Способ измерения электрокожного сопротивления Советский патент 1993 года по МПК A61H39/00 A61B5/05 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам регистрации .электрокожного сопротивления в психофизиологических исследованиях.

Целью изобретения является повышение точности измерения электрокожногосо противления.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения электрокожного сопротивления, включающем наложение измерительных электродов, пропускание между ними знакопостоянных стабилизированных импульсов электрического тока длительностью 200 - 380 мс, плотностью от 7,1 мкА/см2 до 36,2 мкА/см , многократное измерение падения напряжения и вычисление электрокожного сопротивления; первое измерение проводят сразу же после налх жения электродов на поверхность кожи, второе через 42 с после первого, последующие измерения осуществляют произвольно в зависимости от потребностей, а действительное значение электрокожного сопротивления вычисляют по формуле .

R Ri- ARa-i,

где R - действительное значение электрокожного сопротивления;

RI - измеренная величина электрокожного сопротивления, полученная после второго измерения, при последующих измерениях;

AR2-1 - поправка к измеренному значению электрокожного сопротивления, разность между значениями электрокожного

сопротивления, полученными после второго и первого измерений.

Новым по отношению к способу-прототипу является то, что измерение электрокожного сопротивления до получения результата предварительно проводится два раза: сразу после наложения электродов и через интервал времени 42 с после первого измерения, а из результатов последующих измерений вычитается полученная аддитивная составляющая погрешности. Все это позволяет повышать точность измерения электрокожного сопротивления,- значение которого в этом случае не зависит от возникающих на границе раздела системы электрод-кожа переходных процессов.

При реализации способа электрокожное сопротивление измеряли цифровым прибором Сигнал-РД (5) многократно через равноточные интервалы (2с.). В этом случае реальная непрерывная зависимость электрокожного сопротивления от времени заменялась дискретной. С точки зрения физиологии временному ряду электрокожного сопротивления соответствует ограниченная во времени электродермзльная реакция на слабый знакопостоянный ток, стабилизированный, например, на уровне 5 мкА, при плотности тока не более 36,2 мкА/см2 и длительностью импульса не более 380 мс.

В эксперименте, проведенном на 30-ти испытуемых в возрасте 18-35 лет (мужчины и женщины) В каждой точке кожной поверхности в процессе измерения,выполнено 28 отсчетов значений электрокожного сопротивления. Исследуемый параметр регистрировали в различных областях поверхности кожи; на ладони; предплечье, на лбу, груд ной клетке, животе, на тыльной поверхности кисти.

Математическая обработка экспериментальных результатов проводилась традиционными методами элементарной статистики (6).

С учетом принятой в биологических исследованиях погрешностью 5%, время необходимое показателю электрокожного сопротивления для достижения зоны установившегося значения составило 42 с.

о В табл. 1 приведены экспериментальные результаты, позволяющие сопоставить значения ЭКС, полученные при использовании разных способов измерения.

Анализ и сопоставление временных зависимостей электрокожного сопротивления, приведенных в левой и правой частях таблицы для трех испытуемых показывает их существенно разный характер.

Прежде всего следует отметить значительный разброс в значениях электрокожного сопротивления для результатов, полученных по способу-прототипу, в преде-.

лах одного временного ряда. Причина этого разброса - в постепенном достижении электрокожным сопротивлением зоны установившегося значения,

В правой половине табл. 1, где приведены временные зависимости электрокожного сопротивления при изменении заявляемым способом, можно отметить как существенную разницу между первым и вторым изме- peHHaMHv так и меньший разброс в

значениях ЭКС. последующих после второго, что объясняется выходом величины электрокожного сопротивления в зону установившегося значения по истечении интервала времени между первым и вторым

измерениями.

Предложенный способ измерения осуществляете

При локальном измерении электрокожного сопротивления электрод меньшей площади (дифферентный) подключается к минусовому выходу источника тока, затем измерительные электроды (дифферентный и индифферентный) устанавливают и фиксируют на поверхности кожи. На электроды

подается напряжение и при этом через кожные покровы между электродами протекает стабилизированный ток плотностью между

7,1 - 36,2 мкА/см2, после интервала времени, заключенного между 200 - 380 мс производится первое измерение, через 42 с снова подается напряжение, протекает стабилизированный ток величиной с параметрами, указанными выше и производится второе измерение. Далее определяется

разница между значениями электрокожного сопротивления между вторым и первым измерениями (Л R2-0. Каждое значение электрокожного сопротивления, полученное при последующих измерениях, определяют путем вычитания поправки AR2-1 из измеренного значения.

Пример реализации предлагаемого спо- соба измерения электрокожного сопротивяения. ;:. -.-

Было проведено обследование практически здорового спортсмена-тяжелоатлета 28 дет. Цель;- изучить возможность оценки - воздействия физических нагрузок на организм спортсмена по динамике электрокож.ного сопротивления (ЭКС) при многократном измерении его в одной из информативных точек акупунктуры (ТА),. - , Исследования проводились в процессе тренировочного занятия. Изучалось состояние спортсмена в условной норме (до начала тренировки) и после воздействия физических нагрузок (после тренировки).

Интенсивная дозированная физическая нагрузка задавалась в процессе тренировки в течение 1 ч при температуре воздуха около 16°С в секции штанги с нагрузкой, эквивалентной энергетическим затратам около 2000 Вт. Тренировка проводилась в спортивном зале при нормальной влажности и атмосферном давлении.

В качестве контроля при физической нагрузке и в условной норме использовались общепринятые физиологические показатели: частота сердечных сокращений (ЧСС), систологическое артериальное давление (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД), а также расчетные показатели - пульсовое давление (ПД), ударный объем крови (УОК), минутный объем крови (МОК)

(7).

Измерения ЭКС проводились многократно (п 17) в одной из целесообразно выбранных ТА - TRI (5), расположенной в области ногтевой фаланги левой кисти. Измерения осуществлялись с помощью портативного прибора Сигнал-РД (5). Базовый электрод укреплялся на наружной поверхности правого запястья, активный -1- в области точки TRL Интервал между измерениями составил около 2с.

Кожный покров обрабатывался непосредственно перед проведением измерений 95%-ным этиловым спиртом.

Все перечисленные показатели регистрировались и рассчитывались непосредственно перед (условная норма) и сразу же после окончания занятия (нагрузка).

Значения контрольных физиологических показателей Приведены в табл. 2.

Рост ЧСС, увеличение САД, ПД, УОК и равномерный рост МОК одновременно за счет ПД и ЧСС (нормотоническая реакция) свидетельствуют об адекватности ответа сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку и позволяет говорить о том, что функциональное состояние спортсмена до тренировки отличается от его функционального состояния после тренировки.

Измерения контрольных физиологических показателей при переходе в другое функциональное состояние сопровождаются уменьшением ЭКС.

В табл. 3 приведены значения ЭКС в состоянии условной нормы и после воздействия физических нагрузок.

В левой половине табл. 3 приведены временные ряды ЭКС, полученные до и после тренировки по способу-прототипу.

В правой половине таблицы - те же временные зависимости ЭКС. полученные расчетным способом п.р предлагаемой Формуле

R Ri-AR2-i.

где R - действительное значение ЭКС; RI - 5 измеренная величина ЭКС, полученная после 2-го измерения, при последующих измерениях; AR2-1 - поправка к измеренному значению ЭКС, вычисляемая как разность между значениями ЭКС, полученными по0 еле второго и первого измерений.

Каждый временной ряд обрабатывался затем методами элементарной статистики: определялось среднее значение ЭКС по всему ряду - X, среднеквэдратическое от;

5 клонение (СКО) - сг, ошибка среднего - тх, критерий достоверности Стыодента - t (1расч. - расчетное значение критерия; tst - табличная величина критерия для уровня значимости а 5%).

0 Анализ результатов показывает снижение значений ЭКС в состоянии нагрузки по способу-прототипу с 1079,82±21,94 кОм до 621,88 ±11,15 кОм, по заявляемому способу с 843,73±8,61 до 590,6±6,71 кОм. Как видно

5 из таблицы уменьшаются и величины СКО: с 90,47 до 43,13 по способу-г.рототипу и с 33,36 до 26,00 по заявляемому способу.

Причем обращают на себя внимание относительно большие значения СКО для спо0 соба-прототипа, что обусловлено ходом временных зависимостей: ЭКС на начальном участке (разница между первым и вторым измерениями составляет 261 кОм, в то время как разница между третьим и вторым

5 измерениями уже 20 кОм для условной нормы).

Сопоставление с величинами СКО по заявляемому способу, т. е. без начального участка временного ряда ЭКС, отражающего

0 влияние переходного процесса на результаты измерения, показывает существенное уменьшение сг для основных участков временных зависимостей, что объективно свидетельствует об уменьшении погрешности

5 измерения, осуществляемого по заявляемому способу.

Расчетное значение t-критерия Стью- дента для обоих способов существенно превышают стандартные величины даже для

0 уровня значимостиа 0,1 % при оценке воздействия физических нагрузок, что указывает на высокую достоверности метода многократных измерений ЭКС для оценки функционального состояния человека.

5 Причем, расчетное значение критерия для заявляемого способа 25,31 превышает

величину трасч. для способа-прототипа - 18.61, что также подтверждает преимущество первого для распознавания функциональных состояний.

Формула изобретения Способ измерения электрокожного сопротивления, включающий наложение измерительных электродов, пропускание между ними знакопостоянных стабилизированных импульсов электрического тока длительностью 200 - 380 мс, плотностью 7,1 мкА/см2 - 36,2 мкА/смг, многократное измерение падения напряжения и вычисление электрокожного сопротивления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, первое измерение производят сразу же после наложения электродов на

0

5

поверхность кожи, второе -через 42 с после первого, последующие измерения осуществляют произвольно в зависимости от потребностей, а действительное значение электрокожного сопротивления вычисляют по формуле R Ri-AR2-i. где R - действительное значение электрокожного сопротивления:

RI - измеренная величина электрокожного сопротивления, полученная после второго измерения, при последующих измерениях;

ARz-1 - поправка к измеренному значению электрокожного сопротивления, разность между значениями электрокожного сопротивления, полученными после второго и первого измерений.

Изобретение относится к медицине, а именно к способам регистрации электрокожного сопротивления в психофизиологических исследованиях. С целью повышения точности первое измерение производят сразу же после наложения электродов на поверхность кожи, второе -.через 42 с - после первого, последующие измерения осуществляют произвольно в зависимости от потребностей, а действительное значение электрокожного сопротивления вычисляют по формуле R RI - ARz - 1, где Ц - действительное значение электрокожного сопротивления; RI - измеренная величина электрокожного сопротивления, полученная после второго измерения при последующих измерениях; Ra-1 - поправка к измененному значению электрокожного сопротивления, разность между значениями электрокожного сопротивления, полученными после второго и первого измерений. 3 табл.

Сравнительная оценка измерений ЭКС (в кОм) в одной из зон кожной поверхности разных испытуемых при съеме разными способами измерений

Таблица 1

Та бл и ца 1

Физиологические показатели состояния сердечно-сосудистой системы спортсмена в состоянии условной нормы и после воздействия физических нагрузок

Т а б л и ц а 3

Сопоставление значений ЭКС и статистических параметров для способа-прототипа и заявляемого способа.

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 3