Устройство для психофизиологических исследований Советский патент 1992 года по МПК A61B5/16 

9

сл

С

Изобретение относится к медицинской технике и может быть применено в клиниках и научно-исследовательских лабораториях для оценки состояния двигательного анализатора человека. В устройство введены второй 13 и третий 15 счетчики, первый 8 и второй 12 триггеры, коммутатор 4, дешифратор 5, блок 16 выбора режима индикации и элементы индикации. С помощью устройства достоверно определяют психофизиологическое состояние человека путем выделения сигнала касания с учетом психофизиологических констант, что позволяет стандартизировать аналогичные приборы. Это дает возможность объективной оценки функционального состояния человека и сопоставимости результатов исследований, получаемых разными экспериментаторами. 1 ил.

ч XI о со

00

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для проведения психофизиологического тестирования: для определения работоспособности и утомления, для целей профотбора.

При анализе динамики работоспособности необходимо обязательное проведение психофизиологических исследований в процессе труда. Среди множества психофизиологических методов исследования целесообразно пользоваться наиболее доступными. Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно лишь к одному явлению - мышечному движению. В этой связи оценка состояния двигательного анализатора представляет особый интерес.

Для проведения исследований, особенно непосредственно на рабочих местах, в целях оценки состояния двигательного анализатора изучается сенсомоторная координация, тремор кистей. Мышечный тремор используется в качестве теста утомления.

Для оценки сенсомоторной координации испытуемым предлагается провести металлическим штифтом по вырезанной фигурной щели, не касаясь ее краев. При этом касания фиксируются импульсным счетчиком, а их длительность - электрическим секундомером. Известное устройство по авт. св. N 1482660. кл А 61 В 5/10, имеет антидребезговую защиту, что устраняет вариации крутизны сигнала интегрированного дребезга.

Наиболее близким к изобретению является устройство по авт. св. № 1407482, кл. А 61 В 5/16, 1986, содержащее электропроводный щуп, электропроводный планшет с фигурным вырезом, счетчик касаний, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частоты, формирователь импульса, схему ИЛИ, схему И, а также схему защиты от дребезга, входы которой соединены с выходом генератора тактовых импульсов и электропроводным щупом, а выходы соединены с вторым входом делителя частоты и вторым входом схемы ИЛИ, нормально замкнутую кнопку Пуск, один из контактов которой соединен с общей шиной и электропроводным планшетом с фигурным вырезом, а другой соединен с входом таймера и вторым входом счетчика касаний, причем выход таймера соединен с вторым входом схемы И. Данное устройство позволяет устранить дребезг и длительное касание. Причем длительность импульса генератора тактовых импульсов выбрана в диапазоне 0,005-0,01 с. Принцип формирования сигнала касания по авт. ев № 1407482. 1482G60 позволяет

достоверно сформировать передний сигнал касания и правильно начать отсчет диагностически значимого показателя длительность касания. Однако выбранный

принцип формирования сигнала касания и дискреты импульсов генератора тактовых импульсов имеют следующие недостатки. Устройство может иметь погрешность в определении формирования заднего фронта

0 сигнала касания длительностью от 1 до 9 мс. Величина импульсов тактового генератора импульсов, принятая в устройстве, излишне повышает чувствительность термометра, что приводит к появлению ложных касаний.

5 Искажения определения длительности касания и появление ложных касаний вносят помехи в диагностику психофизиологического состояния человека, определяемого с помощью данного устройства.

0 Цель изобретения - повышение достоверности результатов исследования путем комплексной оценки измеряемых параметров.

Для достижения поставленной цели в

5 устройство для психофизиологических исследований, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом делителя частоты, первый счетчик, формирователь, электропроводный щуп и

0 планшет с лабиринтом, введены второй и третий счетчики, контакты начала и конца эксперимента, первый и второй триггеры, коммутатор, дешифратор, блок выбора режима индикатора и элемент индикации,

5 вход которого соединен с выходом дешифратора, вход которого соединен с выходом коммутатора, первый вход которого соединен с выходом блока выбора режима индикации, второй вход соединен с выходом

0 первого счетчика, вход которого соединен с первым выходом делителя частоты и первым входом второго счетчика, второй вход которого соединен с выходом второго триггера и первым входом формирователя, вто5 рой вход которого соединен с вторым выходом делителя частоты, третий выход которого соединен с первым входом первого триггера, второй и третий входы которого соединены с контактами начала и конца экс0 перимента и первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с электропроводным щупом, при этом вход планшета соединен с шиной нулевого потенциала, третий вход коммутатора соеди5 нен с выходом второго счетчика, а четвертый вход коммутатора - с выходом третьего счетчика, вход которого соединен с выходом формирователя.

Для определения длительности иг пуль- са тактового генератора, участвующего в

формировании сигнала касания, учитывалось, что нормальные частоты тремора, отмеченные различными исследователями, укладываются в полосу от 2 до 23 Гц и теоретическая длительность одного касания может колебаться в диапазоне от 250 до 21,7 мс. Округленная минимальная величина длительности одного касания - 20 мс была принята за дискрету, позволяющую выделить одно касание. При определении суммарного времени касания учитывалось, что при касании контактов происходит от 10 до 100 касаний. Предлагаемое устройство считывает все фактическое непреобразованное касание. Для повышения точности определения суммарного времени касания выбрана дискрета 1 мкс.

Устройство для психофизиологических исследований содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 частоты, первый счетчик 3, коммутатор 4, дешифратор 5, элемент индикации 6, электропроводный щуп 7, первый триггер 8, контакт 9 начала и контакт 10 конца эксперимента, планшет 11 с лабиринтом, второй триггер 12, второй счетчик 13, формирователь 14, третий счетчик 15, блок выбора режима индикации 16.

Устройство работает следующим образом. В начале эксперимента испытуемый устанавливает щуп на контакт 9. Со щупа подается сигнал на установочный вход триггера 8, выход которого удерживает счетчики в нулевом состоянии. После начала эксперимента при движении щупа последний освобождает контакт 9, триггер 8 перекидывается и разрешает работу счетчика 3 времени эксперимента. В случае касания щупом стенок лабиринта планшета 11 на D-вход триггера касания 12 поступает нулевой уровень, тактовыми импульсами с периодом 1 мкс триггер устанавливается и разрешает работу счетчика 13 времени касания, который суммирует общее время касаний.

Для определения истинного числа касаний в схему введен формирователь сигнала касаний, представляющий собой счетчик, на сбросовый вход которого поступает сигнал с триггера 12 касаний, а на другой вход - счетно-тактовые импульсы с делителя 2 частоты. Сигнал на выходе формирователя 14 появится только в случае, если время касания превышает 20 мс, что позволяет не учитывать импульсы дребезга, неизбежно возникающего в начале и конце касания.

Сформированные импульсы отсчитываются счетчиком касаний 15. В конце эксперимента щуп доходит до конца дорожки и касается контакта 10 При этом высокий уровень подается на сбросовый вход триггера

можно поочередно вывести показатель общего времени эксперимента, суммарного времени касаний и числа касаний. По показателям суммарного времени касаний и числа касаний рассчитывается показатель

среднее время одного касания. Оценка психофизиологического состояния человека производится с учетом показателей: время эксперимента, количество касаний, среднее время одного касания.

Пример. Испытуемым предложено провести штифтом по фигурной щели токо- проводного планшета, не касаясь ее краев. Проба выполняется стоя. Локоть ее прижат к туловищу и не имеет точки опоры. То же

относится и к кисти. Испытуемые предупреждены о том, что слишком бопьшая скоро- сть проведения штифта по щели нежелательна, так как при этом страдает качество выполнения задания.

Длительность выполнения задания 14,2 с. Суммарное время касаний 1620 мс. Количество касаний 12. Средняя продолжительность одного касания 135 мс.

Длительность выполнения задания 20,4 с. Суммарное время касаний 120 мс. Количество касаний 5. Средняя продолжительность одного касания 24 мс.

Длительность выполнения задания 34,5 с. Суммарное время касаний 4700 мс. Количество касаний 34. Средняя продолжительность одного касания 134 мс.

Оценка психофизиологического состояния испытуемых.

Нормальное выполнение задания осуществляется в течение 30 с. Если испытуемые торопятся при проведении штифта, то

это трактуется как проявление преобладания возбудительных процессов. Если, наоборот, они делают это несколько медленнее, то это расценивается как преобладание тормозных процессов.

У испытуемых 1 и 2 выявлено преобладание возбудительного процесса, у 3-го - преобладание тормозного. Причем у испытуемого 1 преобладание возбудительного процесса более выражено.

При оценке количества касаний исходят из того, что в состоянии высокой работ оспо- собности испытуемые делают 15-20 касаний, средняя длительность которых не превышает 50 мс. При утомлении ушмичивается как число касаний, так и средняя их длительность.

У испытуемых 1 и 2 количество касаний ниже указанных величин. У испытуемого 2, исходя из низкого количества касаний (5) и небольшой величины средней длительности касаний (24 мс), диагностируется высокий уровень работоспособности при относительном преобладании возбудительного процесса. У испытуемого 1 отмечено более высокая величина длительности касания - 135 мс, что свидетельствует о более низкой работоспособности. У испытуемого 3 количество касаний превышает рекомендованный уровень. Это вместе с увеличением средней продолжительности одного касания (134 мс) демонстрирует наличие утомления. Таким образом, проведенные исследования выявили наиболее высокий уровень работоспособности, более благо- приятное соотношение основных процессов в коре головного мозга у испытуемого 2. Наиболее неблагоприятные показатели - снижение работоспособности, преобладание тормозного процесса - у испытуемого 3.

Предлагаемое устройство позволяет достоверно и стандартно выделить сигнал касания, что позволяет стандартизировать аналогичные приборы. Это приводит к сопо- ставимости результатов исследований, полученных разными экспериментаторами, достоверности выявления изменений исследуемых психофизиологических параметров, необходимых для диагностики, прогнозирования и коррекции функционального состояния организма работающих.

Формулаизобретения Устройство для психофизиологических исследований, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом делителя частоты, первый счетчик, формирователь, электропроводный щуп и планшет с лабиринтом, отличающее- ся тем, что, с целью повышения достоверности результатов исследования путем комплексной оценки измеряемых параметров, в устройство введены второй и третий счетчики, контакты начала и конца эксперимента, первый и второй триггеры, коммутатор, дешифратор, блок выбора режима индикации и элемент индикации, вход которого соединен с выходом дешифратора, вход которого соединен с выходом коммутатора, первый вход которого соединен с выходом блока выбора режима индикации, второй вход соединен с выходом первого счетчика, вход которого соединен с первым выходом делителя частоты и первым входом второго счетчика, второй вход которого соединен с выходом второго триггера и первым входом формирователя, второй вход которого соединен с вторым выходом делителя частоты, третий выход которого соединен с первым входом первого триггера, второй и третий входы которого соединены с контактами начала и конца эксперимента и первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с электропроводным щупом, при этом вход планшета соединен с шиной нулевого потенциала, третий вход коммутатора соединен с выходом второго счетчика, а четвертый вход коммутатора - с выходом третьего счетчика, вход которого соединен с выходом формирователя.