АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ И АНАЛИЗА ВЫЗВАННОЙ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МОЗГА ИСПЫТУЕМОГО Российский патент 2005 года по МПК A61B5/482 

Изобретение относится к физиологии и экспериментальной медицине.

При разработке автоматизированных систем сбора и анализа физиологической информации широко используются возможности мощных персональных компьютеров, обладающих большим объемом оперативной и дисковой памяти. Известны автоматизированные системы сбора физиологической информации (Пятигорский с соавт., 1985; Кулаичев, Каплан 1994; Пантелеев с соавт., 1996 - прототип и другие), состоящие из связанных между собой ЭВМ, средств воздействия на объект и средств регистрации ответных реакций.

Недостатками указанных систем являются:

1. Отсутствие возможности изменения текущих воздействий в ходе воздействия. Особенно это относится к формированию биологической обратной связи, требующему совмещения высокой стандартизации (повторяемости) условий тестирования с необходимостью внесения экстренных изменений условий вручную, в зависимости от текущих результатов опыта, состояния тестируемого объекта (испытуемого, обучаемого, пациента) и требуемого изменения параметров регистрации. Например, при работе с экспериментальными животными исследователь испытывает наибольшие трудности, так как в отличие от исследований на людях он лишен возможности проведения вербальной установки, обеспечивающей стандартизацию вызванных потенциалов и минимизацию артефактов при введении биопотенциалов (ЭЭГ, КГР, зрачковые реакции и др.) в компьютер в режиме on line. Важное значение в этих условиях имеет возможность непрерывного мониторинга оператором получаемой информации, ее индикация, выборочный анализ, а также надежная регистрация и сохранение данных не только в цифровой, но и нативной (аналоговой) форме, допускающей производить оценку и коррекцию результатов. Решение данной задачи с помощью стандартных компьютерных систем сбора и анализа биопотенциалов является проблематичным.

2. При использовании вышеуказанных компьютерных систем сбора информации ощущается острый недостаток средств визуального контроля, маркировки и выборочного анализа отдельных биопотенциалов. При компьютерном усреднении биопотенциалов нельзя различить индивидуальные ВП в суперпозируемых ответах. Машинное усреднение форм ВП по сериям подавляет индивидуальные особенности ВП в серии, поэтому, по данным ряда исследователей, при большом разбросе форм ВП мониторинг невозможен. Кроме того, многие ЭЭГ- феномены (пик-волны, спайки, пароксизмальные разряды, сонные веретена и т.д.) практически не поддаются прямому компьютерному анализу, что затрудняет машинную селекцию и статистический сбор тестируемых биопотенциалов, а также интерпретацию полученных при этом результатов.

3. При использовании стандартных компьютерных систем сбора информации также ощущается острый недостаток средств визуального контроля, маркировки и выборочного анализа биопотенциалов, а также отсутствие надежных дублирующих аппаратно-программных средств, обеспечивающих сохранение данных и продолжение запланированного исследования при возникновении различных внештатных ситуаций: программных ошибках, сбоях дисковой памяти, «зависании» используемой операционной системы или аппаратных неисправностях компьютера и устройства ввода/вывода сигналов.

4. В нейрофизиологическом эксперименте важное значение имеет маркирование регистрируемых биопотенциалов. Известные способы маркирования позволяют наносить только цифровые метки, которые определяют лишь порядковый номер регистрируемых потенциалов и не обеспечивают необходимой информации об условиях регистрации ответных реакций, функциональном состоянии объекта исследования и текущих экспериментальных воздействиях.

За ближайший прототип принято устройство «Автоматизированная электрофизиологическая установка для исследования моторной функции желудочно-кишечного тракта у крыс» (авторы Пантелеев С.С., Чихман В.Н., Молодцов В.О.), описанное в Физиологическом журнале им. И.М.Сеченова, 1996, т.2, №4, с.135-140, состоящее из средств воздействия на объект, средств регистрации ответных реакций, связанных с ЭВМ, имеющее вышеописанные недостатки.

Цель изобретения - расширение области использования устройства и повышение надежности получаемых результатов, повышение точности идентификации, маркирования и анализа вызванной биоэлектрической активности, обеспечение возможности изменения текущих воздействий и их использования при формировании биологической обратной связи у испытуемых.

Сущность изобретения заключается в том, что автоматизированное устройство для регистрации и анализа вызванной биоэлектрической активности мозга испытуемого, содержащее средства воздействия на объект исследования, средства регистрации ответных реакций, включающее датчики, связанные через устройство ввода-вывода сигналов с ЭВМ, снабжено блоком фоторегистратора с управляющим программным механизмом и маркиратором кадров, выполненным на последовательно соединенных пульте управления, маркираторе кадров, фоторегистраторе суперпозируемых ответов, программирующем устройстве и коммутаторе, связанном с пультом управления, средствами воздействия на объект, средствами регистрации ответных реакций и ЭВМ, причем программирующее устройство фоторегиетратора выполнено на кулачковом механизме, коммутатор выполнен на релейных схемах, а маркиратор кадров снабжен средствами для записи протокола воздействий и средствами для регистрации текущих сведений, выполненными в виде лентопротяжного механизма с прозрачной лентой, сопряженного с лентопротяжным механизмом экспонируемой пленки.

2. Сущность изобретения также в том, что средства регистрации ответных реакций снабжены магнитофоном, связанным через коммутатор с пультом управления и датчиками, при этом сигнальный вход магнитофона подключен к микрофону для голосовой записи информации о текущих условиях эксперимента и регистрации сведений от испытуемого. Предлагаемое устройство в виде блок-схемы изображено на фиг.1, где

1 - пульт управления

2 - маркиратор

3 - фоторегистратор суперпозируемых сигналов

4 - программирующий механизм

5 - коммутатор

6 - блок фоторегистратора

7 - блок взаимодействия с объектом исследования

8 - ЭВМ, например, компьютер Pentium IBM PC AT

9 - устройство ввода/вывода сигналов

10 - объект исследования или обучения

11 - оператор

12 - стимуляторы

13 - датчики

14 - регистраторы

15 - магнитофон

16 - усилители

На Фиг.2 изображен пример реализации предлагаемого устройства, где

17 - электродвигатель

18 - цейтрафер основной

19 - позиционный кулачок

20 - позиционный кулачок

21 - позиционный кулачок

22 - позиционный кулачок

23 - контактный выключатель

24 - контактный выключатель

25 - контактный выключатель

26 - контактный выключатель

27 - пусковое реле

28 - исполнительное реле

29 - исполнительное реле

30 - исполнительное реле

31 - кнопка пускателя

32 - фотожурнал (ФЖ)

33 - экспонируемая пленка

34 - цейтрафер дополнительный

35 - катушка приемная

36 - катушка подающая

37 - шкив подмотки

38 - опорная панель

39 - фотовспышка (фотоимпульсная лампа)

40 - изолирующий блок электростимулятора

41 - изолирующий блок электростимулятора

42 - осциллоскоп

43 - частотный модулятор

44 - микрофон

45 - пересчетный прибор

46 - мультивибратор ждущий

47 - синхроконтакт фотоимпульсной лампы 39

48 - фоторегистратор стандартный ФОР

49 - гнездо «синхро» фоторегистратора 48

50 - динамик для звуковой обратной связи

51 - аналого-цифровой преобразователь

52 - цифроаналоговый преобразователь

53 - конденсатор для импульсного срабатывания реле

54 - лампа-индикатор готовности устройства к работе

55 - инфракрасный пупилометр

56 - кнопка пуска фиксированного режима без магнитной записи

57 - тумблер фиксации программы

58 - тумблер блокировки магнитной записи

59 - тумблер блокировки программы

60 - тумблер умножения числа тестируемых стимулов

61 - тумблер блокировки фоторегистратора

На фиг.3 приведены временные диаграммы работы узлов, входящих в устройство, где

ось Х - эпюра импульсной последовательности при работе устройства;

ось Y - порядок работы узлов, входящих в устройство.

На фиг.4 приведена блок - схема устройства, принятого за ближайший прототип.

На фиг.5 представлена схема фотомаркирования регистрируемых биопотенциалов, где

32 - фотожурнал (прозрачная пленка с наносимым протоколом опыта);

33 - экспонируемая пленка. Стрелками обозначено направление движения пленок при регистрации и маркировании потенциалов.

На фиг.6 представлен фрагмент записи регистрируемых биопотенциалов с фиксированным протоколом опыта.

На фиг.1 изображена блок-схема предложенного устройства, содержащего пульт 1 управления, связанный через маркиратор 2, фоторегистратор 3 суперпозируемых сигналов, программирующий механизм 4 и коммутатор 5, которые входят в состав блока 6 фоторегистратора, блок 7 взаимодействия с объектом исследования и ЭВМ 8, связанный через устройство 9 ввода/вывода сигналов с блоком 7 взаимодействия с объектом исследования и объектом исследования 10.

Блок 7 взаимодействия с объектом исследования 10 содержит как средства воздействия на объект, к которым относятся стимуляторы 12, магнитофон 15, так и средства регистрации ответных реакций, к которым относятся магнитофон, сочетающий функции средства воздействия и средства регистрации ответных реакций, датчики 13, регистраторы 14.

В устройстве предусмотрена возможность изменения текущих воздействий как оператором, так и объектом исследования (обучения), и возможность их взаимодействия в ходе воздействия.

На фиг.2 изображена схема реализации предлагаемого устройства, где блок фоторегистратора 6 состоит из фоторегистратора суперпозируемых ответов 3, оснащенного электродвигателем 17, который посредством редуктора связан с цейтрафером 18 лентопротяжного механизма и с кулачковым программирующим механизмом 4, состоящим из позиционных кулачков 19, 20, 21, 22, толкатели которых упираются в подпружиненные к ним контактные выключатели 23, 24, 25, 26; пусковое реле 27; исполнительные реле 28, 29, 30; кнопку пуска двигателя 31; маркиратора, состоящего из прозрачной фотоленты с нанесенной маркирующей записью - фотожурнал 32, которая располагается перпендикулярно экспонируемой пленке 33, контактируя со светочувствительным слоем последней, и проходит через дополнительный фильмовый канал и лентопротяжный механизм фотожурнала. Последний содержит цейтрафер 34 дополнительный, укрепленный на распределительном валу редуктора, приемную 35 и подающую 36 катушки и шкив подмотки 37, а также опорную панель 38 для экстренного нанесения информации в предназначенные для этого кадры ленты фотожурнала. Фотовспышка 39 укреплена в проеме окна тубуса фоторегистратора и предназначена для экспонирования маркирующей записи. Блок взаимодействия с объектом исследования состоит из 2-канального электростимулятора 12; изолирующих блоков 40 и 41 в выходных цепях электростимулятора; осциллоскопа 42; усилителя биопотенциалов 16; частотного модулятора 43; микрофона 44; пересчетного прибора 45; мультивибратора 46; фоторегистратора суперпозируемых ответов 3; фотовспышки 39 в виде стандартной фотоимпульсной лампы; синхроконтакта 47 фотоимпульсной лампы 39; фоторегистратора ФОР производства Института физиологии им. А.А.Богомольца, Киев 48; гнезда «Синхро» 49 фоторегистратора 48 (клеммы нормально разомкнутой контактной пары реле, срабатывающего синхронно с затвором фоторегистратора); магнитофона 15; динамика для звуковой обратной связи 50; устройства ввода/вывода сигналов 9, включающее в свой состав аналого-цифровой преобразователь 51; цифроаналоговый преобразователь 52; ЭВМ 8 (персональный IBM PC AT компьютер); инфракрасный пупилометр 55 для регистрации зрачковых реакций, конденсатор 53 для импульсного срабатывания реле. В состав пульта управления 1 входят: кнопка 31 пуска двигателя; кнопка 56 пуска фиксированного режима без магнитной записи; тумблер 57 фиксации программы; тумблер 58 блокировки магнитной записи; тумблер 59 блокировки программы; тумблер 60 умножения числа тестируемых стимулов; тумблер 61 блокировки фоторегистратора; лампа-индикатор 54 готовности устройства к работе.

Работа устройства показана на фиг 2, 3, 5, 6. Устройство работает в режиме парного тестирования, который обычно используется для электрофизиологических исследований, связанных с изучением эффекта стимуляции различных структур мозга, формированием поведенческих реакций при сочетанном раздражении различных анализаторов, а также формированием обратной связи при сенсорной стимуляции испытуемого. Работа программирующего механизма устройства основана на автоматическом построении сменных управляющих цепей путем последовательного образования временных логических связей, их подготовительных и исполнительных элементов. При этом управляющие цепи прерываются посредством обратных связей или работают в импульсном режиме. Образование подготовительных элементов цепи осуществляет группа позиционных кулачков 19-22 с контактными выключателями 23-26, а также тумблеры 57-61 пульта управления, а исполнительных элементов - группа реле 27-30. Программа регистрации состоит из следующих актов: контроль, тест-контроль и маркировка. Каждый из них запускается вручную с помощью кнопки 31 или автоматически импульсом, формируемым с выхода цифроаналогового преобразователя 52 компьютера. При автоматическом запуске на этапе маркировки можно осуществлять операции комплексного тестирования, давать краткие инструкции, производить оценку и корректировку функционального состояния испытуемого, изменение параметров отведения и условий регистрации.

На фиг.2 изображено положение кулачков 21, 22 предшествующее режиму "тест-контроль". Нормированная работа установки осуществляется, когда тумблеры 57-59 включены, а 60, 61 - в исходном положении (см. фиг.3. графическую иллюстрацию автоматической работы установки).

При нажатии на пусковую кнопку 31 срабатывает реле 27, самоблокируясь контактом Р1/1. В процессе удержания кнопки с помощью контакта Р1/2 замыкается цепь питания двигателя 17, который, вращая кулачок 19, с помощью контактов его конечного выключателя 23 становится на "самоблокировку" по питанию. Группа Р1/3 запускает лентопротяжный механизм магнитофона, а Р1/4 подключает его сигнальный вход к выходу частотного модулятора 43; группа Р1/5 подготавливает цепь запуска фоторегистратора ФОР 48. При вращении двигателя 17 осуществляется протяжка экспонируемой пленки фоторегистратора суперпозируемых ответов 3 и маркирующей пленки фотожурнала 32; по цепи питания через контакты 23 заряжается конденсатор 53; контактный выключатель 26 под воздействием кулачка 22 переходит в новое состояние 2, отключая цепь запуска реле 27 и подготавливая цепь выхода первого канала электростимулятора 12 на объект исследования. Формирование кадров заканчивается в результате срабатывания кулачка 19 на отключение питания двигателя по цепи контактного выключателя 23. При этом по восстановленной цепи через другой контакт контактного выключателя 23 импульсно разряжается конденсатор 53 на обмотку реле 28, в результате чего импульсно срабатывает группа Р2/1 и совместно с "удерживающей" цепь группой Р1/5 и контактного выключателя 26 включает затвор, а вместе с ним и лентопротяжный механизм фоторегистратора 48. Р2/2 и Р2/3 срабатывают вхолостую. В конце срабатывания затвора замыкается собственный синхроконтакт фоторегистратора 48, образуя цепь питания реле 29, после срабатывания которого затвор становится на самоблокировку с помощью контактов Р3/1; подключается выход первого канала электростимулятора 12 с помощью групп Р3/3, конечного выключателя 26 и контактов Р3/2 к объекту исследования, в результате чего осуществляется посылка тестирующих стимулов в режиме "тест-контроль" и синхронная регистрация фотосуперпозированных пачек вызванных биоэлектрических ответов (ВО) на фоторегистраторе суперпозируемых ответов 3 и одиночных ВО на фоторегистраторе 48 и магнитофоне 15 соответствующим способом, а также оцифровка биопотенциалов и их ввод в компьютер 8 с помощью аналого-цифрового преобразователя 51. Фотоиндикация ВО осуществляется на экранах осциллоскопов 42 и дисплея компьютера. После прохождения серии импульсов с выхода второго канала электростимулятора 12 (число импульсов, кратных 10, устанавливается включением тумблера 59) срабатывает реле 30, прерывая цепи питания реле 29 и 27, в результате чего задействованные элементы исполнительных групп релейного коммутатора переходят в исходное состояние, прерывая процесс стимуляции и регистрации ВО.

Далее следует акт программы, реализующий маркировку информации (фиг.2, 3, 5, 6).

Для его инициации в позиции "II" кулачков 20-22 нажимаем пусковую кнопку 31. Посредством соответствующих контактов кнопки включается лентопротяжный механизм магнитофона 15. При этом сигнальный вход благодаря исходному положению групп Р1/4, подключен к микрофону 44. Удерживая кнопку, осуществляем голосом звукозапись информации о текущих условиях опыта или текста марки фотожурнала 32 и номера очередного входа ФОРа, который вписывается в маркирующий кадр фотожурнала 32 при плановом (протокольном) проведении эксперимента. Одновременно с этим через соответствующие контакты контактного выключателя 23 и кнопки 31 заряжается конденсатор 53. После звукозаписи отпускаем кнопку 31, в результате чего останавливается протяжка магнитной пленки, а конденсатор 53 импульсно разряжается на обмотку реле 28, которое импульсно срабатывает. По цепи через контактные группы Р1/2, контактный выключатель 24 и контакты Р2/3 запускается двигатель 31 фоторегистратора суперпозируемых ответов 3, блокируясь по питанию с помощью групп контактного выключателя 23, и осуществляется формирование очередного кадра экспонируемой пленки 33 фоторегистратора 3, а также совмещение с ним марки фотожурнала 32 (фиг.5, 6). Вместе с тем кулачки 20-22 приводят свои контактные выключатели в новые состояния, в результате чего благодаря переходу группы контактного выключателя 24 обрывается подготовительная связь питания двигателя по цепи запуска, посредством смены позиции группы контактного выключателя 25 подготавливается цепь запуска фотоимпульсной лампы 39, а в связи с переходом группы контактного выключателя 26 образуется подготовительная связь запуска реле 27. После срабатывания группы контактного выключателя 23, в результате перехода кулачка 19 в симметричное состояние двигатель 17 останавливается, а реле 28, разряжая конденсатор 53 на свою обмотку, импульсно срабатывает. При этом с помощью группы Р2/2 срабатывает фотоимпульсная лампа 39, экспонируя кадр фотожурнала на фотопленку фоторегистратора суперпозируемых ответов 3.

Следующий, 3-й акт программы предусматривает осуществление регистрации ВО в режиме "контроль". На фиг.2 показано соответствующее рабочее положение программных кулачков 20-22, в которое они переходят с позиции II. Процесс перехода в это положение также инициируется нажатием кнопки 31, а последующая работа исполнительных элементов аналогична процессу реализации режима "тест-контроль" (рассмотрено выше) с той разницей, что подготовительная связь выхода первого канала электростимулятора 12 через контактную группу выключателя 26 при этом не образуется, в связи с чем ожидается реализация режима "контроль".

Включение предпочитаемых режимов регистрации (фоторегистратор ФОР 48, магнитофон, компьютер), а также повторная экспозиция информации или холостой ход регистраторов осуществляется посредством манипуляций тумблеров 57-61 и кнопок 31, 56 пульта управления. В дальнейшем управление осуществляется автоматически или циклично с помощью последовательных нажатий на пусковую кнопку 31. Программа эксперимента может быть легко изменена и/или дополнена путем изменения позиции программных кулачков на валу двигателя, а также подключением резервных кулачков 20 с контактными выключателями 24, которые могут быть использованы для автоматического включения в соответствии с требованиями эксперимента дополнительных приборов и устройств (фото-, фоно-, механостимулятора, привода микроинъектора и т.п.). Следует отметить, что полноценный электрофизиологический эксперимент может обеспечиваться при работе в составе установки одного фоторегистратора суперпозируемых ответов с программным механизмом и маркиратором (компьютер, магнитофон и фоторегистратор 48 выключены). Такой режим работы установки наиболее удобен при организации поисковых (пилотных) экспериментов на подопытных животных, связанных с необходимостью применения большого числа проб, многократного изменения в ходе опыта локализации электродов и параметров стимуляции, а также усилением контроля за функциональным состоянием объекта исследования, сопровождающимся просмотром длительных последовательностей отводимых вызванных биопотенциалов. Двигатель фоторегистратора суперпозируемых ответов 3, осуществляющий протяжку экспонируемой ленты и фотожурнала, при необходимости может быть отключен, запуск тестирующих стимулов в этом случае также осуществляется с помощью пусковой кнопки 31.

Таким образом, введение полуавтоматического режима работы электрофизиологической установки, предусматривающего передачу части функций, связанных с программированием эксперимента, управлением тестирующей, преобразовательной и регистрирующей аппаратуры, от компьютера специализированному электромеханическому устройству - коммутатору, выполненному на релейных схемах и контролируемому оператором, оптимально организует человеко-машинный интерфейс в системе управляемого электрофизиологического эксперимента с использованием персонального ВМ компьютера.

Использование в составе установки сконструированного нами фоторегистратора с управляющим программным механизмом и специальным маркиратором позволяет облегчить (оптимизировать) работу исследователя практически на всех этапах электрофизиологического эксперимента: 1) при подготовке и планировании эксперимента (ввод фотожурнала/фотопротокола планируемого опыта, установка кулачкового механизма для программного подключения необходимых приборов и устройств); 2) при выполнении исследования (мониторинг одиночных и суперпозированных ВП, селекция биопотенциалов для их фото, магнитной и машинной регистрации); 3) при редактировании и анализе записанной информации (на основе полной базы данных эксперимента, синхронно зарегистрированных на стандартном фоторегистраторе 48, фоторегистраторе суперпозируемых ответов 3, магнитофоне и жестком диске компьютера).

Следует также отметить, что использование установки в сеансах с формированием обратной связи позволяет испытуемым производить самостоятельный запуск процесса сенсорной стимуляции и регистрации тестируемых электрографических параметров (ЭЭГ, ВП, КГР, зрачковых реакций) с помощью дистанционного нажатия пусковой кнопки 31. Это дает возможность освободить испытуемых от необходимости контакта с экраном монитора, клавиатурой компьютера и дополнительных инструкций экспериментатора в процессе сеанса обучения, что позволяет создать испытуемому благоприятные процедурные условия (выключить посторонние сенсорные раздражители, лечь на кушетку, закрыть глаза и т.д.), необходимые для контроля и коррекции испытуемым своего функционального состояния. При этом также обеспечиваются оптимальные условия для мышечной релаксации, необходимые для безартефактного отведения тестируемых электрографических реакций. У подопытных животных условия для безартефактного отведения биопотенциалов обеспечиваются использованием разработанного нами атравматического головодержателя [Альбертин 1989], который позволяет проводить электрофизиологические исследования с жесткой фиксацией головы животного без применения наркотических веществ и миорелаксантов.

ПРЕИМУЩЕСТВА УСТРОЙСТВА

1. Устройство позволяет создать оптимальные условия для регистрации биопотенциалов, минимизировать влияние артефактов при вводе данных в компьютер и их последующей машинной обработке за счет введения нового узла - фоторегистратора с управляющим программным механизмом и маркиратором, связанным с ЭВМ, пультом управления, средствами воздействия на объект и средствами регистрации ответных реакций.

2. Автоматизированное устройство для регистрации и анализа вызванной биоэлектрической активности мозга испытуемого обеспечивает возможность изменения текущих воздействий при регистрации потенциалов, их маркировании и формировании обратной связи у испытуемых. Данное преимущество достигается за счет введения нового узла - фоторегистратора с управляющим программным механизмом и маркиратором, связанным с ЭВМ, средствами воздействия на объект и средствами регистрации ответных реакций.

3. Устройство обеспечивает надежную регистрацию и сохранение биопотенциалов (ЭЭГ, ВП, КГР) не только в цифровой, но и нативной (аналоговой) форме, допускающей производить оценку и коррекцию результатов эксперимента. Устройство также обеспечивает сохранение данных и продолжение запланированного эксперимента при возникновении различных внештатных ситуаций: программных ошибках, сбоях дисковой памяти, «зависании» используемой операционной системы или аппаратных неисправностях компьютера и устройства ввода/вывода сигналов. Данное преимущество достигается за счет использования блока фоторегистратора с программным механизмом и маркиратором.

4 Устройство позволяет автоматизировать процесс маркирования с возможностью экстренного введения информации в маркирующий кадр, а также освобождает экспериментатора от необходимости ведения протокола в процессе опыта. Данное преимущество достигается за счет того, что маркирование производится в виде лаконичной записи конкретных значений, фиксированнных на отдельную ленту - фотожурнал (фотопротокол), вводимой в плоскость кадрового окна фоторегистратора, а также существенного увеличения маркировочного поля по сравнению с рамкой стандартных фоторегистраторов.

5. Устройство позволяет автоматизировать управление фоторегистратором, отрабатывать подачу тестирующих стимулов и подключать внешние устройства, а также автоматизировать работу электрофизиологической установки посредством коммутации ее электрических цепей. Данное преимущество достигается за счет автоматического построения сменных управляющих цепей путем последовательного образования временных логических связей, их подготовительных и исполнительных элементов, при этом управляющие цепи прерываются посредством обратных связей или работают в импульсном режиме, образование подготовительных элементов цепи осуществляет группа позиционных кулачковых механизмов блока фоторегистратора, а исполнительных элементов - группа реле.

6. Устройство позволяет применить несложные (недорогие) схемы АЦП/ЦАП контроллеров для оцифровки и ввода в компьютер регистрируемых биопотенциалов, подключаемых к последовательному или параллельному портам компьютера, для управления сигналом внешней обратной связи, а также значительно упростить написание программ управления и обработки данных. Данное преимущество достигается за счет введения полуавтоматического режима работы электрофизиологической установки, предусматривающего передачу части функций, связанных с программированием исследования, управлением тестирующей, преобразовательной и регистрирующей аппаратуры, от компьютера специализированному электромеханическому устройству - коммутатору, выполненному на релейных схемах и контролируемому оператором.

7. Устройство позволяет освободить испытуемых от необходимости контакта с экраном монитора, клавиатурой компьютера и дополнительных инструкций экспериментатора в процессе сеанса обучения и, таким образом создать испытуемому в сеансах с формированием обратной связи благоприятные процедурные условия (выключить посторонние сенсорные раздражители, лечь на кушетку, закрыть глаза и т.д.), необходимые для контроля и коррекции испытуемым своего функционального состояния. Данное преимущество достигается за счет предоставления возможности испытуемому производить самостоятельный запуск процесса сенсорной стимуляции и регистрации тестируемых электрографических параметров (ЭЭГ, ВП, КГР, зрачковых реакций) с помощью дистанционного нажатия пусковой кнопки после оценки испытуемым своего функционального состояния.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Альбертин С.В. Устройство для иммобилизации головы животного. Авт. свид. SU 1528473 А1, Бюлл. изобр., 1989, №46.

2. Кулаичев А.П., Каплан А.Я, Системы компьютерного анализа биоэлектрических сигналов. Мир ПК, 1994, No 8, с.95.

3. Пантелеев С.С., Чихман В.И., Молодцов В.О. Автоматизированная электрофизиологическая установка для исследования моторной функции желудочно-кишечного тракта у крыс. Физиол. журн, им. И.М.Сеченова. 1996, т.82, №4, с.135-140 (прототип).

4. Пятигорский Б.Я., Зайтман Г.А., Черкасский В.А., Чинаров В.А. Автоматизированный электрофизиологический эксперимент. Киев "Наукова думка", 1985, с.190.

5. Хилько И.С. (ред.) Фоторегистратор осциллограмм биологический ФОР-2. Описание и паспорт ФОР2-00.00.000ПС, Киев, 1986.

Изобретение относится к физиологии и экспериментальной медицине. Устройство содержит средства воздействия на объект исследования, средства регистрации ответных реакций, включающее датчики, связанные через устройство ввода-вывода сигналов с ЭВМ, и оно также снабжено блоком фоторегистратора с управляющим программным механизмом и маркиратором кадров, выполненным на последовательно соединенных пульте управления, маркираторе кадров, фоторегистраторе суперпозируемых ответов, программирующем устройстве и коммутаторе, связанном с пультом управления, средствами воздействия на объект, средствами регистрации ответных реакций и ЭВМ, причем программирующее устройство фоторегистратора выполнено на кулачковом механизме, коммутатор выполнен на релейных схемах, а маркиратор кадров снабжен средствами для записи протокола воздействий и средствами для регистрации текущих сведений, выполненными в виде лентопротяжного механизма с прозрачной лентой, сопряженного с лентопротяжным механизмом экспонируемой пленки. Средства регистрации ответных реакций снабжены магнитофоном, связанным через коммутатор с пультом управления и датчиками, при этом сигнальный вход магнитофона подключен к микрофону для голосовой записи информации о текущих условиях эксперимента и регистрации сведений от испытуемого. Устройство позволяет создать оптимальные условия для регистрации биопотенциалов, минимизировать влияние артефактов при вводе данных в компьютер и их последующей машинной обработке, обеспечивает возможность изменения текущих воздействий при регистрации потенциалов, их маркировании и формировании обратной связи у испытуемых за счет введения нового узла - фоторегистратора с управляющим программным механизмом и маркиратором, связанным с ЭВМ, пультом управления, средствами воздействия на объект и средствами регистрации ответных реакций. Устройство позволяет автоматизировать управление фоторегистратором и маркиратором, отрабатывать подачу тестирующих стимулов и подключать внешние устройства путем автоматического построения сменных управляющих цепей, последовательного образования временных логических связей, их подготовительных и исполнительных элементов, т.е. обеспечивает расширение области использования устройства. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Автоматизированное устройство для регистрации и анализа вызванной биоэлектрической активности мозга испытуемого, содержащее средства воздействия на объект исследования, средства регистрации ответных реакций, включающее датчики, связанные через устройство ввода-вывода сигналов с ЭВМ, отличающееся тем, что оно снабжено блоком фоторегистратора с управляющим программным механизмом и маркиратором кадров, выполненным на последовательно соединенных пульте управления, маркираторе кадров, фоторегистраторе суперпозируемых ответов, программирующем устройстве и коммутаторе, связанном с пультом управления, средствами воздействия на объект, средствами регистрации ответных реакций и ЭВМ, причем программирующее устройство фоторегистратора выполнено на кулачковом механизме, коммутатор выполнен на релейных схемах, а маркиратор кадров снабжен средствами для записи протокола воздействий и средствами для регистрации текущих сведений, выполненными в виде лентопротяжного механизма с прозрачной лентой, сопряженного с лентопротяжным механизмом экспонируемой пленки.2. Автоматизированное устройство по п.1, отличающееся тем, что средства регистрации ответных реакций снабжены магнитофоном, связанным через коммутатор с пультом управления и датчиками, при этом сигнальный вход магнитофона подключен к микрофону для голосовой записи информации о текущих условиях эксперимента и регистрации сведений от испытуемого.