【摘要】：耳毒性藥物和基因突變等因素所導(dǎo)致的毛細(xì)胞的損傷丟失是導(dǎo)致人類聽力功能下降特別是感音神經(jīng)性耳聾的首要原因。目前對(duì)于耳聾的治療手段相對(duì)匱乏,對(duì)于感音神經(jīng)性耳聾的早期診斷與預(yù)防顯得更為重要,因此對(duì)于耳毒性藥物或者治療耳聾藥物的篩查工作具有重要臨床意義。斑馬魚是目前用于耳毒性藥物篩查評(píng)估聽覺功能的常用模式動(dòng)物。早期的聽覺功能評(píng)估是利用電生理學(xué)技術(shù)或者對(duì)毛細(xì)胞的顯微成像來評(píng)價(jià)聽力,但是由于各自技術(shù)的局限性,限制了聽覺功能評(píng)估的準(zhǔn)確性。斑馬魚的聽覺功能還可以根據(jù)更加直接快速的行為檢測(cè)比如驚嚇反應(yīng)來對(duì)其進(jìn)行評(píng)估,而且隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)以及機(jī)器學(xué)習(xí)的長足發(fā)展,使得斑馬魚運(yùn)動(dòng)以及行為的自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別上有了很大進(jìn)步,可以通過視頻圖像處理的方法直接且準(zhǔn)確的檢測(cè)反映斑馬魚聽覺功能的驚嚇反應(yīng)行為。為了同時(shí)保證高通量高效率以及便于后續(xù)斑馬魚的識(shí)別處理,本文主要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套拍攝成像設(shè)備以及開發(fā)了一種斑馬魚驚嚇反應(yīng)運(yùn)動(dòng)信息的檢測(cè)方法。首先本文設(shè)計(jì)一套高通量檢測(cè)斑馬魚驚嚇反應(yīng)行為的拍攝系統(tǒng),斑馬魚直接在一個(gè)開放的圓盤里面自由運(yùn)動(dòng),沒有多孔板裝置中的隔板阻擋,借助紅外光照以及相對(duì)暗的環(huán)境可以減少斑馬魚相互之間對(duì)其運(yùn)動(dòng)的影響,并且利用了傳送帶實(shí)現(xiàn)高效率高通量的拍攝大量斑馬魚驚現(xiàn)反應(yīng)的視頻圖像,這套成像裝置為本文后續(xù)的藥物篩查提供了良好的硬件基礎(chǔ)。最后本文還給出了一種針對(duì)斑馬魚驚現(xiàn)反應(yīng)的檢測(cè)識(shí)別方法。目前大部分檢測(cè)識(shí)別斑馬魚的方法是通過斑馬魚的灰度閾值分割或者背景減的方法來提取斑馬魚的形態(tài)學(xué)信息,但是它對(duì)于成像的實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求很高,而且對(duì)于斑馬魚相互重疊遮擋的處理,大部分通過形態(tài)學(xué)腐蝕和膨脹算法來分割相互靠近的斑馬魚,但是這對(duì)于斑馬魚運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性影響很大,基于這些問題,本文給出了一種多目標(biāo)檢測(cè)方法,通過利用OpenCV庫以及深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)yolov3,即使在復(fù)雜環(huán)境以及斑馬魚相互重疊情況下,仍然能很好的分割識(shí)別匹配每一只斑馬魚的運(yùn)動(dòng)軌跡信息。在分析耳毒性藥物和保護(hù)性性藥物對(duì)于聽覺功能影響的研究中有效的應(yīng)用了這些方法。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R764.43;TP391.41;TN912.3
【圖文】：

視頻拍攝方式的實(shí)物圖

定制的環(huán)形紅外光源

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本文編號(hào)：2735436