CN114514890A - 一种改进糖水偏爱的动物抑郁行为检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进糖水偏爱的动物抑郁行为检测装置，包括检测组件、计量组件和若干饲养箱组件，计量组件和饲养箱组件均与检测组件电连接，计量组件与饲养箱组件之间通过至少两个外部软管相连；计量组件包括计量箱，计量箱上设置有与计量箱配合的箱盖，计量箱的一侧内壁上固定设置有至少两个滴定管部件，计量摄像头固定设置在计量箱的内壁上且用于观测滴定管部件中的液面所在的位置，补光灯条固定设置在计量箱的内壁上且用于为液面提供照明，计量摄像头与检测组件电连接。本装置由于不使用称重法确定饮水量，节约了大量的称重传感器，还降低了对加工精度要求低，具有成本更低，同时使用图像学辅助会识别出异外漏水事件，不计入动物饮水量中。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备领域，特别涉及一种改进糖水偏爱的动物抑郁行为检测装置及检测方法。
背景技术
抑郁症是一种以持续情绪低落为主要症状的精神障碍疾病。快感缺失是指人们无法体会到愉快或者对于快乐的体验能力下降，该现象是抑郁症患者的主要症状之一，对于抑郁症的临床治疗具有重大的意义。
在动物疾病模型下，通常采用糖水偏爱实验来检测快感缺失的严重程度。在绝大多数实验室中进行的糖水偏爱实验存在一个巨大的问题是无法控制水瓶漏水的情况，因此无法确定水瓶内消耗的液体量是动物的饮用情况。同时还存在着动物所处环境的差异性，操作上耗费大量的时间和精力以及实验室之间的非一致性等一系列问题，导致了糖水偏爱实验的有效性和稳定性较差。
此类实验一般会选取大鼠或小鼠，而小鼠的饮水量一般仅2～8g/天，大鼠约9～20g/天；如专利号为ZL2018112781611的专利中使用的装置自重为几百克，该装置相对于鼠的饮水量高了几个数量级，而实验对于测量重量的精确度有着极为严苛的要求，同时称重传感器还存在温度漂移及自漂移，也都是克级的；另一方面由于鼠在活动时存在意外使水存在泄露也都会误计在饮水中，虽然该专利通过改造降低这种泄露的可能性，但仍无法避免，对于最终结果的有效性产生影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改进糖水偏爱的动物抑郁行为检测装置及检测方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种改进糖水偏爱的动物抑郁行为检测装置，包括检测组件、计量组件和若干饲养箱组件，所述计量组件和所述饲养箱组件均与所述检测组件电连接，所述计量组件与所述饲养箱组件之间通过至少两个外部软管相连；
所述计量组件包括计量箱、箱盖、补光灯条、计量摄像头和滴定管部件，所述计量箱上设置有与所述计量箱配合的所述箱盖，所述计量箱的一侧内壁上固定设置有至少两个所述滴定管部件，所述计量摄像头固定设置在所述计量箱的内壁上且用于观测所述滴定管部件中的液面所在的位置，所述补光灯条固定设置在所述计量箱的内壁上且用于为所述液面提供照明，所述计量摄像头与所述检测组件电连接；
所述滴定管部件包括滴定管、内部软管、滴定管阀门和滴定管塞，所述滴定管竖直固定设置在所述计量箱的内壁上，所述滴定管的上端开口部设置有所述滴定管塞，所述滴定管阀门设置在所述滴定管的下部，所述滴定管的下端与所述内部软管的上端密封相连，所述内部软管的下端与所述外部软管的上端密封相连，所述内部软管的上端位置高于所述内部软管的下端位置。
进一步地，所述滴定管在所述计量箱内呈圆弧设置，且每个所述滴定管到所述计量摄像头的距离相等。
进一步地，所述饲养箱组件包括饲养箱、记录摄像头和饮水部件，所述外部软管的下端出口与所述饮水部件相连，所述饮水部件设置在所述饲养箱内且方便动物饮用溶液，所述记录摄像头设置在所述饲养箱内用于记录动物饮用所述溶液，所述记录摄像头与所述检测组件电连接，所述饲养箱的底部设置有识别圈，所述识别圈靠近所述饮水部件设置。
进一步地，所述计量箱设置在升降支架上。
检测装置的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
S1：启动所述检测组件；
S2：进行实验前准备；
S3：对所述饲养箱组件中的动物进行分析检测。
进一步地，所述S2步骤包括以下步骤：
S2.1：打开所述箱盖，取下所有的所述滴定管塞，关闭所述滴定管阀门，并向所述滴定管中注入所需浓度的糖水；
S2.2：通过所述计量摄像头拍摄当前图像，并识别出所述图像中液面垂直像素坐标值y0；
S2.3：打开所述滴定管阀门并缓慢放出A容积的糖水；
S2.4：通过所述计量摄像头再次拍摄当前图像，并识别出所述图像中液面垂直像素坐标值y1；
S2.5：重复上述S2.2步骤～S2.4步骤分别得到垂直像素坐标值y2、垂直像素坐标值y3和垂直像素坐标值y4；
S2.6：求出每像素对应的容积，即
k1＝|(y1-y0)|/A；
k2＝|(y2-y1)|/A；
k3＝|(y3-y4)|/A；
S2.7：打开所述滴定管阀门缓慢放出所述糖水，使所述糖水依次沿内部软管、所述外部软管后从所述饮水部件中流出，直到所述内部软管及所述饮水部件中没有气泡后关闭所述滴定管阀门；
S2.8：盖上所述滴定管塞，并将所述计量箱升至最高处，观察所述饮水部件处是否会有所述液体流出，如果有所述糖水从所述饮水部件中流出，则降低所述计量箱的位置；如果没有所述糖水从所述饮水部件中流出，则保持所述计量箱的位置不变。
进一步地，所述S3步骤包括以下步骤：
S3.1：准备动物并将所述动物放入到所述饲养箱中；
S3.2：启用所述记录摄像头并进行拍摄记录；
S3.3：判断所述动物是否进入到所述识别圈中，如果没进入，继续执行所述S3.2步骤；如果进入，启用所述计量摄像头；
S3.4：利用所述计量摄像头拍摄所述滴定管中液面，获取液面垂直初始坐标Y0’；
S3.5：利用所述记录摄像头继续进行拍摄记录；
S3.6：判断所述动物是否离开所述识别圈，如果没离开，继续执行所述S3.5步骤；如果离开，利用所述计量摄像头进行记录；
S3.7：利用所述计量摄像头拍摄所述滴定管中液面，获取液面垂直结束坐标Y1’；
S3.8：利用公式计算单次饮用糖水量L：
S3.9：将S3.8步骤中的所有的单次饮用糖水量L进行累加得到动物的总饮用糖水量；
S3.10：通过所述计量摄像头和所述记录摄像头判断动物饮用糖水是否结束，如果没结束，重复所述S3.2步骤～S3.9步骤；如果结束，整个检测过程完成。
本发明的有益效果是：
本装置由于不使用称重法确定饮水量，节约了大量的称重传感器，还降低了对加工精度要求低。因此具有成本更低，同时使用图像学辅助会识别出异外漏水事件，不计入动物饮水量中。
附图说明
图1为本装置的连接结构示意图；
图2为计量组件的连接结构示意图；
图3为计量摄像头与滴定管的布置结构示意图；
图4为饲养箱组件的连接结构示意图；
图5为检测流程图；
图中，1-外部软管，2-计量箱，3-箱盖，4-补光灯条，5-计量摄像头，6-滴定管，7-内部软管，8-滴定管阀门，9-滴定管塞，10-饲养箱，11-记录摄像头，12-饮水部件，13-识别圈，14-升降支架，15-检测组件。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：
一种改进糖水偏爱的动物抑郁行为检测装置，包括检测组件15、计量组件和若干饲养箱组件，计量组件和饲养箱组件均与检测组件15电连接，计量组件与饲养箱组件之间通过至少两个外部软管1相连；计量组件包括计量箱2、箱盖3、补光灯条4、计量摄像头5和滴定管部件，计量箱2上设置有与计量箱2配合的箱盖3，计量箱2的一侧内壁上固定设置有至少两个滴定管部件，计量摄像头5固定设置在计量箱2的内壁上且用于观测滴定管部件中的液面所在的位置，补光灯条4固定设置在计量箱2的内壁上且用于为液面提供照明，计量摄像头5与检测组件15电连接；滴定管部件包括滴定管6、内部软管7、滴定管阀门8和滴定管塞9，滴定管6竖直固定设置在计量箱2的内壁上，滴定管6的上端开口部设置有滴定管塞9，滴定管阀门8设置在滴定管6的下部，滴定管6的下端与内部软管7的上端密封相连，内部软管7的下端与外部软管1的上端密封相连，内部软管7的上端位置高于内部软管7的下端位置。其中，检测组件15为现有技术，检测组件15包括电脑主机和显示器等，通过电脑控制计量摄像头5和记录摄像头11，计量摄像头5和记录摄像头11拍摄的过程存储在电脑中。计量摄像头5和记录摄像头11均为现有技术。计量箱2用于测量糖水量变化，箱盖3在实验过程中要保持计量箱2密闭，光不外漏，以避免对饲养造成影响，补光灯条4为现有技术的长条状灯管，用来为计量摄像头5补光有利于液面识别，计量摄像头5用于获取液面的图像，滴定管6为了有最精确的读数，会选用不同直径的滴定管，以24小时消耗接近滴定管容量的1/4左右为最佳，一般小鼠25ml，高度500，外径8mm的，大鼠选用100ml，高度800，外径18mm的。滴定管阀门8用于将滴定管6密闭，隔绝大气，形成密闭。
在一些实施例中，滴定管6在计量箱2内呈圆弧设置，且每个滴定管6到计量摄像头5的距离相等。这样的设置方式是为了方便计量摄像头5拍摄滴定管6中的液面变化。
在一些实施例中，饲养箱组件包括饲养箱10、记录摄像头11和饮水部件12，外部软管1的下端出口与饮水部件12相连，饮水部件12设置在饲养箱10内且方便动物饮用溶液，记录摄像头11设置在饲养箱10内用于记录动物饮用溶液，记录摄像头11与检测组件15电连接，饲养箱10的底部设置有识别圈13，识别圈13靠近饮水部件12设置。本方案中的动物为鼠，饲养箱10设置有两个，一个用来装大鼠；一个用来装小鼠，每个饲养箱10内设置有至少两个饮水部件12，每个饮水部件12中出来的糖水浓度不相同，饮水部件12为现有技术中的吸头。识别圈13可以是现有技术中的红外线光圈，可以识别鼠是否进入到这个光圈中。外部软管1主要用来将滴定管6中的糖水引入到饮水部件12处方便鼠饮用。记录摄像头11设置在饲养箱10的顶部用于判别动物是否有饮水行为。
在一些实施例中，计量箱2设置在升降支架14上。通过升降支架14调节计量箱2的高度，平衡大气压与表面张力的综合因素，用于改善漏水情况。
检测装置的检测方法，检测方法包括以下步骤：
一、启动检测组件15。
二、进行实验前准备，验前准备的具体步骤如下：
(2.1)打开箱盖3，取下所有的滴定管塞9，关闭滴定管阀门8，并向滴定管6中注入所需浓度的糖水。
(2.2)通过计量摄像头5拍摄当前图像，并识别出图像中液面垂直像素坐标值y0。
(2.3)打开滴定管阀门8并缓慢放出A容积的糖水。
(2.4)通过计量摄像头5再次拍摄当前图像，并识别出图像中液面垂直像素坐标值y1。
(2.5)重复上述S2.2步骤～S2.4步骤分别得到垂直像素坐标值y2、垂直像素坐标值y3和垂直像素坐标值y4。
(2.6)求出每像素对应的容积，即
k1＝|(y1-y0)|/A；
k2＝|(y2-y1)|/A；
k3＝|(y3-y4)|/A；
(2.7)打开滴定管阀门8缓慢放出糖水，使糖水依次沿内部软管7、外部软管1后从饮水部件12中流出，直到内部软管7及饮水部件12中没有气泡后关闭滴定管阀门8。
(2.8)盖上滴定管塞9，并将计量箱2升至最高处，观察饮水部件12处是否会有液体流出，如果有糖水从饮水部件12中流出，则降低计量箱2的位置；如果没有糖水从饮水部件12中流出，则保持计量箱2的位置不变。
三、对饲养箱组件中的动物进行分析检测，该过程包括以下步骤：
(3.1)准备动物并将动物放入到饲养箱10中。
(3.2)启用记录摄像头11并进行拍摄记录。
(3.3)判断动物是否进入到识别圈13中，如果没进入，继续执行(3.2)步骤；如果进入，启用计量摄像头5。
(3.4)利用计量摄像头5拍摄滴定管6中液面，获取液面垂直初始坐标Y0’；
(3.5)利用记录摄像头11继续进行拍摄记录。
(3.6)判断动物是否离开识别圈13，如果没离开，继续执行(3.5)步骤；如果离开，利用计量摄像头5进行记录。
(3.7)利用计量摄像头5拍摄滴定管6中液面，获取液面垂直结束坐标Y1’；
(3.8)利用公式计算单次饮用糖水量L：
(3.9)将(3.8)步骤中的所有的单次饮用糖水量L进行累加得到动物的总饮用糖水量。
(3.10)通过计量摄像头5和记录摄像头11判断动物饮用糖水是否结束，如果没结束，重复(3.2)步骤到(3.9)步骤；如果结束，整个检测过程完成。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种改进糖水偏爱的动物抑郁行为检测装置，其特征在于：包括检测组件、计量组件和若干饲养箱组件，所述计量组件和所述饲养箱组件均与所述检测组件电连接，所述计量组件与所述饲养箱组件之间通过至少两个外部软管(1)相连；
所述计量组件包括计量箱(2)、箱盖(3)、补光灯条(4)、计量摄像头(5)和滴定管部件，所述计量箱(2)上设置有与所述计量箱(2)配合的所述箱盖(3)，所述计量箱(2)的一侧内壁上固定设置有至少两个所述滴定管部件，所述计量摄像头(5)固定设置在所述计量箱(2)的内壁上且用于观测所述滴定管部件中的液面所在的位置，所述补光灯条(4)固定设置在所述计量箱(2)的内壁上且用于为所述液面提供照明，所述计量摄像头(5)与所述检测组件电连接；
所述滴定管部件包括滴定管(6)、内部软管(7)、滴定管阀门(8)和滴定管塞(9)，所述滴定管(6)竖直固定设置在所述计量箱(2)的内壁上，所述滴定管(6)的上端开口部设置有所述滴定管塞(9)，所述滴定管阀门(8)设置在所述滴定管(6)的下部，所述滴定管(6)的下端与所述内部软管(7)的上端密封相连，所述内部软管(7)的下端与所述外部软管(1)的上端密封相连，所述内部软管(7)的上端位置高于所述内部软管(7)的下端位置。
2.根据权利要求1所述的一种改进糖水偏爱的动物抑郁行为检测装置，其特征在于：所述滴定管(6)在所述计量箱(2)内呈圆弧设置，且每个所述滴定管(6)到所述计量摄像头(5)的距离相等。
3.根据权利要求1所述的一种改进糖水偏爱的动物抑郁行为检测装置，其特征在于：所述饲养箱组件包括饲养箱(10)、记录摄像头(11)和饮水部件(12)，所述外部软管(1)的下端出口与所述饮水部件(12)相连，所述饮水部件(12)设置在所述饲养箱(10)内且方便动物饮用溶液，所述记录摄像头(11)设置在所述饲养箱(10)内用于记录动物饮用所述溶液，所述记录摄像头(11)与所述检测组件电连接，所述饲养箱(10)的底部设置有识别圈(13)，所述识别圈(13)靠近所述饮水部件(12)设置。
4.根据权利要求1所述的一种改进糖水偏爱的动物抑郁行为检测装置，其特征在于：所述计量箱(2)设置在升降支架(14)上。
5.根据权利要求1-4任一所述检测装置的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：
S1：启动所述检测组件；
S2：进行实验前准备；
S3：对所述饲养箱组件中的动物进行分析检测。
6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述S2步骤包括以下步骤：
S2.1：打开所述箱盖(3)，取下所有的所述滴定管塞(9)，关闭所述滴定管阀门(8)，并向所述滴定管(6)中注入所需浓度的糖水；
S2.2：通过所述计量摄像头(5)拍摄当前图像，并识别出所述图像中液面垂直像素坐标值y0；
S2.3：打开所述滴定管阀门(8)并缓慢放出A容积的糖水；
S2.4：通过所述计量摄像头(5)再次拍摄当前图像，并识别出所述图像中液面垂直像素坐标值y1；
S2.5：重复上述S2.2步骤～S2.4步骤分别得到垂直像素坐标值y2、垂直像素坐标值y3和垂直像素坐标值y4；
S2.6：求出每像素对应的容积，即
k1＝|(y1-y0)|/A；
k2＝|(y2-y1)|/A；
k3＝|(y3-y4)|/A；
S2.7：打开所述滴定管阀门(8)缓慢放出所述糖水，使所述糖水依次沿内部软管(7)、所述外部软管(1)后从所述饮水部件(12)中流出，直到所述内部软管(7)及所述饮水部件(12)中没有气泡后关闭所述滴定管阀门(8)；
S2.8：盖上所述滴定管塞(9)，并将所述计量箱(2)升至最高处，观察所述饮水部件(12)处是否会有所述液体流出，如果有所述糖水从所述饮水部件(12)中流出，则降低所述计量箱(2)的位置；如果没有所述糖水从所述饮水部件(12)中流出，则保持所述计量箱(2)的位置不变。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述S3步骤包括以下步骤：
S3.1：准备动物并将所述动物放入到所述饲养箱(10)中；
S3.2：启用所述记录摄像头(11)并进行拍摄记录；
S3.3：判断所述动物是否进入到所述识别圈(13)中，如果没进入，继续执行所述S3.2步骤；如果进入，启用所述计量摄像头(5)；
S3.4：利用所述计量摄像头(5)拍摄所述滴定管(6)中液面，获取液面垂直初始坐标Y0’；
S3.5：利用所述记录摄像头(11)继续进行拍摄记录；
S3.6：判断所述动物是否离开所述识别圈(13)，如果没离开，继续执行所述S3.5步骤；如果离开，利用所述计量摄像头(5)进行记录；
S3.7：利用所述计量摄像头(5)拍摄所述滴定管(6)中液面，获取液面垂直结束坐标Y1’；
S3.8：利用公式计算单次饮用糖水量L：
S3.9：将S3.8步骤中的所有的单次饮用糖水量L进行累加得到动物的总饮用糖水量；
S3.10：通过所述计量摄像头(5)和所述记录摄像头(11)判断动物饮用糖水是否结束，如果没结束，重复所述S3.2步骤～S3.9步骤；如果结束，整个检测过程完成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210145724.XA CN114514890A (zh) | 2022-02-17 | 2022-02-17 | 一种改进糖水偏爱的动物抑郁行为检测装置及检测方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202210145724.XA CN114514890A (zh) | 2022-02-17 | 2022-02-17 | 一种改进糖水偏爱的动物抑郁行为检测装置及检测方法 |
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|---|---|
| CN114514890A true CN114514890A (zh) | 2022-05-20 |
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| CN202210145724.XA Pending CN114514890A (zh) | 2022-02-17 | 2022-02-17 | 一种改进糖水偏爱的动物抑郁行为检测装置及检测方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2022
- 2022-02-17 CN CN202210145724.XA patent/CN114514890A/zh active Pending
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