KR20160133025A - Detection system for neural activity signal of animal model and Detection method for neural activity signal of animal model using thereof - Google Patents

Detection system for neural activity signal of animal model and Detection method for neural activity signal of animal model using thereof Download PDF

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KR20160133025A
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Abstract

The present invention relates to a detection system for a cranial nerve activity signal of an animal model and an automatic control method using the same. The detection system for a cranial nerve activity signal of an animal model includes: a pair of light sources installed on one side of a sensing unit at predetermined intervals; a photographing unit installed in the upper part of the light source and obtaining multiple images on the light source by photographing the image of the light source at a predetermined cycle for a predetermined time; a rotation connector installed between the sensing unit and a cranial nerve activity signal storage unit and electrically connected to the sensing unit and the cranial nerve activity signal storage unit; a rotation force providing unit providing a rotation force to the rotation connector, wherein one side is connected to one side of the rotation connector; and a processor calculating rotation information on an rotation angle and a rotation direction of the light source by analyzing the multiple images obtained in the photographing unit and controlling the rotation force providing unit based on the rotation information calculated. According to the present invention, the detection system for a cranial nerve activity signal of an animal model rotates the rotation connector connected to a cable by corresponding to a rotation number of an animal model even if the cable rotates at the same time as the animal model freely moving rotates. Therefore, the detection system for a cranial nerve activity signal of an animal model can prevent the cable from being twisted and can prevent a movement of the animal model from interfering due to the twisted cable.

Description

동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템 및 이를 이용한 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출 방법{Detection system for neural activity signal of animal model and Detection method for neural activity signal of animal model using thereof}Technical Field [0001] The present invention relates to a neuronal activity signal detection system for an animal model and a method for detecting an neural activity signal of an animal model using the same,

본 발명은 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템 및 이를 이용한 자동제어방법에 관한 것으로서, 자유롭게 이동하는 동물모델이 회전하여 케이블이 동반 회전하더라도 동물모델의 회전수에 대응하여 케이블이 연결된 회전커넥터를 회전함으로써 케이블의 꼬임을 미연에 방지할 수 있을 뿐 아니라 케이블 꼬임에 의해 동물모델의 움직임이 간섭되는 것을 미연에 방지할 수 있는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템 및 이를 이용한 자동제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for detecting a neural activity signal of an animal model and an automatic control method using the same. More specifically, the present invention relates to a system for detecting a neural activity signal of an animal model, To a cranial nerve activity signal detection system and an automatic control method using the same that can prevent the twist of a cable from being interrupted and prevent interference of movement of an animal model by cable twist.

일반적으로 뇌신경 신호와 행동사이의 관계를 연구하기 위해서, 특정 동물모델을 이용하고 있고, 이 동물모델이 자유롭게 행동하는 동안 동물모델의 뇌신경 활동데이터를 검출하는 동물실험을 수행하고 있다.In general, to study the relationship between cranial nerve signals and behavior, animal models are used and animal experiments are conducted to detect cranial nerve activity data of animal models while the animal models are free to act.

이러한, 동물실험은 주로 실용험 쥐를 동물 모델로 하는 뇌신경 활동신호 검출시스템을 이용하고 있다.Such animal experiments mainly use a neuroimaging signal detection system using an experimental animal as an animal model.

도1은 종래의 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of a neural activity signal detection system of a conventional animal model. FIG.

도1에서 보는 바와 같이 종래의 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템(100)은 동물모델의 헤드부에 장착되어 동물모델의 뇌신경 신호를 검출하는 센싱부(110)와, 센싱부(110)와 전기적으로 연결되어 센싱부(110)에서 검출한 뇌신경 활동신호를 저장하는 뇌신경 활동신호 저장부(120)와, 센싱부(110)와 뇌신경 활동신호 저장부(120)를 전기적으로 연결하는 케이블(130)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, a system for detecting a cranial nerve activity signal 100 of a conventional animal model includes a sensing unit 110 mounted on a head of an animal model to detect a cranial nerve signal of an animal model, A cranial nerve activity signal storage unit 120 connected to the sensing unit 110 for storing a cranial nerve activity signal detected by the sensing unit 110 and a cable 130 for electrically connecting the sensing unit 110 and the cranial nerve activity signal storage unit 120, .

종래의 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템(100)은 동물모델이 자유롭게 행동하는 동안 센싱부(110)에서 동물모델의 뇌신경 활동신호를 검출하고, 검출된 뇌신경 활동신호 데이터를 센싱부(110)와 전기적으로 연결된 뇌신경 활동신호 저장부(120)로 전달하여 뇌신경 활동신호 저장부(120)에 저장되는데, 이렇게 저장된 뇌신경 활동신호 데이터는 추후 다양한 연구자료로서 활용된다.The conventional neural activity signal detection system 100 of the animal model detects the neural activity signal of the animal model in the sensing unit 110 while the animal model is freely acting and outputs the detected neural activity signal data to the sensing unit 110 And transmitted to the electrically connected cranial nerve activity signal storage unit 120 and stored in the cranial nerve activity signal storage unit 120. The stored cranial nerve activity signal data is utilized as various research data in the future.

그런데, 여기서 종래의 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템(100)은 동물모델이 자유롭게 움직이면서 회전하는 경우 센싱부(110)와 뇌신경 활동신호 저장부(120)를 전기적으로 연결하는 케이블(130)의 일측이 동반하여 회전함에 따라 케이블(130)의 꼬임이 발생되고, 이러한 케이블(130)의 꼬임에 의해 케이블(130)의 일측과 다른 일측이 마찰되면서 케이블(130)이 손상될 우려가 있을 뿐 아니라 꼬인 케이블(130)이 동물의 행동에 간섭되어 정확한 실험데이터를 취득하기 어려운 문제점이 발생되었다.Here, the cranial nerve activity signal detecting system 100 of the conventional animal model includes a cable 130 for electrically connecting the sensing unit 110 and the cranial nerve activity signal storage unit 120 when the animal model rotates freely, The cable 130 is twisted and the other side of the cable 130 is rubbed by the twist of the cable 130 and the cable 130 may be damaged, The cable 130 is interfered with the behavior of the animal, and it is difficult to obtain accurate experimental data.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자유롭게 이동하는 동물모델이 회전하여 케이블이 동반 회전하더라도 동물모델의 회전수에 대응하여 케이블이 연결된 회전커넥터를 회전함으로써 케이블의 꼬임을 미연에 방지할 수 있을 뿐 아니라 케이블 꼬임에 의해 동물모델의 움직임이 간섭되는 것을 미연에 방지할 수 있는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템 및 이를 이용한 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for rotating an animal model, The present invention provides a system for detecting a cranial nerve activity signal in an animal model and a method for detecting a cranial nerve activity signal in an animal model using the same, which can prevent the twist of the animal model from being interfered with by the cable twist .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 동물모델의 헤드부에 장착되어 상기 동물모델의 뇌신경 활동신호를 검출하는 센싱부 및 상기 센싱부에서 검출한 뇌신경 활동신호를 저장하는 뇌신경 활동신호 저장부를 포함하고, 상기 동물모델이 활동하는 동안 상기 동물모델의 뇌신경 활동데이터를 검출하는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템에 있어서, 상기 센싱부의 일측에 설치되고, 한 쌍이 미리 설정된 간격으로 이격되게 설치되는 광원과, 상기 광원의 상부에 설치되고, 미리 설정된 시간동안 일정주기로 상기 광원을 촬상하여 상기 광원에 대한 복수의 영상을 획득하는 촬상부와, 상기 센싱부와 상기 뇌신경 활동신호 저장부 사이에 회전가능하게 배치되고, 상기 센싱부 및 상기 뇌신경 활동신호 저장부와 전기적으로 연결되는 회전커넥터와, 일측이 상기 회전커넥터의 일측에 연결되고, 상기 회전커넥터에 회전력을 제공하는 회전력제공수단과, 상기 광원의 상부에 설치되고, 상기 광원을 촬상하여 상기 광원에 대한 영상을 획득하는 촬상부 및 상기 촬상부에서 획득한 복수의 영상을 분석하여 상기 광원의 회전방향 및 회전각에 대한 회전정보를 산출하고, 산출된 상기 회전정보에 기초하여 상기 회전력제공수단을 제어하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an animal model including a sensing unit mounted on a head of an animal model for sensing a cranial nerve activity signal of the animal model, and a cranial nerve An activity signal detection system of an animal model that includes an activity signal storage unit and detects cranial nerve activity data of the animal model while the animal model is active, the cranial nerve activity signal detection system being provided at one side of the sensing unit, An image pickup unit provided on the light source and configured to capture a plurality of images of the light source by capturing the light source at regular intervals for a predetermined period of time and an image pickup unit disposed between the sensing unit and the cranial nerve activity signal storage unit And electrically connected to the sensing unit and the cranial nerve activity signal storage unit A rotary connector provided on one side of the rotary connector for providing a rotary force to the rotary connector, and a rotary member provided on the light source for picking up an image of the light source and acquiring an image of the light source And a processor for analyzing a plurality of images acquired by the imaging unit and the imaging unit to calculate rotation information about the rotation direction and the rotation angle of the light source and controlling the rotation force providing unit based on the calculated rotation information Wherein the neural activity signal detection system comprises:

그리고, 상기 프로세서는 상기 카메라부로부터 인가된 영상신호를 스무딩(smoothing)처리하여 상기 영상 내의 노이즈를 감쇄하는 노이즈 처리부를 포함하는 것이 바람직하다.The processor may further include a noise processor for smoothing the image signal applied from the camera unit to attenuate noise in the image.

또한, 상기 프로세서는 상기 영상에서 한 쌍의 광원을 각각 검출하고, 상기 한 쌍의 광원을 연결하는 가상의 연결선을 생성하며, 상기 연결선에 수직하는 가상의 기준선을 생성한 후 상기 기준선의 회전방향과 회전각을 분석하여 회전정보를 산출할 수 있다.In addition, the processor detects a pair of light sources in the image, generates a virtual connection line connecting the pair of light sources, generates a virtual reference line perpendicular to the connection line, The rotation information can be calculated by analyzing the rotation angle.

아울러, 상기 촬상부는 상기 동물모델이 초기위치로부터 이탈한 후 다시 초기위치로 복귀할때까지 일정주기로 상기 광원에 대한 복수의 영상을 획득하는 것이 바람직하다.Preferably, the imaging unit acquires a plurality of images for the light source at regular intervals until the animal model returns from its initial position to its initial position.

한편, 동물모델의 헤드부에 장착되어 상기 동물모델의 뇌신경 활동신호를 검출하는 센싱부의 일측에 장착된 적어도 한 쌍의 광원을 촬상하고, 미리 설정된 시간동안 일정주기로 상기 광원에 대한 복수의 영상을 취득하는 영상취득단계와, 취득한 복수의 영상을 각각 분석하여 상기 동물모델의 회전에 대응되는 상기 광원의 회전방향 및 회전각을 검출하고, 상기 광원의 회전방향 및 회전각에 기초하여 회전정보를 산출하는 회전정보 산출단계 및 상기 회전력제공수단을 제어하여 상기 회전커넥터에 산출된 상기 회전정보에 상응하는 회전력을 제공하는 제어단계를 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출 방법을 제공한다.On the other hand, it is possible to acquire at least one pair of light sources mounted on one side of a sensing part mounted on a head part of the animal model to detect a cranial nerve activity signal of the animal model, acquire a plurality of images for the light source And an image obtaining step of analyzing the plurality of acquired images to detect a rotation direction and a rotation angle of the light source corresponding to the rotation of the animal model and to calculate rotation information based on the rotation direction and the rotation angle of the light source And a controlling step of controlling the rotational force providing means and providing a rotational force corresponding to the rotational information calculated in the rotational connector, to control the rotational motion of the animal model. do.

그리고, 상기 회전정보 산출단계 전에 취득한 영상을 스무딩(smoothing)처리하여 상기 영상 내의 노이즈를 감쇄하는 노이즈 처리단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The apparatus may further include a noise processing step of smoothing the acquired image before the rotation information calculation step to attenuate noise in the image.

또한, 상기 회전정보 산출단계는 취득한 상기 영상에서 한 쌍의 광원을 검출하는 광원검출단계와, 상기 한 쌍의 광원을 연결하는 가상의 연결선을 생성하는 연결선 생성단계와, 상기 연결선의 중앙으로부터 상기 연결선에 수직하는 가상의 기준선을 생성하는 기준선 생성단계와, 상기 촬상부로부터 취득된 복수의 영상을 분석하여 각 영상내 상기 기준선의 회전방향 및 회전각도를 검출하는 영상분석단계 및 각 영상내 상기 기준선의 회전방향 및 회전각도에 기초하여 회전정보를 산출하는 산출단계를 포함할 수 있다.The rotation information calculation step may include a light source detection step of detecting a pair of light sources in the acquired image, a connection line generation step of generating a virtual connection line connecting the pair of light sources, An image analyzing step of analyzing a plurality of images acquired from the imaging unit and detecting a rotation direction and a rotation angle of the reference line in each image, And a calculating step of calculating rotation information based on the rotation direction and the rotation angle.

아울러, 상기 영상취득단계는 상기 동물모델이 초기위치로부터 이탈한 후 다시 초기위치로 복귀할때까지 일정주기로 복수의 영상을 취득하는 것이 바람직하다.It is preferable that the image acquiring step acquires a plurality of images at regular intervals until the animal model returns from the initial position and then returns to the initial position.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 자유롭게 이동하는 동물모델이 회전하여 케이블이 동반 회전하더라도 동물모델의 회전수에 대응하여 케이블이 연결된 회전커넥터를 회전함으로써 케이블의 꼬임을 미연에 방지할 수 있을 뿐 아니라 케이블 꼬임에 의해 동물모델의 움직임이 간섭되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, even if the animal model moves freely and the cable rotates together with the animal model, rotation of the rotary connector connected with the cable corresponding to the number of revolutions of the animal model can prevent the cable from being twisted, It is possible to prevent the movement of the animal model from being interfered with by the twist.

도1은 종래의 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템을 개략적으로 도시한 도면,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템을 도시한 블럭도,
도3은 본 발명의 일실시에에 따른 프로세서를 도시한 블럭도,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출 방법을 순서대로 도시한 도면,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 연결선 및 기준선을 생성하는 상태를 도시한 도면,
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전정보 검출부가 기준선의 회전방향 및 회전각도를 검출하는 상태를 도시한 도면,
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 프로세서에서 분석한 동물모델의 회전방향 및 회전각도를 포함하는 회전정보에 대한 그래프.Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a schematic view of a neural activity signal detection system of a conventional animal model,
FIG. 2 is a block diagram showing a system for detecting a cranial nerve activity signal of an animal model according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a block diagram illustrating a processor in accordance with one embodiment of the present invention;
4 is a flowchart illustrating a method of detecting a cranial nerve activity signal in an animal model according to an embodiment of the present invention,
5 is a diagram illustrating a state in which a connecting line and a reference line are generated according to an embodiment of the present invention;
6 is a diagram illustrating a state in which the rotation information detecting unit detects a rotation direction and a rotation angle of a reference line according to an embodiment of the present invention;
Figure 7 is a graph of rotation information including rotation direction and rotation angle of an animal model analyzed in a processor according to an embodiment of the present invention.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템을 도시한 블럭도이고, 도3은 본 발명의 일실시에에 따른 프로세서를 도시한 블럭도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a neural activity signal detection system of an animal model according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram illustrating a processor according to an embodiment of the present invention.

도2 및 도3에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템은 뇌신경 활동신호 검출부(10)와, 광원(20)과, 촬상부(30) 및 프로세서(60)를 포함하여 구성된다.2 and 3, the system for detecting a cranial nerve activity signal of an animal model according to an embodiment of the present invention includes a cranial nerve activity signal detection unit 10, a light source 20, an imaging unit 30, and a processor 60 ).

뇌신경 활동신호 검출부(10)는 동물모델의 헤드부에 장착되어 동물모델의 뇌신경을 검출하고 뇌신경 신호를 발생하는 센싱부(11)와, 센싱부(11)와 전기적으로 연결되어 센싱부(11)에 의해 검출된 동물모델의 뇌신경 신호를 저장하는 뇌신경 활동신호 저장부(12)와, 양측단부가 각각 센싱부(11)와 뇌신경 활동신호 저장부(12)에 전기적으로 연결되는 케이블(13)을 포함하여 구성된다.The cranial nerve activity signal detecting unit 10 includes a sensing unit 11 mounted on a head of an animal model to detect a cranial nerve of an animal model and generate a cranial nerve signal, a sensing unit 11 electrically connected to the sensing unit 11, A cranial nerve activity signal storage unit 12 for storing cranial nerve signals of the animal model detected by the cranial nerve activity signal storage unit 12 and a cable 13 electrically connected to the sensing unit 11 and the cranial nerve activity signal storage unit 12, .

이러한 뇌신경 활동신호 검출부(10)는 동물모델이 자유롭게 움직이는 동안 센싱부(11)에서 동물모델의 뇌신경 활동을 검출하여 뇌신경 신호를 발생하고, 뇌신경 활동신호 저장부(12)에서 센싱부(11)에서 발생된 뇌신경 신호를 저장하게 되는데, 이러한 구성을 갖는 뇌신경 활동신호 검출부(10)는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것임이 자명한 것으로서, 구체적인 구성설명은 생략하도록 한다.The cranial nerve activity signal detecting unit 10 detects the cranial nerve activity of the animal model in the sensing unit 11 while the animal model moves freely and generates a cranial nerve signal and outputs the cranial nerve activity signal from the cranial nerve activity signal storage unit 12 to the sensing unit 11 And stores the generated cranial nerve signal. The cranial nerve activity signal detecting unit 10 having such a configuration is well known to those of ordinary skill in the art so that it can be purchased and used commercially. And a detailed description thereof will be omitted.

광원(20)은 한 쌍의 LED가 사용될 수 있으며, 센싱부(11)의 일측 중 상호 대향되는 위치에 설치되는 것으로서, 후술하는 프로세서(60)가 동물모델의 움직임, 회전을 분석하고자 하는 경우 동물모델의 회전 기준을 제공하는 역할을 한다.The light source 20 may be a pair of LEDs. The light source 20 may be a pair of LEDs. The light source 20 may be disposed at a position opposite to one side of the sensing unit 11. When the processor 60 analyzes the movement and rotation of the animal model, It serves to provide the rotation standard of the model.

그리고, 광원(20)은 후술하는 기준선 설정시 기준선이 동물모델의 길이와 대응되게 설정될 수 있도록 한 쌍이 센싱부(11)의 일측 중 동물모델의 양측부와 대응되는 일측에 각각 설치되는 것이 바람직하다.The light source 20 is preferably installed on one side of the one side of the sensing unit 11 corresponding to both sides of the animal model so that the baseline of the light source 20 can be set to correspond to the length of the animal model Do.

촬상부(30)는 광원(20)의 상부에 설치되고, 동물모델이 자유롭게 행동하는 동안 상기한 광원(20)을 촬상하여 광원(20)에 대한 영상을 취득하는 역할을 한다.The imaging unit 30 is provided on the upper part of the light source 20 and serves to capture an image of the light source 20 by capturing the light source 20 while the animal model is free to act.

그리고, 촬상부(30)는 동물모델의 행동별 뇌신경 활동데이터를 취득하기 위해 미리 설정된 시간동안 일정주기로 광원(20)에 대한 복수의 영상을 취득한다.Then, the imaging unit 30 acquires a plurality of images for the light source 20 at regular intervals for a preset time to acquire cranial nerve activity data for each behavior of the animal model.

한편, 본 실시예에서 미리 설정된 시간은 동물모델이 초기위치를 이탈한 후 다시 초기위치로 복귀할 때까지의 범위로 설정된다.On the other hand, in the present embodiment, the predetermined time is set to a range from when the animal model leaves the initial position to when it returns to the initial position.

회전커넥터(40)는 센싱부(11)와 뇌신경 활동신호 저장부(12) 사이에 배치되는 몸체부(41)와, 몸체부(41)의 일측에 회전가능하게 설치되는 회전부(42)를 포함하여 구성되며, 동물모델이 자유롭게 행동하는 과정에서 회전부(42)가 동물모델의 회전하는 회전수에 따라 대응되게 회전하여 케이블(13)이 꼬이는 것을 미연에 방지하는 역할을 한다.The rotary connector 40 includes a body portion 41 disposed between the sensing portion 11 and the cranial nerve activity signal storage portion 12 and a rotation portion 42 rotatably installed on one side of the body portion 41 And the rotation unit 42 rotates correspondingly according to the number of revolutions of the animal model to prevent the cable 13 from being twisted in the process of the animal model being free to act.

한편, 본 실시예에서 케이블(13)은 제1 케이블(13a) 및 제2 케이블(13b)을 포함하여 이루어지는데, 제1 케이블(13a)의 양측단부가 센싱부(11)와 회전부(42)에 각각 전기적으로 연결되고, 제2 케이블(13b)의 양측단부가 몸체부(41)와 뇌신경 활동신호 저장부(12)의 일측에 전기적으로 연결된다.The cable 13 includes the first cable 13a and the second cable 13b at both ends of the first cable 13a and the sensing unit 11 and the rotation unit 42. [ And both ends of the second cable 13b are electrically connected to one side of the body part 41 and the cranial nerve activity signal storage part 12. [

이에 회전커넥터(40)는 동물모델이 회전함에 따라 제1 케이블(13a)이 꼬이는 경우 동물모델의 회전방향 및 회전수에 따라 동일한 방향, 동일한 회전수로 회전하여 제1 케이블(13a)의 꼬임을 방지함과 아울러 동물모델이 자유롭게 움직이더라도 제2 케이블(13b)이 회전되는 것을 미연에 방지하는 역할을 한다.Accordingly, when the first cable 13a is twisted as the animal model rotates, the rotary connector 40 rotates in the same direction and at the same number of revolutions in accordance with the rotational direction and the number of revolutions of the animal model, thereby twisting the first cable 13a And prevents the second cable 13b from being rotated even if the animal model moves freely.

회전력제공수단(50)은 일측이 회전커넥터(40)의 회전부(42)와 연결되어 회전부(42)에 회전력을 제공하는 역할을 하는 것으로서, DC모터와, DC모터의 회전축과 회전커넥터(40)의 회전부(42)를 연결하는 벨트부재를 포함하여 이루어질 수 있다.The rotational force providing means 50 has a DC motor and a rotary shaft of the DC motor and a rotary connector 40. The rotary motor 40 is connected to the rotary portion 42 of the rotary connector 40 to provide a rotary force to the rotary portion 42, And a belt member for connecting the rotating portion 42 of the belt member.

프로세서(60)는 노이즈 처리부(61)와, 영상분석부(62)와, 산출부(63) 및 컨트롤러(64)를 포함하여 구성되고, 촬상부(30)에서 촬상된 영상을 분석하여 동물모델의 회전방향 및 회전수를 산출하고, 회전력제공수단(50)을 제어하여 산출된 회전방향 및 회전수와 대응되게 회전부(42)가 회전되도록 하는 역할을 한다.The processor 60 includes a noise processing unit 61, an image analysis unit 62, a calculation unit 63 and a controller 64. The processor 60 analyzes the image captured by the image pickup unit 30, And controls the rotation force providing means 50 to rotate the rotation portion 42 in correspondence with the calculated rotation direction and rotation speed.

노이즈 처리부(61)는 촬상부(30)로부터 광원(20), 즉 한 쌍의 LED에 대한 영상을 인가받고, 해당 영상을 스무딩(smoothing)처리하여 영상 내 노이즈를 감쇄하는 역할을 한다.The noise processor 61 receives an image of the light source 20, that is, a pair of LEDs from the image pickup unit 30, and smoothing the image to thereby attenuate noise in the image.

이러한 노이즈 처리부(61)는 광원(20)으로부터 발산된 빛이 벽과 같은 영역에 반사되어 후술하는 영상분석부(62)에서 광원(20)의 위치를 오검출하는 것을 미연에 방지하고자 하는 것으로서, 반사광에 따른 광원(20)의 위치 오검출을 미연에 영상을 스무딩 처리하여 반사광을 감쇄시키는 역할을 한다.The noise processor 61 is intended to prevent the light emitted from the light source 20 from being reflected in an area such as a wall and to erroneously detect the position of the light source 20 by the image analyzer 62, And performs a function of smoothing the image of the light source 20 according to the reflected light in advance to attenuate the reflected light.

영상분석부(62)는 영상 내 한 쌍의 광원(20)을 검출하는 광원검출모듈(62a)와, 영상 내에서 가상의 기준선을 생성하는 기준선 생성모듈(62b) 및 기준선의 회전방향 및 회전각도를 검출하는 회전데이터 검출모듈(62c)를 포함하여 구성되며, 영상을 분석하여 광원(20)을 통해 동물모델의 회전방향 및 회전각도를 검출하는 역할을 한다.The image analysis unit 62 includes a light source detection module 62a for detecting a pair of light sources 20 in the image, a reference line generation module 62b for generating a virtual reference line in the image, And detects the rotation direction and the rotation angle of the animal model through the light source 20 by analyzing the image.

광원검출모듈(62a)는 앞서 설명한 바와 같이 영상 내 한 쌍의 광원(20)위치를 검출하는 역할을 하는 것으로서, 취득한 영상 중 휘도가 가장 높은 영역을 광원(20)의 위치로 검출할 수 있다.As described above, the light source detection module 62a serves to detect the positions of the pair of light sources 20 in the image, and it is possible to detect an area having the highest brightness among the acquired images as the position of the light source 20.

기준선 생성모듈(62b)는 동물모델의 회전을 검출하기 위한 기준값을 설정하기 위해 가상의 기준선을 생성하는 역할을 하는 것으로서, 검출된 한 쌍의 광원(20)을 연결하는 가상의 연결선을 생성한 후 연결선의 중심으로부터 수직인 방향으로 기준선을 생성한다.The reference line generating module 62b generates a virtual reference line for setting a reference value for detecting the rotation of the animal model. The reference line generating module 62b generates a virtual connecting line connecting the detected pair of light sources 20 Create a baseline from the center of the connection line in a vertical direction.

회전데이터 검출모듈(62c)는 영상 내에서 기준선의 회전각도를 검출하는 역할을 하는 것으로서, 영상의 12시방향을 0°로 하여 기준선의 회전방향 및 회전각도를 검출하는 역할을 하는데, 촬상부(30)에서 주기적으로 광원(20)에 대한 영상을 취득함에 따라 미리 설정된 시간동안 각 영상에서 기준선 회전방향 및 회전각도를 검출한다.The rotation data detection module 62c serves to detect the rotation angle of the reference line in the image and detects the rotation direction and the rotation angle of the reference line at 0 degree at 12 o'clock of the image. 30, the reference line rotation direction and the rotation angle are detected in each image for a preset time period as the image for the light source 20 is periodically acquired.

산출부(63)는 동물모델이 초기위치를 이탈한 후 다시 초기위치로 복귀할때까지 취득한 영상 내 기준선의 회전방향 및 회전각도를 합산하여 기준선의 회전정보를 산출하는 역하릉ㄹ 한다.The calculating unit 63 calculates the rotation information of the reference line by summing the rotation direction and the rotation angle of the reference line in the acquired image until the animal model returns to the initial position after leaving the initial position.

다시 말하면, 영상의 12시 방향을 0°로 하여 기준선이 시계방향으로 회전하는 경우를 (+)로 하고, 반시계방향으로 회전하는 경우를 (-)로 설정한 후 이를 합산하여 최종 회전방향 및 회전각도에 대한 회전정보를 산출한다.In other words, when the 12 o'clock direction of the image is 0 °, the reference line rotates in the clockwise direction is set to (+), the counterclockwise rotation is set to (-), And calculates rotation information on the rotation angle.

컨트롤러(64)는 회전력제공수단(50)과 전기적으로 연결되고, 산출부(63)에서 취득한 회전정보에 따라 회전력제공수단(50)을 제어하여 회전부(42)가 회전정보와 대응되는 회전방향 및 회전수에 따라 회전하도록 함으로써 동물모델 회전에 의한 제1 케이블(13a)의 꼬임현상을 미연에 방지하는 역할을 한다.The controller 64 is electrically connected to the rotational force providing means 50 and controls the rotational force providing means 50 in accordance with the rotational information acquired by the calculating section 63 so that the rotational section 42 rotates in the rotational direction corresponding to the rotational information, So as to prevent the first cable 13a from twisting due to the rotation of the animal model.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출 방법을 순서대로 도시한 도면이고, 도5는 본 발명의 일실시예에 따른 연결선 및 기준선을 생성하는 상태를 도시한 도면이며, 도6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전정보 검출부가 회전방향 및 회전각도를 검출하는 상태를 도시한 도면이고, 도7은 본 발명의 일실시예에 따른 프로세서에서 분석한 동물모델의 회전방향 및 회전각도를 포함하는 회전정보에 대한 그래프이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a method of detecting a cranial nerve activity signal of an animal model according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram illustrating a state of generating a connecting line and a reference line according to an embodiment of the present invention And FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the rotation information detecting unit detects a rotation direction and a rotation angle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a flowchart illustrating a rotation of an animal model analyzed by a processor according to an embodiment of the present invention Direction, and a rotation angle.

한편, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템을 이용한 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출 방법을 첨부된 도4 내지 도7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of detecting a cranial nerve activity signal of an animal model using the system for detecting a cranial nerve activity signal of an animal model according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS.

본 발명의 일실시예에 따른 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출 방법은 영상취득단계와, 노이즈 처단계와, 회전수 검출단계 및 제어단계를 포함하여 이루어진다.The method for detecting a neural activity signal of an animal model according to an embodiment of the present invention includes an image acquiring step, a noise processing step, a rotation number detecting step, and a controlling step.

먼저, 촬상부(30)에서 미리 설정된 시간동안 일정주기로 동물모델의 헤드부에 장착된 한 쌍의 광원(20)에 대한 복수의 영상을 취득한다.First, a plurality of images for a pair of light sources 20 mounted on the head portion of the animal model are acquired at regular intervals for a preset time in the imaging section 30. [

여기서, 미리 설정된 시간은 위에서 언급한 바와 같이 동물모델이 최초 초기위치를 이탈한 시점부터 자유롭게 행동한 후 초기위치로 복귀할때까지의 범위로 설정된다.Here, the predetermined time is set in a range from the time when the animal model leaves the initial initial position to the time when the animal model returns to the initial position after acting freely as mentioned above.

다음, 노이즈 처리부(61)에서 취득한 복수개의 영상을 각각 스무딩(smoothing)처리하여 영상 내 노이즈를 감쇄하는데, 여기서 노이즈 감쇄라 함은 광원(20)으로부터 발산된 광이 벽면에 반사되어 생성되는 반사광의 광량을 감쇄를 의미할 수 있다.The noise reduction is performed by smoothing each of a plurality of images acquired by the noise processing unit 61. The noise attenuation refers to the amount of reflected light generated by reflecting the light emitted from the light source 20 on the wall surface The amount of light can mean attenuation.

영상의 노이즈 처리가 완료되면, 회전정보 산출부(63)의 광원검출모듈(62a)는 노이즈 처리된 영상 중 가장 휘도가 높은 한 쌍의 영역을 한 쌍의 광원(20)으로 검출하고, 노이즈 처리된 영상 중 한 쌍의 광원(20)위치를 연결하는 가상의 연결선을 생성한다.When the noise processing of the image is completed, the light source detection module 62a of the rotation information calculation unit 63 detects a pair of regions having the highest luminance among the noise processed images by the pair of light sources 20, And generates a virtual connection line connecting the positions of the pair of light sources 20 among the images.

다음, 가상의 연결선 중심으로부터 연결선에 수직인 기준선을 생성하고, 영상에서 12시방향을 0°(=360°)설정한 후 복수개의 영상에서 각각 기준선의 회전방향과 회전각도에 대한 회전정보를 검출한다.Next, a reference line perpendicular to the connecting line is created from the center of the imaginary connection line, and rotation information about the rotation direction and the rotation angle of the reference line is detected from the plurality of images after the 12 o'clock direction is set to 0 ° (= 360 °) do.

이와 같이 복수개의 영상에서 각각 기준선의 회전방향과 회전각도에 대한 복수의 회전정보를 검출한 후 이를 합산하여 최종 회전정보를 취득한다.In this manner, a plurality of pieces of rotation information about the rotation direction and the rotation angle of the reference line are detected from a plurality of images, respectively, and then, the final rotation information is acquired.

예를 들면, 동물 모델이 초기 위치에 있을때는 180°를 향하고 있고, 시계방향으로 회전할 경우 180°-> 270°-> 360°-> 0°-> 90°-> 180°순으로 돌아오므로, 도7에서 보는 바와 같이 그래프에서 360°->0°으로 급격한 회전각의 변화가 1회 일어나고, 반시계방향으로 회전할 경우 180°-90°-0°-360°-270°-180°로 되돌아오므로, 회전각의 변화가 도7에서 보는 바와 같이 그래프에서 0°->360°로 급격하게 일어난다.For example, when the animal model is in its initial position, it is facing 180 °, and when rotated clockwise, it returns to 180 ° -> 270 ° -> 360 ° -> 0 ° -> 90 ° -> 180 ° As shown in FIG. 7, a sudden change in the rotation angle occurs once in the range of 360 ° to 0 ° in the graph, and 180 ° -90 ° -0 ° -360 ° -270 ° -180 Deg.], So that the change in the rotation angle rapidly occurs in the range of 0 [deg.] - > 360 [deg.] In the graph as shown in Fig.

이 급격한 변화만을 감지하여 시계방향 1회전은 +1, 반시계는 1로 하고 이 횟수를 초기위치로 되돌아올 때 까지 모두 합산한 결과 +1 이면 시계방향으로 1회전, -1이면 반시계로 1회전한 것이 된다.If only one sudden change is detected, the clockwise rotation is +1, the counterclockwise is 1, and the sum is added until the rotation is returned to the initial position. If +1 is added, the rotation is 1 rotation in the clockwise direction. And is rotated.

이와 같이 최종 회전정보를 취득하면, 컨트롤러(64)에서 취득된 최종 회전정보에 따라 회전력제공수단(50)에 회전신호를 송신하고, 회전력제공수단(50)이 수신된 회전신호에 따라 회전커넥터(40)의 회전부(42)에 회전력을 제공함으로써 회전부(42)가 동물모델의 회전수와 대응되는 회전되어 케이블(13)의 꼬임이 방지된다.When the final rotation information is acquired in this way, the rotation signal is transmitted to the rotation force providing means 50 in accordance with the final rotation information acquired by the controller 64, and the rotation force providing means 50 rotates the rotation connector The rotating portion 42 is rotated corresponding to the number of revolutions of the animal model to prevent the cable 13 from being twisted.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims are intended to cover such modifications or changes as fall within the scope of the invention.

10 : 뇌신경 활동신호 검출부 11 : 센싱부
12 : 뇌신경 활동신호 저장부 13 : 케이블
13a : 제1 케이블 13b : 제2 케이블
20 : 광원 30 : 촬상부
40 : 회전커넥터 41 : 몸체부
42 : 회전부 50 : 회전력제공수단
60 : 프로세서 61 : 노이즈 처리부
62 : 영상분석부 62a : 광원 검출모듈
62b : 기준선 생성모듈 62c : 회전데이터 검출모듈
63 : 산출부 64 : 컨트롤러10: cranial nerve activity signal detector 11:
12: cranial nerve activity signal storage unit 13: cable
13a: first cable 13b: second cable
20: light source 30:
40: rotation connector 41:
42: rotation part 50:
60: Processor 61: Noise processor
62: Image analysis unit 62a: Light source detection module
62b: reference line generating module 62c: rotation data detecting module
63: Calculator 64: Controller

Claims (8)

동물모델의 헤드부에 장착되어 상기 동물모델의 뇌신경 활동신호를 검출하는 센싱부 및 상기 센싱부에서 검출한 뇌신경 활동신호를 저장하는 뇌신경 활동신호 저장부를 포함하고, 상기 동물모델이 활동하는 동안 상기 동물모델의 뇌신경 활동데이터를 검출하는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템에 있어서,
상기 센싱부의 일측에 설치되고, 한 쌍이 미리 설정된 간격으로 이격되게 설치되는 광원과;
상기 광원의 상부에 설치되고, 미리 설정된 시간동안 일정주기로 상기 광원을 촬상하여 상기 광원에 대한 복수의 영상을 획득하는 촬상부와;
상기 센싱부와 상기 뇌신경 활동신호 저장부 사이에 회전가능하게 배치되고, 상기 센싱부 및 상기 뇌신경 활동신호 저장부와 전기적으로 연결되는 회전커넥터와;
일측이 상기 회전커넥터의 일측에 연결되고, 상기 회전커넥터에 회전력을 제공하는 회전력제공수단과;
상기 광원의 상부에 설치되고, 상기 광원을 촬상하여 상기 광원에 대한 영상을 획득하는 촬상부; 및
상기 촬상부에서 획득한 복수의 영상을 분석하여 상기 광원의 회전방향 및 회전각에 대한 회전정보를 산출하고, 산출된 상기 회전정보에 기초하여 상기 회전력제공수단을 제어하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템.
A sensing unit mounted on a head of the animal model for sensing a cranial nerve activity signal of the animal model and a cranial nerve activity signal storage unit for storing a cranial nerve activity signal detected by the sensing unit, 1. A neural activity signal detection system of an animal model for detecting neural activity data of a model,
A light source provided at one side of the sensing unit and spaced apart by a predetermined interval;
An image pickup unit installed on the light source and capturing a plurality of images of the light source by capturing the light source at regular intervals for a preset time;
A rotation connector rotatably disposed between the sensing unit and the cranial nerve activity signal storage unit and electrically connected to the sensing unit and the cranial nerve activity signal storage unit;
A rotational force providing means, one side of which is connected to one side of the rotary connector, and which provides rotational force to the rotary connector;
An image pickup unit installed on the light source and capturing an image of the light source; And
And a processor for analyzing the plurality of images acquired by the imaging unit to calculate rotation information about the rotation direction and the rotation angle of the light source and controlling the rotation force providing unit based on the calculated rotation information. A neuronal activity signal detection system of an animal model.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 카메라부로부터 인가된 영상신호를 스무딩(smoothing)처리하여 상기 영상 내의 노이즈를 감쇄하는 노이즈 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템.
The method according to claim 1,
The processor
And a noise processing unit for smoothing the image signal applied from the camera unit to attenuate noise in the image.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 영상에서 한 쌍의 광원을 각각 검출하고, 상기 한 쌍의 광원을 연결하는 가상의 연결선을 생성하며, 상기 연결선에 수직하는 가상의 기준선을 생성한 후 상기 기준선의 회전방향과 회전각을 분석하여 회전정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템.
The method according to claim 1,
The processor
A virtual connection line connecting the pair of light sources is generated, a virtual reference line perpendicular to the connection line is generated, and a rotation direction and a rotation angle of the reference line are analyzed And calculating rotational information of the animal model.
제1항에 있어서,
상기 촬상부는 상기 동물모델이 초기위치로부터 이탈한 후 다시 초기위치로 복귀할때까지 일정주기로 상기 광원에 대한 복수의 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the imaging unit acquires a plurality of images for the light source at regular intervals until the animal model returns from its initial position and then returns to its initial position.
동물모델의 헤드부에 장착되어 상기 동물모델의 뇌신경 활동신호를 검출하는 센싱부의 일측에 장착된 적어도 한 쌍의 광원을 촬상하고, 미리 설정된 시간동안 일정주기로 상기 광원에 대한 복수의 영상을 취득하는 영상취득단계와;
취득한 복수의 영상을 각각 분석하여 상기 동물모델의 회전에 대응되는 상기 광원의 회전방향 및 회전각을 검출하고, 상기 광원의 회전방향 및 회전각에 기초하여 회전정보를 산출하는 회전정보 산출단계; 및
상기 회전력제공수단을 제어하여 상기 회전커넥터에 산출된 상기 회전정보에 상응하는 회전력을 제공하는 제어단계를 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출 방법.
An image capturing means for capturing at least one pair of light sources mounted on one side of a sensing unit for detecting a cranial nerve activity signal of the animal model mounted on the head portion of the animal model and acquiring a plurality of images for the light source An acquisition step;
A rotation information calculation step of analyzing each of the acquired images to detect a rotation direction and a rotation angle of the light source corresponding to the rotation of the animal model and to calculate rotation information based on the rotation direction and the rotation angle of the light source; And
And controlling the rotational force providing means to provide a rotational force corresponding to the rotational information calculated in the rotational connector.
제5항에 있어서,
상기 회전정보 산출단계 전에 취득한 영상을 스무딩(smoothing)처리하여 상기 영상 내의 노이즈를 감쇄하는 노이즈 처리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출 방법.

6. The method of claim 5,
Further comprising a noise processing step of smoothing the image obtained before the rotation information calculation step to attenuate noise in the image.

제5항에 있어서,
상기 회전정보 산출단계는
취득한 상기 영상에서 한 쌍의 광원을 검출하는 광원검출단계와;
상기 한 쌍의 광원을 연결하는 가상의 연결선을 생성하는 연결선 생성단계와;
상기 연결선의 중앙으로부터 상기 연결선에 수직하는 가상의 기준선을 생성하는 기준선 생성단계;
상기 촬상부로부터 취득된 복수의 영상을 분석하여 각 영상내 상기 기준선의 회전방향 및 회전각도를 검출하는 영상분석단계; 및
각 영상내 상기 기준선의 회전방향 및 회전각도에 기초하여 회전정보를 산출하는 산출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출 방법.
6. The method of claim 5,
The rotation information calculation step
A light source detecting step of detecting a pair of light sources in the acquired image;
A connection line generating step of generating a virtual connection line connecting the pair of light sources;
A reference line generating step of generating a virtual reference line perpendicular to the connecting line from a center of the connecting line;
An image analyzing step of analyzing a plurality of images acquired from the imaging unit and detecting a rotation direction and a rotation angle of the reference line in each image; And
And calculating the rotation information based on the rotation direction and the rotation angle of the reference line in each image.
제5항에 있어서,
상기 영상취득단계는 상기 동물모델이 초기위치로부터 이탈한 후 다시 초기위치로 복귀할때까지 일정주기로 복수의 영상을 취득하는 것을 특징으로 하는 동물모델의 뇌신경 활동신호 검출 방법.


6. The method of claim 5,
Wherein the image acquiring step acquires a plurality of images at regular intervals until the animal model leaves the initial position and then returns to the initial position.


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