СПОСОБ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2003 года по МПК A61B5/16 A61B5/11 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам и устройствам исследования непроизвольных движений (тремора) подвижных звеньев тела человека, параметры которых отражают функциональное состояние системы управления движениями, и может быть использовано в диагностических целях для раннего выявления патологических состояний центральной нервной системы в системах профотбора, а также в научных исследованиях нейронных механизмов организации движений.

Анализ форм тремора имеет большое значение в неврологической практике, в частности, при диагнозе синдрома паркинсонизма, когда повышенный видимый невооруженным глазом тремор является индикатором патологического состояния центральной нервной системы.

Тремор возникает в результате непроизвольного сокращения мышц. Повышение амплитуды и изменение частоты и формы колебаний относительно нормы (частота и амплитуда физиологического тремора) служат признаками нарушения центральных и периферических нейронных механизмов регуляции движений. Анализ этих параметров важен как для понимания роли дисфункции отдельных структур мозга в процессах управления движениями, так и для клиники в аспектах раннего обнаружения, более точной диагностики двигательных нарушений и выбора и коррекции оптимальных методов лечения, связанных с подбором действенной лекарственной терапии.

В настоящее время для регистрации тремора как смещения подвижных звеньев широко используют системы и методы [1, 2], предназначенные для определения разных форм тремора и движений, происходящих при болезни Паркинсона и других причинах. Сигналы о движении, генерируемые акселерометрами, анализируют, чтобы определить время возникновения таких движений и то, находятся ли они в предварительно определенном частотном диапазоне. Определив, когда эти два критерия выполнены, тремор отделяют от других движений. Система содержит схему для сбора и хранения данных относительно моментов времени возникновения тремора, моментов времени возникновения других движений и данных об амплитуде тремора.

Известен метод и устройство для оценки паттернов движения [3], согласно которому для оценки кинетических паттернов движений головы, туловища и конечностей обычно записывают движение маркеров, закрепленных на теле исследуемого. Кривые траекторий каждого маркера определяют в трехмерном пространстве как функцию времени и хранят как область данных в общей записи данных всех маркеров. Компьютерный анализ определяет характеристики отрезков кривых и оценивает их в терминах распознавания образов, сравнивая с соответствующими эталонными значениями. Это позволяет интерпретировать оцениваемый кинетический паттерн и использовать получаемую в результате обработки первичного материала информацию для диагностики клинической картины, особенно вследствие психических, психосоматических и/или неврологических расстройств.

Однако анализ колебаний звеньев тела не дает оценку истинных произвольных и непроизвольных управляющих воздействий от центральных нейронных структур на двигательный аппарат, так как в этом случае характер или параметры регистрируемых колебаний звеньев тела в большей степени определяются инерционными свойствами или массой подвижного звена. Анализ тремора и движений (например, при письме или касании пальцем кончика носа) оказывается субъективным, так как регистрируются не управляющие силовые воздействия на двигательный аппарат, а результат их последовательного преобразования сначала в соответствии с известной формулой Ньютона в ускорение, сообщаемое действующей силой подвижному звену, которое затем преобразуется в скорость, и собственно смещение, которое и регистрируют известными методами. Это преобразование является нелинейным, так как требует процедуры двойного интегрирования. На основании данных о движении невозможно сделать заключение о формировании управляющих команд и оценить функциональное состояние структур центральной нервной системы, кроме того, констатировать факт, что данные движения являются патологическими, как, например, при паркинсонизме, церебральном параличе, хорее или другой клинической картине заболевания. Тем более, известные методы регистрации движений не позволяют оценить скрытую, развивающуюся патологию, внешне никак не проявляющуюся. Предполагают, что внешние проявления тремора при болезни Паркинсона начинают проявляться спустя 10-15 лет после начала заболевания.

Так как естественным методом регистрации управляющих воздействий является непосредственное измерение силы, развиваемой мышцами, то широко известен и применяется в медицинской практике метод изометрического, без видимого движения, измерения силы для исследования биомеханики движения человека и оценки функционального состояния центральной нервной системы [4, 5, 6].

По существу, в этих методах и устройствах измеряют вес тела человека и регистрируют колебания тела (проекцию центра тяжести) при поддержании вертикальной стойки, что также не дает возможности оценить истинные значения произвольных и непроизвольных управляющих воздействий от центральной нервной системы на двигательный аппарат человека.

Ближайшим из известных способов оценки состояния центральной нервной системы, принятым за прототип, является способ обнаружения тремора и обработки полученного сигнала [7], заключающийся в прикреплении маркеров или датчиков ускорения на исследуемые части тела человека, регистрации колебаний подвижных звеньев тела и последующем анализе этих колебаний, заключающемся в определении и сравнении частоты колебаний с эталонными патологическими частотами, и по совпадению выделенной частоты с эталонной определяют состояние центральной нервной системы.

Известное устройство для оценки функционального состояния центральной нервной системы, выбранное и в качестве прототипа [8], содержит опорный элемент и измерительные элементы, снабженные тензодатчиками в виде тензорезисторов, выходы которых подключены к входам дифференциального усилителя, блок сенсорных раздражителей, вычислитель, аналого-цифровой преобразователь и средства отображения информации.

Однако в основе известных способа и устройства лежит регистрация и анализ движений, что не позволяет объективно оценивать состояние управляющих структур мозга. Использование такой системы позволяет только анализировать движения и характеризовать их как патологические или нет. При этом затруднена дифференциация форм тремора, возникающего в результате поражения различных структур мозга, так как колебания звеньев тела определены в основном параметрами их инерционных масс.

В устройстве, принятом за прототип, регистрируется абсолютная величина усилия (вес пациента) и не выделяется произвольный и непроизвольный компоненты управления моторных команд. Кроме того, в известных устройствах и способах регистрации движений не учитываются условия получения от датчиков соответствующих электрических сигналов. От этого зависит возможность дальнейшего применения тех или иных методов анализа и интерпретации данных, особенно при регистрации движений с прикреплением к обследуемому различных датчиков, так как в зависимости от их физических параметров (массы, размеров), ориентации и расположения на подвижных звеньях тела человека могут быть получены различные результаты.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является раннее выявление патологических состояний центральных структур нервной системы, точный анализ произвольных управляющих воздействий, более точная диагностика и оценка работы центральных структур системы управления движениями и в конечном итоге улучшение контроля подбора медикаментозных средств и действенности лекарственной терапии.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе оценки функционального состояния центральной нервной системы человека, основанном на определении частоты колебаний подвижных звеньев тела и последующем анализе этих колебаний, исследуемые звенья тела приводят в соприкосновение с опорным элементом, преобразуют прикладываемое усилие на измерительном элементе в электрический сигнал, отслеживают по сигналу обратной связи, например по смещению метки на экране монитора, усредненную величину прикладываемого к опорному элементу произвольного изометрического усилия, выделяют непроизвольный компонент изометрического усилия как разность между текущими произвольным усилием и его усредненной за некоторый интервал времени величиной и далее по частоте колебаний непроизвольного и произвольного компонентов изометрического усилия и их последующего анализа определяют функциональное состояние центральной нервной системы, при этом одновременно осуществляют регистрацию и обработку произвольных усилий двух и более подвижных звеньев тела, исключив процедуру крепления каких-либо датчиков на теле человека.

Для реализации заявленного способа в устройство, содержащее опорный элемент и измерительные элементы, снабженные тензодатчиками в виде тензорезисторов, дифференциальный усилитель, к входам которого подключены выходы тензорезисторов, и дополнительный дифференциальный усилитель, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, блок сенсорных раздражителей, многоканальный аналого-цифровой преобразователь и вычислитель со средствами отображения информации, введены интегрирующий усилитель, при этом выход дифференциального усилителя соединен с входом интегрирующего усилителя, а его выход соединен со вторым входом дополнительного дифференциального усилителя, выходы всех усилителей подключены к входам многоканального аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к вычислителю, причем сигнал, соответствующий выходу интегрирующего усилителя, является сигналом обратной связи для формирования сенсорных раздражителей на объект исследования человека. Учитывая высокую чувствительность сенсорного аппарата (мышечные, тактильные и суставные рецепторы) человека к возможным перемещениям или смещениям, необходимо, чтобы опорные элементы измерительного устройства обладали достаточной жесткостью, чтобы не прогибаться при достаточно больших усилиях.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для оценки функционального состояния центральной нервной системы.

На фиг. 2 представлены фрагменты хранящихся в памяти компьютера записей непроизвольного компонента (выход дополнительного дифференциального усилителя) произвольно удерживаемого усилия, средняя величина которого за интервал регистрации 30 с указана цифрой над каждой осциллограммой (кг), для левой (слева) и правой (справа) рук. А - здоровый испытуемый; Б, В и Г - пациенты с диагнозом, соответственно, синдром паркинсонизма, болезнь Паркинсона и симптоматический тремор. Ось абсцисс: время, с. Ось ординат: усилие, кг.

На фиг. 3 представлено сравнение форм колебаний непроизвольного компонента при минимальном (вверху каждой группы осциллограмм) и при близком к максимальному (внизу каждой группы осциллограмм) уровню произвольного усилия, удерживаемому приблизительно на одном уровне в течение 60 с. Представлены 2-секундные фрагменты. А,...Г - разные обследуемые.

На фиг. 4 дан пример экспресс-обработки сигналов для оценки функционального состояния центральной нервной системы. П1 и П2 - пациенты в возрасте, соответственно, 49 и 54 года. Вверху: статистические данные значений произвольных изометрических усилий при выполнении стандартных тестов для пальцев рук (Т1 и Т2) и для выпрямленных перед собой рук (Т3 и Т4) и соответствующие им стандартные отклонения для непроизвольного компонента и произвольно удерживаемого (за 30 с регистрации) усилия. На графиках усилия в каждой паре левый столбик соответствует усилию левой руки, а правый столбик - усилию правой руки. На графиках стандартного отклонения для каждого теста (Т1-Т4) левая пара столбиков соответствует непроизвольному компоненту, а правая пара - произвольному усилию, а в каждой паре левый столбик для левой руки, а правый столбик для правой руки. Ниже: результат преобразования Фурье для произвольного усилия (А) и для непроизвольной компоненты усилия (Б). На каждом графике спектральной плотности: распределение слева для левой руки и справа для правой руки. По горизонтальной оси: частота, Гц. Вглубь: распределение спектральной плотности при соответствующих тестах Т1-Т4.

На фиг. 5 представлена блок-схема алгоритма работы вычислителя в составе устройства.

Способ оценки функционального состояния центральной нервной системы человека основан на том, что регистрируется произвольно управляемое изометрическое усилие и выделяется непроизвольный компонент этого усилия, в характеристиках которого содержится информация о состоянии управляющих структур мозга. Выделение непроизвольного компонента осуществляется как усиленная разность между текущими значениями произвольно управляемого усилия и его сглаженной (усредненной за некоторый интервал времени - постоянная времени не более 2 с, т.е. текущее среднее) величиной. Эта сглаженная величина произвольного усилия представляет сигнал обратной связи в тестовых задачах слежения или удержания требуемого усилия. Выделение частотных и амплитудных параметров последовательных временных рядов произвольного усилия и непроизвольного компонента, корреляционный анализ и результаты статистической обработки позволяют судить о функциональном состоянии центральной нервной системы.

Устройство для оценки функционального состояния центральной нервной системы (фиг. 1) содержит опорный элемент 1, измерительный элемент 2 в виде мостовой схемы из тензорезисторов, одна диагональ которой подключена к источнику опорного напряжения, а вторая диагональ - к входам дифференциального усилителя 3 для преобразования механического усилия в электрический сигнал. Выход дифференциального усилителя 3 соединен с входом интегрирующего (сглаживающего) усилителя 4 и первым входом дополнительного дифференциального усилителя 5, второй вход которого соединен с выходом интегрирующего усилителя 4. Выходы всех усилителей подключены к соответствующим входам аналого-цифрового преобразователя 6. Выход многоканального аналого-цифрового преобразователя 6 соединен с вычислителем (компьютером) 7.

Преобразованные в вычислителе 7 сигналы поступают в качестве сигналов обратной связи на соединенный с вычислителем 7 блок сенсорных раздражителей (сигналов) 8, а результаты обработки выводятся на подключенные к вычислителю 7 средства отображения информации 9. Сигнал обратной связи 10 с выхода интегрирующего усилителя 4 может непосредственно или через вычислитель отображаться в блоке сенсорных раздражителей 8, воздействуя на человека 11, который прикладывает усилие к опорному элементу 1. Количество измерительных блоков 12 соответствует числу одновременно регистрируемых звеньев тела, а выходы усилителей каждого из измерительных блоков подключены к соответствующим входам аналого-цифрового преобразователя 6, в который также могут быть введены по другим входам 13 аналого-цифрового преобразователя 6 физиологические параметры (например, электрокардиограмма), характеризующие состояние испытуемого или применяемые к нему воздействия. Все усилители выполнены на базе операционных усилителей современных интегральных микросхем. Прохождение сигналов осуществляется только по постоянному току, что не вносит искажений в частотном диапазоне регистрируемого усилия.

Работа устройства и способ оценки функционального состояния центральной нервной системы поясняются представленными осциллограммами при измерении произвольных усилий, выполняемых одновременно выпрямленными руками, и заключаются в следующем. Испытуемый или пациент 11 надавливает пальцами рук на опорные элементы 1 соответствующих измерительных блоков 12-а и 12-6 и по визуальным (в данном случае) сигналам обратной связи с блока сенсорных раздражителей 8 следит за уровнем собственного усилия, удерживая в соответствии с инструкцией на определенном уровне метки на экране, смещение которых пропорционально уровню произвольного усилия, поступающего в блок сенсорных раздражителей 8 с выходов интегрирующих усилителей 4 как сигналы обратной связи 10 отдельно для левой и правой руки. Естественно, что соответствующие метки различаются на экране монитора в блоке сенсорных раздражителей. Сглаженный сигнал 10 выполняет несколько функций. Во-первых, он поступает на второй вход дополнительного дифференциального усилителя 5 как опорное напряжение, относительно которого измеряются все отклонения произвольного удерживаемого усилия, поступающего с выхода дифференциального усилителя 3 на первый вход дополнительного дифференциального усилителя 5, на выходе которого выделяется непроизвольный компонент управления, в параметрах которого отражено функциональное состояние структур центральной нервной системы. Во-вторых, предъявление сглаженного сигнала исключает включение автоматической (неосознаваемой) реакции от сенсорных органов, реагирующих достаточно быстро (10-15 мс) на любые внешние изменения. В-третьих, он позволяет выделить непроизвольный компонент управления без искажений, характерных для устройств, записывающих только переменную составляющую сигналов вследствие их фильтрации.

Характерный вид непроизвольного усилия у здоровых испытуемых и обследуемых пациентов представлен на фиг. 2. Записи выполнены при произвольно удерживаемом усилии приблизительно 3 кг и показывают сложную форму колебаний, их различный частотный диапазон, амплитуду, возможную асимметрию колебаний непроизвольного компонента в правой и левой конечностях.

Преимущество метода характеризуют осциллограммы на фиг. 3, представляющие в одинаковом масштабе кривые непроизвольного компонента произвольно удерживаемого усилия, выполняемого при минимальной (около 100 г) и с близкой к максимальной (в пределах 1-5 кг) для каждого пациента силой. Для каждого (А-Г) обследуемого представлены четыре осциллограммы непроизвольного компонента: пара кривых слева для левой руки и пара кривых справа для правой руки. В каждой из пар верхние кривые получены при минимальном произвольном усилии, а кривые под ними при близком к максимальному, удерживаемому в течение 30-60 с произвольном усилии. В параметрах нижних кривых отражена структура прохождения управляющих команд на всех уровнях организации системы управления движениями. Необходимы специальные методы анализа, чтобы извлечь характерные признаки из кривых изометрического усилия. Ясно, что в них заключено больше информации, чем в траекториях движения, регистрируемых известными методами.

На фиг. 4 представлен пример предварительной экспресс-оценки функционального состояния центральной нервной системы двух пациентов. Статистический анализ характеризует среднюю величину произвольно удерживаемого за время теста усилия, а стандартное отклонение - разброс непроизвольного компонента и произвольно удерживаемого усилия. Эти параметры меняются при изменении условий обратной связи и могут характеризовать состояние сенсорных трактов человека. Спектральный анализ удерживаемого произвольного усилия (фиг. 4А) характеризует способность человека корректировать свои движения, а мощность спектра в диапазоне 0-1 Гц показывает степень осознанного, контролируемого выполнения теста. В этом диапазоне мощность спектральных составляющих в норме пропорциональна прикладываемому усилию. Представлены нормированные к максимальному значению распределения спектральной плотности, чтобы сопоставить их при разных условиях тестирования. Спектральная плотность в диапазоне 1-3 Гц характеризует особенности программного, автоматического поддержания усилия (позы) системой управления движениями с вовлечением в управление коры и подкорковых структур. В норме диапазон 4-7 Гц характеризуется пониженной амплитудой спектральных составляющих по сравнению с соседними областями, а диапазон 8-12 Гц характеризует состояние спинальных, сегментарных механизмов системы управления движениями, активность в котором увеличивается при максимальных мышечных напряжениях. Активность в диапазоне частот свыше 1-2 Гц является непроизвольной и характеризует функциональное состояние нейронных структур мозга. Значительный рост амплитуды спектральных составляющих в этом диапазоне является индикатором патологических состояний, особенно в области 3-7 Гц, что связано со структурными изменениями в нервной системе, например, паркинсонизма или хореи. Анализ непроизвольного компонента (фиг. 4Б) позволяет провести более тонкий анализ процесса управления, в частности с использованием кросскорреляционных методов.

Широкое распространение персональных компьютеров позволяет использовать их как средства регистрации, отображения информации и обработки экспериментальных данных. На фиг. 5 представлен алгоритм работы вычислителя в составе устройства. После загрузки программы в оперативную память и ее запуска на экране монитора появляется окно, в которое заносятся данные об обследуемом и условии тестирования. После их ввода в оперативную память автоматически включается блок сенсорных раздражителей и обследуемому или пациенту предъявляются соответствующие сигналы (в случае зрительной обратной связи, например, метки на экране монитора). В соответствии с инструкцией обследуемый, воздействуя на опорные элементы, управляет по цепи обратной связи положением меток или требуемыми параметрами предъявляемых сигналов. После завершения процедуры ознакомления с заданием и при его правильном выполнении включается режим регистрации, который может повторяться требуемое число раз в цикле без выхода из программы. После прекращения тестирования включаются режимы отображения первичной информации, или данные используются стандартными, или специализированными программами математического анализа для более детальной обработки и отображения результатов тестирования.

При работе с устройством в процессе реализации данного способа пациент или испытуемый касается опорных элементов исследуемыми звеньями тела (пальцы, запястье, локоть) и совмещает (при зрительной обратной связи) метки на экране монитора, удерживая их вместе на требуемом уровне в течение заданного времени, необходимого для проведения достоверной статистической обработки данных. Возможны самые различные условия выполнения слежения за метками на экране, вплоть до отслеживания изменения их положения, что определяется задачами исследования. Устройство не имеет регулировок и позволяет регистрировать усилие с точностью 5 г на 12-разрядном АЦП в диапазоне ±5 кг. Представленные на фиг. 2-4 данные вводили в компьютер с частотой квантования 100 Гц.

Использование способа регистрации произвольного усилия и выделение непроизвольного компонента управления в задаче слежения за величиной изометрического усилия в условиях различных видов обратной связи - зрительной, слуховой, тактильной, смысловой, при предъявлении соответствующих сигналов открывает широкие возможности исследования нейронных механизмов управления движениями. Именно параметры изометрически регистрируемого усилия могут дать наиболее точную характеристику процессов центрального управления и охарактеризовать состояние организованных иерархически управляющих нейронных структур от спинального (сегментарного) уровня до коры больших полушарий мозга. Кроме того, регистрация усилия в изометрическом режиме позволяет контролировать произвольный компонент управления, что недоступно для всех методов регистрации движений, а также не требует наложения на обследуемого или испытуемого каких-либо датчиков, что значительно упрощает процедуру регистрации и сводит до минимума (определяемого длительностью регистрации) время обследования, позволяя осуществлять массовую экспресс-диагностику населения как, например, при флюорографии. Предполагается, что чувствительность метода также позволит тестировать влияние на человека различных факторов среды и воздействие электрических и магнитных полей, широко применяемых в настоящее время не только в медицинских целях.

Источники информации
1. Process and device for measuring vibrations, in particular nervous trembling in living organism // Патент US 5265619, 30.11.1993.

2. System and method for detection and quantification of Parkinson's disease // Патент US 5772611, 30.06.1998.

3. Method and device for evaluating and kinetic pattern // Патент GR WO 99/44502, A 61 B 5/11, 10.09.1999.

4. Устройство для исследования функции равновесия и биомеханики движений человека. А.с. СССР 695656, М.кл. 2 А 61 В 5/16. Опубл. 05.11.79. Бюл. 41.

5. Устройство для оценки функционального состояния центральной нервной системы. А.с. СССР А1 1249730. Заявлено 29.03.84.

6. Устройство для оценки функционального состояния центральной нервной системы. А.с. СССР 850043 , М.кл. 3 А 61 В 5/16. Опубл. 30.07.81. Бюл. 28.

7. System and method for detecting tremors such as those which result from parkinson's disease // Патент US 5293879, A 61 B 5/00, 15.03.1994.

8. Устройство для оценки функционального состояния центральной нервной системы //Патент 2076632 по заявке 5039654 на изобретение от 14.04.92. Опубл. 10.04.97. Бюл. 10.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам и устройствам исследования непроизвольных движений (тремора) подвижных звеньев тела человека, параметры которых отражают функциональное состояние системы управления движениями, и может быть использовано в диагностических целях для раннего выявления патологических состояний центральной нервной системы, в системах профотбора, а также в научных исследованиях нейронных механизмов организации движений. Способ основан на определении частоты колебаний подвижных звеньев тела и последующем анализе этих колебаний. Исследуемые звенья тела приводят в соприкосновение с опорным элементом, отслеживают по сигналу обратной связи, например по смещению метки на экране монитора, усредненную величину прикладываемого к опорному элементу произвольного изометрического усилия, выделяют непроизвольный компонент изометрического усилия как разность между текущим произвольным усилием и его усредненной за некоторый интервал времени величиной и далее по частоте колебаний непроизвольного и произвольного компонентов изометрического усилия и их последующего анализа определяют функциональное состояние центральной нервной системы. При этом одновременно осуществляют регистрацию и обработку произвольных усилий и непроизвольного компонента двух и более подвижных звеньев тела. Устройство содержит опорный элемент и измерительный элемент, снабженный тензодатчиками в виде тензорезисторов, дифференциальный усилитель, блок сенсорных раздражителей, вычислитель, аналого-цифровой преобразователь и средства отображения информации, интегрирующий и дополнительный дифференциальный усилители. Изобретение позволяет осуществлять раннее выявление патологических состояний центральных структур нервной системы, точный анализ произвольных управляющих воздействий, более точную диагностику и оценку работы центральных структур системы управления движениями и в конечном итоге улучшить контроль подбора медикаментозных средств и действенности лекарственной терапии. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ оценки функционального состояния центральной нервной системы человека, основанный на приведении в соприкосновение тела с опорным элементом, получении сигнала обратной связи и определении частоты колебаний подвижных звеньев тела с последующим анализом этих колебаний, отличающийся тем, что в качестве сигнала обратной связи используют усредненную величину текущего изометрического усилия, произвольно прикладываемого человеком к опорному элементу, в реальном масштабе времени выделяют непроизвольный компонент изометрического усилия как разность между текущим произвольным усилием и его усредненной за некоторый интервал времени величиной и далее по частоте, амплитуде и форме колебаний непроизвольного и произвольного компонентов изометрического усилия определяют функциональное состояние центральной нервной системы. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что одновременно осуществляют многоканальную регистрацию и обработку произвольных изометрических усилий двух и более частей подвижных звеньев тела. 3. Устройство для оценки функционального состояния центральной нервной системы человека, содержащее измерительные блоки по числу одновременно регистрируемых звеньев тела человека, каждый из которых содержит опорный элемент и измерительные элементы, снабженные тензодатчиками в виде тензорезисторов, дифференциальный усилитель, к входам которого подключены выводы тензорезисторов, дополнительный дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, блок сенсорных раздражителей, вычислитель со средствами отображения информации и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с вычислителем, а к соответствующим входам аналого-цифрового преобразователя подключены выходы дифференциальных усилителей, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено в каждом измерительном блоке интегрирующим усилителем, при этом выход дифференциального усилителя соединен с входом интегрирующего усилителя, выход которого соединен с вторым входом дополнительного дифференциального усилителя и подключен к соответствующему входу многоканального аналого-цифрового преобразователя, при этом блок сенсорных раздражителей выполнен с возможностью формирования сигналов сенсорных раздражителей по сигналу обратной связи с выходов интегрирующих усилителей измерительных блоков.