Устройство для исследования эмоционального состояния

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

hk

CO

4Р

4ь О

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4799037/14 (22) 07.03.90 (46) 35Л2.93 Ьол. hh 45-46 (76) Максименко Людвиг Александрович (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЭМОЦИАНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ (57) Использование: устройство для исследования эмоционального состояния относится к области медицины и медтехники и может быть использовано для определения эмоционального состояния человека, в том числе скрытого эмоционального состояния. C HocTb: poHcT80 содержит цилиндрические электроды, лреобразователь. усилитель, измерительный прибор, ключ, реле запуска, реле времени, элемент сигнализации, устройство установки ну(в) «RU (11) 2004Х92 С1 (51) 5 А 61 В 5 16 ля. переключатель. блок раздражителей. :. лортсмен плотно, но без усилия обхватывает руками. электроды. Происходит регистрация исходного кожногальванического лот енциала. Затем спортсмен акимает цинковый электрод При этом регистрируется усилие сжатия и одновременно включается раздражитель, действующий определенное время

После этого вновь регистрируется измененный кожно-гальванический потенциал и определяется время восстановления лотенциала к исходному уровню Аналогично измеряется кожно-гальвани. ческое.сопротивление, предварительно переключив лереапочатель. Устройство можно испольэовать для олределения степени волнения спортсменов перед соревнованием. 1 зл.ф-лы, 7 ил.

2004192

20

50

Изобретение относится к медицине. и медицинской технике и может быть использовано для определения эмоционального состояния человека, в том числе скрытого эмоционального состояния человека, в том числе скрытого эмоционального состояния.

Известно устройство для исследования нервной системы, содержащее устройство для обучения оператора, механизм коррекции ошибок и устройство для измерения частоты стимуляции. Прибор может быть использован для психологических исследований и предназначен для получения информации о динамике ответных реакций в процессе исследования, связанных с обучением оператора, усвоением ритма и т.д.

На каждый предъявляемый импульс раздражения испытуемый должен в тот же момент дать ответную реакцию. В случае исследования способности испытуемых к запоминанию ритмов механизмов генерации и стабилизации частоты ритмических движений блок раздражителей после предъявления некоторого количества импульсов отключается ключом, однако испытуемый продолжает работу. которая оценивается и регистрируется описанным методом, Устройство позволяет измерять и регистрировать временное положение каждого ответного воздействия испытуемого в широком диапазоне частот стимулирующих импульсов, а при изменении частоты стимуляции позволяет получить информацию о динамике изменений, происходящих с каждым ответным воздействием, что очень важно при анализе изменений ответных реакций, связанных с процессом усвоения ритма, обучения оператора, механизмов коррекции ошибок, при исследовании функций временного предвидения оператора, а также при исследовании способности испытуемых к запоминанию ритмов механизмов генерации и стабилизации частоты ритмических движений.

Известно устройство для измерения кожно-гальванических потенциалов и ко>кно-гальванического сопротивления спортсменов. Принцип действия устройства основан на изменении показателей организма при воздействии световых или звуковых раздражителей, Устройство содержит датчики кожно-гальванических потенциалов и устройство для регистрации биопотенциалов организма человека, Наиболее близким техническим решением является устройство для регистрации кожно-вальванических реакций, содержащее предусилитель, электроды, усилитель, блок сравнвния, управляемый делитель, генератор импульсов, счетчик импульсов, преобразователь код-напряжение. Электроды накладываются на кожу, а через испытуемого пропускается ток. Напряжение, пропорциональное сопротивлению кожи, сравнивается с напряжением на выходе преобразователя, В зависимости от полярности напряжения формируется код, соответствующий сопротивлению.

Недостатком известного прибора является повышенная опасность поражения электрическим током при его пропускании через пациента и пониженная достоверность результатов, Целью устройства является повышение достоверности результатов при исследовании эмоционального состояния человека путем создания раздражения в виде механических усилий, звукового и светового воздействия, На пациента воздействует свет и звук на расстоянии, что исключает поражение ., ..циента электрическим током. а при силовом. во действии руки пациента находятся непосредственно нэ электродах в процессе всего исследования. 8 прототипе же для создания режима раздражения используется электрический ток, пропускаемый непосредственно через кожу. По этой причине травмобезопасность и достоверность результатов предлагаемого устройства значительно выше, Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве в качестве раздражителей использованы дистанционно свет и звук и дополнительное раздражающее воздействие на мышечную систему в виде механического сжатия тензодинамометра, вмонтированного в один из электродов, при фиксированном положении кистей испытуемого в процессе эксперимента. Это значительно повышает достоверность результатов за счет снижения методической погрешности.

Нэ фиг,1 представлена структурная схема устройства для исследования эмоционального состояния; на фиг.2 — цинковый разрезной электрод; на фиг.3 — три шкалы для регистрации развиваемых усилий и отводимых биотоков; на фиг.4 — тензодатчик; на фиг,5 — схема включения реле запуска вместе с; на фиг,б — цинковый электрод, вид сверху; на фиг.7 — схема подключения блока 8.

Устройство для исследования эмоционального состояния содержит (см.фиг,1) первый электрод 1, второй электрод 2, преобразователь 3, усилитель 4, измерительный прибор 5, ключ б, реле запуска 7, реле врвмени 8, злвмент сигнализации 9, устройство установки нуля 10, переключатель 11, 2004192

10

35

50

55 блок 12 (спортсмен), блок раздражителей

13. Первый электрод 1 выполнен разрезным, цинковым, цилиндрической формы и состоит из одинаковых половин а и б. На одной половине наклеены тензодатчики 14 (фиг.4). Их восемь. Тензодатчик представляет из себя каркас 15 из плотной резины, по диаметру которого наматывается три витка константановой проволоки 16 в виде двойной бифилярной намотки. Сжимающее усилие приложено перпендикулярно плоскости витков (фиг.4), В центре электрода расположен ключ 6. Тензодатчики расположены между двумя половинами цинкового электрода 1 (фиг.б). Ключ 6 расположен между двумя рядами тензодатчиков. Все восемь тензодатчиков соединены последовательно и вместе с электрическим мостом образуют преобразователь 3, который служит для преобразования силы сжатия в электрический сигнал, Кнопка 17 ключа 6 не соприкасается плотно с противолежащей половиной первого электрода (см.фиг.б). Регистрация показаний осуществляется на измерительном прибОре 5, который может иметь три шкалы (см.фиг,3), Обмотка 18 реле запуска 7 включается через нормально замкнутый контакт ключа 6. После срабатывания реле запуска

7 замыкаются контакты HP и НРг и размыкается контакт НЗ (см.фиг.5). Устройство установки нуля необходимо для установки стрелки на нуль перед измерением кожногальванического сопротивления. Обмотки тензодатчиков включаются в одно иэ плеч электрического моста, в диагональ которого включен усилитель 4. Переключатель 11 необходим для изменения режима измерения.

Медный электрод 2 представляет собой цилиндрический пустотелый стакан. Оба электрода 1 и 2 имеют одинаковые габариты и в натуральную величину (см.фиг,2 и 6). Элемент сигнализации 9 может быть звукосветовым. Реле времени 8 (см.фиг.7) имеет на выходе дополнительное реле с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами. Блок раздражителей 13 устанавливается перед спортсменом и представляет из себя светоэвуковой раздражитель. Блок 9 и блок l3 отличаются интенсивностью раздражения и частотой сигнала. Реле запуска 7 с тремя парами.контактов показано на фиг.5. . Устройство для исследования эмоционального состояния работает следующим образом. Спортсмен 12 плотно, но беэ усилия обхватывает ладонями медный и цынковый электроды 2 и 1 (см.фиг.1). Через нормально замкнутый контакт НЗ происходит соединение цинкового 1 и медного 2 электродов с измерительным прибором 5.

Если переключатель 11 стоит в положении

"1", то измерительный прибор 5 регистрирует кожно-гальванический потенциал. Регистрация осуществляется на второй шкале (см.фиг.3), Затем спортсмен производит сильное сжатие цинкового электрода 1. При этом сжимающее усилие P сдавливает тензодатчики (см.фиг.4 и 6). При сдавливании изменяется сопротивление константановой проволоки, которое с помощью моста преобразовывается в изменение напряжения и усиливается усилителем 4. Одновременно с началом сжатия цинкового электрода 1 происходит нажатие на кнопку ключа 6.

Кнопка срабатывает и замыкает свои контакты. После замьлсания контактов ключа происходит подача напряжения на реле запуска 7 (см.фиг. 1, 5, 6). После этого размыкается контакт НЗ и замыкаются контакты

НР> и НР (см.фиг. 1 и 5), Через контакт НР происходит включение реле времени 8 и одновременно включается блок раздражителей 13. На спортсмена воздействует световой и звуковой раздражители.

Следовательно, в момент сжатия цинкового электрода 1 происходит воздействие на спортсмена света. звука и мышечных усилий сжатой до предела кисти. Сила сжатия контролируется по первой шкале измеритель-, ного прибора 5 в ньютонах (Н), Для этого через замкнувшийся контакт НР1 напряжение с выхода усилителя, пропорциональное силе сжатия кисти, подается на измерительный прибор 5. Через определенное время, например через 20 с, происходит срабатывание реле времвни 8 и отключается блок раздражителей 13. Одновременно включается элемент сигнализации 9 и звук другой частоты и значительно меньшей силы сигнализирует спортсмену о прекращении сжатия цинкового электрода 1. На этом измерение кожно-гальванического потенциала заканчивается. Следовательно. на средней шкале регистрируется начальное значение кожно-гальванического потенциала, на первой шкале регистрируется начальное значение кожно-гальванического потенциала, на первой ш кале регистрируется сжимающее усилие и на второй шкале регистрируется конечное значение кожногальванического потенциала после отключения блока раздражителей. Затем спортсмен удерживае электроды еще некоторое время до полного восстановления первоначального значения кожно-гальванического потенциала. Время восстановленья потенциала до первоначального уровня определяется по часам На этом эксперимент заканчивается. Удержание электродов происходит беэ усилия и поэтому кнопка авто2004192 матически отключается, а контакты НР>, Н Р2 и Н3 возвращаются В исходное состоя ние. Отключение ключа происходит одновременно с прекращением сжатия кистью цинкового электрода 1.

Аналогичным образом производится эксперимент с регистрацией кожно-гальванического сопротивления. При этом переключатель 11 ставится в положение "2". С помощью устройства установки нуля 10 производится установка нуля измерительного прибора 5 путем касания электродов 1 и 2 друг с другом. После установки нуля электроды 1 и 2 разъединяются и спортсмен их платно, но без усилия обхватывает, В дальнейшем эксперимент проводится аналогично.

Следует отметить, что кнопка ключа 6 срабатывает автоматически в момент начала сжатия цинкового электрода 1, Это про- исходит потому, что обе половинки цинкового электрода 1 в момент сжатия приближаются друг к другу и противоположная половинка электрода надавливает на кнопку ключа. Таким образом, регистрируются начальные показания, усилие сжатия, показания после воздействия раздражителя и время возвращения показаний к исходному уровню. Определяется коэффициент восстановления, По этим коэффициентам и начальному и конечному показанию делается вывод о эмоциональном состоянии спортсмена.

Эффект от применения предлагаемого устройства заключается в том, что значительно повышается достоверность результатов эксперимента эа счет создания раздражающего воздействия в аиде мехаФормула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭМОЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ, содержащее усилитель. электроды, делитель, блок раздражителей, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов исследований путем создания раздражения в виде звукового и светового воздействий и механических усилий в него введены элемент сигнализации, реле времени, реле запуска, ключ, преобразователь, переключатель, измерительный блок, причем оба электрода выполнены цилиндоической формы, первый электрод соединен через преобразователь и усилитель с измерительным блоком, второй выход первого электрода соединен с нических усилий. звукового и светового раздражения, т.е, имеет место действие комбинированного раздражителя на сенсорные органы человека и мышечную систему, При

5 этом ток через пациента не пропускается, как это происходит у прототипа, Кроме того большим преимуществом и редлагаемого устройства является то, что руки спортсмена постоянно держатся за электроды и при

10 смене выполняемых операций не требуется перемещать даже пальцы рук для возможных переключений. Все осуществляется автоматически во время эксперимента пальцы рук находятся постоянно а одном и том же

15 положении и не перемещаются). Это значительно снижает случайную погрешность, так как изменение положения пальцев может привести к ошибке. Поэтому в предлагаемом устройстве не нужно перемещать

20 пальцы для каких-либо переключений, а необходимые переключения производятся автоматически непосредственно кнопкой ключа во время сжатия цинкового электрода, Этим исключается случайная погреш25 ность. Следовательно, предлагаемое устройство значительно травмобеэопасней прототипа и значительно точней. Устройство может быть использовано для определения степени волнения спортсмена перед

30 ответственными соревнованиями, Устройство можно также использовать как детектор лжи. Прибор портативный и его можно использовать в походных условиях для тестирования альпинистов и других спортсме35 нов, Устройство можно использовать также в клинике. (5б) Авторское свидетельство СССР

М 1217340, кл, А 61.8 5/05, f 984.

40 реле запуска через ключ, реле времени соединено с элементом сигнализации, второй выход реле времени соединен с блоком раздражителей, а третий выход через переключатель - с измерительным блоком, второй электрод соединен через нормально замкнутый контакт переключателя с другим входом измерительного блока, при этом первый электрод выполнен разрезным с укрепленным на внутренней поверхности тензодатчиком преобразователя и ключом, а второй электрод - пусто55 те" ым

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый электрод - цинковый. а второй электрод - медный.

2004192

2004192 5 ЩЩ

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор Г. Мельникова

Закаэ 3360

Составитель Л,Максименко

Техред М. Морге нтал Корректор О. Густи

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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