УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИЛАТЕРАЛЬНОЙ АСИММЕТРИИ ПО КОЖНО-ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ РУК Российский патент 1998 года по МПК A61B5/16 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к диагностическим приборам, и может быть использовано в психиатрии, психофизиологии, инженерной и спортивной психологии.

Известно, что уровень межполушарной асимметрии мозга является важным параметром при диагностике психофизиологического состояния человека [1].

Известно, что при маниакально-депрессивном психозе диагноз может быть поставлен по уровню межполушарной асимметрии мозга [2], при этом уровень межполушарной асимметрии определяется путем измерения постимульной слуховой адаптации. Для этого применяется сложная аппаратура по аудиометрии, процедура занимает много времени, результат в большей мере зависит от произвольных усилий испытуемого и требуется трудоемкая обработка результатов.

Известны устройства, определяющие уровень межполушарной асимметрии мозга по другим методикам, например по соотношению критических частот слияния световых мельканий [3].

Недостатком этих устройств является сравнительно большая длительность процедуры обследования и зависимость результата от произвольных усилий испытуемого.

Наиболее близким по технической сути является устройство, реализующее способ определения утомления человека [4], содержащее два одинаковых измерительных канала кожно-гальванической реакции (КГР), состоящих из источника тока, электродов, режекторного фильтра, первого усилителя, полосового фильтра, второго усилителя, а также сумматора, дифференциального усилителя и аналогового делителя, по сути выполняющих функцию арифметического блока и регистратора.

Недостатком этого устройства является ограниченная точность измерения, зависимость от точности установки одинаковых токов через электроды источниками токов, от точности геометрических размеров самих электродов, от степени прижатия электродов к пальцам рук.

Сложный арифметический блок, реализующий вычисление коэффициента асимметрии, делает его функционально ненадежным.

Техническим результатом предложенного является повышение достоверности и точности определения коэффициента асимметрии и повышение функциональной надежности устройства.

Технический результат нового устройства достигается тем, что устройство, содержащее источник тока, арифметический блок, связанный выходом с регистратором, измерительные каналы электрического сопротивления кожи (ЭСК) и кожно-гальванической реакции (КГР) левой и правой руки, в каждой из которых пара измерительных электродов подключена к входу режекторного фильтра, соединенного с последовательной цепью из усилителя ЭСК, полосового фильтра и усилителя КГР, дополнительно снабжено двумя аналоговыми делителями, при этом входы делимого и делителя каждого из них связаны соответственно с выходом усилителя КГР и ЭКС одного канала, а их выходы подключены к входам вышеупомянутого арифметического блока, причем пары электродов дополнительно соединены последовательно между собой и с источником тока.

Совокупность новых признаков устройства не встречается в ранее известных технических решениях, т.е. предложение соответствует критерию "новизна".

Отличительными признаками нового устройства являются:
- последовательная связь измерительных электродов обеих рук между собой и единственным источником тока;
- дополнительная пара аналоговых делителей;
- новые связи, обеспечивающие вычисление кожно-гальванической реакции (КГР) в относительных величинах для обеих рук;
- новые связи выходов аналоговых делителей с арифметическим блоком, обеспечивающих вычисление коэффициента асимметрии.

Технических решений со сходной совокупностью признаков не обнаружено, т. е. предложение удовлетворяет критерию "существенные отличия".

Реализация предложения позволит повысить точность диагностики билатеральной асимметрии, снизит требования к точности подбора электродов и их установки на пальцы рук, облегчит процедуру установки тока через электроды.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критериям "новизна" и "существенные отличия".

На чертеже представлена схема устройства для определения билатеральной асимметрии по кожно-гальванической реакции рук. Оно содержит первый измерительный канал ЭСК и КГР, включающий в себя пару электродов 2 режекторный фильтр 3, усилитель ЭСК 4, полосовой фильтр 5, усилитель КГР 6, аналоговый делитель 7 и второй измерительный канал ЭКС и КГР, включающий в себя вторую пару электродов 8, режекторный фильтр 9, усилитель ЭКС 10, полосовой фильтр 11, усилитель КГР 12, аналоговый делитель 13. Выходы с аналоговых делителей обоих каналов поступают на входы арифметического блока 14, а с него на клеммы регистратора 15. Ток через электроды обоих каналов задает источник тока 1.

Устройство функционирует следующим образом.

Электроды 2 первого и 8 второго измерительного каналов устанавливаются на пальцах правой и левой руки испытуемого. Величина тока источника 1 через электроды обоих каналов устанавливается так, чтобы падение напряжения между электродами не превышало одного вольта. Сигналы напряжения с электродов 2 и 8 поступают на режекторные фильтры 3 и 9, задача которых не пропустить помехи промышленной частоты, а после них на первые усилители ЭКС 4 и 10. На выходах этих усилителей формируется сигнал, пропорциональный уровню ЭКС (тоническая составляющая). Затем через полосовые фильтры 5 и 11 на вторые усилители КГР 6 и 12. На выходах этих усилителей формируется сигнал адекватный кожно-гальванической реакции (физическая составляющая).

Выходные напряжения на усилителях ЭСК и КГР обоих каналов обусловлены как асимметрией, так и самими электродами.

Поэтому далее выделенные сигналы ЭКС и КГР подаются на входы делителя и делимого аналоговых делителей 7 и 13 обоих каналов. На их выходах формируется сигнал пропорциональный кожно-гальванической реакции рук в относительных величинах. Величина относительной КГР не зависит от площади электродов, от силы прижатия электродов к пальцам, от потоотделения под ними и т.д. Причем необходимо отметить что импульсы КГР в относительных величинах на выходах аналоговых делителей имеют противоположные полярности. Аналоговые делители производят вычисление по формуле
Ra = КГРa/ЭСКa и Rb = КГРb/ЭСКb
Далее сигналы напряжения с аналоговых делителей обоих каналов 7 и 13 подаются на выходы арифметического блока 14.

Арифметический блок может быть выполненным по схеме простого аналогового делителя, при этом входами блока 14 будут делимое и делитель. Диапазон изменения коэффициента от нудя до максимума. Величина коэффициента асимметрии при этом не нормирована. При разных соотношениях делимого и делителя, например 6 и 3, 8 и 4, 10 и 5, результат одинаков и равен 2. Это иногда не удобно.

Арифметический блок может быть простым сумматором. Поскольку подаваемые сигналы с блоков 7 и 13 противоположной полярности, то по сути вычисляется разница
Кас = Ra-Rb
Диапазон изменения симметричен относительно нуля и не ограничен границами. Арифметический блок может быть выполнен и как в прототипе, реализующим формулу
Кас = 2(Ra-Rb)/(Ra+Rb)
В этом случае диапазон изменения нормированного коэффициента ограничен единицами с центром в нуле. Таким образом, сигнал, получаемый на выходе арифметического блока, адекватен коэффициенту асимметрии и поступает на соответствующую клемму регистратора 15.

Источники информации
1. Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональные асимметрии человека. - М.: Медицина, 1981.

2. Асадова М. С. Межполушарные взаимодействия при стойких изменениях эмоционального состояния. Физиология человека, 1985, N 3, с. 442-447.

3. Авторское свидетельство СССР N 1308317, кл. A 61 B 5/16.

4. Авторское свидетельство СССР N 1531991, кл. A 61 B 5/16.

Использование: изобретение предназначено для медицинской диагностики и может быть использовано в психиатрии, психофизиологии, инженерной и спортивной психологии. Сущность: в устройство, содержащее регистратор 15, арифметический блок 14, источник тока 1 и два измерительных канала ЭСК и КГР, состоящие из электродов 2 и 8, режекторных фильтров 3 и 9, усилителей ЭСК 4 и 10, полосовых фильтров 5 и 11, усилителей КГР 6 и 12, дополнительно введено два аналоговых делителя 13 и 7, причем входы делимого и делителя обоих связаны соответственно с выходом усилителя КГР и ЭСК одного канала, а их выходы подключены к входам арифметического блока, причем пары электродов дополнительно соединены последовательно между собой и с источником тока. 1 ил.

Устройство для определения билатеральной асимметрии по кожно-гальванической реакции рук, содержащее источник тока, арифметический блок, связанный выходом с регистратором, измерительные каналы электрического сопротивления кожи (ЭСК) и кожно-гальванической реакции (КГР) левой и правой руки, в каждом из которых пара измерительных электродов подключена к входу режекторного фильтра, соединенного с последовательной цепью из усилителя ЭСК, полосового фильтра и усилителя КГР, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено двумя аналоговыми делителями, при этом входы делимого и делителя каждого из них связаны соответственно с выходом усилителя КГР и ЭСК одного канала, а их выходы подключены к входам упомянутого арифметического блока, причем пары электродов дополнительно соединены последовательно между собой и с источником тока.