СПОСОБ ЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2004 года по МПК A61M21/00 A61B5/04 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для коррекции функционального состояния человека.

Известен способ коррекции функционального состояния человека с оптимизацией параметров внешнего воздействия на организм, включающий регистрацию биопотенциалов физиологических параметров, преобразование и обработку полученной информации с вычислением характерного параметра биосигнала, преобразование его в управляющий сигнал формирования внешнего воздействия (А.С. СССР № 1745204, кл. А 61 В 5/04, 1992). При этом выбирается наиболее предпочтительный канал и внешнее воздействие, например звуковой фон, подбирают из ряда заранее записанных фонограмм соответственно данному сигналу. Однако данный способ не учитывает психофизиологических особенностей конкретного организма, что снижает эффективность коррекции функционального состояния.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ воздействия на организм (RU патент № 2096990, кл. А 61 В 5/04, БИ № 33, 27.11.97), включающий регистрацию биопотенциалов, выделение характерного параметра биосигнала, формирование звукового воздействия в виде генерирования музыкальных звуков путем параметрического изменения их высоты, громкости и длительности в критериальной зависимости от изменения дискретно-текущего значения характерного обобщенного параметра частного спектра преобразованного биосигнала, при этом из зарегистрированной графической информации выделяют временные интервалы одинаковой длительности, преобразуют их, используя гармонический анализ по методу Фурье в частный спектр, определяют для каждого интервала обобщенный безразмерный параметр, в числовом промежутке между минимальным и максимальным значениями обобщенного безразмерного параметра спектральных интервалов выстраивают пропорциональную шкалу параметров музыкального звука, определяют для каждого спектрального интервала по числовому значению обобщенного безразмерного параметра соответствующие ему значения параметров музыкального звука и преобразуют их посредством звуковой карты в звуковые сигналы, которые формируют в последовательности, соответствующей первоначально зарегистрированному дискретно-текущему чередованию временных интервалов.

Однако данный метод не учитывает искажающее влияние на сигнал воздействия канала, содержащего акустическую аппаратуру - звукопроводящую среду - слуховой анализатор - системную организацию мозга.

При формировании звука в канале передачи сигнала воздействия возникают частотные искажения передаваемого сигнала. Эти частотные искажения обусловлены фильтрующими свойствами канала, содержащего акустическую аппаратуру, среду, через которую осуществляется передача звука от акустической аппаратуры к слуховому анализатору, слуховой анализатор и системную организацию мозга. Фильтрующие (искажающие) свойства элементов, составляющих канал передачи сигнала воздействия, определяются особенностями конкретной аппаратуры, конкретной среды, слухового анализатора и системной организации мозга индивидуума. Любая звуковоспроизводящая аппаратура обладает индивидуальными амплитудно-частотными характеристиками, определяющими частотные искажения передаваемого сигнала. Фильтрующими свойствами, обусловливающими дополнительные частотные искажения, обладает и среда, через которую передается звуковой сигнал к слуховому анализатору. Известно также, что слуховой анализатор вносит частотные искажения, причем фильтрующие свойства слухового анализатора являются сугубо индивидуальными (кривая порога слышимости, в клинике называемая аудиограммой). Искажения вносит и системная нейрофизиологическая организация мозга. Фильтрующие свойства составляющих канала зависят от многих факторов - температуры, давления, усталости и других имеющих место в момент воздействия.

Указанные частотные искажения не учитываются при формировании воздействия существующими методами. Так как известные способы формируют воздействие в виде синтезированного сигнала на входе акустической аппаратуры, искажения в системе акустическая аппаратура - звукопроводящая среда - слуховой анализатор - системная организация мозга данными способами не учитываются. Следовательно, воздействие на организм может оказаться непредвиденным.

Техническим результатом является повышение эффективности психофизиологического воздействия за счет коррекции искажений, обусловленных акустической аппаратурой, средой, через которую осуществляется передача звука от акустической аппаратуры к слуховому анализатору, а также слуховым анализатором и системной организацией мозга пациента.

Это достигается тем, что в способе звукового воздействия на организм человека, включающем регистрацию биосигнала и формирование звукового воздействия путем изменения параметров звука в критериальной зависимости от биосигнала, согласно изобретению предварительно регистрируют частотную зависимость порога слышимости, для чего на вход акустической системы подают управляющий сигнал заданной частоты, изменяют уровень сигнала от минимального до появления ощущения звука у пациента и фиксируют его, вычисляют частотно-зависимый коэффициент по формуле

K₁=20lg Um₁пopoгa/U₀

где l - номер гармоники,

Um₁пopoгa - амплитуда напряжения порога слышимости l-й гармоники,

U₀ - заданное минимальное значение входного напряжения,

и при формировании звукового воздействия сигнал на входе акустической системы умножают на частотно-зависимый коэффициент K₁.

Способ может быть реализован с использованием типовой аппаратуры, например электроэнцефалографа, электрокардиографа, акустической аппаратуры, компьютера со звуковой картой и др.

Способ реализуется следующим образом.

Предварительно регистрируют частотную зависимость порога слышимости пациента относительно сигнала на входе акустической системы. Для чего на вход акустической системы подается управляющий сигнал заданной частоты (Гц) и уровня (мВ, дБ), изменяют уровень от минимального до появления ощущения звука у пациента и фиксируют его. Затем задается следующее значение частоты и процедура повторяется. Таким образом, получают искомую зависимость порога слышимости. Порядок изменения частоты определяется выбранной конкретной методикой (Сборник методических указаний по сурдологии. Л., 1957, с. 62).

В соответствии с полученной кривой и свойствами аппаратуры вычисляют частотно-зависимый коэффициент коррекции сигнала по формуле

K₁=20lg Um₁пopoгa/U₀

где l - номер гармоники,

Um₁пopoгa - амплитуда напряжения порога слышимости l-й гармоники,

U₀ - заданное минимальное значение входного напряжения,

Затем регистрируют и анализируют биосигналы и в зависимости от требуемого результата определяют закон изменения звукового воздействия по времени, например, по известному способу (RU 2096990 С1, 27.11.1997).

При формировании звукового воздействия уровень сигнала на входе акустической системы корректируют в соответствии с выражением

Um_1Bx=Um_1з × K₁

где: Um_1Bx - амплитуда l-й гармоники на входе акустической ситемы;

Um_1з - амплитуда l-й гармоники сигнала управления, соответствующей определенному закону изменения уровня звукового воздействия.

К₁ - частотно-зависимый коэффициент коррекции сигнала.

Частотно-зависимый коэффициент K₁ формируется эквалайзером, либо дополнительно включенным между устройством формирования сигнала коррекции и акустической системы, либо встроенным, аппаратно или программно, в устройство формирования сигнала или акустическое устройство.

Предложенный способ позволяет сформировать звуковое воздействие, наиболее адекватно обеспечивающее требуемое воздействие. При этом практически полностью корректируются искажения, обусловленные акустической аппаратурой, средой, через которую осуществляется передача звука от акустической аппаратуры к слуховому анализатору, а также слуховым анализатором и системной организацией мозга пациента.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для коррекции функционального состояния человека. Техническим результатом является повышение эффективности психофизиологического воздействия за счет коррекции искажений, обусловленных акустической аппаратурой, средой, через которую осуществляется передача звука от акустической аппаратуры к слуховому анализатору, слуховым анализатором и системой организации мозга пациента. Способ звукового воздействия на организм человека заключается в том, что предварительно регистрируют частотную зависимость порога слышимости, для чего на вход акустической системы подают управляющий сигнал заданной частоты, изменяют уровень сигнала от минимального до появления ощущения звука у пациента и фиксируют его, вычисляют частотно-зависимый коэффициент по формуле K₁=20lg Um₁порога/U_0, где l - номер гармоники, Um₁порога - амплитуда напряжения порога слышимости l-й гармоники, U₀ - заданное минимальное значение входного напряжения, регистрируют биосигналы и формирование звукового воздействия осуществляют путем изменения параметров звука в критериальной зависимости от биосигнала, при этом при формировании звукового воздействия сигнал на входе акустической системы дополнительно умножают на частотно-зависимый коэффициент K₁.

Способ звукового воздействия на организм человека, включающий регистрацию биосигнала и формирование звукового воздействия путем изменения параметров звука в критериальной зависимости от биосигнала, отличающийся тем, что предварительно регистрируют частотную зависимость порога слышимости, для чего на вход акустической системы подают управляющий сигнал заданной частоты, изменяют уровень сигнала от минимального до появления ощущения звука у пациента и фиксируют его, вычисляют частотно-зависимый коэффициент по формуле

K₁=20lg Um_lпopoгa/U₀,

где l - номер гармоники,

Um_lпopoгa - амплитуда напряжения порога слышимости l-й гармоники;

U₀ - заданное минимальное значение входного напряжения,

и при формировании звукового воздействия сигнал на входе акустической системы умножают на частотно-зависимый коэффициент K_l.