实验动物行为和电生理信号同步记录系统技术方案

一种实验动物行为和电生理信号同步记录系统，包括视频采集卡（３）、摄像机（４）、ＡＤ采样板（５）、电生理信号放大器（６）、微电极（７），其特征在于该系统还包括其程序存储器中存有视频与电生理信号同步采集程序（１）的计算机（２）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种实验动物行为和电生理信号的同步记录系统，属于神经生物学实验装置。
技术介绍
在神经生物学研究中，尤其是电生理实验中，在采集生物电信号后常需要知道此信号中的某段信息是否与特定的行为相关，因此通常需要将记录下的电生理信号与实验动物的行为在时间上保持同步，以便与研究电生理信号与动物相关行为之间的相互联系。在当前的实验方法中通常是实验人员在记录电生理信号的同时通过VCR摄像机将实验动物的行为存储于录像带中用于日后与记录下的电生理信号保持同步。迄今为止，未发现与本专利技术技术方案相同的公开报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种利用现代微电子技术和计算机技术记录实验动物行为与电生理数据，使得获取的电生理数据与动物行为保持较为精确的同步，并通过连接在计算机上的记录装置达到实验自动化的目的。本专利技术是将监控的图像和记录的电生理数据输入到计算机中，通过编写的相关程序保存视频和电生理数据，在数据回放过程中将电生理数据与动物行为相对应并保持高度的同步。本专利技术所采用的技术方案为该同步记录系统包括视频采集卡(3)、摄像机(4)、AD采样板(5)、电生理信号放大器(6)、微电极(7)，其程序存储器中存有视频与电生理信号同步采集程序(1)的计算机(2)，该系统在视频与电生理信号同步采集程序(1)的控制下完成下列同步记录步骤1.启动该计算机系统工作，CPU按程序初始化视频采集卡(3)和AD采样板(5)同时检查硬盘中的初始化文件，如果有已设置好的初始化信息，则调入存储器中并初始化相关设置；2.CPU通过调用video for window多媒体接口获取视频采集卡(3)的视频图像；3.CPU按程序指令控制和AD采样板(5)；4.CPU将实验动物图像和电生理信号实时显示在计算机显示屏上； 5.CPU调用video for window程序接口，根据程序指令按用户选择的压缩方式压缩视频图像，同时将电生理信号整合到同一文件中并保存在硬盘中；6.实验完成后，CPU从计算机硬盘中读取数据，通过video for window多媒体接口解压缩视频保存的数据，通过windows GDI程序接口组中的Device-IndependentBitmaps接口，将数据恢复为图像重新绘制在windows窗口上；7.CPU读出与视频图像整合的电生理数据，通过电生理数据的采集频率、视频图像的采集频率，CPU计算出与每一帧视频图像在时间段上相对应的电生理数据，并显示在与图像相对应的窗口位置上，从而使得视频与电生理数据保持高度的同步；8.保存的电生理数据可以调出分析、回放视频，可以精确地输出每一帧视频图像对应的电生理信号数据可到EXCEL，或以文本格式输出到其他程序中以便进一步的分析。本专利技术与现有技术相比具有以下优点1、将视频采集与电生理信号的采集合二为一；2、提供多种视频压缩方式，使得用户节省大量数据存储空间；3、提供多个通道、多种采样频率的电生理数据采样率和1-30帧/秒的视频采样率；4、提供视频逐帧查找的方式；5、可以输出高度精确时间范围的电生理数据与动物行为的同步，最高可精确到单独输出与单帧图像对应的数据；6、实验数据可以以多种格式输出，满足不同的数据分析需要；附图说明图1是本专利技术的连接示意图。图2是电生理信号同步采集程序(1)的流程框图。图中通过(AD信号)采集实验动物的生物电信号(脑电；细胞内放电等)，(视频信号)用于采集动物在实验过程中的行为便于和采集的生物电信号相对应.生物电信号和视频信号分别通过AD板的API(Application Interface)和视频API接口将数据实时显示在计算机屏幕上，通过(设置视频压缩方式)来确定视频在实时保存过程中的压缩方式(可以节省大量磁盘空间)，在数据保存过程中通过时间坐标来确保视频与生物电信号的同步。具体实施例方式本系统由中科院昆明动物所用于动物实验研究中，具体操作如下首先将微电极(7)置入实验动物脑内，或贴在动物头部皮肤上；通过摄像机(4)，拍摄实验动物的行为，同时将图像传至PC机(2)上的图像采集卡(3)，将微电极(7)置于实验动物的电生理信号采集部位，将微电极(7)的输出端连接到电生理信号放大器(6)的输入端，将电生理信号放大器(6)的输出端连接到AD采样板(5)的信号输入端，BioVideoSync Application软件(1)调用Windows图像采集的通用软件接口和AD板软件接口在PC监视器上显示视频图像和电生理信号，BioVideoSyncApplication软件(1)根据用户设置保存视频核电生理信号，用于供实验完成后的分析，数据保存完成后，通过BioVideoSync Application软件(1)回放和分析电生理数据和行为，根据用户的选择输出各种格式和时间段的数据。权利要求1.一种实验动物行为和电生理信号同步记录系统，包括视频采集卡(3)、摄像机(4)、AD采样板(5)、电生理信号放大器(6)、微电极(7)，其特征在于该系统还包括其程序存储器中存有视频与电生理信号同步采集程序(1)的计算机(2)。全文摘要一种实验动物行为和电生理信号的同步记录系统，属于神经生物学实验装置。该记录系统包括视频采集卡(3)、摄像机(4)、AD采样板(5)、电生理信号放大器(6)、微电极(7)、及其程序存储器中存有视频与电生理信号同步采集程序(1)的计算机(2)。本专利技术通过编写的相关程序保存视频和电生理数据，在数据回放过程中将电生理数据与动物行为相对应并保持高度的同步。具有视频采集与电生理信号的采集合二为一；提供多种视频压缩方式；多个通道、多种采样频率的电生理数据采样率和1－30帧/秒的视频采样率；提供视频逐帧查找的方式；可以输出高度精确时间范围的电生理数据与动物行为的同步，最高可精确到单独输出与单帧图像对应的数据等优点。文档编号G06F3/00GK1547089SQ200310111149公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月3日 优先权日2003年12月3日专利技术者涛 曾, 曾涛, 田少华, 马原野 申请人:中国科学院昆明动物研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾涛，田少华，马原野，
申请(专利权)人：中国科学院昆明动物研究所，
类型：发明
国别省市：