УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2006 года по МПК A61B5/16 

Описание патента на изобретение RU2286090C2

Изобретение относится к устройствам для определения психофизиологического состояния человека и может быть использовано для решения разнообразных прикладных и научных задач психофизиологии и медицины труда, в частности для контроля операторской деятельности человека, выполняющего ответственную работу в различных областях практической деятельности, связанных с большими психофизиологическими нагрузками, например на авиационном, железнодорожном, автомобильном транспорте, на предприятиях энергетического комплекса страны, а также для индивидуального самоконтроля функциональных возможностей человека.

Известно устройство для определения изменения эмоционального состояния по речевому сигналу, содержащее блок выделения основного тона, блок умножения, блок формирования модуля разностного сигнала, блок деления, сумматор и индикатор. Блок формирования модуля разностного сигнала, блок умножения выполнен параллельно между выходом блока выделения основного тона и входом блока деления, к выходу которого подключены сумматор и индикатор (см. авторское свидетельство СССР №793575, кл. А 61 В 5/16, 1977).

Недостатками известного устройства являются малая информативность и оперативность, низкая точность диагностических данных.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для определения психофизиологического состояния человека, содержащее блок датчиков, имеющий размещенные с возможностью контакта с пальцами рук человека датчик электрокожного сопротивления и датчик фотоплетизмограммы, соединенные выходами со входами соответствующих каналов преобразования сигналов измерительного блока, подключенных своими выходами через соответственно первый канал обработки сигналов блока обработки сигналов, соответствующий каналу преобразования сигналов для регистрации электрокожного сопротивления и включающий последовательно включенные цифровой фильтр, дифференциатор, узел определения параметров сигнала электрокожного сопротивления и блок определения психоэмоционального состояния человека, и второй канал обработки сигналов блока обработки сигналов, соответствующий каналу преобразования сигналов для регистрации фотоплетизмограммы и включающий последовательно включенные цифровой фильтр, дифференциатор, узел выделения RR-интервалов, вариометр RR-интервалов и анализатор состояния сердечно-сосудистой системы человека ко входам анализатора психофизиологического состояния человека и блок выбора комбинации тест-стимулов, воздействующих на человека (см. патент РФ №2214166, кл. А 61 В 5/16, 2003).

Недостатками известного устройства являются малая оперативность и недостаточная информативность и достоверность.

Техническим результатом, на который направлено предлагаемое устройство для определения психофизиологического состояния человека, является устранение указанных недостатков путем повышения оперативности получения и достоверности результатов диагностики, а также увеличения информативности определения психофизиологического состояния человека и обеспечения надежности и безопасности его профессиональной деятельности, что позволяет контролировать донозологическое состояние различных категорий населения за счет расширения функциональных возможностей.

Данный технический результат достигается за счет того, что устройство для определения психофизиологического состояния человека, содержащее блок датчиков, имеющий размещенные с возможностью контакта с пальцами рук человека датчик электрокожного сопротивления и датчик фотоплетизмограммы, соединенные выходами со входами соответствующих каналов преобразования сигналов измерительного блока, подключенных своими выходами через соответственно первый канал обработки сигналов блока обработки сигналов, соответствующий каналу преобразования сигналов для регистрации электрокожного сопротивления и включающий последовательно включенные цифровой фильтр, дифференциатор, узел определения параметров сигнала электрокожного сопротивления и блок определения психоэмоционального состояния человека, и второй канал обработки сигналов блока обработки сигналов, соответствующий каналу преобразования сигналов для регистрации фотоплетизмограммы и включающий последовательно включенные цифровой фильтр, дифференциатор, узел выделения RR-интервалов, вариометр RR-интервалов и анализатор состояния сердечно-сосудистой системы человека, ко входам анализатора психофизиологическою состояния человека, и блок выбора комбинации тест-стимулов, воздействующих на человека, согласно изобретению, имеет анализатор функциональных возможностей человека, блок датчиков имеет размещенный на руке человека датчик артериального давления крови, выход которого подключен ко входу, по меньшей мере, одного дополнительного канала преобразования сигналов измерительного блока, соединенного выходом со входом дополнительного канала обработки сигналов блока обработки сигналов, включающего последовательно включенные узел выделения пульсограммы из осциллометрического сигнала, соответствующего значению артериального давления крови, узел регистрации систолического и диастолического давления крови и узел определения индекса артериального давления крови, при этом выход анализатора психофизиологического состояния человека и выход дополнительного канала обработки сигналов, являющийся выходом узла регистрации индекса артериального давления крови, связаны со входами анализатора функциональных возможностей человека, который выходом подключен ко входу блока выбора комбинации тест-стимулов, воздействующих на человека, а также за счет того, что канал преобразования сигналов имеет последовательно включенные шумоподавляющий фильтр, усилитель сигналов и аналого-цифровой преобразователь, выход которого является выходом канала преобразования сигналов, входом которого является вход шумоподавляющего фильтра, и, кроме того, за счет того, что узел определения параметров сигнала электрокожного сопротивления выполнен на основе компаратора, функционирующего в режиме сравнения значений заданных параметров сигнала с их опорными значениями.

Данный технический результат также достигается за счет того, что узел выделения RR-интервалов выполнен с использованием компаратора, функционирующего в режиме сравнения амплитуды сигнала, соответствующего регистрируемой фотоплетизмограммы, с заданным опорным значением амплитуды, а также за счет того, что цифровой фильтр выполнен с возможностью понижения частоты дискретизации канала обработки сигналов и изменения степени избирательности выделения поступающих на его вход сигналов, и, кроме того, за счет того, что вариометр RR-интервалов выполнен с возможностью накапливания поступающих на его вход сигналов с последующим определением статистических характеристик RR-интервала на основе полученных данных, а также за счет того, что узел определения индекса артериального давления крови выполнен с возможностью дифференцирования пульсограммы с последующим определением из нее значений систолического и диастолического давления крови.

Технический результат также достигается за счет того, что шумоподавляющий фильтр выполнен в виде фильтра верхних частот, и за счет того, что датчик электрокожного сопротивления выполнен в виде, по меньшей мере, двух металлических электродов, установленных с возможностью подачи на них постоянного напряжения от гальванически изолированного источника питания, и, кроме того, за счет того, что датчик фотоплетизмограммы выполнен в виде, по меньшей мере, одной инфракрасной оптической пары, функционирующей на просвет или отражение с возможностью регистрации кровенаполнения периферических сосудов тела человека.

Данный технический результат достигается за счет того, что блок датчиков расположен на поверхности компьютерной мыши, а также за счет того, что блок датчиков расположен на поверхности штурвала, и, кроме того, за счет того, что блок датчиков расположен на поверхности джойстика, а также за счет того, что блок датчиков расположен на поверхности руля автомобиля.

Технический результат достигается за счет того, что блок датчиков расположен на поверхности клавиатуры, а также за счет того, что блок выбора комбинации тест-стимулов, воздействующих на человека, выполнен в виде звуковых раздражителей, и, кроме того, за счет того, что блок выбора комбинации тест-стимулов, воздействующих на человека, выполнен в виде световых раздражителей.

Сущность предлагаемого устройства для определения психофизиологического состояния человека иллюстрируется на фиг.1, где изображена блок-схема устройства; на фиг.2 изображена блок-схема анализатора психофизиологического состояния (ПФС) человека; на фиг.3 - блок-схема двухпорогового компаратора.

Устройство для определения психофизиологического состояния человека содержит последовательно соединенные между собой блок 1 датчиков, состоящий из датчика электрокожного сопротивления (ЭКС), датчика фотоплетизмограммы (ФПГ) и датчика артериального давления крови (АД) человека, многоканальный измерительный блок 2 сигналов с блока 1 датчиков, многоканальный блок 3 обработки сигналов с соответствующих датчиков блока 1, анализатор 4 психофизиологического состояния (ПФС) человека, блок 5 выбора комбинации тест-стимулов, воздействующих на человека. На фиг.1 также показаны датчик ЭКС 6, датчик ФПГ 7, шумоподавляющие фильтры 8, 9, усилители 10, 11, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 12, 13, цифровые фильтры 14, 15, дифференциаторы 16, 17, узел 18 определения параметров сигнала электрокожного сопротивления (ЭКС), узел 19 выделения RR-интервалов, блок 20 определения психоэмоционального состояния человека, вариометр 21 RR-интервалов, анализатор 22 состояния сердечно-сосудистой системы человека, датчик 23 артериального давления крови (АД) человека, шумоподавляющий фильтр 24, усилитель 25, АЦП 26, узел 27 выделения пульсограммы из осциллометрического сигнала, соответствующего значениям артериального давления человека, узел 28 регистрации систолического и диастолического давления крови, узел 29 регистрации индекса артериального давления (ИАД) и анализатор 30 функциональных возможностей человека (АФВ).

Узлы 27, 28 и 29 образуют канал обработки сигналов многоканального блока 3.

Датчик 23 содержит исполнительные органы тонометра - помпу, датчик давления и клапан. Давление в манжете измеряется электронным абсолютным датчиком давления. Выход с датчика 23, который формирует электрический аналоговый осциллометрический сигнал, подключен к шумоподавляющему фильтру 24. Фильтр 24 является шумомодавляющим фильтром, с которого снимается очищенный осциллометрический сигнал и подается на вход усилителя 25.

В узле 29 происходит вычисление текущего индекса артериального давления путем сравнения значений верхнего и нижнего давлений и их разницы с трехмерным массивом значений интегративных показателей, полученных на большой популяционной выборке. Значение текущего интегративного показателя артериального давления подается на вход блока 30, на который также поступает значение измеренного показателя - индекса напряжения сердечно-сосудистой системы человека (ИНССС).

При этом выходы датчика ЭКС 6, датчика ФПГ 7 и датчика АД 23 блока 1 соединены через шумоподавляющие фильтры 8, 9, 24 и усилители 10, 11, 25 с аналого-цифровыми преобразователями АЦП 12, 13, 26 измерительного блока 2, преобразующими аналоговые сигналы с датчиков 6, 7 и 23 в цифровые коды. Блок 3 обработки сигналов выполнен в виде последовательно соединенных по каналу каждого датчика цифровых фильтров 14, 15, дифференциаторов 16, 17. Этот блок также содержит узел 18 определения параметров сигнала ЭКС (амплитуда импульса, скорость нарастания, латентный период, площадь под кривой), узел 19, сравнивающий амплитуду сигнала ФПГ с опорным значением. Выход узла 18 соединен с блоком 20 определения психоэмоционального состояния человека (ПЭС) по зависимости между величиной ЭКС и степенью эмоционального напряжения человека. Выход узла 19 соединен с вариометром 21 RR-интервалов, накапливающим массив их значений и определяющим их вариабельность (степень изменчивости). Выход вариометра 21 соединен с анализатором 22 состояния сердечно-сосудистой системы (ССС), определяющим уровень напряжения регуляторных механизмов ССС. Выходы двух каналов блока 3 обработки сигналов соединены с анализатором 4 психофизиологического состояния (ПФС), выход которого соединен с блоком 30 анализатора функциональных возможностей человека, который вырабатывает индекс функциональных возможностей (ИФВ), который поступает на вход блока 5 выбора комбинации тест-стимулов, стимулирующих психофизиологические реакции человека.

С выхода входящего в данное устройство датчика 23 сигналы поступают на вход соответствующего дополнительного канала измерительного блока 2, который содержит шумоподавляющий фильтр 24, усилитель 25 и АЦП 26. С выхода данного канала, т.е. с выхода АЦП 26 сигнал идет на вход узла 27 выделения пульсограммы из осциллометрического сигнала, а с его выхода преобразованным поступает на вход узла 28, причем выход узла 28 подключен ко входу узла 29 регистрации индекса артериального давления, который выходом соединен с одним из входов анализатора 30 функциональных возможностей человека. В анализаторе 30 происходит вычисление текущего индекса функциональных возможностей (ИФВ) путем сравнения значений ИАД и ИНССС с двумерным массивом значений интегративных показателей, полученных на большой популяционной выборке.

Устройство для определения психофизиологического состояния работает следующим образом.

Блок 1 датчиков размещен на запястье и пальцах руки человека. Во время работы устройства кожный покров пальцев человека контактирует с датчиками ЭКС 6 и ФПГ 7. Датчик ЭКС 6 выполнен, например, в виде двух металлических электродов, на которые подают постоянное напряжение от гальванически изолированного источника питания порядка 0,5 В. ЭКС - тоническая составляющая сопротивления кожи человека - это сложный интегративный показатель деятельности коры головного мозга, отражающий, в частности, психоэмоциональное состояние человека. Одновременно с помощью датчика 7 фотоплетизмограммы снимают сигнал, пропорциональный кровенаполнению периферических сосудов пальца человека. Датчик ФПГ 7 представляет собой инфракрасную оптическую пару, например, светодиод и фототранзистор, работающую на просвет или отражение и измеряющую величину, пропорциональную кровенаполнению периферических сосудов человека. Сигналы с датчиков ЭКС 6 и ФПГ 7 соответственно поступают на входы фильтров 8 и 9 (выполнены в виде фильтров верхних частот) для выделения полезного сигнала. После прохождения фильтров сигналы усиливают усилителями 10 и 11 до уровня, необходимого для преобразования в цифровой вид с помощью стандартных аналого-цифровых преобразователей 12 и 13, например, до уровня 5 В. АЦП работают на частоте, во много раз превышающей частоту полезного сигнала. Цифровой сигнал с выхода АЦП поступает на цифровые фильтры 14 и 15 для понижения частоты дискретизации и избирательной фильтрации сигнала. Далее сигнал поступает на дифференциаторы 16 и 17 для выделения передних фронтов, которые характеризуют временные параметры измеряемых сигналов. С выхода дифференциатора 17 сигнал поступает на узел 19, который сравнивает уровень сигнала с опорным и выделяет RR-интервалы. С выхода дифференциатора 16 сигнал поступает на узел 18, который определяет параметры сигнала ЭКС - амплитуду, скорость нарастания, латентный период и площадь по сравнению с заданными средними значениями, которые передаются затем на блок 20 определителя психоэмоционального состояния человека (ПЭС). Блок ПЭС 20 по соотношению параметров ЭКС определяет характеристики эмоционального состояния человека в терминах «активация - торможение». С выхода узла 19 сигналы с различной длительностью, соответствующей определенному RR-интервалу, подаются на вариометр 21, который накапливает и определяет статистические характеристики массива RR-интервалов. Полученные данные подают на анализатор 22 состояния сердечно-сосудистой системы (ССС), который определяет состояние ССС по соответствующей матрице состояний. Параметры психоэмоционального и физиологического состояния поступают на анализатор 4 психофизиологического состояния (ПФС) человека, который в зависимости от их значений вырабатывает сигнал ИНССС, поступающий на вход блока 30 анализатора функциональных возможностей. В блоке 30 по параметрам ИАД и ИНССС происходит вычисление индекса функциональных возможностей (ИФВ), который поступает на блок 5 выбора комбинации тест-стимулов.

Анализаторы 4 и 30 выполнены и функционируют идентично, они отличаются только типом данных, которые они обрабатывают. В качестве анализаторов 5 и 30 может быть использовано, например, сравнивающее устройство с двумя порогами, описанное в патенте RU 2118841. Анализаторы 4 и 30 могут быть выполнены как двухпороговыми, так и многопороговыми, реализованными по тому же принципу.

Эти блоки предназначены для получения на выходе одномерной оценки (линеаризации) какого-либо параметра, характеризующего функциональное состояние человека, по двум независимым параметрам на входе блока.

Работа блоков 4 и 30 основана на процедуре шкалирования (scaling) параметра, поступающего на вход блока. Параметр может меняться (непрерывно или дискретно) в определенном диапазоне значений, который получен статистическими методами при обработке большой популяционной выборки. Весь диапазон возможных значений разбивается с помощью N порогов на N участков, для каждого из которых существует своя формализованная оценка функциональных резервов, при этом величина числа N определяет степень детализации этой оценки.

Процедура шкалирования может быть реализована на схеме многопорогового компаратора с числом порогов, равным N. Опишем работу анализаторов на примере двумерного анализатора 30 с двумя порогами N=2.

На вертикальные входы блока (фиг.2) подается сигнал напряжением U1, которое пропорционально Индексу Артериального давления (ИАД). Сигнал поступает на элементы 31 и 32, которые являются двухпороговыми компараторами. Пороги П1 и П2 этих элементов подобраны таким образом, чтобы разбить весь диапазон изменения ИАД на два участка. Выходной сигнал с компараторов поступает на входы элементов 33, 34, 35 и 36, которые являются логическим элементами И-НЕ.

На горизонтальные входы блока подается сигнал напряжением U2, которое пропорционально Индексу Напряжения Сердечно Сосудистой Системы (ИНССС). Сигнал поступает на элементы 37 и 38, которые являются двухпороговыми компараторами. Пороги П1 и П2 этих элементов (фиг.3) подобраны таким образом, чтобы разбить весь диапазон изменения ИНССС на два участка. Выходной сигнал с компараторов поступает на входы элементов 33, 34, 35 и 36.

Таким образом, на выходе элементов 33, 34, 35 и 36 формируется активный (низкий) сигнал на том элементе, номер которого соответствует формализованной одномерной оценке Индекса Функциональных Возможностей (ИФВ).

В качестве элементов блока могут быть использованы следующие элементы:

33,34,35,36К176ЛА739К176ЛЕ540,41УД140А

Блок 5 представляет собой электронное устройство, предъявляющее комбинацию звуковых, речевых, графических, текстовых, световых и т.п.воздействий на человека. Реакции человека на тест-стимулы в виде физиологических параметров регистрируют блоком 1 датчиков, тем самым создавая обратную биологическую связь системы «человек-машина».

Для оценки психофизиологического состояния человека помимо физиологических каналов ФПГ и ЭКС используются параметры артериального давления (систолическое давление, диастолическое давление и их разница), которые регистрируются электронным автоматическим тонометром, входящим в состав датчика 23. При этом при работе данного устройства большая информативность достигается за счет совместного анализа состояния сердечно-сосудистой системы (ССС) и параметров артериального давления. Подобный подход позволяет определять не только уровень напряжения ССС, но и ее физиологические резервы.

Параметры артериального давления определяются тонометром осциллометрическим способом с использованием компрессионной манжеты, которая закрепляется на запястье руки человека. При этом датчик 23 содержит исполнительные органы тонометра - помпу, датчик давления и клапан. Давление в манжете измеряется электронным датчиком абсолютного давления. Выход с датчика 23, который формирует электрический аналоговый осциллометрический сигнал, подключен к входу фильтра 24.

Узел 24 является шумоподавляющим фильтром, с которого снимается очищенный осциллометрический сигнал и подается на вход усилителя 25.

Усиленный аналоговый сигнал поступает на АЦП 26, в котором происходит преобразование его в цифровую форму.

Далее цифровой сигнал поступает на вход узла 27, в котором происходит выделение пульсограммы из осциллометрического сигнала путем его фильтрации фильтром нижних частот.

С выхода узла 27 пульсограмма подается на вход узла 28, в котором путем дифференцирования сигнала и обработкой его двумя компараторами выделяются верхнее (систолическое) и нижнее (диастолическое) давление. Параметры давления подаются в узел 29. В узле 29 происходит вычисление текущего ИАД путем сравнения значений верхнего и нижнего давлений и их разницы с трехмерным массивом значений интегративных показателей, полученных на большой популяционной выборке. Значение текущего интегративного показателя артериального давления подается на вход анализатора 30, на который также поступает значение измеренного показателя ИНССС.

В анализаторе 30 происходит вычисление текущего ИФВ путем сравнения значений ИАД и ИНССС с двумерным массивом значений интегративных показателей, полученных на большой популяционной выборке.

Рассмотрим работу устройства для определения психофизиологического состояния человека на конкретном примере использования его для релаксации человека. Сигналы с выходов блока 1 датчиков, регистрирующие ЭКС и фотоплетизмограмму, обрабатывают измерительным блоком 2 и в цифровом виде подают на блок 3 обработки сигналов, который определяет параметры психоэмоционального (ПЭС) и физиологического состояния человека. Параметры психоэмоционального и физиологического состояния поступают на анализатор 4 психофизиологического состояния (ПФС) человека, который в зависимости от их значений вырабатывает сигнал ИНССС, поступающий на вход блока 30 анализатора функциональных возможностей. В блоке 30 по параметрам НАД и ИНССС происходит вычисление индекса функциональных возможностей (ИФВ), который поступает на блок 5 выбора комбинации тест-стимулов.

Этот блок 5 отображает, например, на экране монитора, в графическом виде, в виде цветовой гаммы или образных представлений аудио-видео характера текущее состояние человека, что, образуя биологическую обратную связь, приводит к его сознательному изменению и последующему улучшению функциональных возможностей человека.

Измерительный блок 2 выполнен в виде автономного блока и может иметь интерфейс с компьютером типа USB. АЦП измерительного блока 2 может иметь 12 разрядов и быстродействие порядка 100 мкс. Целесообразно использовать один АЦП (возможно с последовательным интерфейсом) и аналоговый мультиплексор на 2 входа для коммутации измерительных каналов ФПГ и ЭКС. Изготовление всего устройства не требует применения специальных технологий и может быть реализовано по стандартной схеме изготовления радиоэлектронной аппаратуры. Вся элементная база выпускается серийно и доступна для свободного приобретения. Работа устройства апробирована на системах, функционирующих в области авиакосмической медицины.

Устройство для определения психофизиологического состояния человека позволяет повысить оперативность, достоверность и информативность определения психофизиологического состояния человека, а также обеспечить надежность и безопасность профессиональной деятельности. Это позволит сохранить здоровье различных категорий населения за счет расширения функциональных возможностей.

Похожие патенты RU2286090C2

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА 2001
  • Бережной В.Н.
  • Брыксин В.Н.
  • Талалаев А.А.
RU2214166C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ НАДЕЖНОСТИ СПЕЦИАЛИСТА ЭКСТРЕМАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2008
  • Гриценко Геннадий Николаевич
  • Колючкин Сергей Николаевич
  • Седин Виктор Иванович
  • Смирнов Борис Павлович
RU2392860C1
СПОСОБ НОРМИРОВАНИЯ ЛЁТНОЙ НАГРУЗКИ ЛЁТЧИКА ВЕРТОЛЁТА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ УПРАЖНЕНИЯ "ВИРАЖ" 2021
  • Коронков Сергей Олегович
  • Хабибуллин Газинур Абдулхакович
  • Богомолов Алексей Валерьевич
  • Шишов Анатолий Анатольевич
  • Загребина Софья Александровна
RU2764053C1
СПОСОБ НОРМИРОВАНИЯ ЛЁТНОЙ НАГРУЗКИ ЛЁТЧИКА ВЕРТОЛЁТА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ УПРАЖНЕНИЯ "ПИКИРОВАНИЕ" 2021
  • Коронков Сергей Олегович
  • Хабибуллин Газинур Абдулхакович
  • Богомолов Алексей Валерьевич
  • Филатов Владимир Николаевич
  • Замышляева Алена Александровна
RU2765533C1
СПОСОБ НОРМИРОВАНИЯ ЛЁТНОЙ НАГРУЗКИ ЛЁТЧИКА ВЕРТОЛЁТА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ УПРАЖНЕНИЯ "ГОРКА" 2021
  • Коронков Сергей Олегович
  • Хабибуллин Газинур Абдулхакович
  • Богомолов Алексей Валерьевич
  • Дворников Михаил Вячеславович
  • Бычков Евгений Викторович
RU2765534C1
СПОСОБ НОРМИРОВАНИЯ ЛЁТНОЙ НАГРУЗКИ ЛЁТЧИКА ВЕРТОЛЁТА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ УПРАЖНЕНИЯ "ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ПОЛЕТ" 2021
  • Коронков Сергей Олегович
  • Хабибуллин Газинур Абдулхакович
  • Богомолов Алексей Валерьевич
  • Солдатов Сергей Константинович
  • Свиридюк Георгий Анатольевич
RU2765530C1
СПОСОБ НОРМИРОВАНИЯ ЛЁТНОЙ НАГРУЗКИ ЛЁТЧИКА ВЕРТОЛЁТА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ УПРАЖНЕНИЯ "СПИРАЛЬ ЛЕВАЯ ВОСХОДЯЩАЯ" 2021
  • Коронков Сергей Олегович
  • Хабибуллин Газинур Абдулхакович
  • Богомолов Алексей Валерьевич
  • Кисляков Юрий Юрьевич
  • Котлованов Константин Юрьевич
RU2764052C1
СПОСОБ НОРМИРОВАНИЯ ЛЁТНОЙ НАГРУЗКИ ЛЁТЧИКА ВЕРТОЛЁТА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ УПРАЖНЕНИЯ "ФОРСИРОВАННЫЙ ВИРАЖ" 2021
  • Коронков Сергей Олегович
  • Хабибуллин Газинур Абдулхакович
  • Богомолов Алексей Валерьевич
  • Солдатов Евгений Сергеевич
  • Конкина Александра Сергеевна
RU2765532C1
СПОСОБ НОРМИРОВАНИЯ ЛЁТНОЙ НАГРУЗКИ ЛЁТЧИКА ВЕРТОЛЁТА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ УПРАЖНЕНИЯ "СПИРАЛЬ ПРАВАЯ НИСХОДЯЩАЯ" 2021
  • Коронков Сергей Олегович
  • Хабибуллин Газинур Абдулхакович
  • Богомолов Алексей Валерьевич
  • Хабибуллин Наиль Абдулхакович
  • Манакова Наталья Александровна
RU2764054C1
СПОСОБ НОРМИРОВАНИЯ ЛЁТНОЙ НАГРУЗКИ ЛЁТЧИКА ВЕРТОЛЁТА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ УПРАЖНЕНИЯ "ГАШЕНИЕ СКОРОСТИ" 2021
  • Коронков Сергей Олегович
  • Хабибуллин Газинур Абдулхакович
  • Богомолов Алексей Валерьевич
  • Солдатов Алексей Сергеевич
  • Бычков Евгений Викторович
RU2765531C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 286 090 C2

Реферат патента 2006 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА

Изобретение относится к устройствам для определения психофизиологического состояния человека и может быть использовано для решения разнообразных прикладных и научных задач психофизиологии и медицины труда, в частности для контроля операторской деятельности человека, выполняющего ответственную работу в различных областях практической деятельности, связанных с большими психофизиологическими нагрузками, например на авиационном, железнодорожном, автомобильном транспорте, на предприятиях энергетического комплекса страны, а также для индивидуального самоконтроля функциональных возможностей человека. Устройство позволяет повысить оперативность получения и достоверность результатов диагностики, а также увеличить информативность определения психофизиологического состояния человека и обеспечить надежность и безопасность его профессиональной деятельности. Устройство содержит блок датчиков, имеющий размещенные с возможностью контакта с пальцами рук человека датчик электрокожного сопротивления и датчик фотоплетизмограммы, соединенные выходами со входами соответствующих каналов преобразования сигналов измерительного блока, подключенных своими выходами через соответственно первый канал обработки сигналов блока обработки сигналов, соответствующий каналу преобразования сигналов для регистрации электрокожного сопротивления и включающий последовательно включенные цифровой фильтр, дифференциатор, узел определения параметров сигнала электрокожного сопротивления и блок определения психоэмоционального состояния человека, и второй канал обработки сигналов блока обработки сигналов, соответствующий каналу преобразования сигналов для регистрации фотоплетизмограммы и включающий последовательно включенные цифровой фильтр, дифференциатор, узел выделения RR-интервалов, вариометр RR-интервалов и анализатор состояния сердечно-сосудистой системы человека, ко входам анализатора психофизиологического состояния человека, и блок выбора комбинации тест-стимулов, воздействующих на человека, имеет анализатор функциональных возможностей человека, блок датчиков имеет размещенный на руке человека датчик артериального давления крови, выход которого подключен ко входу, по меньшей мере, одного дополнительного канала преобразования сигналов измерительного блока, соединенного выходом со входом дополнительного канала обработки сигналов блока обработки сигналов, включающего последовательно включенные узел выделения пульсограммы из осциллометрического сигнала, соответствующего значению артериального давления крови, узел регистрации систолического и диастолического давления крови и узел определения индекса артериального давления крови. Анализатор психофизиологического состояния человека и дополнительный канал обработки сигналов, являющийся выходом узла регистрации индекса артериального давления крови, связаны выходами со входами анализатора функциональных возможностей человека, который выходом подключен ко входу блока выбора комбинации тест-стимулов, воздействующих на человека. 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 286 090 C2

1. Устройство для определения психофизиологического состояния человека, содержащее блок датчиков, имеющий размещенные с возможностью контакта с пальцами рук человека датчик электрокожного сопротивления и датчик фотоплетизмограммы, соединенные выходами со входами соответствующих каналов преобразования сигналов измерительного блока, подключенных своими выходами через соответственно первый канал обработки сигналов блока обработки сигналов, соответствующий каналу преобразования сигналов для регистрации электрокожного сопротивления и включающий последовательно включенные цифровой фильтр, дифференциатор, узел определения параметров сигнала электрокожного сопротивления и блок определения психоэмоционального состояния человека, и второй канал обработки сигналов блока обработки сигналов, соответствующий каналу преобразования сигналов для регистрации фотоплетизмограммы и включающий последовательно включенные цифровой фильтр, дифференциатор, узел выделения RR-интервалов, вариометр RR-интервалов и анализатор состояния сердечно-сосудистой системы человека к входам анализатора психофизиологического состояния человека, и блок выбора комбинации тест-стимулов, воздействующих на человека, отличающееся тем, что оно имеет анализатор функциональных возможностей человека, блок датчиков имеет датчик артериального давления крови человека, выход которого подключен к входу, по меньшей мере, одного дополнительного канала преобразования сигналов измерительного блока, соединенного выходом с входом дополнительного канала обработки сигналов блока обработки сигналов, включающего последовательно включенные узел выделения пульсограммы из осциллометрического сигнала, соответствующего значению артериального давления крови, узел регистрации систолического и диастолического давления крови и узел определения индекса артериального давления крови, при этом выход анализатора психофизиологического состояния человека и выход дополнительного канала обработки сигналов, являющийся выходом узла регистрации индекса артериального давления крови, связаны со входами анализатора функциональных возможностей человека, который выходом подключен ко входу блока выбора комбинации тест-стимулов, воздействующих на человека.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что канал преобразования сигналов имеет последовательно включенные шумоподавляющий фильтр, усилитель сигналов и аналого-цифровой преобразователь, выход которого является выходом канала преобразования сигналов, входом которого является вход шумоподавляющего фильтра.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел определения параметров сигнала электрокожного сопротивления выполнен на основе компаратора, функционирующего в режиме сравнения значений заданных параметров сигнала с их опорными значениями.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел выделения RR-интервалов выполнен с использованием компаратора, функционирующего в режиме сравнения амплитуды сигнала, соответствующего регистрируемой фотоплетизмограммы с заданным опорным значением амплитуды.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цифровой фильтр выполнен с возможностью понижения частоты дискретизации канала обработки сигналов и изменения степени избирательности выделения поступающих на его вход сигналов.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вариометр RR-интервалов выполнен с возможностью накапливания поступающих на его вход сигналов с последующим определением статистических характеристик RR-интервала на основе полученных данных.7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел определения индекса артериального давления крови выполнен с возможностью дифференцирования пульсограммы с последующим определением из нее значений систолического и диастолического давлений крови.8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шумоподавляющий фильтр выполнен в виде фильтра верхних частот.9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик электрокожного сопротивления выполнен в виде, по меньшей мере, двух металлических электродов, установленных с возможностью подачи на них постоянного напряжения от гальванически изолированного источника питания.10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик фотоплетизмограммы выполнен в виде, по меньшей мере, одной инфракрасной оптической пары, функционирующей на просвет или отражение с возможностью регистрации кровенаполнения периферических сосудов тела человека.11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок датчиков расположен на поверхности компьютерной мыши.12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок датчиков расположен на поверхности штурвала.13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок датчиков расположен на поверхности джойстика.14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок датчиков расположен на поверхности руля автомобиля.15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок датчиков расположен на поверхности клавиатуры.16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок выбора комбинации тест-стимулов, воздействующих на человека, выполнен в виде звуковых раздражителей.17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок выбора комбинации тест-стимулов, воздействующих на человека, выполнен в виде световых раздражителей.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2286090C2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА 2001
  • Бережной В.Н.
  • Брыксин В.Н.
  • Талалаев А.А.
RU2214166C2
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И ОЦЕНКИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 2002
  • Холодный Ю.И.
  • Фесенко А.В.
  • Степанов Н.М.
  • Сошников А.П.
RU2203614C1
Устройство для оценки показателей,характеризующих состояние различных физиологических систем организма 1987
  • Зуфрин Александр Михайлович
  • Ройтбург Юрий Семенович
  • Штюрмер Святослав Юрьевич
  • Куликов Андрей Сергеевич
  • Ильин Сергей Борисович
SU1584906A1
US 5741217 A, 21.04.1998.

RU 2 286 090 C2

Авторы

Брыксин Владимир Николаевич

Кавджарадзе Максим Геннадьевич

Колончин Виктор Семенович

Даты

2006-10-27Публикация

2004-09-23Подача