Устройство для исследования внимания Советский патент 1982 года по МПК A61B5/16 G09B7/00 

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

Известно устройство для исследования внимания, содержащее блок предъявления световых стимулов, клавиатуру ответов, анализатор ответов, формирователь знаковыхкодов, гене.ратор тактовых импульсов, блок программного управления и регистратор, причем один вход анализатора ответов соединен с выходом клавиатуры ответов, а другой - с выходом формирователя знаковых кодов, выход гене-. ратора тактовых -импульсов связан со входом блока программного управления l.Однако известное устройство не позволяет производить настройку параметров тестовой процедуры на оптимальные значения адаптивно, по результатам оперативной обработки текущих ответов испытуемого. Отсутствие технических средств и связей, обеспечивающих адаптивную настройку параметров, не позволяет учесть индивидуальные -особенности центральной нервной системы обследуемого, стандартизовать обследование по степени

трудности тестового задания и динамике его изменения и получать точные количественные показатели внимания. Целью изобретения является повышение точности количественной оценки распределения, устойчивости и степени концентрации внимания путем адаптивной настройки на оптимальное значение шага изменения величины

10 отличия световых стимулов в соответствии с индивидуальными особенностями центральной нервной системы обследуемых.

Поставленная цель достигается

15 тем, что устройство для исследования внимания, содержащее блок предъявления световых стимулов, клавиатуру ответов, анализатор ответов, формирователь знаковых кодов, -генератор

20 тактовых импульсов, блок программного управления и регистратор, причем один вход анализатора ответов соединен с выходом клавиатуры ответов, а другой - с выходом формирователя

25 знаковых кодов, выход генератора тактовых импульсов связан со входом блика программного управления, снабжено преобразователем, формирователем звуковых стимулов, блоком адаптив30. ной настройки шага величины отличия стимулов, блоком регулирования вели чины отличия стимулов, блоком стати тической обработки иблоком индикац .результатов, при этом выход блока программного управления-соединен со входами формирователя звуковых стимулов, формирователя знаковых кодов блока адаптивной настройки шага вел чины отличия стимулов, блока индика ции результатов и блока статистичес кой обработки , выход формирователя знаковых кодов связан с входом преобразователя , выход которого подключен к блоку предъявления световЕлх стимулов, один из входов блока адаптивной настройки шага величины отличия стимулов соединен с выходом анализатора ответов, другой - с выходом генератора тактовых импульсов, а его выход связан со входами блока регули рования величины отличия стимулов и блока статистической обработки, один из выходов последнего подключен к вх9Дам блока индикации результатов и регистраторов, а другой - к одному из-входов блока регулирования величины отличия стимулов, другой вход которого связан с генератором тактовых импульсов, а его выход соединен со входами преобразователя и блока статистической обработки. На чертеже изображена блок-схема устройства для исследования внимания. Устройство содержит блок 1 предъявления световых стимулов, клавиатуру 2 ответов, анализатор 3 ответов, формирователь 4 знаковых кодов, генератор 5 тактовых импульсов, блок 6 программного управления, регистратор 7, формирователь 8 звуковых стимулов, блок 9. адаптивной настройки шага величины отличия стимулов, блок 10 регулирования величины отличия стимулов, блок 11 статистической обработки, блок 12 индикации результатов, преобразователь 13. , Блок 1 предъявления световых стимулов может быть выполнен, например в виде поля с фоновой подсветкой и равномерно распределенными по его плоскости однородными точечными ИСточниками света, установленными симметрично относительно центра поля. Устройство используют следующим образом. Испытуемому предъявляют световые стимулы, отличающиеся по длительности, на которые он дает ответы в соответствии с инструкцией. Впроцессе обследования с помощью устройства осуществляется поиск рабочей области предъявления величивы отличия и адаптивная настройка шага величины отличия стимулов на оптималь.ное значение в соответствии с индивидуальными особенностями цент ральной нервной системы испытуемого, после чего производится оценка статистических показатели точности различения обследуемых световых-стимулов, в результате обследования получают оценки параметров распределения величины отличия световых стимулов (среднее значение и дисперсию), которые являются исходными для вычисления коэффициентов степени концентрации (К) и устойчивости (К,) внимания по формулам АА А ; к 1- , If iJ -V л. где .VCO - оценки соответственно математического ожидания и коэффициента вариации, полученные для группы здоровых испытуемых в заданных экспеА А риментальных условияхj М , V - оценки математического ожидания и коэффициента вариации, полученные для одного из обследуемых в тех же экспериментальных условиях. Для количественной оценки распределения внимания обследование повторяется в условиях выполнения испытуемым одновременно двух заданий: различения световых стимулов, отличающихся по длительности, и подсчета звуковых импульсов, предъявляемых последовательностями. Количество импульсов в каждой последовательности является случайны 1. По окончании обследования вычисляют коэффициенты устойчивости и степени концентрации внимания СКУ , к) для этого режима обследования испытуемого (в условиях выполнения одновременно двух заданий) . Коэффициент распределния внимания (Кр) определяется по формуле V-- i ; ivr ocvc-KV)uv-Kv)i где 4 ы ср---г и1с-1 кНКу-к1л; Л. Д-р- индексы, характеризующие изменение коэффициентов К,1 при указанных выше различных условиях обследования, для одного и группы испытуемых ; N - количе ство обследуемьлх в группе. Работа устройства проходит последовательно в три этапа: I этап - поиск, в результате koторого определяется рабочая облсьсть предъявления величин отличия стимулов для конкретного, испытуемого. Поиск осуществляется с постоянной величиной шага величины отличия стимулов. It этап - адаптация, в результате которого в рабочей области предъявляемых величин отличия стимулов произ водится настройка шага величины отличия стимулов на оптимальное значение соответсгвующее индивидуальным характеристикам различения стимулов. III этап - определение статистических показателей, в результате которого получают оценки параметров расп ределения предъявленных величин отличия стимулов. Предъявление величин отличия стимулов осуществляется в рабочей области, определенной на этапе поиска, и с шагом изменения величины отличия стимулов, определенным на этапе гщаптации. Длительности каждого из этапов являются параметрами обследования, которые задаются экспериментатором путем выбора количества предъявления, стимулов на каждом этапе соот ветственно п , п 2, п, исходя из кбнкретных исследовательских задач и условий обследования. На 1 этапе работы устройства в начальный момент времени блок 6 программного управления, блок 9 ада тивной настройки шага величины отличия стимулов, формирователь 4 зна ковых кодов, формирователь 8 звуков стимулов, блок 11 статистической обработки и блок 12 индикации результатов устанавливаются в исходное состояние. В следующий момент времени блоко 1 предъявления световых сти1иулов предъявляют отличающиеся по длитель ности два множества световых стимулов с первоначально заданными параметрами, а именно с начальной велич ной отличия стимулов и начальной величиной шага. Испытуемый, в соответствии с инструкцией, набирает ответы на клавиатуре 2, с помощью которой осуществляется их кодирование. Анализатор 3 ответов осуществляет отбор правильных, неправильны ответов и пропусков путем сравнения сигналов, поступающих с формировате ля 4 знаковых кодов и клавиатуры 2 ответов. С выхода анализатора 3 ответов результаты анализа ответов в виде последовательного кода посту ,пают на блок 9 адаптивной настройки шага величины отличия стимулов, где на этапе поиска осуществляется формирование знака шага. Величина этого шага, установленная в начале эта па поиска в этом блоке, остается постоянной до окончания поиска. При каждом такте предъявления ст мулов величину шага отличия стимуло в виде .последовательности импульсов подают на блок 10 регулирования вел чин.ы отличия стимулов, в котором в зависимости от знака этого шага про водится увеличение или уменьшение в личины отличия импульсов. С выхода блока 10 регулирования величины отличия стимулов величина отличия стимулов в виде импульса соответствующей длительности поступает на один из входов преобразователя 13. При этом на другой (.многоканальный) вход преобразователя 13 с формирователя 4 наковых кодов поступает псевдослуайный код, в соответствии с котоым формируются сигналы управления ветовыми стимулами, отличающиеся о длительности. С выхода преобразоателя 13 сигналы управления поступат на блок 1 предъявления световых тимулов, который преобразует электические сигналы управления в свеовые стимулы. Устройство работает описанным образом в течение п тактов предъявления стимулов,в результате чего величина отличия стимулов изменяется от начального значения,котороелегко различается испытуемым, до таких значений при которых он делает ошибки или пропуски. Ошибки и пропуски являются признаками рабочей области. Выбранное экспериментатором количество тактов предъявления стимулов на каждом этапе задается блоком б программного управления. На втором этапе работы устройства с блока 6 программного управления поступает команда-на включение блока 9 адаптивной настройки шага величины отличия стимулов в режим адаптивной настройки шага величины отличия стимулов В соответствии с этой командой блок 9 адаптивной настройки шага величины отличия стимулов производит логическую обработку последовательного кода, поступающего с анализатора 3 ответов. В результате последовательного кода на выходе блока 9 адаптивной настройки шага величины отличия стимулов формируется новое, более . близкое к оптимальному, значение шага величины отличия стимула, которое поступает на блок 10 регулирования величины отличия стимулов 11 блок 11 статистической обработки. Блок 11 статистической обработки усредняет текущее значение шага. Работа других блоков устройства на этом этапе аналогична описанному выше режиму поиска. По окончании этапа адаптации через п тактов предъявления стимулов по команде с блока 6 програиимного управления усредненное значение шага величины отличия стимулов из блока 11 статистической обработки поступает в блок 10 регулирования величины отличия стимулов. В результате работы устройства на этапе адаптации пу.тем логической обработки последовательностей ответов выделяются статистические признаки для формирования сигналов управления настройкой шага величины отличия стимулов, путем статис.тической обработки текущих значений шага величины отличия стимулов производится оценка среднего значения шага, наиболее близкого к оп тимальному, соответствующему индивидуальным особенностям центрально нервной системы испытуемого. . На третьем зтапе работы устройс ва с блока 6 программного управлен поступает сигнал на блок 9 адаптив ной настройки шага величины отличи стимулов, которым блокируется пода ча текущего значения шага на блок 10 регулирования величины отличия стимулов. На этом этапе регулирования величины отличия стимулов блоком 10 производится с шагом, величина которого .была определена на этапе адаптации блоком 11 статистической обработки. БЛОКОМ 6 программного управления подается также команда на блок 11 статистической обработк для приема информации с его другог входа, подключенного к блоку 10 ре гулирования величины отличия стиму лов. При этом на вход блока 11 ста тистической обработки поступает зн .чение величины отличия стимулов в виде последовательности импульсов. Количество таких последовательностей, подаваемых на блок 11 для вычисления среднего значения и дисперсии величины отличия стимулов, равно количеству предъявлений стиму лов на этом этапе п, . По окончании этапа статистической обработки с многоканального вых да блока 11 статистической обработ ки .на блок 12 индикации результатов и регистратор 7 поступают коды, соответствующие среднему значению и дисперсии величины отличия стимулов. Работа остальных блоков На этом этапе аналогична опис анному для этапа поиска. В результате на этапе статистиче кой обработки получают оценки статистических показателей точности различения испытуе мым стимулов, отличающихся по длительности, при оптимальных для.испытуемого режимах предъявления величины отличия стимулов. При количественной оценке распре деления внимания с блока б программного управления на формирователь 8 звуковых стимулов поступает разрешающий сигнал для предъявления звуковых стимулов. При этом устройс во формирует световые стимулы и осу ществляет обработку данных в соотве ствии с этапами работы, описанными ранее. Таким образом, в устройстве для исследования внимания путем логического анализа последовательностей ответов, адаптивной настройки шага величины отличия-стимулов и статистической обработки его текущих значений осуществляется определение оптимального шага величины отличия стимулов, что обеспечивает учет индивидуальных особенностей центральной нервной системы испытуемого. Использование оптимального шага величины отличия стимулов с режиме определения статистических показателей позволяет создать для различных испытуемых идентичные условия по трудности различения и динамике изменения величины отличия стимулов, что обеспечивает стандартизацию режима предъявления стимулов и повышение точности оценки статистических показателей. Кроме этого устройством обеспечивается уменьшение влияния эффекта световой адаптации зрительного анализатора испытуемого и случайного угадывания на результаты обследования путем выполнения блока предъявления световых стимулов в виде поля фоновой подсветки и равномерно распределенных по его плоскости однородных точечных источников света, установленных симметрично относительно центра поля. Это также обеспечивает повышение точности получаемых показателей . Устройство для исследования внимания позволяет повысить точность количественной оценки распределения, устойчивости и степени концентрации внимания путем адаптивной настройки на оптимальное значение шага изменения величины отличия стимулов в соответствии с индивидуальными особенностями центральной нервной системы обследуемых, стандартизовать процедуру обследования путем создания идентичных условий восприятия различными испытуемыми величин отличия СТИ1ЛУЛОВ и динамики их изменения в процессе, обследования. Данное устройство может быть использовано при исследовании функционального состояния центральной нервной системы в психоневрологии, нейрофизиологии, гигиене труда, экспертизе трудоспособности, при профессиональной ориентации и профотборе . Формула изобретения Устройство для исследования внимания, содержащее блок предъявле- ния световых стимулов, клавиатуру ответов, анализатор ответов, формирователь знаковых кодов, генератор

тактовых импульсов, блок программного управления и регистратор, причем один вход анализатора ответов соединен с выходом клавиатуры ответов, а другой - с выходом формирователя знаковых кодов,- выход генаратора : тактовых импульсов связан с входом блока программного управления, о тл и чающееся тем, что, с целью повышения точности количественной оценки распределения, устойчйBOOTH и степени концентрации внимания путем адаптивной настройки на оптимальное значение шага изменения величины отличия стимулов в соответствии с индивидуальными особенностями центральной нервной системы обследуемых, оно снабжено преобразователем, формирователем звуковых стимулов, блоком адаптивной настройки шага величины отличия стимулов, блоком регулирования величины отличия стимулов, блоком статистической обработки и блоком индикации результатов, при этом выход блока программного управления соединен со входами формирователя звуковых стимулов, формирователя знаковых кодов, блока адаптивной настройки шага величины отличия стимулов, блока индикации Е1езультатЬв и блока статистической обработки, выход формирователя знаковых кодов связан с входом преобразователя, выход которого подключен к блоку предъявления световых стимулов, один из входов блока адаптивной настройки шага величины отличия стимулов соединен с выходом анализатора отв тон, другой - с выходом генератора тактовых импульсов, а его выход связан со входами блока регулирования величины отличия cти лyлoв и блока статистической обработки, один и выходов последнего подключен к входам блока индикации результатов и регистратора, а другой - к одному из входов блока регулирования величины отличия стимулов, другой вход которого связан с генератором тактовых импульсов, а его выход соединен со входами преобразователя и блока статистической обработки.

Источники информации, принятые, во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 291228, кл. G 09 В 7/00, 1969.