Устройство для контроля уровня бодрствования человека по величине электрического сопротивления кожи Советский патент 1979 года по МПК A61B5/03 A61B5/05 A61B5/16 

ма устройства для контроля уровня бодрствования человека по величине электрического сопротивления кожи.

Устройство содержит усилитель 1, вход которого подключен к электродам 2, порогевый элемент 3 и тест-блок 4, выходом соединенный с блоком 5 сигнализации. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные фильтр 6, амплитудно-временной селектор 7, логический блок -8 и регулятор 9. Входы фильтра 6, порогового элемента 3 и регулятора 9 соединены с выходом усилителя 1. Второй выход логического блока 8 соединен с тест-блоком 4, чей второй выход соединен с одним из входов логичеСКОРО блока 8. Другой вход логического блока 8 соединен с выходом порогового элемента 3, а выход регулятора 9 соединен со входом усилителя 1. Регулятор 9 состоит из последовательно соединенных дифференциального усилителя 10, параллельной цепочки вентиль 11-логический элемент 12 И, интегратора 13 и стабилизатора тока 14. При этом второй вход дифференциального усилителя 10 соединен с источником 15 эталонного напряжения. Амплитудно-временной селектор 7 состоит из усилителя-формирователя 16 и двух реле 17 и 18 времени, соединенных с выходом усилителя-формирователя 16.

Устройство работает следующим образом. После закрепления электродов 2 и включения устройства на выходе усилителя 1 появляется сигнал, зфовень которого зависит от тока стабилизатора 14. Начальное значение этого напряжения является неопределенным, зависящим от остаточного напряжения интегратора 13.

Если сигнал на выходе усилителя 1 оказался меньше эталонного напряжения источника 15, то на выходе усилителя 10 появится сигнал такого знака, что через вентиль 11 он окажется поданным на вход интегратора 13. Напряжение на выходе последнего начнет увеличиваться и, следовательно, будет увеличиваться ток стабилизатора тока 14. По мере увеличения тока стабилизатора возрастает напряжение на электродах и, следовательно, на выходе усилителя 1. В момент равенства выходного напряжения усилителя 1 с эталонным напряжением, сигнал на выходе усилителя 10 станет равен нулю. Интегрирование прекращается и напряжение на выходе интегратора 13 фиксируется. Так осуществляется самонастройка устройства независимо от абсолютного значения ЭСК- На электродах поддерживается постоянство напряжения на уровне около 1 В.

С этого момента устройством осуществляется контроль за изменением сигнала ЭСК и параметрами импульсов физической составляющей. Из выходного сигнала усилителя 1 фильтр 6 выделяет физическую составляющую. Физические импульсы, выделенные фильтром 6, поступают на селектор 7, где усилитель-формирователь 16 преобразует их в прямоугольные импульсы постоянной амплитуды. сформированный импульс своим передним фронтом устанавливает реле 17 и 18 времени в нулевое состояние, а задним - осз ществляет их запуск.

Если возрастает величина ЭСК, то увеличивается напряжение на электродах 2 и на вььходе усилителя 1. Так как напряжение на входе усилителя 10 становится больше эталонного напряжения, то на его выходе появляется сигнал положительной полярности, который не проходит на вход интегратора 13 из-за наличия вентиля 11 и закрытого элемента 12. Когда выходное напряжение усилителя 1 достигнет уставки порогового элемента 3, последний срабатывает и подает сигнал на входы конъюнкторов 19 и 20 блока 8.

Если при этом интервал между физическими импзльсами меньше уставки реле 18, то оно не срабатывает и, следовательно, на его выходе присутствует сигна.л логического нуля («О). Поэтому на выходе инвертора 21 будет сигнал логической единицы («1) и на выходе конъюнктора 20 появится сигнал «1, так как на втором его входе уже присутствует сигнал «1 от порогового элемента 3. Тогда через дизъюнктор 22 сигнал «1, что соответствует команде «отслеживание, открывает элемент 12, через который положительный сигнал с выхода усилителя 10 поступает на вход интегратора 13. Его выходной сигнал начинает уменьшаться, что приводит к уменьшению тока стабилизатора тока 14 и, соответственно, к уменьшению напряжения на выходе усилителя 1 до уровня эталонного напряжения источника 15. Такой режим работы является автоматическим отслеживанием уровня ЭСК, так как увеличение ЭСК при наличии физических импульсов с длительностью паузы менее уставки реле 18 времени не связано со снижением уровня бодрствования. Если к моменту срабатывания порогового элемента 3 сработало реле 18 времени вследствие того, что интервал между физическими импульсами превысил его уставку, то на его выходе появится сигнал «1, а на выходе инвертора 21 и конъюнктора 20-«О. Поэтому на выходе дизъюнктора 22 команда «отслеживание не появится.

Сигнал «1 с выхода реле 18 времени поступает также на один из входов конъюнктора 19, на втором входе которого присутствует сигнал «1 от порогового элемента 4. Тогда на выходе дизъюнктора 23 появляется команда «проверка. Тест-блок по команде «проверка воздействует на блок 5 сигнализации, в зависимости от состояния которых должен быть определен характер ответа, поступающего от человека на вход 24 тест-блока 4. Если ответ соответствует состоянию средств сигнализации, а время реакции не превышает заданного значения, тест-блоком выдается сигнал «1 на вход дизъюнктора 22 и на выходе ноявляется команда «отслеживание, по которой осуществляется режим автоматического отслеживания.

При снижении уровня ЭСК ироисходит снижение наиряжения на выходе усилителя 1 и, следовательно, появление на выходе усилителя 10 сигнала, который через вентиль 11 подается на вход интегратора 13. Выходное напряжение интегратора увеличивается, и ток стабилизатора тока 14 возрастает до тех пор, пока выходное напряжеипе усилителя 1 вновь не станет равно эталонному напряжению источника 15.

Поскольку снижение уровня ЭСК не связано со снижением уровня бодрствования, то сигнализации о таких изменениях не предусмотрено.

Однако в некоторых случаях, например при повышенной зсталости человека, снил ение уровня бодрствования не сопровождается увеличением ЭСК. Для обнарзжения подобных состояний в амплитудно-временном селекторе 7 предусмотрено второе реле 17 с уставкой, большей уставки реле 18. В этом случае, независимо от изменений сигнала ЭСК, реле 17 времени Л срабатывает, если интервал между импульсами физичеекой составляющей превысит его уставку. Тогда сигнал «1 с выхода реле 17 поступит на дизъюнктор 23, на выходе которого появится команда «проверка. Прогресс дальнейшей работы устройства описан выше.

Таким образом, устройство существенно повышает надежность контроля за психофизиологическим состоянием человека-онератора, исключает подачу предупредительной команды в слзчае увеличения ЭСК, не отражающего снижения уровня бодрствования, а также позволяет путем соответствз-чощего выбора значений контролируемых параметров ЭСК обнаружить различную степень снижения уровня бодрствования, например, в одном случае устройство может быть настроено на обнаружение снижения функции внешнего внимания, в другом случае- на обнаружении сна.

Формула изобретения

1.Устройство для контроля уровня бодрствования человека по величине электрического сопротивления кожи, содержащее усилитель, вход которого подключен к электродам, пороговый элемент и тест-блок, выходом соединенный с блоком сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности контроля путем исключения ложных срабатываний, дополнительно имеет последовательно соединенные фильтр, амплитздно-временной селектор, логический блок и регз-лятор, при этом

входы фильтра, порогового элемента и регулятора соединены с выходом усилителя, второй выход логического блока соединен с тест-блоком, чей второй выход соединен с одним из входов логического блока, другой

вход которого соединен с выходом порогового элемента, а выход регзлятора соединен со входом усилителя.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулятор состоит из носледовательно соединенных днфференциального усилителя, параллельном цепочки вентиль- логический элемент И, интегратора и стабт-глизатора тока, при этом второй вход дифференциального зсилителя соединен с

дополнительно установленным источником эталонного напряжения.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что амплитзДНо-временной селектор состоит из усилителя-формирователя и двух

реле времени, соединенных с выходом усилителя-формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка № 1977302/28-13, кл. А 61 В 5/05, 1973, по которой принято решение о выдаче авторского евидетельства.