Устройство для психофизиологическихиССлЕдОВАНий Советский патент 1981 года по МПК A61B5/16 

1

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в диагностических целях.

Известно устройство для психофизиологических исследоваиий, содержащее блок управления, датчик случайных чисел, дешифратор и цифровое табло, включенные последовательно, а также два генератора меток времени, индикатор ошибок, счетчик, шифратор, пульт оператора, схему сравнения, причем выход счетчика соединен со входом индикатора ошибок, выход пульта оператора соединен со входами шифратора и схемы сравнения, выход блока управления соединен с первым и вторым генераторами меток, выход первого генератора меток времени соединен со входом второго генератора меток времени.

Однако известное устройство не позволяет проводить комплексное исследование как дискретных, так и непрерывных психологических характеристик испытуемого.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для психофизиологических исследований путем одновременного исследования как дискретных, так и непрерывных психофизиологических характеристик испытуемого.

Для достижения поставленной цели в устройство для психофизиологических исследований, содержащее блок управления, датчик случайных чисел, дешифратор и цифровое табло, включенные последовательно, а также два генератора меток времени, индикатор ошибок, счетчик, шифратор, пульт оператора, схему сравнения,причем выход счетчика соединен со входом индикатора ошибок, выход пульта оператора соединен со входами шифратора и схемы сравнения, выход блока управления соединен с первым и вторым генераторами меток, выход первого генератора меток времени соединен со входом второго генератора меток времени, дополнительно введены реле времени опроса, первый и второй сумматоры, блок эталонного напряЛСения, электронно-лучевая трубка, блок разверток, выход последнего и выход шифратора подключены ко входу второго сумматора, входы первого и второго сумматоров, счетчика и индикатора ошибок соединены с выходом блока управления и выходом пульта оператора, выходы реле времени опроса и пульта оператора подключены ко входам второго генератора меток времени и пульта оператора, выход второго генератора меток времени соединен со входом счетчика, выходы пульта оператора, первого и второго генераторов меток времени соединены со

входами блока управления, датчика случайных чисел, первого и второго сумматоров, дешифратора, блока развертки, аналого-цифрового преобразователя, кроме того, датчик случайных чисел, первый и второй сумматоры и индикатор ошибок соединены последовательно, дешифратор, блок эталонного напряй ения, блок развертки и электронно-лучевая .трубка также соединены последовательно, выходы блока управлеиия соединены со входами дешифратора, цифрового табло, блока развертки, электроннолучевой трубки и реле времени опроса, выход блока эталонного напряжения соединен со схемой сравнения, выход пульта оператора соединен со входами блока развертки и аналого-цифрового преобразователя, выход схемы сравнения соединен со входом второго генератора меток времени.

На чертеже изображена блок-схема устройства для психофизиологических исследований.

Устройство содержит блок 1 управления режимами работы прибора, а именно для его включения, выбора режима исследования, изменения темпа и времени экспозиции ииформации испытуемому, определения интервалов времени, через которые устройство будет опрашивать испытуемого в случае исследований функций памяти, задация и контроля количества символов, предъявляемых испытуемому; генератор 2 меток времени, вырабатывающий двуполярный управляющий сигнал в виде меандра логической «1 с длительностью, равной времени экспозиции информации испытуемому и меандра логического «О с длительностью, равной времени паузы между экспозициями; генератор 3 меток времени, вырабатывающий метки времени в виде тактовых импульсов; дешифратор 4; аналого-цифровой преобразователь 5, реле 6 времени опроса, вырабатывающее через заданные на блоке 1 управления временные иитервалы сигналы, которые включают режим опроса испытуемого при исследовании функций памяти датчик 7 случайных чисел, вырабатывающий двузначные десятичные числа, распределенные по равномерному закону распределения; первый сумматор 8, осуществляющий суммирование чисел, получаемых с датчика 7 случайных чисел, второй сумматор 9, суммирующий числа, вводимые в устройство испытуемым с помощью органов управления на пульте 10 оператора и вычисляющий разность между своим содержимым и содержимым первого сумматора 8 при поступлении управляющего сигнала, индикатор 11 ошибок, с помощью которого исследователю индицируются суммарная ошибка, допускаемая испытуемым в процессе работы, и соответствующая временная характеристика его деятельности, вычисляемые на втором сумматоре 9 и счетчике 12, осуществляющего подсчет временных характеристик деятельности испытуемого, дешифратор 4, преобразующий числа, поступающие с датчика 7 случайных чисел в позиционные коды, которые управляют предъявлением информации испытуемому, блок 13 эталонных напряжений, преобразующий позиционные коды с дешифратора 4 в уровни напряжений, которые определяют положение световой точки на экране электронно-лучевой трубки 14, имитирующей иреследуемый испытуемым объект, шифратор 15, преобразующий кодовую комбинацию, которая набирается испытуемым на клавиатуре иульта 10 оператора в двузначное десятичное число, пульт 10 оператора, содержащий табло индикации начала опроса испытуемого, клавиатуру ввода испытуемым чисел, устройство, которое вырабатывает тактовый сигиал иосле ввода каждого числа, кнопку конца ввода испытуемым всей серии чисел и одностепенной орган управления, выполненный в виде потенциометрической рычажной системы, преобразующей механические перемещения рычага испытуемым в напряжение, которое определяет положение световой метки на экране электронно-лучевой трубки 14, имитирующей положение управляемого испытуемым объекта, аналогово-цифровой преобразователь 5, преобразующий напряжение,

которое поступает с органа управления на пульте 10 оператора, в двузначные десятичные числа с частотой квантования, определяемой генератором 3 меток времени, цифровое табло 16, обеспечивающее отображение испытуемому двузначиых десятичных чисел, которые выработаны датчиком 7 случайиых чисел, блок 17 разверток, управляющий двумя вертикальными и одной горизонтальной разверткой электронно-лучевой

трубки 14 в соответствии с сигналами, которые поступают с пульта 10 оператора, блока 13 эталонных напряжений и генератора 2 меток времени на электронно-лучевую трубку 14, с помощью последней испытуемому отображают положения световой точки и метки, имитирующие соответственно преследуемый и управляемый им объекты, схему 18 сравнения, сравнивающую напряжения, которые поступают с блока 13

эталонных напряжений и пульта 10 оператора, и вырабатывающую управляющий сигнал в тот момент времени, когда они совпали с определенной точностью первый раз.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Блок 1 управления устанавливает величины темпа и времени экспозиции информации испытуемому, задает количество символов, которые будут предъявляться в данной серии, режим работы устройства, который определяет, какая психофизиологическая функция испытуемого будет исследоваться: функция внимания, функция кратковременной или оперативиой памяти, функция простоя сенсомоторной реакции или реакции выбора, функиия слежеиия за дииамическим объектом. В случае исследования фуикций памяти блок 1 управления устанавливает режим опроса испытуемого, определяющий, сколько раз и через какие интервалы времени последний должен вводить в устройство с помощью клавиатуры на пульте 10 оператора последовательность чисел, которую он запомнил.

Перед началом работы блок 1 управления обнзляет сумматоры 8 и 9, счетчик 12, индикатор 11 ошибок и устанавливает датчик 7 случайных чисел в исходное полол енпе, после чего он вырабатывает сигнал, запускающий генератор 2 меток времени. Сигнал с последнего поступает на тактовый вход датчика 7 случайных чисел, разрещая или запрещая выработку очередного случайного числа, которое поступает на вход дешифратора 4. Дешифратор 4 преобразует это число в позиционный код и на суммируюптий вход сумматора 8, в котором ири поступлении тактового сигнала на тактовый вход происходит суммирование этих чисел. Дальнейшая работа устройства зависит от выбранного с помощью блока 1 управления режима исследования.

В режиме исследования (Ьункции памяти случайное число с датчика 7 случайных чисел через дешифратор 4 по сигналу управления с блока 1 поступает на цифровое табло в виде позиционного кода, где испытуемому в течение времени, равному времени экспозиции, оно отображается. Сигнал с генератора 2 меток времени поступает на вход блока 1 управления, в котором происходит подсчет количества предъявляемых испытуемому чисел. После совпадения этого количества с заданным блок 1 вырабатывает сигнал, выключающий генератор 2 меток времени и включающий реле 6 времени опроса. Последнее через заданные интервалы времени зажигает иа пульте 10 оператора табло начала опроса испытуемого и включает генератор 3 меток времени, который подает метки времени на счетчик 12, где происходит подсчет соответствующего временного интервала. После загорания табло начала опроса испытуемый вводит в устройство с помощью клавиатуры на пульте 10 оператора те двузначные числа, которые он запомнил. После набора очередного числа с пульта 10 оператора тактовый сигнал поступает на тактовый вход сумматора 9, на суммирующий вход которого с регистра клавиатуры пульта 10 оператора через шифратор 15 по тому же тактовому сигиалу поступает число, введенное испытуемым, и суммируется с предыдущим содержимым сумматора 9.

После того как введены все запомненные числа, испытуемый нажимает на пульте 10 оператора кнопку конца ввода чисел, вырабатывающую сигнал, по которому генератор 3 меток времени останавливается, на пульте оператора гасится табло начала опроса, а содержимое сумматора 8 (сумма чисел, предъявляемых испытуемому) подается на вь читаюцд,ий вход сумматора 9, в котором при подаче этого же сигнала на тактовый вход происходит операция вычитания. С соответствующей задержкой времени этот сигнал передает содержимое сумматора 9 и счетчика 12 на индикатор 11 ошибок, обнуляя содержимое сумматоров 8 и 9 и счетчика 12. На индикаторе 11 ошибок исследователю индуцируются соответственно суммарная ошибка, допущенная испытуемым при воспроизведении серии предъявленных ему чисел, и время, которое ему потребуется для этого воспроизведения. Через следующий временной интервал опрос испытуемого начинается снова.

В режиме исследования оперативной памяти испытуемый после загорания табло начала опроса вводит в устройство с помощью клавиатуры на пульте 10 оператора только сумму предъявленных ему в данной серии чисел, которую он вычисляет в уме. После этого сразу нажимает кнопку конца ввода чисел. Остальные элементы устройства работают в этом режиме исследования так же, как и в предыдущем. На индикаторе 11 ошибок исследователю индицируют ошибку вычисления суммы чисел и время, необходимое испытуемому для ее ввода в устройство. Этот режим рекомендуется проводить при минимальных значениях интервалов времени опроса.

В режиме исследования функции внимания испытуемому по сигналу с генератора 2 меток времени предъявляют с датчика 7 случайных чисел через дешифратор 4 двузначные десятичные числа, индицируемые на цифровом табло 16 в течение времени экспозиции. Одновременно сигнал с генератора 2 запускает генератор 3 меток времени в момент начала экспозиции числа испытуемому. Метки времени с генератора 3 меток времени поступают на вход счетчика. Испытуемый сразу после того, как он увидел предъявляемое ему число, вводит это же число в устройство с помощью клавиатуры на пульте 10 оператора. Как только число введено, устройство в пульте 10 оператора вырабатывает сигнал, который реализует операцию суммирования этого числа на сумматоре 9 по схеме, описанной выше, и останавливают генератор 3 меток времени. В момент начала экспозиции следующего числа генератор 3 меток времени снова включается от генератора 2 меток времени. Сигнал с последнего поступает на вход блока 1 управления, где происходит сравнение количества предъявляемых чисел с заданным и, в случае совпадения, вырабатывается сигнал, останавливающий генератор 2 меток времени, подающий содержимое сул ;атора 8 на вычитающий вход

сумматора 9, реализующий операцию вычитания через тактовый вход сумматора 9 и передающий содержимое сумматора 9 и счетчика 12 на индикатор 11 ошибок, обнуляя сумматоры 8, 9 и счетчик 12. На индикаторе 11 ошибок исследователю индицируют суммарное время, необходимое испытуемому для опознания всех предъявленных ему чисел и суммарная ошибка, допущенняя им при воспроизведении.

В описываемом устройстве режим исследования реакции выбора совпадает с режимом исследования функции внимания.

В режиме исследования простой сенсомоторной реакции испытуемому предъявляется только одно число при соответствующем переключении работы датчика случайных чисел блоком 1 управления. Остальная работа устройства аналогична режиму исследования функции внимания. Исследователю индицируется соответственно только время сенсомоторной реакции.

В режиме исследования функции слежения двузначное десятичное число, полученное на датчике 7 случайных чисел, поступает через дешифратор 4 в виде позиционного кода иа блок 13 эталонных напряжений, где оно преобразуется в напряжение, поступающее на вход первой вертикальной развертки блока 17 разверток. Последний включается вместе с электронно-лучевой трубкой 14 цри переключении режима работы от блока 1 управления. Напряжение, поступившее на блок 17 разверток, определиет положение световой точки на экране электронно-лучевой трубки 14, имитирующей преследуемый испытуемым динамический объект. На вход второй вертикальной развертки блока 17 разверток поступает напряжение с органа управления на пульте 10 оператора, которое определяет положение световой метки, имитирующей управляемый испытуемым динамический объект. Сигнал с генератора 2 меток времени уровнем логической «I включает генератор 3 меток времени, подающий метки времени на счетчик 12, и включает горизонтальную развертку на блоке 17 разверток. При этом испытуемый наблюдает на экране электроннолучевой трубки 14 скачок положения преследуемого объекта, определенный разностью между поступившим и предыдущим кодами, выработанными датчиком 7 случайных чисел. С помощью органа управления на пульте 10 оператора испытуемый совмещает положение управляемой им световой метки с положением световой точки, имитирующей преследуемый им объект. На экране электронно-лучевой трубки испытуемый наблюдает в течение времени экспозиции информации весь процесс слежения, развернутым во времени благодаря сигналу горизонтальной развертки, вырабатываемому блоком 17 разверток. Напрял ения с

блока 13 эталонных напряжений и органа управления иа пульте 10 оператора поступает на схему 18 сравнения, которая осуществляет их сравнение по уровню в пределах допустимой ошибки слежения. В случае совпадения этих напряжений первый раз с начала процесса слежения схема 18 сравнения вырабатывает управляющий импульс, который, поступая иа вход генератора 3 меток времени, переключает его выход со входа счетчика 12 на входы сумматоров

8и 9 и аналого-цифрового преобразователя 5. Тем самым счетчик 12 определяет временной интервал от начала предъявления скачка преследуемого объекта испытуемому до момента первого совмещения с этим объектом управляемого испытуемым объекта с некоторой допустимой ошибкой. На аналого-цифровом преобразователе 5 гфоисходит преобразование напряжения с органа управления пульта 10 оператора в двухзначные десятичные числа с частотой квантования, задаваемой генератором 3 меток времени. На тактовые входы сумматоров 8 и 9 так же поступают тактовые сигналы с генератора 3 меток времени, а на суммирующие входы подаются числа соответственно с выхода датчика 7 случайных чисел иа сумматор Вис выхода аналогоцифрового преобразователя 5 на сумматор 9, в которых происходит их накапливающее cvMMHpOBaHne. В м-омент прихода с выхода генератора 2 меток времени сигнала с уровнем логического «О, определяющим naysv в предъявлении информации, генератор 3 меток времени отключается, а горизонтальная развертка ка блоке 17 разверток возвращается в исходное положение до момента прихода нового сигнала с уровнем логической «1 от генератора 2 меток времени. Сигнал с генератора 2 меток времени так же поступает на вход блока 1 управления, который подсчитывает количество предъявлений информации испытуемому и сравнивает с заданным. В случае их совпадения вырабатывается сигнал, останавливающий генератор 2 меток времени, подающим содержимое сумматора 8 на вычитающий вход сумматора 9, реализующий операцию вычитания через тактовый вход сумматола

9и передающий содержимое сумматора 9 и счетчика 12 на индикатор И , обнуляя при этом сумматоры 8, 9 и счетчик 12. На индикаторе 11 ошибок исследователю инлииируют суммарную разность между координатами преследуемого и управляемого объектов, которую определяют в каждой реализации, начиная с момента, когда испытуемый первый раз совмещйет эти объекты с допустимой ошибкой слежения, и суммарное время от момента преят явления скачка в положении преследуе1мого объекта до момента его первого совмеп1.ения с управляемым объектом. Данные показатели будут характеризовать испытуемого, осуществляющего отслеживание скачка, поданного ему на вход.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет исследовать однотипные показатели как дискретных, так и непрерывных психофизиологических характеристик человека: кратковременной и оперативной памяти, внимания, реакция выбора, простой сенсомоторной реакции, слежения за динамическим объектом. При этом устройство позволяет осуществить сопротивление различных психофизиологических характеристик испытуемого.

Формула изобретения

Устройство для психофизиологических исследований, содержащее блок управления, датчик случайных чисел, дешифратор и цифровое табло, включенные последовательно, а также два генератора меток времени, индикатор ошибок, счетчик, шифратор, пульт оператора, схему сравнения, причем выход счетчика соединен со входом индикатора ошибок, выход пульта оператора соединен со входами шифратора и схемы сравнения, выход блока управления соединен с первым и вторым генераторами меток, выход первого генератора меток времени соединен со входом второго генератора меток времени, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного исследования как дискретных, так и непрерывных психофизиологических характеристик испытуемого, в него дополнительно введены реле времени опроса, первый и второй сумматоры, блок эталонного напряжения, электронно-лучевая трубка, блок разверток, выход последнего и выход шифратора подключены ко входу второго сумматора, входы первого и второго сумматоров, счетчика и индикатора ошибок соединены с выходом блока управления и выходом пульта оператора, выходы реле времени опроса и пульта оператора подключены ко входам

второго генератора меток времени и пульта оператора, выход второго генератора меток времени соединен со входом счетчика, выходы пульта оператора, первого и второго генераторов меток времени соедийены со входами блока управления, датчика случайных чисел, первого и второго сумматоров, дешифратора, блока развертки, аналого-цифрового преобразователя, кроме того, датчик случайных чисел, первый и второй сумматоры и индикатор ошибок соединены последовательно, дешифратор, блок эталонного напряжения, блок развертки и электронно-лучевая трубка также соединены последовательно, выходы блока управления соединены со входами дешифратора, цифрового табло, блока развертки, электронно-лучевой трубки и реле времени опроса, выход блока эталонного напряжения соединен со схемой сравнения, выход пульта оператора соединен со входами блока развертки и аналого-цифрового преобразователя, выход схемы сравнения соединен со входом второго генератора меток времени. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 441926, кл. А 61В 5/16, 1972.