СПОСОБ ОЦЕНКИ ВРЕМЕНИ ЭКСТРЕННОЙ РЕАКЦИИ ЧЕЛОВЕКА НА ДВИЖУЩИЙСЯ ОБЪЕКТ Российский патент 2011 года по МПК A61B5/16 

Изобретение относится к медицине и предназначено для оценки времени экстренной реакции человека на движущийся объект.

Одним из методов повышения надежности и эффективности профессиональной деятельности человека является диагностика и прогнозирование его функционального состояния. Простым и достаточно точным психофизиологическим показателем функционального состояния является время реакции на движущийся объект [1].

Известен способ оценки времени реакции человека на движущийся объект с использованием обычного стрелочного секундомера, одно деление которого равно 0,01 с. Испытуемые по команде «Можно» нажатием кнопки пускают секундомер и останавливают его в момент достижения стрелкой заданного деления на циферблате. Проводятся 13 измерений, три из которых считаются ориентировочными и при оценке времени реакции на движущийся объект не учитываются. Индикатором реакции на движущийся объект является средняя величина ошибок запаздывания и средняя величина ошибок упреждения. Для оценки средней величины ошибок запаздывания подсчитывается сумма отклонений с положительным знаком и количество ошибок такого рода. Деление суммарной величины ошибок на их количество дает искомую величину. Аналогичным образом вычисляется критерий, характеризующий среднюю величину ошибок упреждения. Сопоставление рассчитанных средних величин дает представление о преобладании средней величины ошибок запаздывания или упреждения, то есть об оценке реакции на движущийся объект [2].

Известен способ определения реакции экстренного торможения, когда испытуемый в такт со звуком метронома производит движения пальцем, которые прекращает сразу после остановки метронома. По количеству «лишних» движений, совершенных после остановки метронома, судят о характере тормозных процессов в коре головного мозга испытуемого [3].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ оценки времени реакции человека на движущийся объект путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора окружности, на которой помещена метка и точечный объект, отличающийся тем, что точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют оценку времени реакции Т_р человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле

где t_i - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - число остановок точечного объекта в области положения метки [4].

Недостатком способов является отсутствие возможности оценки времени экстренной реакции человека на движущийся объект.

Технический результат предлагаемого способа заключается в обеспечении возможности оценки времени экстренной реакции человека на движущийся объект за счет случайного изменения положения метки.

Технический результат достигается тем, что испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещаются метка и точечный объект, точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют оценку времени реакции Т_р человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле

где t_pi - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - число остановок точечного объекта в области положения метки, причем новым является то, что положение метки задают случайным образом в секторе окружности от α_min до α_max, где α_min - угол между радиусом, проходящим через нулевую точку отсчета, и радиусом, ограничивающим начало сектора; α_max - угол между радиусом, проходящим через нулевую точку отсчета, и радиусом, ограничивающим конец сектора, задают время t, необходимое для перемещения точечного объекта от текущего положения до заданного положения метки, последовательно равное 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 с, угловое положение точечного объекта α_т.об. в момент предъявления метки вычисляют по формуле:

где α_v - угловая скорость движения точечного объекта по окружности, град/с; t - заданное время, с; α_м - угол между радиусом, проходящим через нулевую точку отсчета, и радиусом, проходящим через заданную точку положения предъявляемой метки, град; при достижении точечным объектом вычисленного углового положения α_т.об. предъявляют метку, строят график функции Т_р=f (t), находят точку выхода графика на плато; время экстренной реакции человека на движущийся объект принимают равным значению времени реакции Т_р человека на движущийся объект в точке выхода графика на плато.

На фиг.1 представлена окружность, предъявляемая испытуемому на экране видеомонитора, с меткой 1, расположенной в момент предъявления в точке D, и точечным объектом 2, расположенным в момент предъявления метки в точке Е, где точка O - центр окружности; точка А - точка нулевого отсчета, 0°; ∠АОВ=α_min - угол между радиусом, проходящим через нулевую точку отсчета, и радиусом, ограничивающим начало сектора, в котором задается случайным образом положение метки; ∠АОС=α_max - угол между радиусом, проходящим через нулевую точку отсчета, и радиусом, ограничивающим конец сектора, в котором задается случайным образом положение метки; точка D - положение метки, задаваемое случайным образом в секторе окружности от α_min до α_max; ∠AOD=α_м - угол между радиусом, проходящим через нулевую точку отсчета, и радиусом, проходящим через точку D.

Предлагаемый способ оценки времени экстренной реакции человека на движущийся объект осуществляется следующим образом.

Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещен точечный объект 2, движущийся с заданной скоростью по окружности. Положение метки 1 задается случайным образом в секторе окружности от α_min до α_max, где α_min - угол между радиусом, проходящим через нулевую точку отсчета, и радиусом, ограничивающим начало сектора; α_max - угол между радиусом, проходящим через нулевую точку отсчета, и радиусом, ограничивающим конец сектора.

Задают время t, необходимое для перемещения точечного объекта 2 от текущего положения до заданного положения метки 1, последовательно равное 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 с, вычисляют угловое положение точечного объекта 2 α_т.об. в момент предъявления метки 1 по формуле (2). При достижении точечным объектом 2 вычисленного углового положения α_т.об. предъявляют метку 1.

В момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта 2 с меткой 1 испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта 2 по окружности, затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта 2 и метки 1 - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта 2 по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют оценку времени экстренной реакции Т_р человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле (1). Строят график функции T_p=f(t), находят точку выхода графика на плато. Время экстренной реакции человека на движущийся объект принимают равным значению времени реакции человека на движущийся объект Т_р в точке выхода графика на плато.

Следовательно, задавая различное время, необходимое для перемещения движущегося объекта от текущего положения до заданного случайного положения метки, t≥t_смр, t_смр - расчетное время сенсомоторной реакции, равное 0,1 с [5], возможно оценить время экстренной реакции испытуемого на движущийся объект.

Таким образом, заявляемый способ оценки времени экстренной реакции человека на движущийся объект обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.

Пример 1

Испытуемому Ю., 20 лет, на экране видеомонитора персонального компьютера предъявили окружность (фиг.1), на которой помещен точечный объект 2, движущийся с заданной скоростью по окружности. Компьютер задал случайным образом положение метки 1 в секторе окружности от α_min до α_max, где α_min - угол между радиусом, проходящим через нулевую точку отсчета, и радиусом, ограничивающим начало сектора; α_max - угол между радиусом, проходящим через нулевую точку отсчета, и радиусом, ограничивающим конец сектора.

Задали время t, необходимое для перемещения точечного объекта 2 от текущего положения до заданного положения метки 1, равное 0,1 с. Компьютер вычислил угловое положение α_т.об. точечного объекта 2 (фиг.1, точка Е) в момент предъявления метки 1 по формуле (2). При достижении точечным объектом 2 вычисленного углового положения α_т.об. компьютер предъявил метку 1.

Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта 2 по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения точечного объекта 2 с положением метки 1 нажимал клавишу клавиатуры компьютера «Пробел», выполняющую функцию кнопки «Стоп». Компьютер в момент нажатия клавиши «Пробел» останавливал движение точечного объекта 2 по окружности, вычислял ошибку несовпадения положений точечного объекта 2 и метки 1 - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, заносил значение времени ошибки с соответствующим знаком в запоминающее устройство и через 1 с продолжал движение точечного объекта 2 по окружности.

Испытуемый в соответствии с рекомендациями [2] выполнил 13 остановок движения точечного объекта 2 в области положения метки 1, первые три из которых при оценке времени экстренной реакции на движущийся объект не учитывались. В результате тестирования получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки, мс: +153, +133, +174, +153, +33, +117, -62, -106, +161, +86. Оценка времени экстренной реакции испытуемого на движущийся объект, вычисленная по формуле (1), равна +84,2 мс.

Аналогичным образом испытуемый Ю. выполнил тест по оценке времени экстренной реакции человека на движущийся объект при заданном времени t, последовательно равном 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 с. Оценки времени экстренной реакции испытуемого на движущийся объект, вычисленные по формуле (1), приведены в таблице 1, график функции Т_р=f(t) - на фиг.2.

Таблица 1 Время t, с од 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Оценка Т_р, мс 84,2 30,9 10,2 10,0 10,3 10,5

Время экстренной реакции испытуемого на движущийся объект принимают равным 0,3 с, то есть равным значению времени экстренной реакции в точке выхода графика функции Т_р=f(t) на плато.

Пример 2

Испытуемый З., 21 год, аналогично испытуемому Ю., выполнил тест по оценке времени экстренной реакции человека на движущийся объект при заданном времени t, необходимом для перемещения движущегося объекта 2 от текущего положения до заданного случайным образом положения метки 1, последовательно равном 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 с. Оценки времени экстренной реакции испытуемого на движущийся объект, вычисленные по формуле (1), приведены в таблице 2, график функции Т_р=f(t) - на фиг.3.

Таблица 2 Время t, с од 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Оценка Т_р, мс 100,5 43,5 12,6 -1,2 -7,9 -8,1

Время экстренной реакции испытуемого на движущийся объект принимают равным значению 0,5 с, то есть равным значению времени экстренной реакции в точке выхода графика функции Т_р=f(t) на плато.

Выход графика функции Т_р=f(t) на плато в процессе тестирования времени экстренной реакции испытуемых на движущийся объект свидетельствует о том, что оно стабилизировалось и в дальнейшем при возрастании времени t не увеличивается.

Положительный эффект предлагаемого способа оценки времени экстренной реакции человека на движущийся объект подтвержден результатами экспериментального исследования по группе из 10 испытуемых. Время экстренной реакции испытуемых на движущийся объект по группе составило от 0,2 до 0,6 с.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет оценить время экстренной реакции человека на движущийся объект за счет случайного изменения положения метки.

Источники информации

1. Сурнина О.Е., Лебедева Е.В. Половые и возрастные различия времени реакции на движущийся объект у детей и взрослых // Физиология человека. - 2001. - Т.27, №4. - С.56-60.

2. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека / Н.М.Пейсахов, А.П.Кашин, Г.Г.Баранов, Р.Г.Вагапов; Под ред. В.М.Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.

3. Козлов В.А., Морозов А.Д., Лалаев В.И., Родионенко Л.И. Методика определения реакции экстренного торможения // Физиология человека. - 1981. - Т.7. - №1. - С.174-175.

4. Патент 2326595 РФ, A61B 5/16. Способ оценки времени реакции человека на движущийся объект / Песошин А.В., Петухов И.В., Роженцов В.В. - Опубл. 20.06.2008. Бюл. №17.

5. Авторское свидетельство 1320824 СССР, G07C 1/22. Устройство для контроля соревнований / Б.Ф.Лаврентьев, В.В.Роженцов. - Опубл. 30.06.87. Бюл. №24.

Изобретение относится к медицине и предназначено для оценки времени экстренной реакции человека на движущийся объект. Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, по которой движется с заданной скоростью точечный объект, и метку, положение которой задают случайным образом в секторе окружности от α_min до α_max. Метка предъявляется в момент, когда угловое положение точечного объекта достигнет величины α_т.об., которая вычисляется в зависимости от заданного времени t, необходимого для перемещения точечного объекта от текущего до заданного положения метки. В момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта. Вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком. Описанную процедуру повторяют заданное число раз и вычисляют оценку времени реакции Т_р как среднеарифметическое значение ошибок запаздывания и упреждения. Опыт повторяют при значениях t, изменяющихся от 0,1 до 0,6 с. Строят график функции T_p=f(t), находят точку выхода графика на плато. Время экстренной реакции человека на движущийся объект принимают равным значению времени реакции Т_р в точке выхода графика на плато. Способ позволяет оценить время экстренной реакции человека на движущийся объект за счет случайного изменения положения метки. 2 табл., 3 ил.

Способ оценки времени экстренной реакции человека на движущийся объект, заключающийся в том, что испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещаются метка и точечный объект, точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку не совпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют оценку времени реакции Т_р человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле

где t_pi - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - число остановок точечного объекта в области положения метки, отличающийся тем, что положение метки задают случайным образом в секторе окружности от α_min до α_max, где α_min - угол между радиусом, проходящим через нулевую точку отсчета, и радиусом, ограничивающим начало сектора; α_max - угол между радиусом, проходящим через нулевую точку отсчета, и радиусом, ограничивающим конец сектора, задают время t, необходимое для перемещения точечного объекта от текущего положения до заданного положения метки, последовательно равное 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6 с, угловое положение точечного объекта α_т.об в момент предъявления метки вычисляют по формуле:
α_т.об=(360°-α_v·t)+α_м,
где α_v - угловая скорость движения точечного объекта по окружности, град/с; t - заданное время, с; α_м - угол между радиусом, проходящим через нулевую точку отсчета, и радиусом, проходящим через заданную точку положения предъявляемой метки, град; при достижении точечным объектом вычисленного углового положения α_т.об предъявляют метку, строят график функции T_p=f(t), находят точку выхода графика на плато; время экстренной реакции человека на движущийся объект принимают равным значению времени реакции Т_р человека на движущийся объект в точке выхода графика на плато.