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WO2022118683A1 - 小動物の生体情報取得方法、生体情報取得プログラム、及び生体情報取得装置 - Google Patents

小動物の生体情報取得方法、生体情報取得プログラム、及び生体情報取得装置 Download PDF

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Publication number
WO2022118683A1
WO2022118683A1 PCT/JP2021/042616 JP2021042616W WO2022118683A1 WO 2022118683 A1 WO2022118683 A1 WO 2022118683A1 JP 2021042616 W JP2021042616 W JP 2021042616W WO 2022118683 A1 WO2022118683 A1 WO 2022118683A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mouse
biological information
information
small animal
cage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2021/042616
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅人 ▲高▼橋
徳道 津村
典生 飯島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Imaging Tech Lab LLC
Original Assignee
Imaging Tech Lab LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Imaging Tech Lab LLC filed Critical Imaging Tech Lab LLC
Priority to JP2022524076A priority Critical patent/JP7313747B2/ja
Priority to US17/777,895 priority patent/US12190624B2/en
Publication of WO2022118683A1 publication Critical patent/WO2022118683A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K29/00—Other apparatus for animal husbandry
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K29/00—Other apparatus for animal husbandry
    • A01K29/005—Monitoring or measuring activity
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10—Image acquisition
    • G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands

Definitions

  • the present invention relates to a biological information acquisition method for acquiring biological information of a small animal such as a mouse, a biological information acquisition program, and a biological information acquisition device.
  • Non-Patent Document 1 There is also a method of anesthetizing a mouse to acquire biological information of a mouse under anesthesia (for example, see Non-Patent Document 1), and a method of acquiring biological information of a mouse from the tail portion of the mouse (for example, non-patent document 1). See Patent Document 2).
  • the mouse may be physically affected by the anesthetic.
  • the biological information is acquired from the tail portion in a state where the mouse is placed in a bag and the behavior of the mouse is restricted (restrained). Therefore, the mouse feels stress due to the restricted behavior, and the value is different from that in the state where the behavior is not restricted. As a result, it may not be possible to acquire biological information when the mouse is not feeling stress.
  • the mouse can move freely in the cage. Therefore, depending on the movement of the mouse, for example, when the mouse stands up, the exposed skin portion of the back cannot be photographed by the camera, and there is a possibility that the biological information of the mouse cannot be acquired.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and is a biological information acquisition method, a biological information acquisition program, which acquires biological information without giving stress to small animals without being affected by the movement of small animals. And to provide a biometric information acquisition device.
  • the present invention includes a step of acquiring image information of a hand and / or a foot of a small animal walking on four legs, a step of extracting predetermined signal information from the acquired image information, and the extracted predetermined signal information. It has a step of acquiring biological information of the small animal by processing.
  • the present invention includes a step of acquiring image information of a hand and / or a foot of a small animal walking on four legs, a step of extracting predetermined signal information from the acquired image information, and the extracted predetermined signal information.
  • the computer is made to execute the step of acquiring the biological information of the small animal by processing.
  • the present invention has extracted an image information acquisition unit that acquires image information of the hand and / or foot of a small animal that walks on four legs, and a signal information extraction unit that extracts predetermined signal information from the acquired image information. It includes a biological information acquisition unit that acquires biological information of the small animal by processing the predetermined signal information.
  • the present invention it is possible to acquire the biological information of a small animal without being affected by the movement of the small animal and without giving stress to the small animal.
  • the biological information acquisition device 1 includes a storage unit 10, an image information acquisition unit 20, a lighting unit 30, and an information processing unit 40.
  • the accommodating portion 10 is for accommodating a small animal for acquiring biological information, and is composed of a cage 10.
  • a small animal such as a rat or a mouse M is placed in the cage 10.
  • the case of acquiring the biological information of the mouse M will be described as an example.
  • the upper surface portion 11 of the cage 10 is opened to form a substantially rectangular parallelepiped shape, and the mouse M is moved in and out of the cage 10 from the opened upper surface portion 11 side. Further, in the cage 10, each of the four side surface portions 12, 13, 14, 15 and the bottom surface portion 16 is composed of a transparent glass plate. As a result, the mouse M inside the cage 10 can be visually recognized even from the outside of the side surface of the cage 10 and the outside of the bottom surface of the cage 10.
  • Legs 16a, 16b, 16c, 16d for supporting the cage 10 are provided at each of the four corners of the bottom surface portion 16 of the cage 10.
  • the legs 16a, 16b, 16c, 16d are formed in the shape of a rectangular parallelepiped and extend in a direction facing the bottom surface 16 (downward of the cage 10).
  • the presence of the legs 16a, 16b, 16c, 16d causes the cage 10 to be positioned at a predetermined height. As a result, a predetermined distance is formed between the bottom surface portion 16 of the cage 10 and the mounting surface of the mounting table on which the cage 10 is placed, although not shown.
  • the image information acquisition unit 20 acquires an image of the mouse M and is composed of an RGB camera 20.
  • the RGB camera 20 is provided with a plurality of detection elements having sensitivity to the light intensity in the wavelength region corresponding to each color of R (red), G (green), and B (blue), and can acquire image information. It can be done.
  • the RGB camera 20 is arranged between the bottom surface portion 16 of the cage 10 and the mounting surface on which the cage 10 is placed. That is, it is arranged on the lower side of the bottom surface portion 16 of the cage 10. Further, in order to photograph the abdominal side of the mouse M in the cage 10, the RGB camera 20 is arranged in a state where the lens portion 20a of the camera faces the bottom surface portion 16 side of the cage 10.
  • the lighting unit 30 is for illuminating the mouse M in the cage 10, and is composed of an LED light.
  • the LED light 30 is located between the bottom surface portion 16 of the cage 10 and the mounting surface on which the cage 10 is placed, and is arranged on the left and right sides of the RGB camera 20.
  • the LED light 30 illuminates the mouse M in the cage 10 from the bottom surface 16 side of the cage 10.
  • the lighting unit 30 is composed of an LED light, but the mouse M may be illuminated by an infrared lamp. Since the mouse M reacts to visible light, it is preferable to illuminate the mouse M with an infrared lamp when it is desired to avoid the influence of the visible light on the mouse M.
  • the information processing unit 40 is for processing image information of the mouse M captured by the RGB camera 20, and is composed of a personal computer (hereinafter, simply referred to as a personal computer) 40.
  • the personal computer 40 includes a server device 41 that processes and stores various information, and a display 42 as a display device that displays various images.
  • the RGB camera 20 and the display 42 are connected to the server device 41. Then, image information is input to the server device 41 from the RGB camera 20. Further, although not shown, various devices such as a keyboard and a printer are connected to the server device 41 in addition to the RGB camera 20 and the display 42.
  • the server device 41 includes a control unit 410, a storage unit 420, a communication unit 430, a power supply unit 440, and the like.
  • the control unit 410 controls the overall operation of the biometric information acquisition device 1, such as the operation of the server device 41, the operation of the RGB camera 20 connected to the server device 41, and the control of the operation of the display 42.
  • the control unit 410 includes a CPU (Central Processing Unit) which is a processor, a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) which are memories, and the like.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the storage unit 420 is composed of, for example, SSD (Solid State Drive) or HDD (Hard Disk Drive) which is a semiconductor memory, and stores information acquired by the control unit 410.
  • SSD Solid State Drive
  • HDD Hard Disk Drive
  • the communication unit 430 communicates with an external device via a network such as another server device.
  • the power supply unit 440 supplies power to each part constituting the server device 41 according to a state such as a power on state or a power off state according to an instruction from the control unit 410.
  • the control unit 410, the storage unit 420, and the communication unit 430 are connected by an internal bus, although not shown.
  • the server device 41 is also provided with a connection unit for connecting an external information storage medium such as a USB memory.
  • the control unit 410 loads the information processing program stored in the ROM into the RAM and executes it, so that the image information reading unit 411, the image information specifying unit 412, and the signal information extracting unit are executed. It functions as a signal information smoothing unit 414, a signal information filter unit 415, a signal information peak detection unit 416, a biological information calculation unit 417, and the like.
  • the image information reading unit 411 causes the RGB camera 20 connected to the server device 41 to perform shooting, and also performs a process of reading (acquiring) the image (moving image) acquired by the RGB camera 20 into the control unit 410. Is.
  • the image information specifying unit 412 performs a process of specifying the image information for which the signal is extracted by the signal information extracting unit 413 among the image information read by the control unit 410.
  • the image information specifying unit 412 automatically identifies a moving image taken by the RGB camera 20 in a stationary state in which the mouse M does not move for a certain period of time. Further, the image information specifying unit 412 automatically identifies the image of the foot (sole) L of the mouse from the image on the abdomen side of the mouse M.
  • the image information specifying unit 412 automatically identifies the image in the stationary state or the image of the foot portion L of the mouse M, but the present invention is not limited to this.
  • the image may be specified based on an operation signal from a keyboard or the like. That is, those images may be manually specified.
  • the signal information extraction unit 413 performs a process of extracting a G signal, which is a predetermined signal of the present invention, from the RGB signals in the image of the foot portion L of the mouse M specified by the image information identification unit 412. .
  • the G signal means a green component image signal
  • an R signal means a red component image signal
  • a B signal means a blue component image signal.
  • the signal information smoothing unit 414 performs processing for removing unnecessary signals, so-called noise, included in the signal information.
  • the signal information filter unit 415 performs a process of extracting a signal of a specific frequency.
  • the signal information filter unit 415 performs signal extraction processing by using a bandpass filter program stored in the memory.
  • the signal information peak detection unit 416 performs a process of detecting a peak of a signal that changes periodically.
  • the biological information calculation unit 417 performs a process of calculating various biological information of the mouse M from the interval between the peaks of the signal detected by the signal information peak detection unit 416.
  • the signal information smoothing unit 414, the signal information filter unit 415, the signal information peak detection unit 416, and the biometric information calculation unit 417 constitute the biometric information acquisition unit of the present invention.
  • the mouse M in the cage 10 is photographed by the RGB camera 20 (STEP 10, hereinafter simply referred to as SOO).
  • the RGB camera 20 is arranged below the bottom surface portion 16 of the cage 10, and the lens portion 20a thereof faces the bottom surface portion 16 of the cage 10. Therefore, the image taken by the RGB camera 20 is taken from the lower side of the mouse M, and the abdominal side of the mouse M is taken.
  • the image information of the mouse M taken by the RGB camera 20 is mainly an image (moving image) showing the abdomen of the mouse M. Further, the image showing the abdomen of the mouse M also includes an image of the foot L of the mouse M, and the image of the foot L is the sole of the foot of the mouse M in contact with the bottom surface 16 of the cage 10. (See FIG. 5).
  • the frame rate (fps) of the RGB camera 20 when shooting the mouse M is, for example, about 250 fps, and the frame rate (about 60 fps) when shooting a person. Make it larger than.
  • the image information is sent from the RGB camera 20 to the server device 41.
  • the image information of the mouse M sent to the server device 41 is read (stored) in the memory of the control unit 410 by the reading process by the image information reading unit 411 (S20).
  • the image information specifying unit 412 When the image information of the mouse M is read into the server device 41, the image information specifying unit 412 identifies a moving image in which the mouse M is in a stationary state for a certain period from the read moving image. Further, the image information specifying unit 412 specifies the sole portion of the foot, which is the foot portion L of the mouse M, from the specified moving image. Further, as shown in FIG. 5, the image information specifying unit 412 also specifies an image region R from which a signal is extracted from the identified images of the sole of the foot (S30).
  • the signal information extraction unit 413 extracts the G signal from the image area (S40). Specifically, each signal component obtained from the image region R by performing a fast Fourier transform (Fast Fourier Transform) process or a wavelet transform (Wavelet Transform) process is confirmed.
  • a fast Fourier transform Fast Fourier Transform
  • Wavelet Transform wavelet transform
  • the signal information smoothing unit 414 performs the G signal smoothing process by removing unnecessary signal information from the extracted (confirmed) G signal (S50).
  • the signal information filter unit 415 performs a bandpass filter process for extracting a signal having a specific frequency from the smoothed G signal (S60). Specifically, in the process, each of the respiratory signal and the heartbeat signal of the mouse M is extracted.
  • the signal information peak detection unit 416 detects the peaks of the respiratory signal and the heartbeat signal that change periodically (S70).
  • the biological information calculation unit 417 calculates the respiratory rate and the heart rate of the mouse M from the number of peaks per unit time. Further, the biological information calculation unit 417 is adapted to calculate various biological information such as respiratory variability and heart rate variability of the mouse M from the interval between peaks (S80).
  • Various biological information of the mouse M such as the detected respiratory rate and heart rate is stored in the memory and displayed on the display 42 or the like.
  • biological information such as the respiratory rate and heart rate of the mouse M was calculated from the image of the foot L of the mouse M.
  • the body of the mouse M is not incised.
  • biological information such as the respiratory rate and heart rate of the mouse M can be calculated without giving a physical burden or stress to the mouse M.
  • the abdominal side of mouse M was taken.
  • the foot portion L of the mouse M can be photographed together with the image of the abdomen side of the mouse M.
  • the image of the foot L necessary for calculating the respiratory rate, the heart rate, and the like of the mouse M can be acquired.
  • the RGB camera 20 is arranged below the bottom surface 16 of the cage 10 made of a transparent glass plate, and the mouse M is photographed from below the position of the mouse M in the cage 10. ..
  • the hand (palm) and foot (sole) L of the mouse M in contact with the bottom surface 16 of the cage 10 can be photographed by the RGB camera 20, and the image of the foot L can be taken.
  • the respiratory rate and heart rate of the mouse M can be calculated.
  • the respiratory rate, heart rate, etc. can be calculated without restricting the movement of the mouse M, such as fixing the mouse M in order to photograph the foot L, so that the natural state can be obtained without giving stress.
  • the biological information of a certain mouse M can be calculated.
  • the foot portion L of the mouse M is always in contact with the bottom surface portion 16. Therefore, for example, even if the mouse M stands up, the respiratory rate and the heart rate of the mouse M can be calculated from the image of the foot portion L in contact with the bottom surface portion 16. Thereby, the biological information of the mouse M can be calculated without being affected by the movement of the mouse M in the cage 10.
  • the RGB camera 20 is used to photograph the foot L of the mouse M, but the present invention is not limited to this. Any image can be taken as long as it can extract a signal that can detect the pulse wave of the mouse.
  • the foot portion L of the mouse M may be photographed with an infrared camera, and the respiratory rate, heart rate, etc. of the mouse M may be calculated from the infrared rays.
  • the mouse M reacts to visible light, it is effective when it is desired to suppress the influence of light on the mouse M.
  • the biological information of the mouse M is calculated based on the G signal extracted from the image information, but the present invention is not limited to this.
  • the biological information of the mouse M may be calculated based on the R signal or the B signal, or the biological information of the mouse M may be calculated by combining the R signal, the G signal, and the B signal. May be good.
  • the respiratory rate and heart rate of the mouse M are calculated from the G signal, but the present invention is not limited to this.
  • various biological information of mouse M such as blood pressure, oxygen saturation in blood, and pyrylrubin value can be calculated from RGB signals and infrared rays.
  • the foot portion L of the mouse M is specified from the image taken by the RGB camera 20, and the respiratory rate, heart rate, etc. of the mouse M are calculated from the image of the foot portion L.
  • the hand part (palm) of the mouse M may be specified from the image, and biological information such as the respiratory rate and the heart rate of the mouse M may be calculated from the hand part, the foot part L, or both of them. That is, the image may be any part as long as it is the hand part or the foot part L of the mouse M.
  • the foot portion L of the mouse M is photographed by the RGB camera 20 connected to the server device 41, and the respiratory rate and the heart rate of the mouse M are calculated from the image acquired by the photographing.
  • the image information of the foot L of the mouse taken by a camera other than the biological information acquisition device 1 is taken into the server device 41 via the Internet or a USB memory, and the image information taken in is the breathing rate and heart rate of the mouse M. You may try to calculate biometric information such as.
  • the abdominal side of the mouse M is photographed from the underside of the mouse M in the cage 10.
  • a reflector such as a mirror is arranged under the bottom surface portion 16 of the cage 10.
  • the RGB camera 20 may take an image of the abdominal side portion including the hand portion and the foot portion L of the mouse M reflected in the mirror from the upper side of the cage 10 (from above the mouse M).
  • the mouse M has been described as an example of a small animal for acquiring biological information, but the present invention is not limited to this.
  • it may be an animal such as a dog or a cat. That is, any skin portion such as the palm or sole of the foot may be in contact with the bottom surface portion 16 when placed in the cage 10.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment of the present invention, but also includes modifications within the range in which the object of the present invention can be achieved.
  • a modified example of the present embodiment will be described.
  • the modifications described below will be described only with respect to the differences from the present embodiment already described, and the same components will be designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the image information acquisition unit 21 of the biological information acquisition device 1A according to the present modification 1 is composed of a plurality of RGB cameras, and the present modification 1 has five RGB cameras 21a, 21b, as shown in FIG. It is composed of 21c, 21d, and 21e.
  • the RGB cameras 21a, 21b, 21c, 21d, and 21e are arranged near the four corners and the center of the bottom surface portion 16 so that the entire bottom surface portion 16 of the cage 10 can be photographed.
  • control unit 410 also functions as a mouse position specifying unit 418.
  • the mouse position specifying unit 418 performs a process of specifying the position of the mouse M in the cage 10 from the images of the RGB cameras 21a, 21b, 21c, 21d, 21e.
  • the location of the mouse M in the cage 10 is specified from the image information. (S21). Then, after the position of the mouse M is specified, the biological information of the mouse M is acquired (S30 to S80).
  • the position of the mouse M in the cage 10 can be specified by photographing the mouse M with a plurality of RGB cameras 21a, 21b, 21c, 21d, 21e. Thereby, the behavior of the mouse M in the cage 10 can be observed. Further, since the respiratory rate, the heart rate, and the like can be calculated according to the position of the mouse M in the cage 10, it is possible to acquire the biological information according to the behavior of the mouse M.
  • RGB cameras 21a, 21b, 21c, 21d, 21e are arranged on the lower side of the bottom surface portion 16 of the cage 10, but the present invention is not limited to this.
  • three RGB cameras may be arranged, or eight RGB cameras may be arranged. That is, it suffices if a plurality of RGB cameras can project the entire bottom surface portion 16 in the cage 10, and the location and the number of cameras to be arranged can be freely set.
  • the image information acquisition unit 22 of the biological information acquisition device 1B according to the second modification is composed of a plurality of RGB cameras.
  • the five RGB cameras 22a and 22b, respectively, are located near the four corners and the center of the bottom surface 16 so that the entire bottom surface 16 of the cage 10 can be photographed in the same manner as the above-mentioned modification 1.
  • 22c, 22d, 22e are arranged.
  • the image information acquisition unit 22 has an RGB camera 22f arranged on the upper side of the cage 10.
  • the RGB camera 22f arranged on the upper side of the cage 10 is arranged in a state where the lens portion 22fa faces the cage 10 side in order to photograph the mouse M in the cage 10.
  • the mouse in the cage 10 is photographed from above with the RGB camera 22f. That is, in the second modification, the mouse M in the cage 10 is photographed from above and below.
  • the respiratory rate, the heart rate, and the like are calculated from the images of the foot portion L of the mouse M taken by the RGB cameras 22a, 22b, 22c, 22d, 22e arranged under the cage 10. .
  • the locus of the behavior of the mouse M in the cage 10 is specified from the image of the mouse M taken by the RGB camera 22f arranged on the upper side of the cage 10. Then, the momentum of the mouse M in the cage 10 is calculated from the locus.
  • the respiratory rate and heart rate of the mouse M are calculated from the images taken by the RGB cameras 22a, 22b, 22c, 22d, 22e arranged on the lower side of the cage 10, and the upper side of the cage 10 is calculated.
  • the amount of movement of the mouse M is calculated from the image taken by the arranged RGB camera 22f.
  • one RGB camera 22f is arranged on the upper side of the cage 10, but the present invention is not limited to this.
  • four RGB cameras may be arranged. That is, it suffices if the locus of the behavior of the mouse M in the cage 10 can be specified, and the place to be arranged and the number of cameras can be freely set.
  • the bottom surface portion (bottom plate of the cage 10) 16 of the cage 10 is made of an acrylic plate. Further, as shown in FIG. 10, an LED lamp 160 is provided on one end side of a side surface portion of the bottom surface portion 16 made of the acrylic plate.
  • the LED lamp 160 is provided so that its light emitting portion faces (contacts) the side surface portion of the bottom surface portion 16, and the LED lamp 160 is provided inside the bottom surface portion 16 from the side surface portion side of the bottom surface portion 16. It is designed to illuminate. As a result, the light of the LED lamp 160 enters only the inside of the acrylic plate which is the bottom surface portion 16.
  • the LED lamp 160 is provided to allow light to enter only inside the acrylic plate. By allowing the light of the LED lamp 160 to enter only into the acrylic plate in this way, only the contact portion in contact with the surface portion of the bottom surface portion 16 emits light, and the other non-contact portions do not emit light.
  • the mouse M is inserted into the cage 10 in a state where the light is received from the LED lamp 160 in the bottom surface portion (acrylic plate) 16. Then, on the surface portion of the bottom surface portion 16, the portion in contact with the mouse M emits light, and the other portions do not emit light.
  • the foot portion L of the mouse M in the cage 10 is in contact with the surface portion of the bottom surface portion 16. Then, as for the contact portion of the foot portion L (for example, the sole portion of the foot), as shown in FIG. 11, the light of the LED lamp 160 emits light only to the portion in contact with the bottom surface portion 16 (by the LED lamp 160). It is illuminated).
  • the LED lamp 160 is made to emit light, and the light of the LED lamp 160 is made to enter only into the acrylic plate constituting the bottom surface portion 16, so that when the mouse M is put into the cage 10, for example, the foot Light can be applied (lighted) to a portion in contact with the bottom surface portion 16 of the mouse M, such as the back surface. As a result, light enters the skin portion of the mouse M in contact with the bottom surface portion 16, so that it becomes easy to acquire biological information such as a pulse wave of the mouse M.
  • the mouse M in the cage 10 is exposed to light only at the portion in contact with the bottom surface portion 16 and is not exposed to light at the other portions, for example, the eyes of the mouse M are not exposed to light. As a result, it is possible to suppress the influence of the light from the LED lamp 160 on the mouse M. As a result, it becomes possible to suppress the influence of light and acquire more accurate biological information of the mouse M.
  • the LED lamp 160 is provided at one end of the side surface portion of the bottom surface portion 16, but the present invention is not limited to this.
  • the LED lamp 160 may be provided on both ends of the side surface portion of the bottom surface portion 16 or on all the side surface portions of the bottom surface portion 16. That is, any one may be used as long as it can allow light to enter only in the acrylic plate which is the bottom surface portion 16.
  • the bottom surface portion 16 is made of an acrylic plate, but the present invention is not limited to this.
  • it may be composed of polycarbonate, urethane, glass, or the like. That is, if the light of the LED lamp 160 is put into the bottom surface portion 16 and the contact portion such as the foot portion L emits light when the foot portion L or the hand portion of the mouse M comes into contact with the bottom surface portion 16. It may be any of them.
  • a system S for acquiring the biological information of the mouse M may be constructed by connecting a plurality of biological information acquisition devices 1 in different areas or places via the Internet.
  • M small animal (mouse) 1 Biometric information acquisition device 20 Image information acquisition unit (RGB camera) 413 Signal information extraction unit 414 Biometric information acquisition unit (Signal information smoothing unit) 415 Biometric information acquisition unit (signal information filter unit) 416 Biometric information acquisition unit (signal information peak detection unit) 417 Biometric information acquisition unit (Biological information calculation unit)

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Abstract

小動物の動きに影響を受けることなく、小動物にストレスを与えずにその生体情報を取得する。　四足歩行する小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得するステップと、取得した前記画像情報から所定の信号情報を抽出するステップと、抽出した前記所定の信号情報を処理することで前記小動物の生体情報を取得するステップと、を有し、また、前記小動物の腹部側を撮影するステップを有し、また、前記小動物がいる位置よりも下側から前記小動物を撮影するステップを有するものとした。

Description

[規則26に基づく補充 03.12.2021]　小動物の生体情報取得方法、生体情報取得プログラム、及び生体情報取得装置
　本発明は、例えばマウスなどの小動物の生体情報を取得する生体情報取得方法、生体情報取得プログラム、及び生体情報取得装置に関する。
　一般に、様々な研究や開発を行う過程において、例えばマウスやラットなどの小動物を用いた実験が行われることが知られている。そのような動物実験にあっては、例えば脈拍など、被験体であるマウスの生体情報を取得する必要がある。従来にあっては、専用の装置をマウスの体内に埋め込み、その埋め込んだ装置によってマウスの生体情報を取得するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
　しかし、上述のマウス体内の装置から生体情報を取得する手法では、装置をマウスの体内に埋め込むためにマウスの体の一部を切開する必要がある。そのため、マウスに肉体的な負担をかけるだけでなく動物福祉の観点からも好ましくはない。
　また、マウスに麻酔をかけて麻酔下にあるマウスの生体情報を取得する方法や（例えば、非特許文献１参照）、マウスの尻尾部分からマウスの生体情報を取得する手法もある（例えば、非特許文献２参照）。
　しかし、マウスに麻酔をかける方法では、マウスが麻酔薬による身体的な影響をうけるおそれがある。また、マウスの尻尾部分から生体情報を取得する方法では、マウスを袋の中に入れ、マウスの行動を制限（拘束した）した状態で尻尾部分から生体情報を取得するようになっている。そのため、行動が制限されたことでマウスがストレスを感じ、行動が制限されていない状態のときとは異なる値となってしまう。その結果、マウスがストレスを感じていないときの生体情報を取得することができないおそれがある。
　ところで、近年にあっては、例えば人の顔などの肌（皮膚）を映した画像から被写体の生体情報を取得する技術が案出されている（例えば、特許文献２参照）。そこで、その行動が制限されることなくケージ内にいるマウスの背中部分の体毛を剃ることで皮膚を露出させる。そして、その露出した背中の皮膚部をカメラで撮影し、その画像からケージ内のマウスの生体情報を取得する方法も考えられる。
特開２０１９－０９２５３２号公報 特開２００７－０５０１４４号公報
バイオリサーチセンター株式会社ホームページ「小動物用バイタルサインシステム」（２０２０年１１月１日検索）＜https://product.brck.co.jp/index.php/maker/h/harvardapparatus/vitalmonitoring＞ 株式会社ソフトロンホームページ「実験動物血圧計測」（２０２０年１１月１日検索）＜http://www.softron-tokyo.co.jp/seihin.html＞
　しかしながら、上述のマウスの背中の皮膚部の画像から生体情報を取得する方法では、マウスがケージ内を自由に動くことができる。そのため、例えば、マウスが立ち上がるなど、マウスの動きによっては露出させた背中の皮膚部をカメラで撮影することができず、マウスの生体情報を取得することがなくなってしまうおそれもある。
　そこで本発明は上記課題を解決するべく行われたものであり、小動物の動きに影響を受けることなく、小動物にストレスを与えずにその生体情報を取得する生体情報取得方法、生体情報取得プログラム、及び生体情報取得装置を提供することを目的とする。
　本発明は、四足歩行する小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得するステップと、取得した前記画像情報から所定の信号情報を抽出するステップと、抽出した前記所定の信号情報を処理することで前記小動物の生体情報を取得するステップとを有する。
　また、前記小動物の腹部側を撮影するステップを有している。
　また、前記小動物がいる位置よりも下側から前記小動物を撮影するステップを有している。
　本発明は、四足歩行する小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得するステップと、取得した前記画像情報から所定の信号情報を抽出するステップと、抽出した前記所定の信号情報を処理することで前記小動物の生体情報を取得するステップと、をコンピュータに実行させる。
　本発明は、四足歩行する小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得する画像情報取得部と、取得した前記画像情報から所定の信号情報を抽出する信号情報抽出部と、抽出した前記所定の信号情報を処理することで前記小動物の生体情報を取得する生体情報取得部と、を備える。
　本発明によると、小動物の動きに影響を受けることなく、小動物にストレスを与えずにその生体情報を取得することができる。
本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置の全体図である。 本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置を構成するサーバ装置のブロック図である。 本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置を構成するサーバ装置の制御部のブロック図である。 本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得方法のフローを示す図である。 本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置で撮影されたマウスの足部の画像を示した図である。 本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置の全体図である。 本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置を構成するサーバ装置の制御部のブロック図である。 本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得方法のフローを示す図である。 本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置の全体図である。 本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置の全体図である。 本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得装置で撮影されたマウスの足部の画像を示した図である。 本実施の形態にかかる小動物の生体情報取得システムの全体構成を示した図である。
　以下、本発明の実施の形態にかかる小動物の生体情報取得する際の取得方法、及びその際に用いられる生体情報取得装置について図１～１２図を参照しつつ説明する。
　（生体情報取得装置の構成）
　まずは、本実施の形態にかかる生体情報取得装置１について説明する。
　生体情報取得装置１は、図１に示すように、収容部１０、画像情報取得部２０、照明部３０、及び情報処理部４０を有して構成されている。
　＜収容部＞
　収容部１０は、生体情報を取得する小動物を収容するためのものであってケージ１０で構成されている。本実施の形態では、ケージ１０内に小動物であるラットやマウスＭを入れるようになっている。以下、マウスＭの生体情報を取得する場合を例として説明する。
　前記ケージ１０は、その上面部１１が開口されて略直方体の形状で形成されており、開口された上面部１１側からケージ１０内にマウスＭを出し入れするようになっている。また、ケージ１０は、４つの側面部１２，１３，１４，１５及び底面部１６のそれぞれが透明なガラス板で構成されている。これにより、ケージ１０の側面の外側及びケージ１０の底面の外側からでもケージ１０内にいるマウスＭを視認することができるようになっている。
　ケージ１０の底面部１６の四隅のそれぞれには、ケージ１０を支持するための脚部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが設けられている。前記脚部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、直方体の形状で形成され、底面部１６に対して対向する方向（ケージ１０の下側方向）に向かって延設されている。この脚部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの存在によってケージ１０は、所定の高さに位置するようになっている。これにより、ケージ１０の底面部１６と、図示はしないがケージ１０が置かれた載置台の載置面との間に所定の間隔ができることになる。
　＜画像情報取得部＞
　画像情報取得部２０は、マウスＭの画像を取得するものであってＲＧＢカメラ２０で構成されている。ここでＲＧＢカメラ２０とは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、及びＢ（青）の各色に対応する波長領域の光強度に感度を有する検出素子を複数備え、画像情報を取得することができるものである。
　ＲＧＢカメラ２０は、図１に示すように、ケージ１０の底面部１６とケージ１０が置かれた載置面との間に配置される。即ち、ケージ１０の底面部１６の下方側に配置される。また、前記ＲＧＢカメラ２０は、ケージ１０内にいるマウスＭの腹部側を撮影するため、カメラのレンズ部２０ａがケージ１０の底面部１６側方向に向いた状態で配置される。
　＜照明部＞
　照明部３０は、ケージ１０内のマウスＭを照らすためのものであってＬＥＤライトで構成されている。前記ＬＥＤライト３０は、ケージ１０の底面部１６とケージ１０が置かれた載置面との間であって、ＲＧＢカメラ２０の左右側方に配置される。そして、ＬＥＤライト３０は、ケージ１０の底面部１６側からケージ１０内のマウスＭを照らすようになっている。
　なお、本実施の形態では、照明部３０をＬＥＤライトで構成したが赤外線ランプでマウスＭを照らすようにしてもよい。マウスＭは可視光に反応することから、可視光による影響をマウスＭが受けることを避けたい場合には赤外線ランプでマウスＭを照らすのが好適である。
　＜情報処理部＞
　情報処理部４０は、上記ＲＧＢカメラ２０で撮像したマウスＭの画像情報などを処理するためのものであってパーソナルコンピュータ（以下、単にパソコンという）４０で構成されている。前記パソコン４０は、様々な情報の処理や記憶を行うサーバ装置４１と、様々な画像を表示する表示装置としてのディスプレイ４２とを有して構成されている。
　サーバ装置４１には、上記ＲＧＢカメラ２０やディスプレイ４２が接続される。そして、サーバ装置４１にはＲＧＢカメラ２０から画像情報が入力されるようになっている。また、サーバ装置４１には、図示はしないが、ＲＧＢカメラ２０やディスプレイ４２以外にもキーボードやプリンターなど様々な装置が接続されるようになっている。
　サーバ装置４１は、図２に示すように、制御部４１０、記憶部４２０、通信部４３０、及び電源部４４０などを有して構成されている。
　制御部４１０は、サーバ装置４１の動作や、サーバ装置４１に接続されたＲＧＢカメラ２０の動作や、ディスプレイ４２の動作の制御など、生体情報取得装置１の全体の動作を制御するものである。
　制御部４１０は、プロセッサーであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）や、メモリであるＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）などを有して構成されている。
　記憶部４２０は、例えば、半導体メモリであるＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）などで構成され、制御部４１０で取得された情報を記憶するものである。
　通信部４３０は、例えば、他のサーバ装置などネットワークを介して外部装置と通信するものである。
　電源部４４０は、制御部４１０からの指示により、電源オン状態、電源オフ状態などの状態に応じてサーバ装置４１を構成する各部位に電源を供給するものである。そして、制御部４１０、記憶部４２０、及び通信部４３０は、図示はしないがそれぞれ内部バスによって接続されている。
　また、サーバ装置４１には、図示はしないが、ＵＳＢメモリなど外付け情報記憶媒体などを接続するための接続部なども設けられている。
　制御部４１０は、図３に示すように、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている情報処理プログラムをＲＡＭにロードして実行することで、画像情報読込部４１１、画像情報特定部４１２、信号情報抽出部４１３、信号情報平滑化部４１４、信号情報フィルタ部４１５、信号情報ピーク検出部４１６、及び生体情報算出部４１７などとして機能する。
　画像情報読込部４１１は、サーバ装置４１と接続されたＲＧＢカメラ２０に撮影を実行させるとともに、ＲＧＢカメラ２０が撮影により取得した画像（動画）を制御部４１０に読み込む（取得する）処理を行うものである。
　画像情報特定部４１２は、制御部４１０に読み込まれた画像情報のうち、信号情報抽出部４１３によって信号を抽出する画像情報を特定する処理を行うものである。
　具体的には画像情報特定部４１２は、ＲＧＢカメラ２０で撮影された動画のうち、一定時間マウスＭが動かない静止状態にある動画を自動的に特定するようになっている。さらに画像情報特定部４１２は、マウスＭの腹部側の画像からマウスの足部（足の裏）Ｌの画像を自動的に特定するようになっている。
　なお、本実施の形態では、画像情報特定部４１２が自動的に静止状態の画像やマウスＭの足部Ｌの画像を特定するようにしたがこれに限らない。キーボードなどによる操作信号に基づいて画像を特定するようにしてもよい。即ち、手動でそれらの画像を特定するようにしてもよい。
　信号情報抽出部４１３は、画像情報特定部４１２によって特定されたマウスＭの足部Ｌの画像におけるＲＧＢ信号のうちから、本発明の所定の信号であるＧ信号を抽出する処理を行うものである。なお、ここでＧ信号とは、緑成分画像信号のことをいい、Ｒ信号が赤成分画像信号、及びＢ信号が青成分画像信号を意味するものである。
　信号情報平滑化部４１４は、信号情報に含まれる、いわゆるノイズと称される不要な信号を除去する処理を行うものである。
　信号情報フィルタ部４１５は、特定の周波数の信号を抽出する処理を行うものである。信号情報フィルタ部４１５は、メモリに記憶されたバンドパスフィルタプログラムを用いて信号の抽出処理を行うようになっている。
　信号情報ピーク検出部４１６は、周期的に変化する信号のピークを検出する処理を行うものである。
　生体情報算出部４１７は、信号情報ピーク検出部４１６によって検出された信号のピークとピークとの間隔からマウスＭの様々な生体情報を算出する処理を行うものである。
　本実施の形態では、上記信号情報平滑化部４１４、信号情報フィルタ部４１５、信号情報ピーク検出部４１６、及び生体情報算出部４１７が本発明の生体情報取得部を構成している。
　（マウスの生体情報の取得方法）
　次いで、生体情報取得装置１を用いたマウスＭの生体情報の取得方法について図４を参照しながら説明する。
　マウスＭの画像を取得するため、ケージ１０内にいるマウスＭをＲＧＢカメラ２０で撮影する（ＳＴＥＰ１０、以下、単にＳ〇〇という）。
　ＲＧＢカメラ２０は、上述のように、ケージ１０の底面部１６の下方側に配置され、そのレンズ部２０ａは、ケージ１０の底面部１６方向に向かっている。そのため、ＲＧＢカメラ２０での撮影は、マウスＭの下側からであって、マウスＭの腹部側を撮影するものとなる。
　ＲＧＢカメラ２０によって撮影されるマウスＭの画像情報は、主にマウスＭの腹部を映した画像（動画）となる。また、そのマウスＭの腹部を映した画像には、マウスＭの足部Ｌの画像も含まれ、その足部Ｌの画像は、ケージ１０の底面部１６に接しているマウスＭの足の裏を映した画像である（図５参照）。
　なお、人間とマウスＭとは心拍数が異なることから、マウスＭを撮影する際のＲＧＢカメラ２０のフレームレート（ｆｐｓ）は、例えば２５０ｆｐｓ程度とし、人を撮影するときのフレームレート（６０ｆｐｓ程度）よりも大きくする。
　ＲＧＢカメラ２０によってマウスＭの画像が撮影されると、その画像情報は、ＲＧＢカメラ２０からサーバ装置４１に送られる。サーバ装置４１に送られたマウスＭの画像情報は、画像情報読込部４１１による読み込み処理によって制御部４１０のメモリに読み込まれる（記憶される）（Ｓ２０）。
　マウスＭの画像情報がサーバ装置４１に読み込まれると、画像情報特定部４１２は、読み込まれた動画からマウスＭが一定期間の間に亘って静止状態にある動画を特定する。また、画像情報特定部４１２は、特定した動画からマウスＭの足部Ｌである足の裏部分を特定する。さらに、画像情報特定部４１２は、図５に示すように、特定した足の裏の画像のうちから信号を抽出する画像領域Ｒを特定するようにもなっている（Ｓ３０）。
　信号を抽出するための画像領域Ｒが特定されると、信号情報抽出部４１３は、その画像領域からＧ信号を抽出する（Ｓ４０）。具体的には、高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理、または、ウェーブレット変換（Ｗａｖｅｌｅｔ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）処理の実施によって画像領域Ｒから得られる各信号成分を確認する。
　Ｇ信号が抽出されると、信号情報平滑化部４１４は、抽出された（確認された）Ｇ信号から不要な信号情報を除去することでＧ信号の平滑化処理を行う（Ｓ５０）。
　Ｇ信号が平滑化されると、信号情報フィルタ部４１５は、平滑化されたＧ信号について特定の周波数の信号を抽出するバンドパスフィルタ処理を行う（Ｓ６０）。具体的には、当該処理において、マウスＭの呼吸信号及び心拍信号のそれぞれを抽出するようになっている。
　バンドパスフィルタ処理が行われ、マウスＭの呼吸信号及び心拍信号が抽出されると、信号情報ピーク検出部４１６は、周期的に変化する呼吸信号及び心拍信号のピークを検出する（Ｓ７０）。
　上述のように、マウスＭの呼吸信号及び心拍信号のピークが検出されると、生体情報算出部４１７は、単位時間あたりのピーク数からマウスＭの呼吸数や心拍数を算出する。さらに生体情報算出部４１７は、ピークとピークとの間隔からマウスＭの呼吸変動や心拍変動などの様々な生体情報を算出するようになっている（Ｓ８０）。
　検出された呼吸数や心拍数などのマウスＭの各種生体情報は、メモリ内に記憶され、ディスプレイ４２などに表示されるようになっている。
　上述のように、マウスＭの足部Ｌの画像からマウスＭの呼吸数や心拍数などの生体情報を算出するようにした。これにより、例えば、呼吸数や心拍数などを算出するための心電計をマウスＭの体内に埋め込む必要がないためマウスＭの体を切開することがない。この結果、マウスＭに身体的な負担やストレスを与えることなくマウスＭの呼吸数や心拍数などの生体情報を算出することができる。
　また、マウスＭの画像を撮影する際には、マウスＭの腹部側を撮影するようにした。これにより、マウスＭの腹部側の画像とともにマウスＭの足部Ｌを撮影することができる。この結果、マウスＭを撮影するとマウスＭの呼吸数や心拍数などを算出するのに必要な足部Ｌの画像を取得することができる。
　また、透明なガラス板で構成されたケージ１０の底面部１６の下方側にＲＧＢカメラ２０を配置するとともに、ケージ１０内にいるマウスＭの位置よりも下側からマウスＭを撮影するようにした。これにより、ケージ１０の底面部１６に接しているマウスＭの手部（手のひら）や足部（足の裏）ＬをＲＧＢカメラ２０で撮影することができ、また、その足部Ｌの画像からマウスＭの呼吸数や心拍数などを算出することができる。この結果、足部Ｌを撮影するためにマウスＭを固定するなどマウスＭの動きを制限しなくても呼吸数や心拍数などを算出することができるので、ストレスを与えることなく自然な状態にあるマウスＭの生体情報を算出することができる。また、ケージ１０内では、マウスＭの足部Ｌは常に底面部１６と接している。そのため、例えば、マウスＭが立ち上がったとしても底面部１６と接している足部Ｌの画像からマウスＭの呼吸数や心拍数など算出することができる。これにより、ケージ１０内のマウスＭの動き影響を受けることなくマウスＭの生体情報を算出することができる。
　なお、本実施の形態では、ＲＧＢカメラ２０でマウスＭの足部Ｌを撮影するようにしたがこれに限らない。マウスの脈波が検出できる信号を抽出できる画像を撮ることができるものあれば何れのものであってもよい。例えば、赤外線カメラでマウスＭの足部Ｌを撮影し、赤外線からマウスＭの呼吸数や心拍数などを算出するようにしてもよい。特に、マウスＭは可視光に反応するため、マウスＭに与える光の影響を抑えたいときには有効である。
　また、本実施の形態では、画像情報から抽出したＧ信号に基づきマウスＭの生体情報を算出するようにしたがこれに限らない。例えば、Ｒ信号若しくはＢ信号に基づいてマウスＭの生体情報を算出するようにしてもよく、または、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号の各信号を組み合わせてマウスＭの生体情報を算出してもよい。
　また、本実施の形態では、Ｇ信号からマウスＭの呼吸数や心拍数、及び呼吸変動や心拍変動を算出するがこれに限らない。例えば、ＲＧＢ信号や赤外線から血圧、血液中の酸素飽和度、ピリルビン値などの様々なマウスＭの生体情報を算出することもできる。
　また、本実施の形態では、ＲＧＢカメラ２０で撮影された画像からマウスＭの足部Ｌを特定し、その足部Ｌの画像からマウスＭの呼吸数や心拍数数などを算出するようにしたがこれに限らない。例えば、画像からマウスＭの手部（手のひら）を特定し、その手部若しくは足部Ｌ又はその両方からマウスＭの呼吸数や心拍数などの生体情報を算出するようにしてもよい。即ち、マウスＭの手部または足部Ｌであれば何れの部位の画像であってもよい。
　また、本実施の形態では、サーバ装置４１に接続されたＲＧＢカメラ２０でマウスＭの足部Ｌを撮影し、撮影によって取得された画像からマウスＭの呼吸数や心拍数などを算出するようにしたがこれに限らない。例えば、生体情報取得装置１以外のカメラによって撮影されたマウスの足部Ｌの画像情報をインターネットやＵＳＢメモリを介してサーバ装置４１に取り込み、取り込んだその画像情報からマウスＭの呼吸数や心拍数などの生体情報を算出するようにしてもよい。
　また、本実施の形態では、ケージ１０の底面部１６の下側にカメラ２０を配置することで、ケージ１０内にいるマウスＭの下側からマウスＭの腹部側を撮影するようにしたがこれに限らない。手部及び足部Ｌを含むマウスＭの腹部側を撮影することができれば何れのものであってよい。例えば、ケージ１０の底面部１６の下側に鏡などの反射体を配置する。そして、ケージ１０の上側から（マウスＭの上から）鏡に映ったマウスＭの手部、足部Ｌを含む腹部側部分をＲＧＢカメラ２０で撮影するようにしてもよい。
　また、本実施の形態では、生体情報を取得する小動物についてマウスＭを例として説明したがこれに限らない。例えば、犬や猫などの動物であってもよい。即ち、ケージ１０内に入れた際に手のひらや足の裏などの皮膚部分が底面部１６と接するものであれば何れのものであってもよい。
　本発明は、上述した本実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲における変形も含むものである。以下、本実施の形態の変形例について説明する。ただし、以下に説明する変形例については、既に説明した本実施の形態と異なる点についてのみ説明するものとし、同一の構成については同一の符号を付してその説明は省略するものとする。
　（変形例１）
　（生体情報取得装置の構成）
　本変形例１にかかる生体情報取得装置１Ａの画像情報取得部２１は、複数のＲＧＢカメラで構成されており、本変形例１は、図６に示すように、５つのＲＧＢカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅで構成されている。ＲＧＢカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅは、ケージ１０の底面部１６の全体を撮影することができるように、底面部１６のそれぞれ４隅及び中心付近に配置されている。
　また、制御部４１０は、図７に示すように、マウス位置特定部４１８として機能するようにもなっている。マウス位置特定部４１８は、ＲＧＢカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅの画像から、ケージ１０内におけるマウスＭの位置を特定する処理を行うものである。
　（マウスの生体情報の取得方法）
　次いで、生体情報取得装置１を用いたマウスＭの生体情報の取得方法について図８を参照しながら説明する。
　本変形例１では、５つのＲＧＢカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅによってマウスＭの画像情報が取得されると（Ｓ１０）、その画像情報からマウスＭがケージ１０内のどこにいるかを特定するようになっている（Ｓ２１）。そして、マウスＭの位置を特定した後、マウスＭの生体情報を取得するようになっている（Ｓ３０～Ｓ８０）。
　上述のように、複数のＲＧＢカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅでマウスＭを撮影することでケージ１０内におけるマウスＭの位置を特定できるようにした。これにより、ケージ１０内におけるマウスＭの行動を観察することができる。また、ケージ１０内におけるマウスＭがいる位置に応じて呼吸数や心拍数などを算出することもできるので、マウスＭの行動に応じた生体情報を取得することができる。
　なお、本変形例１では、ケージ１０の底面部１６の下方側に５つのＲＧＢカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅを配置したがこれに限らない。例えば、３つのＲＧＢカメラを配置したり、８つのＲＧＢカメラを配置したりしてもよい。即ち、複数のＲＧＢカメラでケージ１０内の底面部１６の全体を映すことができればよく、配置する場所やカメラの数を自由に設定することができる。
　（変形例２）
　（生体情報取得装置の構成）
　本変形例２にかかる生体情報取得装置１Ｂの画像情報取得部２２は、複数のＲＧＢカメラで構成されている。本変形例２は、上述の変形例１と同様にケージ１０の底面部１６の全体を撮影することができるように、底面部１６のそれぞれ４隅及び中心付近に５つのＲＧＢカメラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅが配置されている。さらに、画像情報取得部２２は、図９に示すように、ケージ１０の上側にもＲＧＢカメラ２２ｆが配置されている。
　そして、ケージ１０の上側に配置されたＲＧＢカメラ２２ｆは、ケージ１０内にいるマウスＭを撮影するためにレンズ部２２ｆａがケージ１０側方向に向いた状態で配置されている。このように、本変形例２では、ＲＧＢカメラ２２ｆでケージ１０内のマウスを上側からも撮影するようになっている。即ち、本変形例２では、ケージ１０内のマウスＭについて上下方向から撮影する。
　そして、本変形例２では、ケージ１０の下側に配置されたＲＧＢカメラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅで撮影されたマウスＭの足部Ｌの画像から呼吸数や心拍数などを算出する。また、本変形例２では、ケージ１０の上側に配置されたＲＧＢカメラ２２ｆで撮影されたマウスＭの画像からケージ１０内のマウスＭの行動の軌跡を特定する。そして、その軌跡からケージ１０内のマウスＭの運動量などを算出するようになっている。
　上述のように、ケージ１０の下側に配置されたＲＧＢカメラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅで撮影された画像からマウスＭの呼吸数や心拍数などを算出するとともに、ケージ１０の上側に配置されたＲＧＢカメラ２２ｆで撮影された画像からマウスＭの運動量を算出するようにした。これにより、マウスＭの呼吸数や心拍数などの生体情報と、マウスＭの運動量などの生体情報とを同時に計測することができる。この結果、マウスＭの呼吸数や心拍数と運動量とを組み合わせて計測することができるで、様々な生体情報に基づいてマウスＭの観察を行うことができる、
　なお、本変形例２では、ケージ１０の上側にＲＧＢカメラ２２ｆを１つ配置するように構成したがこれに限らない。例えば、４つのＲＧＢカメラを配置するようにしてもよい。即ち、ケージ１０内のマウスＭの行動の軌跡を特定することができればよく、配置する場所やカメラの数を自由に設定することができる。
　（変形例３）
　（生体情報取得装置の構成）
　本変形例３にかかる生体情報取得装置１Ｃは、ケージ１０の底面部（ケージ１０の底板）１６がアクリル板で構成されている。また、そのアクリル板で構成された底面部１６の側面部の一端部側には、図１０に示すように、ＬＥＤランプ１６０が設けられている。
　ＬＥＤランプ１６０は、図示しないが、その発光部が底面部１６の側面部と面する（接する）ように設けられており、ＬＥＤランプ１６０は、底面部１６の側面部側から底面部１６内を照らすようになっている。これにより、ＬＥＤランプ１６０の光が底面部１６であるアクリル板内のみに入るようになっている。
　本変形例３では、アクリル板内にのみ光を入れるためにＬＥＤランプ１６０が設けられている。このようにＬＥＤランプ１６０の光をアクリル板内にのみ入れることで、底面部１６の表面部に接する接触部分のみが発光し、それ以外の非接触部分については発光しないようになっている。
　そして、本変形例３では、底面部（アクリル板）１６内にＬＥＤランプ１６０から光が入光している状態でケージ１０内にマウスＭを入れる。すると、底面部１６の表面部は、マウスＭが接触する部分が発光するとともに、それ以外の部分については発光しないようになっている。例えば、ケージ１０内のマウスＭの足部Ｌは、底面部１６の表面部と接するようになっている。そして、足部Ｌの接触部分については（例えば、足の裏の部分）、図１１に示すように、ＬＥＤランプ１６０の光によって底面部１６と接している部分についてのみ発光する（ＬＥＤランプ１６０によって照らされる）ようになっている。
　上述のように、ＬＥＤランプ１６０を発光させ、底面部１６を構成するアクリル板内にのみにＬＥＤランプ１６０の光を入光させることで、マウスＭをケージ１０に入れた際に、例えば足の裏などマウスＭの底面部１６と接する部分について光をあてる（発光させる）ことができる。これにより、底面部１６と接するマウスＭの皮膚部分に光が入るので、マウスＭの脈波などの生体情報を取得することが容易となる。
　また、ケージ１０内のマウスＭに対しては、底面部１６と接する部分についてのみ光があたり、それ以外の部分については光があたらないので、例えば、マウスＭの目には光があたらない。これにより、ＬＥＤランプ１６０による光の影響をマウスＭに与えるのを抑えることができる。この結果、光による影響を抑え、より精度の高いマウスＭの生体情報を取得することが可能となる。
　また、底面部１６と接する足部Ｌや手部のみが発光するので、発光する足部Ｌや手部を追跡することが容易となるとともに、発光する足部Ｌや手部を追跡することでマウスＭの行動履歴を取得しやすくなる。
　なお、本変形例３では、底面部１６の側面部の一端部にＬＥＤランプ１６０を設けたがこれに限らない。底面部１６の側面部の両端側や、底面部１６の側面部の全てにＬＥＤランプ１６０を設けてもよい。即ち、底面部１６であるアクリル板内のみに光を入れることができるものであれば何れのものであってもよい。
　また、本変形例３では、底面部１６をアクリル板で構成したがこれに限らない。例えば、ポリカーボネートやウレタンやガラスなどで構成してもよい。即ち、底面部１６にＬＥＤランプ１６０の光を入れることで、底面部１６にマウスＭの足部Ｌや手部が接した際に、その足部Ｌなどの接触部分が発光するものであれば何れのものであってもよい。
　（変形例４）
　また、図１２に示すように、異なる地域や場所にある複数の生体情報取得装置１についてインターネットを介して接続することでマウスＭの生体情報を取得するためのシステムＳを構築してもよい。
　上述のように、複数の生体情報取得装置１についてインターネットを介して繋ぐことで、異なる場所にいる複数のマウスＭの生体情報を取得することができる。
　本発明を上述の実施の形態で説明したがこれに限定されるものではない。本発明の目的を達成し得る範囲内において、変形、変更、及び各構成要件の組み合わせの変更などを行なうことが可能である。
Ｍ　　　小動物（マウス）
１　　　生体情報取得装置
２０　　画像情報取得部（ＲＧＢカメラ）
４１３　信号情報抽出部
４１４　生体情報取得部（信号情報平滑化部）
４１５　生体情報取得部（信号情報フィルタ部）
４１６　生体情報取得部（信号情報ピーク検出部）
４１７　生体情報取得部（生体情報算出部）

Claims (5)

  1. 　四足歩行する小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得するステップと、
    　取得した前記画像情報から所定の信号情報を抽出するステップと、
    　抽出した前記所定の信号情報を処理することで前記小動物の生体情報を取得するステップと、を有する、
    　ことを特徴とする小動物の生体情報取得方法。
  2. 　前記小動物の腹部側を撮影するステップを有している、
    ことを特徴とする請求項１記載の小動物の生体情報取得方法。
  3. 　前記小動物がいる位置よりも下側から前記小動物を撮影するステップを有している、
    　ことを特徴とする請求項１又は２記載の小動物の生体情報取得方法。
  4. 　四足歩行する小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得するステップと、
    　取得した前記画像情報から所定の信号情報を抽出するステップと、
    　抽出した前記所定の信号情報を処理することで前記小動物の生体情報を取得するステップと、をコンピュータに実行させる、
    　ことを特徴とする小動物の生体情報取得プログラム。
  5. 　四足歩行する小動物の手部及び／又は足部の画像情報を取得する画像情報取得部と、
    　取得した前記画像情報から所定の信号情報を抽出する信号情報抽出部と、
    　抽出した前記所定の信号情報を処理することで前記小動物の生体情報を取得する生体情報取得部と、を備えた、
    　ことを特徴とする小動物の生体情報取得装置。
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