Устройство для диагностики функционального состояния человека-оператора
Изобретение относится к.медицинской технике и может быть использовано для диагностики функционального состояния человека-оператора. Цель изобретения - ускорение диагностики и повышение достоверности определения функционального состояния. Для достижения цели в устройство введены блок
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (t t) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4010275/28-14 (22) 08.01.86 (46) 07.05.88. Бюл. В 17 (71) Ростовский государственный университет им. М.А.Суслова (72)-О.Г.Чораян, В.Н.Бойцов, А.Ю.Милевский и .В.Н.Кирой (53) 615.471(088.8) (56) Кратин Ю.Г. и др. Техника и методика электроэнцефаллографии. Л., 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ: ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕК) ОПЕРАТОРА (5?) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для диагностики функционального состояния человека-оператора. Цель изобретения — ускорение диагностики и повышение достоверности определения функционального состояния. Для достижения цели в устройство введены блок! 393398 корреляторов 9-14, блок аналого-циф- работает в двух режимах. В первом ровых преобразователей 17-22, блок (обучение) формируют эталонную об23"28 памяти, блок цифроаналоговых ласть точки функционального состоя, преобразователей 29-34, блок 35-40 ния человека-оператора во-втором Р, вычисления модулей разности, сумма- автоматически оценивают принадлежтор 41, первый компаратор 42, инте- ность к данной эталонной области точгратор 43, второй компаратор 44, пе- ки, отражающей текущее функциональреключатель,15 режима работы, два ис- ное состояние человека-оператора в точника 46, 47 опорного напряжения процессе мыслительной деятельности. и программный блок 16. Устройство 1 ил Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано для диагностики функцио:нального состояния человека-оператора. Цель изобретения - ускорение диагностики и повышение достоверности оп-. еделения функционального состояния еловека-оператора. На чертеже изображено устройство я диагностики функционального сос-. ояния человека-оператора. Устройство содержит блок элект1 одов, включающий, по крайней мере 9 етыре электрода 1 — 4 для отведения электроэнцефалографических (ЗЗР) игналов, блок усилителей, включающий силители 5 — 8 по числу электродов, лок корреляторов включающий корре 20 х1яторы 9 - 14 по числу сочетаний по 1ва из числа электродов, переключа.тель 15 режима работы, программный длок 16, блок аналого-цифровых преобразователей, включающий аналого-цифровые преобразователи 17 - 22, блок п амяти, включающий элементы 23 — 28 памяти, блок цифроаналоговых преобразователей, включающий цифроаналоговые преобразователи 29-34, блок вычисленйя модулей разности, включающий элементы 35 — 40 вычисления модулей раз-" ности, сумматор 41, первый компаратор 42, интегратор 43, второй компа" ратор 44, индикатор 45, источники 46 и 47 опорного напряжения. Устройство работает следующим образом. В процессе диагностики автоматичЕски оценивают принадлежность к 4Î эталонной области точки, отражающей текущее функциональное состояние. Устройство работает в двух режимах. В первом режиме обучения формируют эталонную область точек функционального состояния человека-оператора. Во втором режиме автоматически оценивают принадлежность к данной эталонной области точки, отражающей текущее функциональное состояние человека-оператора в процессе мысли" тельной деятельности. В начальный момент испытуемый находится в состоянии покоя. После включения устройства переключатель 15 режима работы устанавливают в первый режим - режим обучения. В результате сигналы управления записью информации поступают на управляющие входы элементов 23 — 28 памяти. ЭЗГ сигналы отводят посредством электродов 1 - 4 оò четырех точек на скальпе. Далее снятые и усиленные усилителями 5 — 8 сигналы попарно поступают во всех шести возможных сочетаниях (по 2 из 4-х) на входы корреляторов 9 — 14, которые осуществляют вычисление параллельно в реальном масштабе времени. Значения коэффициентов корреляции, полученные на выходах корреляторов 9 — 14 в виде электрических сигналов соответствующих напряжений поступают через аналого-цифровые преобразователи 17 — 22 на входы соответствующих элементов 23 — 28 памяти и запоминаются в них. Далее переключатель 15 режима работы переключают в режим диагностики, при котором с ныхода программного блока l6 на управляющие входы элемен1393398 тов 23 — 28 памяти поступают сигналы считывания информации. Испытуемому предлагают максимально быстро решить тестовую задачу. При этом снятые ЭЭГ сигналы, отра5 жающие текущее функциональное состояние испытуемого, через усилители 5 8 поступают на корреляторы 9 — 14. Электрические сигналы с выходов 10 корреляторов 9 — 14 поступают на первые входы соответствующих элементов 35 — 40 вычисления модулей разности, на вторые входы которых поступают преобразованные в цифроаналоговых преобразователях сигналы с выходов соответствующих элементов 23 — 28 памяти, отражающие эталонную область точки функционального состояния человека-оператора в покое. 20 Вычисленные модули разности эталонных и текущих значений коэффициентов корреляции поступают на входы сумматора 41. Напряжение на каждом из входов сумматора 41 соответствует для выбранной метрики расстоянию в пространстве коэффициентов корреляции между точкой текущего состояния и данной точкой эталонной последова= ЗО телвности, полученной в режиме обучеНапряжение с выхода сумматора 41 поступает на инвертирующий вход первого компаратора 42, где оно сравнивается с напряжением, поступающим на нвинвертирующий вход с источника 4б опорного напряжения. Если напряжение на инвертирующем входе компаратора 42 больше напряжения поступающего на его неинвертирующий вход, то на выходе формируется электрический импульс фиксированной длительности и амплитуды, поступающей на вход интегратора 43. Формирование этого импульса свидетельствует о том, что расстояние между точкой текущего состояния и очередной точкой обучающей последовательности менее критического расстояния (P). Напряжение на выходе интегратора тем вышее, чем больше число точек обучающей последовательности находится в пределах расстояния Р от точки текущего состояния. С выхода интегратора электрический сигнал поступает на неинвертирующий вход второго компаратора 44 и сравнивается с подаваемым на его инвертирующий вход сигналом от источника 47 опорного напряжения. Это опорное напряжение 4 соответствует критическому числу точек в пределах P-окрестности, необходимому для установления принадлежности точки текущего состояния к множеству точек эталонной последовательности. Если напряжение на неинвертирующем входе выше напряжения на инвертирующем входе, то на выходе компаратора 44 формируется свидетельствующий об этом электрический прямоугольный импульс, что означает наличие диагностируемого состояния. Этот импульс, поступая на вход индикатора 45, вызывает его срабатывание. Испытуемым предлагаются тестовые задания различного уровня сложности, в том числе задачи на нахождение члена числового ряда, которые предьявляются испытуемым в случайной последовательности. В соответствии с инструкцией испытуемый должен максимально быстро решить задачу и назвать ответ, После ответа следует пауза. Продолжительность паузы выбирается случайным образом в пределах 10-100 с. Во время пауз испытуемый находится в состоянии оперативного покоя, ЭЭГ сигналы отводятся от четырех пунктов: симметричных лобных и затылочных монополярно. Использованный набор пунктов отведения ÝÝà сигналов является специфическим для дифференцирования указанных состояний, Он определен по результатам специально выполненных авторами психофизиологических экспериментов как наиболее информативный. Для диагностики других компонентов функционального состояния, например для идентификации состояния развитого утомления, используется другой набор пунктов отведения. Эталонное описание формируется индивидуально для всех испытуемых в начале каждого эксперимента. В память устройства вводятся значения коэффициентов корреляции, вычисленные для отдельных моментов времени на этапах состояния оперативного покоя ° Затем устройство с помощью переключателя 15 режимов работы переводится в режим диагностики состояния и в дальнейшем ос :Чествляется автоматическая операти; ая идентификация вы- бранного функциоз.льного состояния с продолжительнос о цикла диагностики 0,2 с. Идентифик-ция сопровожда1393398 формула изобретения Составитель В.Котенева Редактор Л.Зайцева Техред M.Äèäûê Корректор А. Зимокосов Заказ 1900/4 Тираж 655 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„, д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул . Проектная, 4 ется формированием импульсов на выходе устройства. Эти импульсы регистрируются. Параллельно, по командам экспериментатора фиксируются моменты начала и окончания решения тестовых задач. Записи анализируются после окончания эксперимента и оценивается вероятность совпадения сменяющих друг дру ra истинных состояний испытуемого и соответствующих им сигналов на выходе устройства. Устройство позволяет ускорить диагностику, повысить достоверность определения функционального состояния человека-оператора в процессе мыслительной деятельности и обеспечивает дифференцирование состояний оперативного покоя и мыслительной деятельнос- 0 ти с вероятностью 0,87. Устройство для диагностики функ- д5 ционального состояния человека-оператора, содержащее блок электродов и блок усилителей, соединенные последовательно, а также индикатор, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це-. лью ускорения диагностики и повышения I достоверности определения функционального состояния человека-оператора, в него введены блок корреляторов, блок аналого-цифровых преобразователей, блок памяти, блок цифроаналоговых преобразователей и блок вычисления модулей разности, соединенные последовательно, сумматор, первый компаратор, интегратор и второй компаратор, соединенные последовательно, а также переключатель режима работы, два источника опорного напряжения и программный блок, при этом вход последнего соединен с переключателем режима работы, а выход — с входами блока памяти, выходы корреляторов соединены с входами блока вычисления модулей разности, а выходы последнего соединены с входами сумматора, выходы блока усилителей соединены с входами блока корреляторов, кроме того, входы компараторов соединены с выходами соответствующих источников опорного напряжения, а выход второго компаратора соединен с индикатором.
