Устройство для психофизиологических исследований

 

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для контроля состояния бодрствования человека-оператора , а также для расчета интегрального Показателя бодрствования по параметрам векодвигательной активности. Целью изобретения является повышение достоверности принятия решения о времени открытого или закрытого глаза за счет обработки изображения контура профиля глаза, проецируемого - на матрицу приемников. Поставленная цель реализуется путем введения в состав известного устройства матрицы 2 приемников, блока 5 сравнения строк, первого 6 и второго 7 блоков принятия решения, блока 8 расчета и контроля первого переключателя 9, счетчика 10 адреса строки, счетчика 11 адреса приемника в строке и второго переключателя 13. Дополнительный эффект достигается за счет расчета интегрального показателя векодвигательной активности, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я2л А 61 В 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4734493/14 (22) 01.09,89 (46) 07.12,91, Бюл. М 45 (71) Курский политехнический институт (72) Ю.Л. Бойко, Н.А. Кореневский, В.В.Плотников и А.В.Нечаев (53) 615.475(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 847992, кл. А 61 В 3/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ (57) Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для контроля состояния бодрствования человека-оператора, а также для расчета интегрального показателя бодрствования по параметрам

„„ Ж„„1695878 А1 векодвигательной активности. Целью изобретения является повышение достоверности принятия решения о времени открытого или закрытого глаза за счет обработки изображения контура профиля глаза, проеци-. руемого - на матрицу приемников.

Поставленная цель реализуется путем введения в состав известного устройства матрицы 2 приемников, блока 5 сравнения строк, первого 6 и второго 7 блоков принятия решения, блока 8 расчета и контроля первого переключателя 9, счетчика 10 адреса строки, счетчика 11 адреса приемника в строке и второго переключателя 13. Дополнительный эффект достигается за счет расчета интегрального показателя векодвигательной активности. 1 ил.

1695878

40

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для контроля состояния бодрствования человека-оператора, а также для расчета интегрального показателя бодрствования по параметрам векодвигательной активности.

Цель изобретения — повышение достоверности принятия решения о времени открытого или закрытого глаза за счет обработки изображения контура профиля глаза, проецируемого на матрицу приемников.

На чертеже и редставлена фун кционал ьная схема устройства для психофизиологических исследований, Устройство для психофизиологических исследований (фиг.1) содержит излучатель

1, матрицу. приемников 2, усилитель 3, пороговый элемент 4, блок 5 сравнения строк, первый блок 6 принятия решений, второй блок 7 принятия решения, блок 8 расчета и контроля, первый переключатель 9, счетчик

10 адреса строки, счетчик 11 адреса приемника в строке, блок 12 управления, второй переключатель 13, Устройство работает следующим образом, 8 устройстве источником светового потока для формирования изображения контура профиля глаза оператора на матрице приемников 2 (фиг,1) служит инфракрасный излучатель 1, работающий в импульсном режиме по сигналам ОПР, И от блока 12 управления. Информация с матрицы приемников

2 снимается в режиме сканирующей развертки по строкам, когда на выход матрицы приемников 2 поочередно подключаются элементарные точечные приемники, Матрица приемников 2 содержит по N приемников в каждой из M строк. Когда к выходу матрицы приемников 2 (фиг,1) подключается элементарный приемник, на который попадает не закрываемый веком инфракрасный световой луч, то на пороговый элемент 4 через усилитель 3 поступает высокий электрический потенциал, По мере уменьшения интенсивности светового луча, попадающего на подключенный к выходу матрицы приемников 2 элементарный приемник, уменьшается и величина снимаемого потенциал". В процессе предварительной настройки устройства пороговый элемент 4 настраивается таким образом, что íà его выходе формируются сигналы СП:=1 только при onросе элементарного приемника, на который проходит прямой инфракрасный луч.

Перед началом работы нажатием кнопки на блоке 12 управления формируется сигнал сброса УОО:=1, устанавливающий все элементы с памятью в исходное состояние.

Далее формируется сигнал ПУСК:=1, по которому блок 12 управления на своем первом выходе формирует сигнал ОПР,И;=1, под воздействием которого на выходе излучателя 1 формируется инфракрасный поток, падающий на те приемники матрицы приемников 2, которые не затенены глазом и веками. Так как в исходном состоянии счетчик 10 адреса строки и счетчик 11 адреса приемника в строке находятся в нулевых состояниях, то к выходу матрицы приемников 2 подключается выход первого приемника первой строки. Сигнал с выбранного приемника через усилитель 3 поступает на вход порогового элемента 4, и, если приемник освещен, на его выходе формируется сигнал СП;=1 (в противном случае СП:=О). Нэ следующем такте работы, не снимая сигнала ОПР. И, формируется сигнал ОПР,И;=1, который запускает блок 5 сравнения строк и позволяет осуществлять проверки логических условий работы блока 8, Таким образом, функционирование блока 12 управления в одном или нескольких циклах алгоритма функционирования по цепи блоков 6, 7, 8, 9, 6 позволяет найти первый затемненный приемник в выбранной строке матрицы приемников 2 или определить, все ли приемники в данной строке не затемнены тенью глаза, и сформировать сигнал опроса блока 5 сравнения строк, по которому нэ выходе данного блока вырабатываются сигналы текущего знака разности строк в матрице приемников P > 0 или

Р < 0 (второй и первый выходы блока 5 сравнения строк соответственно, причем

Р = п -1- Kj, где К вЂ” номер последнего незатемнен ного приемника в j-й строке матрицы приемников 2 (О< К < М ), и — число незатененных приемников строки j-1;

j — номер строки в матрице приемников

2 (14 j < M),, Если же значение разности между смежными строками приемников равно нулю, то такие результаты анулируются блоком 5 сравнения строк.

Одновременно сбрасывается и счетчик

11 адреса приемника строки, после чего блок 12 управления, определив, что АСМ, добавляет "1" в счетчик 10 адреса строк и переходит к следующему циклу работы, начиная с блока 6, т.е, к анализу состояния приемников второй строки матрицы приемников 2. При этом блок 5 сравнения строк работает точно так же, как и при анализе первой строки за исключением того, что сигналы СП:=1 в данном случае суммируются с инверсным кодом числа незатемненных

1695878 приемников, Результат суммирования может быть записан как

Р=пг+К1, где n1 — число незатемненных приемников в первой строке матрицы приемников 2; пг — число незатемненных приемников во второй строке матрицы приемников 2.

Решение об открытом глазе оператора на данном кадре принимается, если более чем для половины строк матрицы приемников 2 формировался знак разности строк P

О, Такая ситуация возникает, если при сканировании полного кадра изображения профиля глаза для половины и более строк матрицы приемников 2 на выходе блока 5 сравнения строк формировался знак разности Р>0, причем независимо от того, как эти строки были распределены по кадру.

Если разность чисел, которые записываются по окончании сканирования кадров, ° оказывается весьма малой с преобладанием в меньшую или большую сторону, то для устойчивого принятия решения необходимо дополнить формирующуюся разность некоторой константой, которая подбирается экспериментатором или испытуемым экспериментально при открытом глазе относительно закрытого, Экспериментатор или испытуемый набирает на клавиатуре блока 12 управления некоторое число, которое будет по окончании сканирования каждого кадра изображения записываться по сигналам в БПР 6.

Второй блок 7 принятия решения в результате предварительного обучения позволяет раобтать в условиях еще больших смещений матрицы приемников 2 и излучателя 1 относительно контура профиля глаза оператора в условиях еще большего разброса антропометрических характеристик глаза операторов и с учетом различных помех, создаваемых, например, ресницами глаза оператора.

Таким образом, второй блок 7 принятия решения дает более надежные решения о текущем состоянии глаз оператора в условиях больших (4 — 8 мм) смещений матрицы приемников относительно глаза, а также в условиях больших разбросав в строении век у различных операторов по сравнению с первым блоком 6 принятия решения, Однако для своей работы второй блок принятия решения требует предварительного обучения на достаточно большом (50-100 чел.) статическом материале, Блок 8 расчета и контроля следит за временем непрерывного закрытого глаза и производит расчет интегрального показателя бодрствования оператора по формуле

Тз +То

Тэ где Т, — время открытого глаза на протяжении эксперимента;

Тз — время закрытого глаза за тот же период, Снятие результатов с блока 8 расчета и контроля осуществляется при нажатии на второй переключатель 9.

Формула изобретения

Устройство для психофизиологических исследований, содержащее излучатель, усилитель, пороговый элемент и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности принятия решения о времени открытого или закрытого глаза за счет обработки изображения контура профиля глаза, проецируемого на матрицу приемников, в него введены матрица приемников, блок сравнения строк, первый и второй блоки принятия решений, блок ðàñчета и контроля, счетчик адреса строки, счетчик адреса приемника в строке и два переключателя, причем первый выход блока управления соединен с входом излучателя, выход которого через последовательно соединенные матрицу приемников, усилитель и пороговый элемент соединен с первым входом блока сравнения строк и третьим входом блока управления, первая и вторая группы выходов которого соединены с группами входов счетчика адреса строк и счетчика адреса приемника в строке соответственно, группы выходов и одиночные выходы которых соединены с первой и второй группами входов матрицы приемников и первым и вторым входами блока управления соответственно, третья и четвертая группы выходов которого соединены с группой входов блока сравнения строк и второй группой входов блока расчета и контроля соответственно, а второй выход соединен с вторым входом блока сравнения строк и является первым выходом устройства, третий и четвертый выходы блока управления соединены с первыми и третьими входами первого и второго блоков принятия решений соответственно, четвертый выход блока управления соединен с третьим входом блока расчета и контроля и является вторым выходом устройства, а пятый выход соединен с вторыми входами блока расчета и контроля, первого и второго блоков принятия решения, третьим входом блока сравнения строк и является третьим выходом устройства, группа выходов блока сравнения строк соединена с группой входов первого и второго блоков принятия решений, первые группы выходов которых

1695878

Составитель А. Сапко

Техред М.Моргентал

Редактор В, Данко

Корректор О. Кравцова, Заказ 4247 Тираж Подписное

ВНИИПИ.Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 г соединены с второй и первой группами, входов второго переключателя соответственно, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока расчета и контроля, первый вход которого соединен с выходом первого переключателя, вторая и третья группы выходов второго блока принятия решений являются пятым и

5 четвертым выходами устройства.