依次堆叠，形成复合膜结构。
[0022]在一些可选实施例中，所述动物步态检测装置还包括：
[0023]外壳，所述外壳内部设有所述定位及压力检测单元，所述定位及压力检 测单元还将所述外壳内部分隔形成上腔体和下腔体，所述摄像头设于所述下 腔体内。
[0024]在一些可选实施例中，所述动物步态检测装置还包括：
[0025]暗箱，设于所述定位及压力检测单元的一端，用于引诱和捕捉待测试动 物。
[0026]根据本申请实施例的第二方面，提供一种动物步态检测方法，采用前述 任一项实施例所述的动物步态检测装置进行检测。
[0027]本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0028]1、本申请实施例的动物步态检测装置，其定位及压力检测单元可以响应 于待测动物的四肢的足迹尺寸及着地力，形成具有尺寸和亮度的亮斑，从而 其处理单元能够根据亮斑的尺寸和亮度来同时获取待测动物的足迹尺寸和着 地力。
[0029]2、本申请实施例的动物步态检测装置，在现有的仅考虑接触面积的模型 基础上，增加了对接触力因素的考虑，可以同时测量待测动物行走时四肢接 触面积和接触力，从而可以建立更加精细反映动物神经受损程度的评估方法。
[0030]3、本申请实施例的动物步态检测装置，不需要提前对足底涂抹显影剂或 涂料，可以直接放入所述装置内进行实验，不会因为涂抹动作对动物情绪造 成影响，进而减少实验过程中的干扰因素。
附图说明
[0031]图1是本申请一示例性实施例中一种动物步态检测装置的结构示意图；
[0032]图2是复合膜结构未受压迫时的光路示意图；
[0033]图3是复合膜结构受压迫时的光路示意图；
[0034]图中，100、定位及压力检测单元；110、复合膜结构；111、亮斑显示层； 112、光线传
输层；113、第一折射层；114、第二折射层；120、光源；200、 摄像头；300、外壳；400、暗箱；500、待测动物的四肢；600、入射光线； 700、散射光。
具体实施方式
[0035]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施 方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例 性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结 构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。
[0036]在附图中示出了根据本申请实施例的层结构示意图。这些图并非是按比 例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细 节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系 仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领 域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区 域/层。
[0037]显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动物步态检测装置，其特征在于，包括：定位及压力检测单元，响应于待测动物的四肢的足迹尺寸及着地力，形成具有尺寸和亮度的亮斑；摄像头，用于采集所述亮斑的图像信息；以及处理单元，连接于所述摄像头，用于根据图像信息确认亮斑的尺寸及亮度，并根据所述尺寸及亮度获取待测动物的步态信息。2.根据权利要求1所述的动物步态检测装置，其特征在于，所述定位及压力检测单元包括：亮斑显示层，用于被光线照射形成亮斑；光线传输层，设于所述亮斑显示层的上方，沿光线传输层的铺设方向，所述光线传输层内传输有光线，且所述光线传输层的上表面根据待测动物的四肢的足迹大小及着地力形成凹陷，以反射所述光线使其照射至所述亮斑显示层；光源，设于所述复合薄膜一端，用于射出入射光线，所述入射光线射入所述光线传输层并由所述光线传输层传输。3.根据权利要求2所述的动物步态检测装置，其特征在于，所述亮斑显示层采用透光材料组成，其内部还设有气泡或反光颗粒，所述气泡或反光颗粒用于使照射至所述亮斑显示层的光线发生散射。4.根据权利要求2所述的动物步态检测装置，其特征在于，所述光源为点光源，所述定位及压力检测单元还包括：第一折射层，设于所述光线传输层的上表面，所述第一折射层的折射率小于所述光线传输层的折射率；第二折射层，设于所述光线传输层下表面和所述亮斑显示层上表面之间，所述第二折射层的折射率小...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔树森，柳溪林，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：