專利名稱：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為和電生理信號(hào)同步記錄系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為和電生理信號(hào)的同步記錄系統(tǒng)，屬于神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
在神經(jīng)生物學(xué)研究中，尤其是電生理實(shí)驗(yàn)中，在采集生物電信號(hào)后常需要知道此信號(hào)中的某段信息是否與特定的行為相關(guān)，因此通常需要將記錄下的電生理信號(hào)與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的行為在時(shí)間上保持同步，以便與研究電生理信號(hào)與動(dòng)物相關(guān)行為之間的相互聯(lián)系。在當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)方法中通常是實(shí)驗(yàn)人員在記錄電生理信號(hào)的同時(shí)通過VCR攝像機(jī)將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的行為存儲(chǔ)于錄像帶中用于日后與記錄下的電生理信號(hào)保持同步。迄今為止，未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明技術(shù)方案相同的公開報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種利用現(xiàn)代微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)記錄實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為與電生理數(shù)據(jù)，使得獲取的電生理數(shù)據(jù)與動(dòng)物行為保持較為精確的同步，并通過連接在計(jì)算機(jī)上的記錄裝置達(dá)到實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化的目的。
本發(fā)明是將監(jiān)控的圖像和記錄的電生理數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，通過編寫的相關(guān)程序保存視頻和電生理數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)回放過程中將電生理數(shù)據(jù)與動(dòng)物行為相對(duì)應(yīng)并保持高度的同步。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為該同步記錄系統(tǒng)包括視頻采集卡(3)、攝像機(jī)(4)、AD采樣板(5)、電生理信號(hào)放大器(6)、微電極(7)，其程序存儲(chǔ)器中存有視頻與電生理信號(hào)同步采集程序(1)的計(jì)算機(jī)(2)，該系統(tǒng)在視頻與電生理信號(hào)同步采集程序(1)的控制下完成下列同步記錄步驟1.啟動(dòng)該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作，CPU按程序初始化視頻采集卡(3)和AD采樣板(5)同時(shí)檢查硬盤中的初始化文件，如果有已設(shè)置好的初始化信息，則調(diào)入存儲(chǔ)器中并初始化相關(guān)設(shè)置；2.CPU通過調(diào)用video for window多媒體接口獲取視頻采集卡(3)的視頻圖像；3.CPU按程序指令控制和AD采樣板(5)；4.CPU將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物圖像和電生理信號(hào)實(shí)時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)顯示屏上；
5.CPU調(diào)用video for window程序接口，根據(jù)程序指令按用戶選擇的壓縮方式壓縮視頻圖像，同時(shí)將電生理信號(hào)整合到同一文件中并保存在硬盤中；6.實(shí)驗(yàn)完成后，CPU從計(jì)算機(jī)硬盤中讀取數(shù)據(jù)，通過video for window多媒體接口解壓縮視頻保存的數(shù)據(jù)，通過windows GDI程序接口組中的Device-IndependentBitmaps接口，將數(shù)據(jù)恢復(fù)為圖像重新繪制在windows窗口上；7.CPU讀出與視頻圖像整合的電生理數(shù)據(jù)，通過電生理數(shù)據(jù)的采集頻率、視頻圖像的采集頻率，CPU計(jì)算出與每一幀視頻圖像在時(shí)間段上相對(duì)應(yīng)的電生理數(shù)據(jù)，并顯示在與圖像相對(duì)應(yīng)的窗口位置上，從而使得視頻與電生理數(shù)據(jù)保持高度的同步；8.保存的電生理數(shù)據(jù)可以調(diào)出分析、回放視頻，可以精確地輸出每一幀視頻圖像對(duì)應(yīng)的電生理信號(hào)數(shù)據(jù)可到EXCEL，或以文本格式輸出到其他程序中以便進(jìn)一步的分析。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、將視頻采集與電生理信號(hào)的采集合二為一；2、提供多種視頻壓縮方式，使得用戶節(jié)省大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；3、提供多個(gè)通道、多種采樣頻率的電生理數(shù)據(jù)采樣率和1-30幀/秒的視頻采樣率；4、提供視頻逐幀查找的方式；5、可以輸出高度精確時(shí)間范圍的電生理數(shù)據(jù)與動(dòng)物行為的同步，最高可精確到單獨(dú)輸出與單幀圖像對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；6、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以以多種格式輸出，滿足不同的數(shù)據(jù)分析需要；


圖1是本發(fā)明的連接示意圖。
圖2是電生理信號(hào)同步采集程序(1)的流程框圖。
圖中通過(AD信號(hào))采集實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生物電信號(hào)(腦電；細(xì)胞內(nèi)放電等)，(視頻信號(hào))用于采集動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)過程中的行為便于和采集的生物電信號(hào)相對(duì)應(yīng).生物電信號(hào)和視頻信號(hào)分別通過AD板的API(Application Interface)和視頻API接口將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，通過(設(shè)置視頻壓縮方式)來確定視頻在實(shí)時(shí)保存過程中的壓縮方式(可以節(jié)省大量磁盤空間)，在數(shù)據(jù)保存過程中通過時(shí)間坐標(biāo)來確保視頻與生物電信號(hào)的同步。
具體實(shí)施例方式本系統(tǒng)由中科院昆明動(dòng)物所用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中，具體操作如下首先將微電極(7)置入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腦內(nèi)，或貼在動(dòng)物頭部皮膚上；通過攝像機(jī)(4)，拍攝實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的行為，同時(shí)將圖像傳至PC機(jī)(2)上的圖像采集卡(3)，將微電極(7)置于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的電生理信號(hào)采集部位，將微電極(7)的輸出端連接到電生理信號(hào)放大器(6)的輸入端，將電生理信號(hào)放大器(6)的輸出端連接到AD采樣板(5)的信號(hào)輸入端，BioVideoSync Application軟件(1)調(diào)用Windows圖像采集的通用軟件接口和AD板軟件接口在PC監(jiān)視器上顯示視頻圖像和電生理信號(hào)，BioVideoSyncApplication軟件(1)根據(jù)用戶設(shè)置保存視頻核電生理信號(hào)，用于供實(shí)驗(yàn)完成后的分析，數(shù)據(jù)保存完成后，通過BioVideoSync Application軟件(1)回放和分析電生理數(shù)據(jù)和行為，根據(jù)用戶的選擇輸出各種格式和時(shí)間段的數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為和電生理信號(hào)同步記錄系統(tǒng)，包括視頻采集卡(3)、攝像機(jī)(4)、AD采樣板(5)、電生理信號(hào)放大器(6)、微電極(7)，其特征在于該系統(tǒng)還包括其程序存儲(chǔ)器中存有視頻與電生理信號(hào)同步采集程序(1)的計(jì)算機(jī)(2)。
全文摘要
一種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為和電生理信號(hào)的同步記錄系統(tǒng)，屬于神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。該記錄系統(tǒng)包括視頻采集卡(3)、攝像機(jī)(4)、AD采樣板(5)、電生理信號(hào)放大器(6)、微電極(7)、及其程序存儲(chǔ)器中存有視頻與電生理信號(hào)同步采集程序(1)的計(jì)算機(jī)(2)。本發(fā)明通過編寫的相關(guān)程序保存視頻和電生理數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)回放過程中將電生理數(shù)據(jù)與動(dòng)物行為相對(duì)應(yīng)并保持高度的同步。具有視頻采集與電生理信號(hào)的采集合二為一；提供多種視頻壓縮方式；多個(gè)通道、多種采樣頻率的電生理數(shù)據(jù)采樣率和1－30幀/秒的視頻采樣率；提供視頻逐幀查找的方式；可以輸出高度精確時(shí)間范圍的電生理數(shù)據(jù)與動(dòng)物行為的同步，最高可精確到單獨(dú)輸出與單幀圖像對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F3/00GK1547089SQ200310111149
公開日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月3日
發(fā)明者濤 曾, 曾濤, 田少華, 馬原野 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所