大小鼠步态精细行为分析系统是通过AI赋能深度学习神经网络算法,结合云计算技术,能够快速追踪并分析动物的目标行为;用于评估大小鼠步态和运动行为的设备,广泛应用于髓损伤和其他神经损伤、神经类痛、中风,帕金森氏症、小脑性共济失调、脑外伤、周围神经损伤等领域。
一、时间参数指标
步行周期:单腿连续两次着地的间隔时间;延长→运动迟缓(帕金森模型);缩短→运动亢奋或焦虑
支撑时长:足部接触地面的持续时间;’延长→痛觉回避(关节病模型);缩短→肌张力增高或步频加快
摆动时长:足部离地移动的持续时间;缩短→协调性下降(小脑损伤);延长→肌无力或关节僵硬
制动时长;足部触地后减速的时长;延长→神经肌肉控制受损(脑卒中模型)
二、空间参数指标
步长(Stride Length)
定义:同侧足连续落地点间的直线距离
异常模式:
双侧步长差>15%:脊髓单侧损伤或脑卒中偏瘫
整体缩短:帕金森模型运动幅度降低
足印角度(Footprint Angle)
定义:行进方向与足轴延长线的夹角
意义:
角度增大(>30°):坐骨神经损伤致足外翻
角度减小(<10°):肌张力障碍僵硬步态
支撑间距(Base of Support)
定义:双后肢着地点的横向距离
异常提示:
增宽(小鼠>2.5cm):平衡功能障碍(小脑退化)
变窄(小鼠<1.2cm):肌痉挛代偿策略
三、功能综合指数
神经功能指数
坐骨神经指数(SFI):
SFI = -38.3×(EPL-NPL)/NPL + 109.5×(ETS-NTS)/NTS + 13.3×(EIT-NIT)/NIT - 8.8
正常值≈-10;≤-60提示严重损伤
腓神经指数(PFI):
基于足趾展开度(Toe Spread)计算,用于足下垂评估
支撑时相占比(Stance Phase %)
公式:支撑时长 / (支撑时长+摆动时长)×100%
动态变化:
低速行走占比高→老龄动物稳定性需求增加
高速奔跑占比低→逃避行为步态适应
多足支撑相(Multi-limb Support)
类型肢体触地数量临床关联
双支撑相两肢同时触地帕金森步态冻结
三支撑相三肢同时触地ALS终末期肌萎缩代偿
四、步序模式病理特征
十字型(Cruciate)
序列:右前→左前→右后→左后(健康协调步态)
异常:脊髓中枢模式发生器(CPG)损伤时消失
旋转型(Rotate)
序列:RF→LF→LH→RH(左旋倾向)
典型模型:单侧基底节病变(帕金森)
交替型(Alternate)
序列:右前→右后→左前→左后(同侧主导)
意义:脑卒中后运动通路异常
五、技术控制要点
步行台材质:透明玻璃+侧向绿光折射(增强足印对比度)
摄像机配置:≥100 fps高速采集,分辨率1280×1024
环境噪声:<50 dB(避免应激干扰)
数据分析软件:VisuGait™自动聚类足印+3D步态重建