Устройство для автоматизированной оценки порогов чувствительности сенсорных систем человека

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (sl)s А 61 В 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4615781/14 (22) 05.12.88 (46) 15.05.91, Бюл, ¹18 (71) Курский политехнический институт и Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда в сельском хозяйстве (72) Н.А.Кореневский, B.B,Ïëoòíèêoâ, А.B.Íå÷àåâ и Ю,Л.Бойко (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1128902, кл. А 61 В 5/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОЦЕНКИ ПОРОГОВ ЧУВСТВИТЕЛЪНОСТИ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ

ЧЕЛОВЕКА (57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при исследовании абсолютных и разностных порогов чувствительности зрительной, слуховой и кинестетической сенсорных систем человека в психологии и физиологии труда, не„„Я2„„1648345 А1 врологической клинике и смежных. областях. Цель изобретения — повышение достоверности исследований путем комплексной оценки состояний зрительной, слуховой и кинестетической систем человека, Цель реализуется за счет введения в состав известного устройства схемы 1 формирования адреса, блока 4 расчета параметров чувствительности, схемы 6 выделения ошибок, распределителя 7 импульсов, пульта 8 экспериментатора, регистра 9 начальных установок, реверсивного регистра счетчика 10, пульта 11 испытуемого, Использование предлагаемого устройства позволяет на научной основе решать вопросы профориентации, профотбора, рациональной расстановки кадров, оценивать влияние условий труда на состояние человека и разрабатывать на их основе мероприятия по уменьшению отрицательных эффектов влияния условий труда на состояние человека.

1 з.п,ф-лы, 2 ил.

1648345

15 (2) 20

30

55 (6) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при определении абсолютных и разностных порогов чувствительности сенсорных систем в задачах оценки функционального состояния человека, его профессиональной пригодности, в неврологической клинике и других смежных областях, Цель изобретения — повышение достоверности исследований путем комплексной оценки состояний зрительной, слуховой и кинестетической систем человека, На фиг.1 изображена функциональная схема устройства для автоматизированной оценки порогов чувствительности сенсорных систем человека; на фиг,2 — функциональная схема блока предъявления стимулов, Устройство для автоматизированной оценки порогов чувствительности сенсорных систем человека (фиг.1) содержит схему

1 формирования адреса, схему 2 формирования реверса, блок 3 управления, блок 4 расчета параметров чувствительности, блок

5 индикации, схему 6 выделения ошибок распределитель 7 импульсов, пульт 8 экспериментатора, регистр 9 начальных установок, реверсивный регистр-счетчик 10, пульт

11 испытуемого, блок 12 предьявления стимулов, Распределитель 7 импульсов содержит схему формирования импульсов, управляемый генератор меток и блок гашения стимулов.

Блок 12 предъявления стимулов (фиг.2) содержит первый демультиплексор 13, цифроаналоговый преобразователь 14, второй демультиплексор 15, схему 16 выделения максимума, первый усилитель 17 мощности, делитель 18 частоты, перестраиваемый усилитель 19 звуковой частоты, элемент И 20, третий демультиплексор 21, второй усилитель 22 мощности, элемент ИЛИ 23, генератор 24 тактовых импульсов, счетчик 25 формирования частоты испытуемому, схему

26 сравнения, третий усилитель 27 мощности, Устройство работает следующим образом, В момент, когда испытуемый замечает появление едва различимого тест-обьекта, он нажимает на кнопку, чем прекращает изменение яркости, Данйая величина яркости фиксируется. После этого освещенность тест-обьекта уменьшается с постоянной скоростью до тех пор, пока последний не перестанет восприниматься испытуемым, Этот момент также отмечается испытуемым, а величина яркости регистрируется, Измерение повторяют несколько раэ. По результатам измерений рассчитывают: средний абсолютный минимальный порог освещенности по возрастанию

Еср = —,, Ei

+ 1 6 + (1) и. 1 средний абсолютный минимальный порог освещенности по убыванию

1 и

Еср = Х Ei

"1=1 разброс абсолютных минимальных порогов освещенности и

CP = —,!, Š— Š/ (3)

n! — 1

При измерении разности порогов зрительных систем задается некоторое значение освещенности (Е ) тест-обьекта и обеспечивается автоматическое изменение (увеличение/уменьшение) по случайному закону освещенности тест-объекта в заданном диапазоне с выбранной экспериментатором скоростью. Испытуемый, заметив изменение освещенности тест-объекта, нажимает соответствующую кнопку. Одновременно с этим определяется правильность ответа испытуемого и если он допустил ошибку при ответе (нажал левую кнопку при увеличении освещенности или наоборот), то величина освещенночти, зарегистрированная на данном такте исследования, игнорируется при расчете параметров чувствительности, По результатам измерений рассчитывают: среднюю величину освещенности, при которой реагировал испытуемый на усиливающуюся освещенность (4)

1=1 среднюю величину освещенности, при которой реагировал испытуемый на уменьшение освещенности

Еср = —,,, Е) — 1 (5)

К! =1 средний разностный порог на увеличение освещенности

Е7р = —,, Ei — Ео

+ 1 +

ml=1 средний разносный порог на уменьше.ние освещенности

1 к

Еср = Ео —,, Е1 (7)

KJ=1 относительную ошибку правильности ответа

1648345

55 ответствующий максимальному свечению тр

ОШ =—

С (8) где n — количество предъявлений;

С вЂ” количество ошибочных ответов.

Абсолютная чувствительность по интенсивности оценивается минимальной интенсивностью звука, воспроизводимого человеком, Разностный порог чувствительности слуха по интенсивности характеризуется минимальным изменением интенсивности звука фиксированной частоты, улавливаемым человеком. Методика проведения эксперимента подобна методике, описанной для зрительного анализатора, По результатам измерений рассчитывают те же показатели чувствительности, что и для зрительной системы.

Измерение абсолютного и .разностного порогов чувствительности кинестетического анализатора проводится по методике, аналогичной методике измерения зрительного анализатора, с расчетом тех же показателей чувствительности по формулам (1) — (7).

Для обеспечения работы устройства в режиме исследования зрительного анализатора экспериментатор галетным переключателем К2, расположенным на пульте 8 экспериментатора, выбирает режим иЗРИТЕЛ", чем обеспечивает сигнал низкого уровня на втором управляющем входе второй группы входов блока 12 предъявления стимулов (фиг.2). Этим сигналом первый и второй демультиплексоры 13 и 15 настраиваются на передачу информации по первым своим выходам. Скорость изменения яркости задается на первом блоке (б1) пульта 8 экспериментатора путем настройки управляемого генератора меток. Таким образом, цифровой код, приходящий по первому входу. блока 12 предъявления стимулов, через первый демультиплексор 13 поступает на вход цифроаналогового преобразователя

14, который преобразует его в аналоговое напряжение, последнее через второй деь ультиплексор 15 поступает на схему 16 выделения максимума и первый усилитель

17 мощности. К выходу схемы 16 выделения максимума подключается лампа ЛО, распаложенная не передней панели пульта 8 экспериментатора, а к выходу первого усилителя 17 мощности — лампа адаптометра Л1, расположенная на пульте 11 испытуемого. Таким образом, изменение напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 14 приводит к изменению яркости свечения лампы адаптометра Л1.

Если при работе на вход цифроаналогового преобразователя 14 поступает код, солампы адаптометра Л1, то срабатывает схема 16 выделения максимума, представляющая собой аналоговый компаратор, и на ее выходе появляется напряжение, т.е. загорается лампа ЛО, информируя исследователя о том, что испытуемый не видит тест-объекта при максимальном свечении лампы адаптометра Л1. Экспериментатор снимает один из фильтров адаптометра, дополнительно усиливая освещенность тест-объекта и повторяет эксперимент при повышенной освещенности.

Для обеспечения работы устройства в режиме исследования слухового анализатора по интенсивности экспериментатор устанавливает переключатель К2 пульта 8 экспериментатора в положение "СЛУХ/ИНТЕНС/", чем обеспечивает настройку первого и второго демультиплексоров 13 и 15 на работу по первому и второму выходам соот-, ветственно, третий демультиплексор 21 настраивается для передачи информации по первому выходу. С третьего блока БЗ пульта

8 экспериментатора делитель 18 частоты настраивается на одну из частот: 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц,.Скорость изменения интенсивности (изменение величины цифрового кода не первом входе блока 12 предъявления стимулов) задается с первого блока (61) пульта 8 экспериментатора путем настройки управляемого генератора меток, Для обеспечения работы устройства в режиме исследования слухового анализатора по частоте экспериментатор устанавливает переключатель К2 пулБта 8 экспериментатора в положение и СЛУХ/ЧАСТОТ/", чем обеспечивает настройку первого 13 и третьего 21 демультиплексоров для работы по вторым выходам, второй демультиплексор 15 в работе устройства в данном режиме не участвует. С первого блока пульта 8 экспериментатора делителю частоты управляемого генератора меток задается коэффициент пересчета, соответствующий одной из следующих скоростей изменения частоты: 0,5, 1, 2, 3, 4 Гц/с. Интенсивность звука выбирается до эксперимента и устанавливается переменным резистором, стоящим в цепи обратной связи третьего усилителя 27 мощности.

Для обеспечения работы устройства в режиме измерения порогов кинестетической чувствительности экспериментатор устанавливает переключатель К2 пульта 8 экспериментатора в положение иКИНЕСТ", чем обеспечивает настройку первого демультиплексора 13 на работу по первому выходу, а второго демультиплексора 15- по етьему выходу. Скорость изменения уси1648345 лия определяется заданным в первом блоке (Б1) коэффициентом пересчета делителя частоты управляемо-о генератора меток, Признак разделения информации по принципу чувствительность на возрастание и чувствительность на убывание сообщается блоку 4 расчета параметров чувствительности схемой 1 формирования адреса, выходной кОд которой формируется в зависимости от сигнала на первом ее входе. Наличие сигнала соответствует коду 01, что соответствует расчету показателей порогов чувствительности на возрастание величины стимула. При нулевом значении сигнала на ее первом входе на ее выходе формируется код 10, что соответствует расчету показателей порогов чувствительности на убывание величины стимула, За один цикл работы устройства в блок

4 расчета параметров чувствительности поступают значения для расчета показателей абсолютного порога чувствительности на увеличение и уменьшение величины стимула.

Новый цикл работы начинается после нажатия на кнопку УВ пульта 8 экспериментатора.

По окончании каждого цикла работы можно с помощью блока 5 индикации просмотреть в динамическом режиме рассчитанные блоком 4 расчета параметров чувствительности параметры, Использование предлагаемого устройства позволяет на научной основе решать вопросы профориентации, профотбора, рациональной расстановки кадров, оценивать влияние условий труда на состояние человека и разрабатывать мероприятия по уменьшению отрицательных эффектов влияния условий труда на состояние человека.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматизированной оценки порогов чувствительности сенсорных систем человека, содержащее блок управления, блок предъявления стимулов, блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности исследований путем комплексной оценки состояний зрительной, слуховой и кинестетической систем человека, в него введены схема выделения ошибок, схема формирования адреса, схема формирования реверса, распределитель импульсов, блок расчета параметров чувствительности, пульт экспериментатора, пульт испытуемого, регистр начальных установок, реверсивный регистр счетчик, причем первйй вход схемы формирования адреса соединен с

5

40 группой выходов схемы формирования реверса, которые соединены с первым входом схемы выделения ошибок и восьмым входом распределителя импульсов, первый вход которого соединен с вторым выходом блока управления и вторым входом схемы формирования адреса, группа выходов которой соединена с первой группой входов блока расчета параметров чувствительности, второй вход которого соединен с выходом схемы выделения ошибок, вторая группа входов которой соединена с выходом пульта испытуемого и с шестой группой входов распределителя импульсов, седьмая группа которого соединена с шестой группой выходов ! пульта экспериментатора, с второй группой входов пульта испытуемого и третьей группой входов схемы формирования реверса, второй вход которой соединен с вторым входом распределителя импульсов, с первым выходом пульта экспериментатора и третьим выходом блока управления, а первый вход — с первым выходом блока управления, с первыми входами пульта испытуемого и реверсивного регистра счетчика, вторая группа входов которого соединена с третьей группой выходов распределителя импульсов, вторая группа выходов которого соединена с третьей группой входов блока расчета параметров чувствительности, четвертый вход которого соединен с вторым входом блока предъявления стимулов и третьим выходом пульта экспериментатора, второй выход которого соединен с третьим входом блока управления, первый вход которого соединен с первым входом распределителя импульсов, четвертый выход которого соединен с первым входом пульта экспериментатора, седьмая группа выходов которого соединена с третьей группой вхо дов распределителя импульсов, пятый вход которого соединен с вторым входом блока управления и выходом реверсивного регистра счетчика, третья группа входов которого соединена с второй группой входов блока индикации, с пятой группой входов блока расчета параметров чувствительности и группой выходов регистра начальной установки, входы которого соединены с четвертой группой выходов пульта экспериментатора, пятая группа входов которого соединена с первой группой входов блока предъявления стимулов, первый выход которого соединен с вторым входом пульта экспериментатора, вторая группа выходов — с третьей группой входов пульта испытуемого, а третья группа входов — c выходом реверсивного регистра счетчика и с третьей группой входов блока индикации, первая группа входов которого соединена с

1648345

10 выходами блока расчета параметров чувствительности, 2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок предъявления стимулов содержит три демультиплексора, цифроаналоговый преобразователь, схему выделения максимума, три усилителя мощности, делитель частоты, перестраиваемый усилитель звуковой частоты, элемент И, генератор тактовых импульсов, счетчик формирования частоты испытуемому, схему сравнения и элемент ИЛИ, причем первая группа входов блока предъявления стимулов соединена с группой входов первого демультиплексора, первая группа выходов которого соединена с группой входов цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом второго демультиплексора, первый выход которого соединен с первыми входами первого усилителя мощности и схемы выделения максимума, выход которой является выходом блока предьявления стимулов, вторая группа входов блока предъявления стимулов, состоящая из четырех управляющих входов и группы входов соединена: группа входов — с группой входов делителя частоты, первый управляющий вход — с входом первого демультиплексора и первым входом третьего демультиплексора, второй управляющий вход — с вторым управляющим входом второго демультиплексора, третий управляющий вход — c третьими управляющими входами второго и третьего демультиплексоров, четвертый управляющий вход — с четвертым управляющим входом второго демультиплексора, второй выход которого соединен с вторым входом перестраиваемого усилителя звуко5 вой частоты, а третий выход — с входом второго усилителя мощности, вход;блока предъявления стимулов соединен с вторыми входами схемы формирования максимума, первого усилителя мощности и элемента

10 И, выход которого соединен с вторым входом третьего демультиплексора, первый выход которого соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с первым входом перестраиваемого усилителя

15 звуковой частоты, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого совместно с выходами первого и второго усилителей мощности является группой выходов блока предъяв20 ления стимулов, вторая группа выходов первого демультиплексора соединена с первой группой входов схемы сравнения, выход которой соединен с вторым входам счетчика формирования частоты испытуе25 мого и входом третьего усилителя мощности, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом элемента И, второй выход треть30 его демультиплексора соединен с первым входом счетчика формирования частоты испытуемого, группа выходов которого соединена с вторым входсм схемы сравнения, 1648345

72 Д

Составитель А. Сапко

Редактор Н,Киштулинец Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

Заказ 1472 Тираж 458 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101