대비 강화 된 기록 (PrAnCER)의 발 인쇄 분석 : 모터 적자를 평가하기위한 저비용 개방형 자동 걸음걸이 분석 시스템

우리는 상용 걸음걸이 시스템에 대한 사용자 친화적이고 저렴하며 정확한 대안인 새로운 걸음걸이 분석 시스템을 제시하고 있습니다. 반투명 바닥을 올바른 조명으로 사용하면 동물의 몸을 가리는 동안 높은 대비의 발 프린트가 생성됩니다. 우리의 시스템은 척수 또는 신경 손상, 신경 퇴행성 질환 및 신경 근육 장애와 같은 광범위한 부상 및 질병 모델에서 운동 기능을 평가하는 데 사용할 수 있습니다.

우리의 걸음걸이 장치와 자동화 된 프로그램 PrAnCER 모두 다른 설정 또는 동물 모델에 맞게 쉽게 적응 할 수 있습니다. 걸음걸이 분석 보도를 설정하려면 투명한 플렉시 글라스 바닥에 둘러싸인 투명한 플렉시 글라스를 놓고 16파운드 짜리 벨룸 조각으로 바닥을 덮어 보도와 동일한 너비로 잘라냅니다. 그런 다음, 2초당 프레임 속도가 30프레임 이상인 카메라를 걸어서 트랙의 중간을 포착하고 12볼트 발광 다이오드 라이트 스트립을 발당 약 2인치, 보도 바닥 1인치 에 고정하여 트랙을 제거한다.

동물을 산책로에 습관화하려면 걸음걸이 통로 끝에 있는 수면 에 쥐 홈 케이지를 배치하여 골 상자역할을 하고 쥐가 보도 길이에서 홈 케이지까지 걸어갈 수 있도록 합니다. 쥐는 종종 홈 케이지로 점프하기 전에 주위를 둘러보기 위해 보도의 끝에 중지합니다. 쥐가 보도를 나가는 데 1분 이상 걸리는 경우, 동물이 부드러운 밀어넣으며 홈 케이지에 들어가도록 격려한다.

쥐가 돌아서면 작은 플렉시글라스 조각을 사용하여 보도의 시작 끝을 차단합니다. 쥐가 동결없이 꾸준한 속도로 보도를 자유롭게 건너면 웹캠 소프트웨어의 설정을 조정하여 발 인쇄의 가장 선명한 그림을 달성하고 각 실행을 별도로 기록하여 자동화 된 분석 프로그램과 함께 사용하기 위해 적절하게 실행을 표시합니다. 벨룸에 반점이나 파편이 없음을 확인한 후, 쥐가 산책로에 들어가기 몇 초 전에 기록을 시작하고 쥐가 보도를 빠져 나와 홈 케이지에 들어가면 멈춥습니다.

녹화된 비디오가 동물의 모터 기능을 정확하게 반영하기 위해 일시 정지 또는 가속 없이 발생하는 최소 4개의 연속 단계를 캡처해야 합니다. 각 쥐 후 에탄올로 보도를 닦아 필요에 따라 벨룸을 교체하십시오. 걸음걸이 레코딩을 분석하려면 모든 비디오를 단일 폴더에 분석하고 대비가 향상된 레코딩 또는 PrAnCER, Python 스크립트의 발 인쇄 분석을 실행합니다.

팝업 메뉴에서 폴더를 선택하여 비디오 폴더를 선택하고 원하는 대로 분석에 적합한 사용자 지정 옵션을 선택합니다. 완료되면 계속 클릭하십시오. 보도 이미지에 대한 관심 영역을 정의하려면 왼쪽 을 클릭하여 위쪽 가장자리를 정의하고 오른쪽 단추를 클릭하여 아래쪽 가장자리를 정의합니다.

표시되는 상자가 올바른 경우 N을 눌러 계속합니다. 프로그램이 자동으로 실행됩니다. PrAnCER가 완료되면 터미널에 입력을 클릭하여 프로그램을 종료합니다.

그런 다음 파이썬 스크립트, 게이트 편집기 그래픽 사용자 인터페이스를 실행하고 각 비디오에 적합한 MP4 파일을 선택하여 PrAnCER의 이미지 출력을 수동으로 검토합니다. 잘못 식별하거나 병합된 인쇄물을 필요에 따라 수정합니다. 공간 및 시간적 걸음걸이 매개변수를 추출하려면 Python 스크립트 매개 변수 분석기를 실행하고 분석할 힌드 인쇄 수와 분석할 비디오 폴더를 선택합니다.

그런 다음 여러 가지 일반적인 걸음걸이 매개 변수가 포함된 각 비디오에 대한 csv 파일을 계속 출력합니다. 수동 점수매기와 동일하지는 않지만 PrAnCER는 높은 정확도로 수행되며 안정적인 걸음걸이를 생성합니다. 컨트롤 비디오 그룹의 결과는 비교를 위해 여기에 표시됩니다.

보폭의 PrAnCER 분석은 수동 채점과 크게 다르지 않았지만 지지 측정의 기지에서 관찰된 상당한 차이가 있었습니다. 이는 검색 오류가 아닌 중심 선택의 분산 때문일 수 있습니다. 고용량 할로퍼돌린으로 치료받는 동물에서는 보폭 길이와 최대 접촉 영역이 현저한 증가를 관찰합니다.

저용량 할로퍼돌린을 받은 동물은 또한 자세 지속 시간과 최대 접촉 영역의 상당한 증가를 보여줍니다. 또한, 지지기의 기지에서 고용량 및 저용량 할로페리돌 조건, 최대 접촉 영역 및 사지 거리 걸음걸이 매개변수 사이에는 상당한 차이가 있다. PrAnCER는 이미 많은 일반적인 현면 질 적 걸음 걸이 매개 변수를 분석하지만, 코드를 수정하여 사용자가 원하는 추가 걸음걸이 특성을 평가할 수 있습니다.

우리는 우리의 시스템이 모터 기능을 측정하는 간단하고 저렴한 방법을 원하는 연구원이 걸음걸이 분석에 더 쉽게 접근 할 수 있기를 바랍니다.