強(qiáng)迫游泳圖像實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)的研制及其在抗抑郁藥效評(píng)價(jià)中的應(yīng)用.pdf

1、目的：利用傳感、數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)和機(jī)械電子學(xué)等技術(shù)相結(jié)合，結(jié)合行為藥理學(xué)家們長期積累的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)，以期為抗抑郁藥物研究提供一套自動(dòng)化程度高并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的實(shí)驗(yàn)控制分析處理系統(tǒng)—強(qiáng)迫游泳計(jì)算機(jī)圖像實(shí)時(shí)分析處理系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)進(jìn)行抗抑郁藥效評(píng)價(jià)，確定人參和遠(yuǎn)志抗抑郁的有效部位及其最佳配比，為尋找防治抑郁藥物提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　方法：采用振動(dòng)傳感器來判別小鼠的攀爬行為，采用視頻追蹤技術(shù)來判斷小鼠

2、的游泳和不動(dòng)行為，并經(jīng)軟件系統(tǒng)分析處理，提取包括攀爬次數(shù)，攀爬時(shí)間、游泳時(shí)間和不動(dòng)時(shí)間等一系列豐富的行為學(xué)指標(biāo)。采用正常動(dòng)物，確定運(yùn)動(dòng)閾值來判斷動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，確定振幅、攀爬間隔時(shí)間和攀爬持續(xù)時(shí)間來判斷動(dòng)物的攀爬狀態(tài)，并進(jìn)行人機(jī)相關(guān)性分析，以確保各項(xiàng)指標(biāo)的準(zhǔn)確性和可靠性；并在研發(fā)過程中不斷完善硬件和軟件，以確保其穩(wěn)定性。最后采用建立的強(qiáng)迫游泳計(jì)算機(jī)圖像實(shí)時(shí)分析處理系統(tǒng)，進(jìn)行抗抑郁中藥的篩選，確定人參和遠(yuǎn)志的抗抑郁有效部位，在此基礎(chǔ)上確定

3、兩者最佳配比。
　　結(jié)果：本研究構(gòu)建了一個(gè)強(qiáng)迫游泳計(jì)算機(jī)圖像實(shí)時(shí)分析處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)同步記錄兩種信號(hào)，可提取高質(zhì)量的圖像信息，通過同步的視頻信息和傳感器信息綜合分析，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確提取各項(xiàng)指標(biāo),人機(jī)相關(guān)性達(dá)到90％以上；實(shí)現(xiàn)了4個(gè)通道信號(hào)同步監(jiān)測(cè)且相互之間無干擾;黑鼠和白鼠均可進(jìn)行試驗(yàn)。陽性藥驗(yàn)證結(jié)果提示該儀器能夠準(zhǔn)確客觀的對(duì)抗抑郁藥物做出評(píng)價(jià)。藥效結(jié)果顯示，人參和遠(yuǎn)志的抗抑郁有效部位分別為人參總皂苷和遠(yuǎn)志總苷C，析因設(shè)計(jì)交互效應(yīng)分析結(jié)果

4、顯示，人參總皂苷和遠(yuǎn)志總苷C之間為相加效應(yīng)，最終將參遠(yuǎn)苷配比確認(rèn)為2：1，該組成的參遠(yuǎn)苷50mg/kg-200mg/kg均能縮短強(qiáng)迫游泳不動(dòng)時(shí)間，且作用強(qiáng)于單用等劑量的人參總皂苷或者遠(yuǎn)志總苷。
　　結(jié)論：本研究為抗抑郁藥物研究提供了一套強(qiáng)迫游泳計(jì)算機(jī)圖像實(shí)時(shí)分析處理系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)有：①自動(dòng)化、智能化程度高、規(guī)范性好，通過視頻監(jiān)視窗口可直接觀察動(dòng)物行為表現(xiàn)；②高通量且可擴(kuò)展性強(qiáng)；③獲取信息量大、實(shí)時(shí)客觀性強(qiáng)；④統(tǒng)計(jì)分析處理一體化。參遠(yuǎn)