Биоуправляемый игровой тренажер и способ коррекции функционального состояния человека

Изобретение относится к области медицины и медицинской техники. Измеряют частоту пульса и частоту дыхания. Определяют непрерывно в течение сеанса соотношение частоты пульса и частоты дыхания по формуле: T=RR/1 дыхательный цикл, где RR - длительность межпульсового интервала. Обучение осуществляют при помощи изменения цвета светового индикатора в зависимости от величины показателя Т. При оптимальной величине показателя Т цвет шкалы индикатора устанавливают зеленым, а при появлении желтого или красного цвета пациент изменяет частоту дыхания до появления зеленого цвета. Тренажер содержит датчики пульса и дыхания с соответствующими усилителями сигналов, цифровой сигнальный контроллер, управляющий микроконтроллер, внешнюю FLASH память данных, управляющие клавиши, дисплей и внешний USB приемопередатчик. Управляющий микроконтроллер выполнен с возможностью реализации алгоритмов обработки данных, управления игровыми сюжетами, обработки сигналов с блока управляющих клавиш, отображения информации на дисплее и оценки успешности и эффективности игры. Изобретения позволяют повысить эффективность обучения тренирующегося человека управлению своей физиологической функцией в ситуации виртуального соревновательного стресса. 2 н.п. ф-лы, 4 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к области медицинской технике и касается коррекции функциональных состояний человека в условиях виртуального соревновательного стресса.

Наиболее близким подходом к предлагаемому техническому решению является компьютерный игровой тренажер, разработанный в Новосибирском НИИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ И БИОФИЗИКИ СО РАМН и реализующий биоуправляемые автомобильные гонки [1, 2].

Компьютерный игровой тренажер включает в себя персональный компьютер, дисплей, датчик пульса и программное средство управления виртуальными автомобилями. Ход соревнования регулируется динамикой замедления частоты пульса. Выиграть соревнование пациент может только в том случае, если научится управлять своей физиологической функцией в ситуации виртуального соревновательного стресса.

Недостатками рассматриваемого компьютерного игрового тренажера являются:

1. Техническая реализация рассматриваемой игры осуществляется в около реальном времени, что связано с конструкцией датчика и многозадачной средой Windows.

2. Игровой тренинг в рассматриваемой системе основан на управлении одним параметром - частотой пульса.

Между тем, известно, что реакция отдельной функциональной системы организма на изменение внешней среды всегда является интеграцией большого числа факторов, ни один из которых в отдельности не может настолько измениться, чтобы стать вполне эффективным. Это обусловлено структурой многочастотных кодов биоуправления физиологическими процессами [3, 4, 5].

На вышеуказанном игровом тренажере осуществляется способ обучения пациента управлению физиологической функцией, а именно частотой пульса, в ситуации виртуального соревновательного стресса.

Недостатком данного способа является то, что скорость перемещения виртуального соперника в каждом последующем сеансе тренинга зависит от средней частоты пульса, достигнутой пациентом в предыдущем сеансе. Поэтому с каждым последующим сеансом достижение успеха становится все более проблематичным в связи с известными физиологическими ограничениями замедления частоты сердечных сокращений.

Задачей технического решения является создание способа коррекции функционального состояния человека и биоуправляемого игрового тренажера, реализующего функцию зависимости результата игрового тренинга от умения человека управлять своим функциональным состоянием в ситуации виртуального соревновательного стресса посредством использования мультипараметрического сигнала управления в виде частоты пульса, частоты дыхания и их соотношений.

Техническим результатом является увеличение эффективности обучения тренирующегося человека управлению своей физиологической функцией в ситуации виртуального соревновательного стресса.

Задача решается при помощи предлагаемого способа коррекции функционального состояния человека, который включает измерение в ситуации виртуального соревновательного стресса частоты пульса, а в дополнение к этому - измерение частоты дыхания, и определение непрерывно в течение сеанса их соотношений по формуле Т=RR/1 дыхательный цикл, где RR - длительность межпульсового интервала. Обучение человека управлять своим функциональным состоянием в ситуации виртуального соревновательного стресса посредством использования мультипараметрического сигнала управления в виде частоты пульса, частоты дыхания и их соотношений осуществляют при помощи изменения цвета светового индикатора. При оптимальной величине рассчитанного значения «Т» для достижения поставленной в тренинге задачи цвет индикатора зеленый, при незначительном отклонении - желтый, при более значительном отклонении - красный.

Игровой тренинг содержит две модели игрового сюжета:

- первая модель, реализующая стратегию, направленную на успех, основана на необходимости активации адренергических механизмов регуляции автономной нервной системы тренирующегося человека;

- вторая модель, реализующая стратегию, направленную на избегание неудач, основана на активации холинергических механизмов регуляции автономной нервной системы.

В отличие от известного в предложенном способе дополнительно измеряют частоту дыхания, а необходимый результат в игровом тренинге зависит от соотношения пульса и дыхания. Причем при реализации модели игрового сюжета, направленного на успех:

- при соотношении пульса и дыхания участника игры в диапазоне Т=3,0-3,9 горит зеленый индикатор (сигнал успеха),

- при соотношении Т>4 горит желтый индикатор (сигнал о необходимости учащения дыхания до изменения цвета индикатора на зеленый),

- при соотношении Т<3,0 горит красный индикатор (сигнал о необходимости дыхания учащенного и поверхностного до изменения цвета индикатора на зеленый).

При реализации игровой стратегии на избегание неудачи:

- зеленый индикатор горит при соотношении Т>5,

- при соотношении Т=4,0-5,0 горит желтый индикатор (сигнал о необходимости замедлить дыхание до изменения цвета индикатора на зеленый),

- при соотношении Т<4,0 горит красный индикатор (сигнал о необходимости замедлить и углубить дыхание до изменения цвета индикатора на зеленый).

Таким образом, заявленный способ содержит следующие признаки, позволяющие признать его соответствующим критериям «новизна и «изобретательский уровень»:

- измерение частоты дыхания,

- зависимость результата игры от соотношения пульса и дыхания, рассчитанного по формуле Т=RR/1 дыхательный цикл, где RR - длительность межпульсового интервала,

- использование модели игрового сюжета, направленного на успех, при реализации которого при соотношении пульса и дыхания участника игры в диапазоне Т=3,0-3,9 горит зеленый индикатор (сигнал успеха), при соотношении Т>4 горит желтый индикатор (сигнал о необходимости учащения дыхания до изменения цвета индикатора на зеленый), при соотношении Т<3,0 горит красный индикатор (сигнал о необходимости дыхания учащенного и поверхностного до изменения цвета индикатора на зеленый); так как реализация игровой стратегии с установкой на успех реализуется мобилизацией игрока и требует использования психофизиологических ресурсов активации, направленных на повышение частоты сердечных сокращений,

- использование модели игрового сюжета, направленного на избегание неудачи, при реализации которого зеленый индикатор горит при соотношении Т>5, желтый индикатор горит при соотношении Т=4,0-5,0 (сигнал о необходимости замедлить дыхание до изменения цвета индикатора на зеленый), красный индикатор горит при соотношении Т<4,0 (сигнал о необходимости замедлить и углубить дыхание до изменения цвета индикатора на зеленый), так как реализация игровой стратегии, направленной на избегание неудачи, связана с минимизацией затрат, сбереганием энергетических ресурсов и связана с изменением отношений частоты пульса и дыхания на фоне преобладающего влияния парасимпатической нервной системы, связанного с активацией холинергических механизмов регуляции автономной нервной системы.

Для реализации заявленного способа предложен биоуправляемый игровой тренажер, который содержит датчик пульса, дисплей и программное средство управления и в отличие от известного дополнительно содержит соединенный последовательно с датчиком пульса усилитель датчика пульса. Кроме того, содержит включенные параллельно цепи датчика пульса датчик дыхания и последовательно с ним соединенный усилитель датчика дыхания. А программное средство управления включает цифровой сигнальный контроллер, управляющий микроконтроллер, внешнюю FLASH память данных, управляющие клавиши и внешний USB приемопередатчик. Причем первый аналоговый вход сигнального контроллера связан с выходом усилителя датчика пульса, а второй аналоговый вход соединен с выходом усилителя датчика дыхания. Выход сигнального контроллера связан с первым входом управляющего микроконтроллера, первый выход которого связан с третьим входом цифрового сигнального контроллера.

Признаки, позволяющие признать заявленное устройство соответствующим критериям «новизна и «изобретательский уровень»:

- наличие усилителя для датчика пульса, соединенного последовательно с датчиком пульса;

- наличие датчика дыхания и последовательно с ним соединенного усилителя для датчика дыхания, включенных параллельно цепи «датчик пульса - усилитель для датчика пульса»;

- наличие цифрового сигнального контроллера, первый аналоговый вход которого связан с выходом усилителя для датчика пульса, а второй аналоговый вход соединен с выходом усилителя для датчика дыхания;

- наличие внешней FLASH памяти данных;

- наличие управляющих клавиш;

- наличие внешнего USB приемопередатчика;

- наличие управляющего микроконтроллера, первый вход которого связан с выходом цифрового сигнального контроллера, а первый выход управляющего микроконтроллера связан с третьим входом цифрового сигнального контроллера, второй вход и второй выход управляющего микроконтроллера связаны соответственно с первым входом и первым выходом внешней FLASH-памяти, третий вход и третий выход управляющего микроконтроллера связаны соответственно с первым входом и первым выходом дисплея, четвертый вход и четвертый выход связаны соответственно с первым входом и первым выходом внешнего USB приемопередатчика, а пятый вход управляющего микроконтроллера связан с управляющими клавишами.

Предложенное устройство характеризует:

Фиг.1. - структурная схема биоуправляемого игрового тренажера.

Таблица 1. «Показатели успешности и эффективности игрового тренинга применительно к стратегии на успех», где АНС - автономная нервная система. СНС - симпатическая нервная система. ПСНС - парасимпатическая нервная система.

Таблица 2. «Показатели успешности и эффективности игрового тренинга применительно к стратегии на избегание неудачи», где АНС - автономная нервная система. СНС - симпатическая нервная система. ПСНС - парасимпатическая нервная система.

Таблица 3. «Сравнительный анализ влияния курсового биоуправляемого игрового тренинга с реализацией стратегии на успех у больных с разными типами невроза».

Таблица 4. «Сравнительный анализ влияния курсового биоуправляемого игрового тренинга с реализацией стратегии на избегание неудачи у больных с разными типами невроза».

Биоуправляемый игровой тренажер содержит датчик пульса 1 и последовательно с ним соединенный усилитель 2 для датчика пульса 1. Параллельно им включены датчик дыхания 3 и последовательно с ним соединенный усилитель 4 для датчика дыхания 3. Устройство содержит также цифровой сигнальный контроллер 5, управляющий микроконтроллер 6, внешнюю FLASH память данных 7, жидкокристаллический дисплей 8 и внешний USB приемопередатчик 9, управляющие клавиши 10.

Первый аналоговый вход цифрового сигнального контроллера 5 связан с выходом усилителя 2 для датчика пульса 1, а второй аналоговый вход цифрового сигнального контроллера 5 соединен с выходом усилителя 4 для датчика дыхания 3.

Выход цифрового сигнального контроллера 5 связан с первым входом управляющего микроконтроллера 6, а первый выход управляющего микроконтроллера 6 связан с третьим входом цифрового сигнального контроллера 5, второй вход и второй выход управляющего микроконтроллера 6 связаны соответственно с первым входом и первым выходом внешней FLASH-памяти 7, третий вход и третий выход управляющего микроконтроллера 6 связаны соответственно с первым входом и первым выходом жидкокристаллического дисплея 8, четвертый вход и четвертый выход связаны соответственно с первым входом и первым выходом внешнего USB приемопередатчика 9, а пятый вход управляющего микроконтроллера связан с управляющими клавишами 10.

Заявляемый способ реализуют на предложенном устройстве следующим образом.

Предварительно накладывают датчики. Датчик дыхания устанавливают на грудную клетку, а датчик пульса - на любой палец пользователя игры.

Сначала определяют уровень испытываемого в данный момент стресса. Для расчета оценки уровня испытываемого в данный момент времени человеком стресса вычисляют показатель стресса (ПС) по формуле:

ПС=m^1/3×ТЧСС×Δ_арт×0,000126,

где m - масса тела в кг;

Δ_арт=D_max-D_min - разница максимального и минимального артериального давления;

ТЧСС - текущая частота сердечных сокращений, вычисляемая как число 60, деленное на длительность межпульсового интервала RR(60/RR);

0,000126 - коэффициент приведения [6].

При помощи управляющих клавиш 10 устанавливают необходимую модель игры. При этом управляющий контроллер 6 последовательно выбирает соответственно из цифрового сигнального контроллера 5 параметры пульса и дыхания в цифровом виде. Поток данных во время сеанса тренинга сохраняют во внешней FLASH памяти 7 и одновременно обрабатывают в управляющем микроконтроллере 6.

В управляющем микроконтроллере 6 реализуют алгоритмы обработки данных, алгоритмы управления игровыми сюжетами, алгоритм обработки сигналов с блока функциональных клавиш 10, алгоритм отображения информации на дисплее 8 и алгоритмы оценки успешности и эффективности игры.

При необходимости статистической обработки данных после тренинга они могут быть переданы в любой персональный компьютер посредством внешнего USB приемопередатчика 10.

Для каждой модели игры непрерывно в течение сеанса вычисляют соотношения пульса и дыхания как показатель Т = Число RR/1 дыхательный цикл, где RR - длительность межпульсового интервала.

Успешность тренинга при реализации модели игровой стратегии с установкой на успех обеспечивается только при умеренном преобладании симпатической нервной системы, когда активизируются адренергические механизмы регуляции автономной нервной системы тренирующегося человека.

Поэтому в случае, если отношение числа ударов пульса и дыхания в диапазоне Т=3,0-3,9 - на дисплее горит зеленый индикатор, при отношении Т≥4,0 цвет индикатора меняется на желтый, а при отношении Т<3,0 индикатор приобретает красный цвет.

При появлении на индикаторе желтого цвета выполняющему тренинг субъекту рекомендуют поверхностное и частое дыхание до появления на индикаторе зеленого цвета.

При появлении красного цвета тренирующемуся человеку рекомендуют более медленное и глубокое дыхание до изменения цвета индикатора на зеленый.

Реализация модели игровой стратегии с установкой на избегание неудачи направлена на минимизацию затрат, сберегание энергетических ресурсов, и успех в этом случае зависит от изменения отношений частоты пульса и дыхания на фоне преобладающего влияния парасимпатической нервной системы, связанного с активацией холинергических механизмов регуляции автономной нервной системы.

Поэтому в случае, если отношение числа ударов пульса и дыхания Т>5,0, горит индикатор зеленого цвета, при отношении Т=4,0-5,0 цвет индикатора меняется на желтый, а при отношении меньше четырех индикатор приобретает красный цвет.

При отображении желтого цвета выполняющему тренинг субъекту рекомендуют замедление дыхания до появления на индикаторе зеленого цвета.

При появлении красного цвета тренирующемуся человеку рекомендуют еще более медленное и глубокое дыхание до появления на индикаторе зеленого цвета.

Пример 1.

Модель игрового тренинга, реализующего стратегию на успех, например, путем участия в виртуальных гонках.

На испытуемого накладывают датчики. Датчик дыхания при помощи специального растягивающегося ремня устанавливают на грудную клетку, а датчик пульса фиксируют на любой палец пользователя игры.

Сначала определяют уровень испытываемого в данный момент стресса. Для расчета оценки уровня испытываемого в данный момент времени человеком стресса вычисляют показатель стресса (ПС) по формуле:

ПС=m^1/3×ТЧСС×Δ_арт×0,000126,

где m - масса тела в кг;

Δ_арт=D_max-D_min - разница максимального и минимального артериального давления;

ТЧСС - текущая частота сердечных сокращений вычисляемая как число 60, деленное на межпульсовой интервал RR(60/RR);

0,000126 - коэффициент приведения.

Причем, если 1,00≤ПС≤1,50, делают заключение, что уровень испытываемого сердечно-сосудистой системой стресса в норме; если 1,51≤ПС≤2,00 - умеренно выраженный стресс; если ПС>2,00 - выраженный стресс.

Все показатели рассмотренной формулы вычисляют дважды: в фоновом периоде и после сеанса тренинга.

Реализация игровой стратегии с установкой на успех требует использования психофизиологических ресурсов активации, направленных на повышение частоты сердечных сокращений. Использование стратегии на успех реализуется мобилизацией игрока и связанного с этим положительного приращения частоты сердечных сокращений, с последующим возрастанием скорости игрового объекта. При расслабленном состоянии игрока и отрицательном приращении пульса скорость перемещения игрового объекта наименьшая и достижение цели становится проблематичным.

Успешность тренинга обеспечивается только при умеренном преобладании симпатической нервной системы, когда активизируются адренергические механизмы регуляции автономной нервной системы, обеспечивающие реализацию самой высокой скорости передвижения игрового объекта управляемым тренирующимся человеком.

Объективным показателем состояния автономной нервной системы является показатель Т = Число RR/1 дыхательный цикл, где RR - длительность межпульсового интервала, который вычисляют непрерывно в течение сеанса. От значения Т зависит цвет индикатора: если отношение числа ударов пульса и дыхания в диапазоне Т=3,0-3,9, на дисплее горит зеленый индикатор, при отношении Т≥4,0 цвет индикатора меняется на желтый, а при отношении Т<3,0 индикатор приобретает красный цвет.

При появлении на индикаторе желтого цвета выполняющему тренинг субъекту рекомендуют поверхностное и частое дыхание до появления на индикаторе зеленого цвета.

При появлении красного цвета тренирующемуся человеку рекомендуют более медленное и глубокое дыхание до изменения цвета индикатора на зеленый.

Показатели успешности и эффективности игрового тренинга, реализующие стратегию на успех, приведены в таблице 1.

Пример 2.

Модель игрового тренинга, реализующего стратегию на избегание неудачи, например, путем участия в виртуальных гонках.

На испытуемого накладывают датчики. Датчик дыхания при помощи специального растягивающегося ремня устанавливают на грудную клетку, а датчик пульса фиксируют на любой палец пользователя игры.

Сначала определяют уровень испытываемого в данный момент стресса. Для расчета оценки уровня испытываемого в данный момент времени человеком стресса вычисляют показатель стресса (ПС) по формуле:

ПС=m^1/3×ТЧСС×Δ_арт×0,000126,

где m - масса тела в кг;

Δ_арт=D_max-D_min - разница максимального и минимального артериального давления;

ТЧСС - текущая частота сердечных сокращений вычисляемая как число 60, деленное на межпульсовой интервал RR(60/RR);

0,000126 - коэффициент приведения.

Причем, если 1,00≤ПС≤1,50, делают заключение, что уровень испытываемого сердечно-сосудистой в норме; если 1,51≤ПС≤2,00 - умеренно выраженный стресс; если ПС>2,00 - выраженный стресс.

Все показатели рассмотренной формулы вычисляют дважды: в фоновом периоде и после сеанса тренинга.

Показатели успешности и эффективности игрового тренинга применительно к стратегии на избегание неудачи приведены в таблице 2. Реализация игровой стратегии, направленной на избегание неудачи, связана с минимизацией затрат, сбереганием энергетических ресурсов и связана с изменением отношений частоты пульса и дыхания на фоне преобладающего влияния парасимпатической нервной системы, связанного с активацией холинергических механизмов регуляции автономной нервной системы.

В этом случае зеленый индикатор включен, если отношение числа ударов пульса и дыхания, рассчитываемое непрерывно в течение сеанса тренинга по формуле Т = Число RR/1 дыхательный цикл (где RR - длительность межпульсового интервала) больше 5,0. При отношении Т=4,0-5,0 цвет индикатора меняется на желтый, а при отношении меньше четырех индикатор приобретает красный цвет.

При отображении желтого цвета выполняющему тренинг субъекту рекомендуют замедление дыхания до появления на индикаторе зеленого цвета.

При появлении красного цвета тренирующемуся человеку рекомендуют более медленное и глубокое дыхание до включения зеленого цвета.

Оценка эффективности курсового лечения при помощи предлагаемого способа на заявленном устройстве проводилась у 120 человек с неврозами. Из них 65 человек приходилось на больных возбудимым типом невроза и 55 человек - на больных тормозным типом невроза. Возраст больных колебался от 25 до 40 лет. Предварительное неврологическое обследование позволило исключить очаговую симптоматику и признаки дисциркуляторной энцефалопатии. Всем больным, разделенным на 2 группы, в течение десяти дней проводился биоуправляемый игровой тренинг без использования медикаментозной терапии. В первой группе больных был применен сценарий с реализацией игры на успех, а во второй группе - сценарий с реализацией игры на избегание неудачи.

Данные, подтверждающие влияние курсового биоуправляемого игрового тренинга с реализацией стратегии на успех у больных с разными типами невроза, представлены в таблице 3, а влияние курсового биоуправляемого игрового тренинга с реализацией стратегии на избегание неудачи у больных с разными типами невроза - в таблице 4.

Результаты проведения биоуправляемого игрового тренинга показали, что более эффективным у больных возбудимым типом невроза является стратегия с установкой на избегание неудачи, а у больных тормозным типом невроза - с установкой на успех.

Кроме того, в таблице 3 и 4 представлены данные, из которых следует, что распределение показателей уровня стресса у больных с различными типами невроза как в исходном периоде, так и после курсового биоуправляемого игрового тренинга отличаются статистически достоверно. Так, доля больных с тормозным типом невроза в диапазоне нормы достоверно выше доли больных с возбудимым типом невроза (табл.3). Доля больных с возбудимым типом невроза в диапазоне нормы достоверно выше доли больных с тормозным типом невроза (табл.4).

Таким образом, приведенные примеры подтверждают, что заявленные изобретения - способ коррекции функциональных состояний человека и биоуправляемый игровой тренажер, выполняют поставленную задачу по обучению человека умению управлять своим функциональным состоянием.

Предложенный способ может найти широкое применение в стресс-менеджменте, в спортивной практике, в клинической практике аффективных нарушений, психосоматических заболеваний (гипертоническая болезнь, язвенная болезнь, возбудимые и тормозные неврозы), а также аддиктивных расстройств (алкоголизм, наркомания).

Список использованной литературы

1. Джафарова О.А. Игровое биоуправление как технология профилактики стресс-зависимых состояний. / Джафарова О.А., Донская О.Г., Зубков А.А., Штарк М.Б. // Биоуправление-4. Теория и практика.- Новосибирск, 2002. - С.86-96.

2. Штарк М.Б. Компьютерное игровое биоуправление (семейный и сетевой вариант). / Штарк М.Б., Джафарова О.А., Зубков А.А. // Материалы 1-го Российского научного форума «МедКомТех 2003». Москва, ЦЦХ, 25-28 февраля 2003. РАМН «Мораг Экспо». М. «Авиаиздат», 2003. - С.242-245.

3. Загускин С.Л. Колебания микроструктур и регуляция восстановительных процессов клетки: Автореф. дис. ... докт. биол. наук. - М., 1986. - 32 с.

4. Пятакович Ф.А., Пронин В.Т., Якунченко Т.И. Патент №2127135 «Способ коррекции функциональных состояний» от 10 марта 1999 г., приоритет от 22.02.94 г.

5. Пятакович Ф.А., Якунченко Т.И., Загускин С.Л. Патент №2212879 от 27 сентября 2003 г. на изобретение Способ лечения осложненной язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки при помощи биоуправляемой миллиметровой терапии. Приоритет от 25.01.2002 г.

6. Альтернативный подход к оценке вариабельности сердечного ритма. / Шейх-Заде Ю.Р., Скибицкий В.В., Катханов А.М. и др. // Вестник кардиологии. - 2001. - №22. - С.49-61.

1. Способ коррекции функционального состояния человека путем обучения пациента управлению физиологической функцией в ситуации виртуального соревновательного стресса, включающий измерение частоты пульса, отличающийся тем, что дополнительно производят измерение частоты дыхания, определяют непрерывно в течение сеанса соотношение частоты пульса и частоты дыхания по формуле

T=RR/1 дыхательный цикл,

где RR - длительность межпульсового интервала,

а обучение человека управлять своим функциональным состоянием в ситуации виртуального соревновательного стресса осуществляют посредством использования мультипараметрического сигнала управления в виде частоты пульса, частоты дыхания и величины их соотношений «Т» при помощи изменения цвета светового индикатора, причем при оптимальной величине рассчитанного значения «Т» для достижения поставленной в тренинге задачи цвет индикатора зеленый, при незначительном отклонении - желтый, при более значительном отклонении - красный.

2. Биоуправляемый игровой тренажер, содержащий дисплей, датчик пульса и программное средство управления, отличающийся тем, что дополнительно содержит соединенный последовательно с датчиком пульса усилитель для датчика пульса, включенные параллельно цепи «датчик пульса - усилитель для датчика пульса», датчик дыхания и последовательно с ним соединенный усилитель для датчика дыхания, а программное средство управления включает цифровой сигнальный контроллер, управляющий микроконтроллер, выполненный с возможностью реализации алгоритмов обработки данных, управления игровыми сюжетами, обработки сигналов с блока функциональных клавиш, отображения информации на дисплее и оценки успешности и эффективности игры, внешнюю FLASH память данных, управляющие клавиши, причем первый аналоговый вход сигнального контроллера связан с выходом усилителя для датчика пульса, а второй аналоговый вход сигнального контроллера соединен с выходом усилителя для датчика дыхания, выход сигнального контроллера связан с первым входом управляющего микроконтроллера, первый выход которого связан с третьим входом цифрового сигнального контроллера, второй вход и второй выход управляющего микроконтроллера связаны соответственно с первым входом и первым выходом внешней FLASH-памяти, третий вход и третий выход управляющего микроконтроллера связаны соответственно с первым входом и первым выходом дисплея, четвертый вход и четвертый выход связаны соответственно с первым входом и первым выходом внешнего USB приемо-передатчика, а пятый вход управляющего микроконтроллера связан с управляющими клавишами.