強迫游泳圖像實時分析系統(tǒng)的研制及其在抗抑郁藥效評價中的應(yīng)用.pdf

1、目的：利用傳感、數(shù)字圖像處理、模式識別、計算機和機械電子學(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，對強迫游泳實驗方法進行改進，以期為抗抑郁藥物研究提供一套自動化程度高并具有自主知識產(chǎn)權(quán)的實驗控制分析處理系統(tǒng)—強迫游泳計算機圖像實時分析處理系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)進行抗抑郁藥效評價，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驗依據(jù)。
　　方法：采用振動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)，攀爬時間、游泳時間和不動時間等一系列豐富的行為學(xué)指標(biāo)。采用正常動物，確定運動閾值來判斷動物的運動狀態(tài)，確定振幅、攀爬間隔時間和攀爬持續(xù)時間來判斷動物的攀爬狀態(tài)，并進行人機相關(guān)性分析，以確保各項指標(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。最后采用建立的強迫游泳計算機圖像實時分析處理系統(tǒng)，進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)建了一個強迫游泳計算機圖像實時分析處理系統(tǒng)，實現(xiàn)同步記錄兩種信號，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，實現(xiàn)準(zhǔn)確提取各項指標(biāo),人機相關(guān)性達(dá)到90％以上；實現(xiàn)了4個通道信號同步監(jiān)測且相互之間無干擾;黑鼠和白鼠均可進行試驗。陽性藥驗證結(jié)果提示該儀器能夠準(zhǔn)確客觀的對抗抑郁藥物做出評價。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均能縮短強迫游泳不動時間，且作用強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迫游泳計算機圖像實時分析處理系統(tǒng)，其優(yōu)點有：①自動化、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物行為表現(xiàn)；②高通量且可擴展性強；③獲取信息量大、實時客觀性強；④統(tǒng)計分析處理一體化。參遠(yuǎn)