大小鼠步態(tài)（gait）是指大小鼠行走時(shí)所表現(xiàn)的姿態(tài)。大小鼠步態(tài)分析系統(tǒng)基于原有足跡分析方法（footprint analysis），運(yùn)用新技術(shù)對(duì)足印分析法進(jìn)行了改進(jìn)，通過(guò)足印圖像增強(qiáng)技術(shù)采用高速攝像機(jī)可以清晰地采集大小鼠行走過(guò)程的足印信息，然后利用步態(tài)分析系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別分析大小鼠足跡的步行周期、支撐距離、支撐時(shí)長(zhǎng)、擺動(dòng)時(shí)長(zhǎng)、制動(dòng)時(shí)長(zhǎng)、推進(jìn)時(shí)長(zhǎng)、步頻等60余種指標(biāo)，以此客觀、準(zhǔn)確和全面地反映動(dòng)物步態(tài)的

一 系統(tǒng)構(gòu)成?

硬件構(gòu)成

其硬件系統(tǒng)主要包括：1視頻采集分析計(jì)算機(jī)（1臺(tái)）、2老鼠步行通道、3高速攝像機(jī)、4足跡增強(qiáng)板、5背景增強(qiáng)系統(tǒng)等等。圖1 為步態(tài)分析系統(tǒng)原理機(jī)事物圖片。

軟件構(gòu)成

本系統(tǒng)軟件采用Visual C++開(kāi)發(fā)軟件編制。GAL系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)由視頻采集模塊和分析模塊兩部分組成。圖2為步態(tài)分析系統(tǒng)主界面，通過(guò)點(diǎn)擊采集按鈕或分析按鈕可以進(jìn)入對(duì)應(yīng)的模塊。

控制原理

圖5為步態(tài)實(shí)時(shí)采集處理硬件系統(tǒng)示意圖。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將老鼠從步行通道左入口（或右入口）放入步行通道，當(dāng)老鼠沿通道直行到一定位置，自動(dòng)觸發(fā)安裝在框架底部的垂直向上拍攝的高速攝像機(jī)開(kāi)始

 

二、指標(biāo)評(píng)價(jià)體系

1步行周期 動(dòng)物行走時(shí)一側(cè)足跟著地到該側(cè)足跟再次著地的過(guò)程被稱(chēng)為一個(gè)步行周期，一個(gè)步行周期可分為支撐相（stance phase）和擺動(dòng)相（swing phase）

2支撐時(shí)長(zhǎng) 在一個(gè)步行周期中始終與地接觸的階段

3擺動(dòng)時(shí)長(zhǎng) 在一個(gè)步行周期中始終與地?zé)o接觸的階段

4支撐時(shí)相 支撐時(shí)長(zhǎng)所占步態(tài)周期的百分?jǐn)?shù)（cycle%）作為單位來(lái)表達(dá)。

5單支撐時(shí)相 通常指一足著地到該足離地的過(guò)程。

6雙支撐時(shí)相 在一個(gè)步行周期中產(chǎn)生的雙足同時(shí)著地的階段。

7三支撐時(shí)相 在一個(gè)步行周期中產(chǎn)生的三足同時(shí)著地的階段

8擺動(dòng)時(shí)相 擺動(dòng)時(shí)長(zhǎng)所占步態(tài)周期的百分?jǐn)?shù)（cycle%）作為單位來(lái)表達(dá)

9制動(dòng)時(shí)長(zhǎng) 從該足開(kāi)始接觸時(shí)刻到該足與地面大接觸面積時(shí)刻所需的時(shí)長(zhǎng)

10制動(dòng)指數(shù) 制動(dòng)時(shí)長(zhǎng)/支撐時(shí)長(zhǎng)

11推進(jìn)時(shí)長(zhǎng) 從該足與地面大接觸面積時(shí)刻到該足離地時(shí)刻所需的時(shí)長(zhǎng)

12推進(jìn)指數(shù) 推進(jìn)時(shí)長(zhǎng)/支撐時(shí)長(zhǎng)

13同源協(xié)調(diào)性 被觀測(cè)足爪(RH or LH)的擺動(dòng)時(shí)間或支撐時(shí)間與對(duì)照足爪(LH or LF)的步行周期的比值 

14同側(cè)協(xié)調(diào)性 被觀測(cè)足爪(RH or LH)的擺動(dòng)時(shí)間或支撐時(shí)間與對(duì)照足爪(RF or LF)的步行周期的比值 

15對(duì)側(cè)協(xié)調(diào)性 被觀測(cè)足爪(RH or LH)的擺動(dòng)時(shí)間或支撐時(shí)間與對(duì)照足爪(LF or RF)的步行周期的比值

16步幅 動(dòng)物在一個(gè)步行周期中，同一前肢或后肢連續(xù)兩個(gè)大腳印橫坐標(biāo)中點(diǎn)之間的距離

17左側(cè)步基 動(dòng)物在一個(gè)步行周期中，左前肢連續(xù)兩個(gè)大腳印橫坐標(biāo)中點(diǎn)與左后肢連續(xù)兩個(gè)大腳印橫坐標(biāo)中點(diǎn)之間的距離

18右側(cè)步基 同上

19前肢步寬 在行走中左、右兩足間的距離稱(chēng)為步寬，通常以足爪中點(diǎn)為測(cè)量參考點(diǎn)

20后肢步寬 同上

21足跡大面積：t為足爪接觸地面的大面積時(shí)刻，大面積計(jì)算公式為： 

22足跡平均面積：每幀圖像足跡面積之和/總幀數(shù)

23足跡大強(qiáng)度：t為足爪接觸地面的大強(qiáng)度時(shí)刻，同理大面積的計(jì)算方法：

24足跡平均強(qiáng)度：每幀圖像足跡強(qiáng)度之和/總幀數(shù)

25擺動(dòng)速度：步長(zhǎng)/擺動(dòng)時(shí)間

26瞬時(shí)速度：每只爪子的步長(zhǎng)/步行周期

27平均速度：在一次行走過(guò)程中瞬時(shí)速度的平均值

28總速度：在一次行走過(guò)程中，步長(zhǎng)的總和/步長(zhǎng)周期的總和

29足角：在行走中前進(jìn)的方向（體中線）與足的長(zhǎng)軸所形成的夾角稱(chēng)為足角

30平均體轉(zhuǎn)角 老鼠嘴尖與尾根形成的軸線的方向和正前方向軸之間的夾角的平均值。比如老鼠移動(dòng)的方向偏離正前方向5°

31體轉(zhuǎn)角標(biāo)準(zhǔn)偏差 老鼠嘴尖與尾根形成的軸線方向和正前方向軸之間的夾角的標(biāo)準(zhǔn)偏差。比如如果老鼠的平均體轉(zhuǎn)角為5°，標(biāo)準(zhǔn)偏差為3°，那么代表動(dòng)物有在2-8°的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)

32平均側(cè)向移動(dòng) 動(dòng)物質(zhì)量中心延Y軸側(cè)向移動(dòng)的距離

33側(cè)向移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)偏差 動(dòng)物質(zhì)量中心延Y軸側(cè)向移動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差