呼吸波の信号成分分析による魚類のストレス度推定法に関する研究

利用呼吸波信号成分分析估算鱼类应激水平的方法研究

基本信息

批准号：
20K06195
负责人：
平野旭
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Institute of Technology (KOSEN), Kure College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06195/
关键词：
信号処理ストレス度推定呼吸信号呼吸波魚類

项目摘要

水槽中には，呼吸信号をロストしないために，4チャネル分の計測電極を配置している．データ管理およびシステムの都合上，呼吸計測は約1分間連続で計測し，その後，ファイルサーバへアップロードと管理をしている．過去の分析では，最も大きな信号が計測されつづけたチャネルを分析者側で選定し，そのチャネルの1分間データを用いて提案するストレス指標の有用性を検討をしてきた．実際にはメダカの遊泳向きが変わることに応じて，呼吸信号がもっとも大きく計測されるチャネルは変化する．そこで本年度は，呼吸信号がもっと大きく計測されるチャネルを「有効チャネル」と定義し，時々刻々と有効チャネルを切り替えながら，ストレス指標の変化を確認するシステムに改変を試みた．昨年度までのシステムでは，メダカが急激に遊泳方向を変えたことによってストレス指標が大きく変化し，ストレスを受容しているであろう1分間のなかでも，ストレス受容が解除される時間帯が存在する結果となっていた．この点について本年度，有効チャネルを自動選定することが可能なシステムとなり，ストレス受容の状態を時々刻々と推定することが可能になった．メダカの場合，計測用水槽になれてしまうと呼吸はノイズにうもれてしまうほど小さくなり，運動が活発な場合や危険を感知した場合に呼吸信号が大きくなる傾向がある．現状では，呼吸信号が計測されていない時間帯についてもストレス指標の計算を行ってしまう．また，生化学的分析（コルチゾル分析）によるストレス度と提案する呼吸信号からのストレス指標の比較・検証まで実施できていない点が課題として残っている．

4个通道的测量电极放置在罐内，以避免呼吸信号丢失。出于数据管理和系统考虑，呼吸测量会连续进行约1分钟，然后上传并管理到文件服务器。在过去的分析中，分析师选择了连续测量最大信号的通道，并使用该通道的 1 分钟数据来检查所提出的压力指数的有用性。实际上，测量最大呼吸信号的通道会随着青鳉游动方向的变化而变化。因此，今年我们将测量呼吸信号较大的通道定义为“有效通道”，并尝试修改系统以检查压力指标的变化，同时在有效通道之间不时切换。直到去年的系统中，当青鳉突然改变游动方向时，压力指数就会发生显着变化，甚至在青鳉接受压力的一分钟内，也会有一个压力接受释放的时间段。结果。对此，今年我们开发了一个系统，可以自动选择有效通道，使得时时估计压力接受状态成为可能。就青鳉鱼而言，当它们习惯了测量池时，它们的呼吸变得非常小，以至于被噪音淹没，而当它们主动移动或感觉到危险时，它们的呼吸信号往往会变得更大。目前，即使在不测量呼吸信号的情况下也会计算压力指标。另一个问题仍然是，无法比较和验证生化分析（皮质醇分析）确定的压力水平和呼吸信号提出的压力指数。