Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека



Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека
Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека

 


Владельцы патента RU 2454919:

Роженцов Валерий Витальевич (RU)

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека.

Условием точности определения времени инерционности зрительной системы человека является получение ее значений с малой вариабельностью. Однако в результате адаптации испытуемого к экспериментальным условиям, наличием «этапа врабатывания» [1] и влияния «закона научения», согласно которому процесс формирования навыка развивается по экспоненте [2], присутствует переходной процесс. По окончании переходного процесса наступает квазистационарный режим, в котором наблюдается вариабельность значений времени инерционности зрительной системы человека, объясняемая стохастичностью центральной нервной системы, как сложного биологического объекта. По мнению Н.М.Пейсахова и соавт., стабилизация значений происходит после двух-трех измерений, поэтому они рекомендуют первые три полученных значения считать ориентировочными и при статистическом анализе их не учитывать [3].

Однако переходной процесс сугубо индивидуален, поэтому необходимое число измерений времени инерционности зрительной системы человека до стабилизации его значений для разных испытуемых различно, что подтверждено экспериментально.

Известен способ определения времени инерции зрения с использованием маятника и контрастных фильтров [4]. По данному способу измеряют пороговый контраст ε для заданного объекта при стационарном наблюдении, затем при разных контрастах Кп, создаваемых заданным набором фильтров, доводят эффективный контраст Кэ до порога видимости подбором времени экспозиции τ, задаваемым амплитудой качания маятника. За время инерции принимается эффективное время сохранения зрительного впечатления, которое при времени экспозиции τ<0,01 с определяется по формуле

θ=Кпτ/ε.

Недостатком способа является использование механического принципа задания времени экспозиции, что снижает точность определения времени инерции.

Известны исследования инерционности зрительной системы человека с использованием электроретинографии и зрительных вызванных корковых потенциалов [5, 6, 7, 8].

Общим недостатком способов является сложность проведения исследований, необходимость использования специального оборудования, долгий подготовительный период перед исследованиями.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения времени инерционности зрительной системы человека, заключающийся в том, что испытуемому предъявляют пары световых импульсов, эталонного длительностью 80 мс и регулируемого по длительности, повторяющихся через временной интервал, равный 1 с, регулируемый по длительности импульс задерживают или оканчивают раньше относительно времени предъявления эталонного, причем на первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают дискретно с шагом 5 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, на втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают дискретно с шагом 1 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно, на третьем этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса увеличивают дискретно с шагом 0,1 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, время инерционности зрительной системы принимают равным значению времени задержки или времени раннего окончания регулируемого по длительности светового импульса относительно эталонного, определенного на третьем этапе измерений [9].

Недостатком способа является то, что он не учитывает индивидуальный характер стабилизации измеряемых значений, что приводит к малой точности и достоверности оценки времени инерционности зрительной системы человека при статистической обработке результатов измерений.

Технический результат предлагаемого способа заключается в увеличении точности определения времени инерционности зрительной системы человека путем статистической обработки его значений, полученных в квазистационарном режиме, что позволяет повысить достоверность оценки результатов измерений.

Технический результат достигается тем, что испытуемому предъявляют пары световых импульсов, эталонного длительностью 80 мс и регулируемого по длительности, повторяющихся через временной интервал, равный 1 с, регулируемый по длительности импульс задерживают или оканчивают раньше относительно времени предъявления эталонного, причем на первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают дискретно с шагом 5 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, на втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают дискретно с заданным шагом, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно, на третьем этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса увеличивают дискретно с заданным шагом, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, время инерционности зрительной системы принимают равным значению времени задержки или времени раннего окончания регулируемого по длительности светового импульса относительно эталонного, определенного на третьем этапе измерений, причем новым является то, что шаг уменьшения времени задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного на втором этапе измерений равен 3 мс, шаг увеличения времени задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного на третьем этапе измерений равен 1 мс, время инерционности зрительной системы человека отмечают на плоскости в координатах «время инерционности - номер измерения», описанную процедуру повторяют, строят график зависимости значений времени инерционности зрительной системы человека tин как функции tин=f(Ni), где Ni - номер i-го измерения, i=1, 2, …, k, k - число измерений, до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен, в квазистационарном режиме выполняют заданное количество измерений, после чего вычисляют оценку времени инерционности зрительной системы человека как среднеарифметическое значение по формуле

где tинj - значение времени инерционности зрительной системы человека в j-м измерении, мс; j=k, k+1, …, k+(n-1); k - номер измерения, соответствующий окончанию переходного процесса (началу квазистационарного режима); n - число измерений времени инерционности зрительной системы человека в квазистационарном режиме.

Время переходного процесса определяется временем, после которого имеет место неравенство [10]:

|tинi-tин0|≤Δ/2,

где tинi - значение времени инерционности зрительной системы человека в i-м измерении, i=1, 2, …, k, k - число измерений до получения квазистационарного режима; tин0 - среднее значение времени инерционности зрительной системы человека в квазистационарном режиме; Δ=(tинmax-tинmin) - вариационный размах значений времени инерционности зрительной системы человека в квазистационарном режиме; tинmax - максимальное значение времени инерционности зрительной системы человека в квазистационарном режиме; tинmin - минимальное значение времени инерционности зрительной системы человека в квазистационарном режиме.

На фиг.1 представлены временные диаграммы последовательностей пар предъявляемых световых импульсов, повторяющихся через временной интервал T, равный 1 с, где фиг.1а - временная диаграмма последовательности эталонных световых импульсов длительностью tимп=80 мс; фиг.1б - временная диаграмма последовательности регулируемых по длительности световых импульсов с начальной длительностью tимп=80 мс.

На фиг.2 представлена временная диаграмма изменения времени задержки или времени раннего окончания регулируемого по длительности светового импульса относительно времени предъявления эталонного.

На фиг.3 представлены временные диаграммы последовательностей пар предъявляемых световых импульсов, повторяющихся через временной интервал Т, равный 1 с, где фиг.3,а - временная диаграмма последовательности эталонных световых импульсов длительностью tимп=80 мс; фиг.3,б - временная диаграмма последовательности регулируемых по длительности световых импульсов, задержанных относительно эталонных на время tзад, вызывающее ощущение того, что предъявляемые импульсы начинаются одновременно; фиг.3,в - временная диаграмма последовательности регулируемых по длительности световых импульсов, задержанных относительно эталонных на пороговое время tзад.пор, вызывающее ощущение того, что предъявляемые импульсы начинаются не одновременно; фиг.3,г - временная диаграмма последовательности регулируемых по длительности световых импульсов, оканчивающихся ранее относительно эталонного на время tок, вызывающее ощущение того, что предъявляемые импульсы оканчиваются одновременно; фиг.3,д - временная диаграмма последовательности регулируемых по длительности световых импульсов, оканчивающихся ранее относительно эталонного на пороговое время tок.пор, вызывающее ощущение того, что предъявляемые импульсы оканчиваются не одновременно.

На фиг.4-7 представлены графики значений времени инерционности зрительной системы четырех испытуемых, полученных в процессе его измерения.

Предлагаемый способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека осуществляется следующим образом.

Испытуемому предъявляют пары световых импульсов, эталонного длительностью tимп=80 мс (фиг.1а) и регулируемого по длительности с начальной длительностью tимп=80 мс (фиг.1б), повторяющихся через временной интервал Т, равный 1 с.

На первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают дискретно с шагом 5 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно (фиг.2, интервал времени T0-T1).

На втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают дискретно с шагом 3 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно (фиг.2, интервал времени T1-T2).

На третьем этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса увеличивают дискретно с шагом 1 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно (фиг.2, интервал времени T2-T3).

Время задержки предъявления или время раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно времени предъявления эталонного импульса, определенное на последнем этапе, фиксируют (фиг.2, момент времени T4) и принимают равным времени инерционности зрительной системы человека, которое отмечают на плоскости в координатах «время инерционности - номер измерения».

Описанную процедуру повторяют, строят график зависимости значений времени инерционности зрительной системы человека tин как функции tин=f(Ni), где Ni - номер i-го измерения, i=1, 2, …, k, k - число измерений, до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен.

В квазистационарном режиме выполняют заданное количество измерений, после чего вычисляют оценку времени инерционности зрительной системы человека как среднеарифметическое значение по формуле

где tинj - значение времени инерционности зрительной системы человека в j-м измерении, мс; j=k, k+1, …, k+(n-1); k - номер измерения, соответствующий окончанию переходного процесса (началу квазистационарного режима); n - число измерений времени инерционности зрительной системы человека в квазистационарном режиме.

Под инерционностью зрения понимают продленность зрительного ощущения после выключения стимула [11]. Во время ответов на световые стимулы появляется вначале рецептивное поле нейрона небольшого размера. Затем рецептивное поле расширяется, после чего ослабляется, фрагментируется и исчезает. После исчезновения рецептивного поля нейронные структуры приходят в исходное состояние и становятся готовыми к восприятию нового стимула. Так как появление рецептивного поля происходит через 20-80 мс после включения светового стимула [12], длительность эталонного импульса принята равной 80 мс.

Зрительное восприятие светового импульса затрудняется в условиях обратной маскировки, заключающейся в ухудшении восприятия первого по времени светового импульса вследствие предъявления второго импульса в непосредственной пространственно-временной близости с первым. Показано существование не только эффекта обратной, но и прямой маскировки, при которой первый световой импульс влияет на качество восприятия второго [13]. При межимпульсном интервале, более 500 мс, эффекты маскировки отсутствуют или слабо выражены [14]. Для устранения эффекта маскировки последовательность пар световых импульсов повторяется через постоянный временной интервал 1 с.

При задержке предъявления регулируемого по длительности импульса относительно времени предъявления эталонного импульса на время tзад<tзад.пор (фиг.3б) испытуемый субъективно ощущает, что световые импульсы начинаются одновременно, при задержке на время tзад≥tзад.пор (фиг.3в) - не одновременно.

При раннем окончании регулируемого по длительности импульса относительно времени предъявления эталонного импульса на время tок<tок.пор (фиг.3г) испытуемый субъективно ощущает, что световые импульсы оканчиваются одновременно, при задержке на время tокок.пор (фиг.3д) - не одновременно.

Заявляемый способ позволяет учесть индивидуальный характер стабилизации измеряемых значений, что повышает точность определения времени инерционности зрительной системы человека.

Таким образом, заявляемый способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.

Пример 1.

Испытуемому Л., 22 лет, с помощью персонального компьютера, выдающего через порт LPT на индикаторы пульта испытуемого импульсы, предъявили начальную последовательность пар световых импульсов, эталонного длительностью tимп=80 мс (фиг.1а) и регулируемого по длительности с начальной длительностью tимп=80 мс (фиг.1б), повторяющихся через временной интервал Т, равный 1 с.

В процессе измерений через порт LPT на персональный компьютер с пульта испытуемого подавались сигналы с кнопок «Увеличение времени задержки на 5 мс», «Уменьшение времени задержки на 3 мс», «Увеличение времени задержки на 1 мс» и «Измерение».

При поступлении сигнала с кнопки «Увеличение времени задержки на 5 мс» компьютер увеличивал время задержки предъявления регулируемого по длительности импульса относительно эталонного импульса на 5 мс, при поступлении сигнала с кнопки «Уменьшение времени задержки на 3 мс» уменьшал время задержки на 3 мс, при поступлении сигнала с кнопки «Увеличение времени задержки на 1 мс» увеличивал время задержки на 1 мс. При снятии сигнала с кнопок компьютер сохранял на выходе последовательность пар световых импульсов с последним предъявленным временем задержки регулируемого по длительности импульса относительно эталонного.

При поступлении сигнала с кнопки «Измерение» компьютер фиксировал последнее предъявленное время задержки регулируемого по длительности импульса относительно эталонного, принимаемое за время инерционности зрительной системы, заносил его в архив, отмечал на плоскости в координатах «время инерционности - номер измерения», после чего предъявлял испытуемому начальную последовательность световых импульсов.

На первом этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки «Увеличение времени задержки на 5 мс», определил момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются не одновременно (фиг.2, интервал времени T0-T1).

На втором этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки «Уменьшение времени задержки на 3 мс», определил момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются одновременно (фиг.2, интервал времени T1-T2).

На третьем этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки «Увеличение времени задержки на 1 мс», определил момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются не одновременно (фиг.2, интервал времени T2-T3), затем подал сигнал с кнопки «Измерение» (фиг.2, момент времени T4).

Компьютер зафиксировал пороговое значение времени задержки tзад.пор регулируемого по длительности импульса относительно эталонного, принимаемое за время инерционности зрительной системы, занес его в архив, отметил на плоскости в координатах «время инерционности - номер измерения» и выдал на индикатор пульта испытуемого начальную последовательность световых импульсов.

Испытуемый повторил описанную процедуру до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен. В квазистационарном режиме испытуемый в соответствии с рекомендациями физиологов выполнил 10 измерений времени инерционности зрительной системы. В результате измерений получены следующие значения времени инерционности зрительной системы испытуемого в мс: 25; 24; 23; 20; 21; 19; 21; 20; 21; 19; 21; 20; 19, которые представлены в виде графика на фиг.4. По графику определили номер измерения 4, соответствующий окончанию переходного процесса.

Оценку времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме вычислили как среднеарифметическое значение по формуле

В соответствии с ГОСТ Р 50779.21-2004 [15] среднеквадратическое отклонение измеренных значений времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме равно 0,876 Гц.

При исключении из статистического анализа первых трех измерений среднеарифметическое значение и среднеквадратическое отклонение времени инерционности зрительной системы испытуемого совпадают со значениями, вычисленными для квазистационарного режима.

Пример 2.

Испытуемый А., 19 лет, аналогично испытуемому Л., выполнил серию измерений времени инерционности зрительной системы человека, в результате получены следующие ее значения в мс: 27; 25; 24; 22; 22; 21; 20; 18; 20; 18; 19; 20; 18; 20; 18; 19, которые представлены в виде графика на фиг.5. По графику определили номер измерения 7, соответствующий окончанию переходного процесса.

Оценку времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме вычислили как среднеарифметическое значение по формуле

В соответствии с ГОСТ Р 50779.21-2004 [15] среднеквадратическое отклонение измеренных значений времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме равно 0,943 Гц.

При условии обработки первых 13 измерений и исключении из статистического анализа первых трех измерений, как рекомендуется в [3], среднеарифметическое значение времени инерционности зрительной системы испытуемого равно 19,8 мс, среднеквадратическое отклонение 1,549 мс.

Уменьшение случайной составляющей погрешности измерений (среднеквадратическое отклонение) при вычислении времени инерционности зрительной системы испытуемого по предложенному способу по сравнению с вычислениями, когда обрабатываются первые 13 измерений и из статистического анализа исключены первые три измерения, составило 39,1%.

Пример 3.

Испытуемому В., 25 лет, с помощью персонального компьютера, выдающего через порт LPT на индикаторы пульта испытуемого импульсы, предъявили начальную последовательность пар световых импульсов, эталонного длительностью tимп=80 мс (фиг.1а) и регулируемого по длительности с начальной длительностью tимп=80 мс (фиг.1б), повторяющихся через временной интервал T, равный 1 с.

В процессе измерений через порт LPT на персональный компьютер с пульта испытуемого подавались сигналы с кнопок «Увеличение времени раннего окончания на 5 мс», «Уменьшение времени раннего окончания на 3 мс», «Увеличение времени раннего окончания на 1 мс» и «Измерение».

При поступлении сигнала с кнопки «Увеличение времени раннего окончания на 5 мс» компьютер увеличивал время раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного импульса на 5 мс, при поступлении сигнала с кнопки «Уменьшение времени раннего окончания на 3 мс» уменьшал время раннего окончания на 3 мс, при поступлении сигнала с кнопки «Увеличение времени раннего окончания на 1 мс» увеличивал время раннего окончания на 1 мс. При снятии сигнала с кнопок компьютер сохранял на выходе последовательность пар световых импульсов с последним предъявленным временем раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного.

При поступлении сигнала с кнопки «Измерение» компьютер фиксировал последнее предъявленное время раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного, принимаемое за время инерционности зрительной системы, заносил его в архив, отмечал на плоскости в координатах «время инерционности - номер измерения», после чего предъявлял испытуемому начальную последовательность световых импульсов.

На первом этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки «Увеличение времени раннего окончания на 5 мс», определил момент субъективного ощущения, что световые импульсы оканчиваются не одновременно (фиг.2, интервал времени T0-T1).

На втором этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки «Уменьшение времени раннего окончания на 3 мс», определил момент субъективного ощущения, что световые импульсы оканчиваются одновременно (фиг.2, интервал времени T1-T2).

На третьем этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки «Увеличение времени раннего окончания на 1 мс», определил момент субъективного ощущения, что световые импульсы оканчиваются не одновременно (фиг.2, интервал времени T2-T3), затем подал сигнал с кнопки «Измерение» (фиг.2, момент времени T4).

Компьютер зафиксировал пороговое значение времени раннего окончания tок.пор регулируемого по длительности импульса относительно эталонного, принимаемое за время инерционности зрительной системы, занес его в архив, отметил на плоскости в координатах «время инерционности - номер измерения» и выдал на индикатор пульта испытуемого начальную последовательность световых импульсов.

Испытуемый повторил описанную процедуру до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен. В квазистационарном режиме испытуемый в соответствии с рекомендациями физиологов выполнил 10 измерений времени инерционности зрительной системы. В результате измерений получены следующие значения времени инерционности зрительной системы испытуемого в мс: 21; 20; 18; 19; 17; 16; 15; 17; 16; 17; 15; 16; 16; 17, которые представлены в виде графика на фиг.6. По графику определили номер измерения 5, соответствующий окончанию переходного процесса.

Оценку времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме вычислили как среднеарифметическое значение по формуле

В соответствии с ГОСТ Р 50779.21-2004 [15] среднеквадратическое отклонение измеренных значений времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме равно 0,789 Гц.

При условии обработки первых 13 измерений и исключении из статистического анализа первых трех измерений, как рекомендуется в [3], среднеарифметическое значение времени инерционности зрительной системы испытуемого равно 16,4 мс, среднеквадратическое отклонение 1,174 мс.

Уменьшение случайной составляющей погрешности измерений (среднеквадратическое отклонение) при вычислении времени инерционности зрительной системы испытуемого по предложенному способу по сравнению с вычислениями, когда обрабатываются первые 13 измерений и из статистического анализа исключены первые три измерения, составило 32,8%.

Пример 4.

Испытуемый И., 22 года, аналогично испытуемому В., выполнил серию измерений времени инерционности зрительной системы человека, в результате получены следующие ее значения в мс: 21; 20; 19; 19; 20; 19; 18; 16; 17; 15; 16; 16; 17; 17; 15; 16; 15, которые представлены в виде графика на фиг.7. По графику определили номер измерения 8, соответствующий окончанию переходного процесса.

Оценку времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме вычислили как среднеарифметическое значение по формуле

В соответствии с ГОСТ Р 50779.21-2004 [15] среднеквадратическое отклонение измеренных значений времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме равно 0,816 Гц.

При условии обработки первых 13 измерений и исключении из статистического анализа первых трех измерений, как рекомендуется в [3], среднеарифметическое значение времени инерционности зрительной системы испытуемого равно 17,3 мс, среднеквадратическое отклонение 1,636 мс.

Уменьшение случайной составляющей погрешности измерений (среднеквадратическое отклонение) при вычислении времени инерционности зрительной системы испытуемого по предложенному способу по сравнению с вычислениями, когда обрабатываются первые 13 измерений и из статистического анализа исключены первые три измерения, составило 50,1%.

Положительный эффект предлагаемого способа увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека подтвержден результатами экспериментального исследования по группе из 10 испытуемых. Уменьшение случайной составляющей погрешности измерений получено у 8 испытуемых, которое составило от 29,3 до 67,6%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить точность определения времени инерционности зрительной системы человека путем статистической обработки его значений, полученных в квазистационарном режиме, за счет чего повысить достоверность оценки результатов измерений.

Источники информации

1. Приборы и комплексы для психофизиологических исследований. Исследования, разработка, применение / Под ред. В.А.Викторова, Е.В.Матвеева. - М.: ЗАО "ВНИИМП-ВИТА", 2002. - 228 с.

2. Ткачук В.Г., Петрович Б. Вариативность физиологических показателей в механизме адаптации биосистем // VII Междунар. науч. конгресс «Современный олимпийский спорт и спорт для всех»: Матер. конф. - Т.2. - М.: СпортАкадемПресс, 2003. - С.182-183.

3. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека / Н.М.Пейсахов, А.П.Кашин, Г.Г.Баранов, Р.Г.Вагапов; Под ред. В.М.Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.

4. Луизов, А.В. Глаз и свет / А.В.Луизов. - Л.: Энергия, 1983. - 140 с.

5. Шамшинова, A.M. Функциональные методы исследования в офтальмологии / A.M.Шамшинова, В.В. Волков. - М.: Медицина - 1999. - 416 с.

6. Татко В.Л. Хронометрия процессов переработки информации человеком // Проблемы современной психофизиологии / Итоги науки и техники. Серия Физиология человека и животных. Том 35. - М.: ВИНИТИ - 1989. - С.3-144.

7. Бетелева Т.Г. Функциональная специализация полушарий при составлении наличного и предыдущего стимулов / Т.Г.Бетелева // Физиология человека. - 2000. - Т.26, №3. - С.21-30.

8. Нечаев В.Б. Вызванные потенциалы коры больших полушарий при сравнении зрительных стимулов / В.Б.Нечаев, В.А.Ключарев, Ю.Д.Кропотов, В.А.Пономарев // Физиология человека. - 2000. - Т.26, №2. - С.17-23.

9. Патент 2262293 РФ, МПК A61B 3/02. Способ определения времени инерционности зрительной системы человека // Петухов И.В., Лежнин А.В., Роженцов В.В. (РФ). - Опубликовано 20.10.2005, Бюл. №29.

10. Солодовников В.В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования / В.В.Солодовников, В.Н.Плотников, А.В.Яковлев. - М.: Машиностроение. - 1985. - 535 с.

11. Lollo, V.D. Supression of visible persistence / V.D.Lollo, J.H.Hogben // J. Exp. Psychol.: Hum. percept, and Perform. - 1985. - V.11, №3. - P.304-316.

12. Шевелев И.А. Временная переработка сигналов в зрительной коре / И.А.Шевелев // Физиология человека. - 1997. - Т.23, №2. - С.68-79.

13. Кропотов Ю.Д. Реакция нейронов и вызванные потенциалы в подкорковых структурах мозга при зрительном опознании. Сообщение IV. Эффект маскировки зрительных стимулов / Ю.Д.Кропотов, В.А.Пономарев // Физиология человека. - 1987. - Т.13, №4. - С.561-566.

14. Тароян Н.А. Межполушарные функциональные отношения в процессе решения человеком зрительно-пространственной задачи / А.Н.Тароян, В.В.Мямлин, О.А.Генкина // Физиология человека. - 1992. - Т.18, №2. - С.5-14.

15. ГОСТ Р 50779.21-2004. Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным. - Ч.1: Нормальное распределение. - М.: Изд-во стандартов, 2004. - 43 с.

 

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека.

Условием точности определения времени инерционности зрительной системы человека является получение ее значений с малой вариабельностью. Однако в результате адаптации испытуемого к экспериментальным условиям, наличием «этапа врабатывания» [1] и влияния «закона научения», согласно которому процесс формирования навыка развивается по экспоненте [2], присутствует переходной процесс. По окончании переходного процесса наступает квазистационарный режим, в котором наблюдается вариабельность значений времени инерционности зрительной системы человека, объясняемая стохастичностью центральной нервной системы, как сложного биологического объекта. По мнению Н.М.Пейсахова и соавт., стабилизация значений происходит после двух-трех измерений, поэтому они рекомендуют первые три полученных значения считать ориентировочными и при статистическом анализе их не учитывать [3].

Однако переходной процесс сугубо индивидуален, поэтому необходимое число измерений времени инерционности зрительной системы человека до стабилизации его значений для разных испытуемых различно, что подтверждено экспериментально.

Известен способ определения времени инерции зрения с использованием маятника и контрастных фильтров [4]. По данному способу измеряют пороговый контраст ε для заданного объекта при стационарном наблюдении, затем при разных контрастах Кп, создаваемых заданным набором фильтров, доводят эффективный контраст Кэ до порога видимости подбором времени экспозиции τ, задаваемым амплитудой качания маятника. За время инерции принимается эффективное время сохранения зрительного впечатления, которое при времени экспозиции τ<0,01 с определяется по формуле

θ=Кпτ/ε.

Недостатком способа является использование механического принципа задания времени экспозиции, что снижает точность определения времени инерции.

Известны исследования инерционности зрительной системы человека с использованием электроретинографии и зрительных вызванных корковых потенциалов [5, 6, 7, 8].

Общим недостатком способов является сложность проведения исследований, необходимость использования специального оборудования, долгий подготовительный период перед исследованиями.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения времени инерционности зрительной системы человека, заключающийся в том, что испытуемому предъявляют пары световых импульсов, эталонного длительностью 80 мс и регулируемого по длительности, повторяющихся через временной интервал, равный 1 с, регулируемый по длительности импульс задерживают или оканчивают раньше относительно времени предъявления эталонного, причем на первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают дискретно с шагом 5 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, на втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают дискретно с шагом 1 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно, на третьем этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса увеличивают дискретно с шагом 0,1 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, время инерционности зрительной системы принимают равным значению времени задержки или времени раннего окончания регулируемого по длительности светового импульса относительно эталонного, определенного на третьем этапе измерений [9].

Недостатком способа является то, что он не учитывает индивидуальный характер стабилизации измеряемых значений, что приводит к малой точности и достоверности оценки времени инерционности зрительной системы человека при статистической обработке результатов измерений.

Технический результат предлагаемого способа заключается в увеличении точности определения времени инерционности зрительной системы человека путем статистической обработки его значений, полученных в квазистационарном режиме, что позволяет повысить достоверность оценки результатов измерений.

Технический результат достигается тем, что испытуемому предъявляют пары световых импульсов, эталонного длительностью 80 мс и регулируемого по длительности, повторяющихся через временной интервал, равный 1 с, регулируемый по длительности импульс задерживают или оканчивают раньше относительно времени предъявления эталонного, причем на первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают дискретно с шагом 5 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, на втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают дискретно с заданным шагом, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно, на третьем этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса увеличивают дискретно с заданным шагом, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, время инерционности зрительной системы принимают равным значению времени задержки или времени раннего окончания регулируемого по длительности светового импульса относительно эталонного, определенного на третьем этапе измерений, причем новым является то, что шаг уменьшения времени задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного на втором этапе измерений равен 3 мс, шаг увеличения времени задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного на третьем этапе измерений равен 1 мс, время инерционности зрительной системы человека отмечают на плоскости в координатах «время инерционности - номер измерения», описанную процедуру повторяют, строят график зависимости значений времени инерционности зрительной системы человека tин как функции tин=f(Ni), где Ni - номер i-го измерения, i=1, 2, …, k, k - число измерений, до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен, в квазистационарном режиме выполняют заданное количество измерений, после чего вычисляют оценку времени инерционности зрительной системы человека как среднеарифметическое значение по формуле

где tинj - значение времени инерционности зрительной системы человека в j-м измерении, мс; j=k, k+1, …, k+(n-1); k - номер измерения, соответствующий окончанию переходного процесса (началу квазистационарного режима); n - число измерений времени инерционности зрительной системы человека в квазистационарном режиме.

Время переходного процесса определяется временем, после которого имеет место неравенство [10]:

|tинi-tин0|≤Δ/2,

где tинi - значение времени инерционности зрительной системы человека в i-м измерении, i=1, 2, …, k, k - число измерений до получения квазистационарного режима; tин0 - среднее значение времени инерционности зрительной системы человека в квазистационарном режиме; Δ=(tинmax-tинmin) - вариационный размах значений времени инерционности зрительной системы человека в квазистационарном режиме; tинmax - максимальное значение времени инерционности зрительной системы человека в квазистационарном режиме; tинmin - минимальное значение времени инерционности зрительной системы человека в квазистационарном режиме.

На фиг.1 представлены временные диаграммы последовательностей пар предъявляемых световых импульсов, повторяющихся через временной интервал T, равный 1 с, где фиг.1а - временная диаграмма последовательности эталонных световых импульсов длительностью tимп=80 мс; фиг.1б - временная диаграмма последовательности регулируемых по длительности световых импульсов с начальной длительностью tимп=80 мс.

На фиг.2 представлена временная диаграмма изменения времени задержки или времени раннего окончания регулируемого по длительности светового импульса относительно времени предъявления эталонного.

На фиг.3 представлены временные диаграммы последовательностей пар предъявляемых световых импульсов, повторяющихся через временной интервал Т, равный 1 с, где фиг.3.а - временная диаграмма последовательности эталонных световых импульсов длительностью tимп=80 мс; фиг.3.б - временная диаграмма последовательности регулируемых по длительности световых импульсов, задержанных относительно эталонных на время tзад, вызывающее ощущение того, что предъявляемые импульсы начинаются одновременно; фиг.3,в - временная диаграмма последовательности регулируемых по длительности световых импульсов, задержанных относительно эталонных на пороговое время tзад.пор, вызывающее ощущение того, что предъявляемые импульсы начинаются не одновременно; фиг.3,г - временная диаграмма последовательности регулируемых по длительности световых импульсов, оканчивающихся ранее относительно эталонного на время tок, вызывающее ощущение того, что предъявляемые импульсы оканчиваются одновременно; фиг.3,д - временная диаграмма последовательности регулируемых по длительности световых импульсов, оканчивающихся ранее относительно эталонного на пороговое время tок.пор, вызывающее ощущение того, что предъявляемые импульсы оканчиваются не одновременно.

На фиг.4-7 представлены графики значений времени инерционности зрительной системы четырех испытуемых, полученных в процессе его измерения.

Предлагаемый способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека осуществляется следующим образом.

Испытуемому предъявляют пары световых импульсов, эталонного длительностью tимп=80 мс (фиг.1а) и регулируемого по длительности с начальной длительностью tимп=80 мс (фиг.1б), повторяющихся через временной интервал Т, равный 1 с.

На первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают дискретно с шагом 5 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно (фиг.2, интервал времени T0-T1).

На втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают дискретно с шагом 3 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно (фиг.2, интервал времени T1-T2).

На третьем этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса увеличивают дискретно с шагом 1 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно (фиг.2, интервал времени T2-T3).

Время задержки предъявления или время раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно времени предъявления эталонного импульса, определенное на последнем этапе, фиксируют (фиг.2, момент времени T4) и принимают равным времени инерционности зрительной системы человека, которое отмечают на плоскости в координатах «время инерционности - номер измерения».

Описанную процедуру повторяют, строят график зависимости значений времени инерционности зрительной системы человека tин как функции tин=f(Ni), где Ni - номер i-го измерения, i=1, 2, …, k, k - число измерений, до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен.

В квазистационарном режиме выполняют заданное количество измерений, после чего вычисляют оценку времени инерционности зрительной системы человека как среднеарифметическое значение по формуле

где tинj - значение времени инерционности зрительной системы человека в j-м измерении, мс; j=k, k+1, …, k+(n-1); k - номер измерения, соответствующий окончанию переходного процесса (началу квазистационарного режима); n - число измерений времени инерционности зрительной системы человека в квазистационарном режиме.

Под инерционностью зрения понимают продленность зрительного ощущения после выключения стимула [11]. Во время ответов на световые стимулы появляется вначале рецептивное поле нейрона небольшого размера. Затем рецептивное поле расширяется, после чего ослабляется, фрагментируется и исчезает. После исчезновения рецептивного поля нейронные структуры приходят в исходное состояние и становятся готовыми к восприятию нового стимула. Так как появление рецептивного поля происходит через 20-80 мс после включения светового стимула [12], длительность эталонного импульса принята равной 80 мс.

Зрительное восприятие светового импульса затрудняется в условиях обратной маскировки, заключающейся в ухудшении восприятия первого по времени светового импульса вследствие предъявления второго импульса в непосредственной пространственно-временной близости с первым. Показано существование не только эффекта обратной, но и прямой маскировки, при которой первый световой импульс влияет на качество восприятия второго [13]. При межимпульсном интервале, более 500 мс, эффекты маскировки отсутствуют или слабо выражены [14]. Для устранения эффекта маскировки последовательность пар световых импульсов повторяется через постоянный временной интервал 1 с.

При задержке предъявления регулируемого по длительности импульса относительно времени предъявления эталонного импульса на время tзад<tзад.пор (фиг.3б) испытуемый субъективно ощущает, что световые импульсы начинаются одновременно, при задержке на время tзад≥tзад.пор (фиг.3в) - не одновременно.

При раннем окончании регулируемого по длительности импульса относительно времени предъявления эталонного импульса на время tок<tок.пор (фиг.3г) испытуемый субъективно ощущает, что световые импульсы оканчиваются одновременно, при задержке на время tокок.пор (фиг.3д) - не одновременно.

Заявляемый способ позволяет учесть индивидуальный характер стабилизации измеряемых значений, что повышает точность определения времени инерционности зрительной системы человека.

Таким образом, заявляемый способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.

Пример 1.

Испытуемому Л., 22 лет, с помощью персонального компьютера, выдающего через порт LPT на индикаторы пульта испытуемого импульсы, предъявили начальную последовательность пар световых импульсов, эталонного длительностью tимп=80 мс (фиг.1а) и регулируемого по длительности с начальной длительностью tимп=80 мс (фиг.1б), повторяющихся через временной интервал Т, равный 1 с.

В процессе измерений через порт LPT на персональный компьютер с пульта испытуемого подавались сигналы с кнопок «Увеличение времени задержки на 5 мс», «Уменьшение времени задержки на 3 мс», «Увеличение времени задержки на 1 мс» и «Измерение».

При поступлении сигнала с кнопки «Увеличение времени задержки на 5 мс» компьютер увеличивал время задержки предъявления регулируемого по длительности импульса относительно эталонного импульса на 5 мс, при поступлении сигнала с кнопки «Уменьшение времени задержки на 3 мс» уменьшал время задержки на 3 мс, при поступлении сигнала с кнопки «Увеличение времени задержки на 1 мс» увеличивал время задержки на 1 мс. При снятии сигнала с кнопок компьютер сохранял на выходе последовательность пар световых импульсов с последним предъявленным временем задержки регулируемого по длительности импульса относительно эталонного.

При поступлении сигнала с кнопки «Измерение» компьютер фиксировал последнее предъявленное время задержки регулируемого по длительности импульса относительно эталонного, принимаемое за время инерционности зрительной системы, заносил его в архив, отмечал на плоскости в координатах «время инерционности - номер измерения», после чего предъявлял испытуемому начальную последовательность световых импульсов.

На первом этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки «Увеличение времени задержки на 5 мс», определил момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются не одновременно (фиг.2, интервал времени T0-T1).

На втором этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки «Уменьшение времени задержки на 3 мс», определил момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются одновременно (фиг.2, интервал времени T1-T2).

На третьем этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки «Увеличение времени задержки на 1 мс», определил момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются не одновременно (фиг.2, интервал времени T2-T3), затем подал сигнал с кнопки «Измерение» (фиг.2, момент времени T4).

Компьютер зафиксировал пороговое значение времени задержки tзад.пор регулируемого по длительности импульса относительно эталонного, принимаемое за время инерционности зрительной системы, занес его в архив, отметил на плоскости в координатах «время инерционности - номер измерения» и выдал на индикатор пульта испытуемого начальную последовательность световых импульсов.

Испытуемый повторил описанную процедуру до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен. В квазистационарном режиме испытуемый в соответствии с рекомендациями физиологов выполнил 10 измерений времени инерционности зрительной системы. В результате измерений получены следующие значения времени инерционности зрительной системы испытуемого в мс: 25; 24; 23; 20; 21; 19; 21; 20; 21; 19; 21; 20; 19, которые представлены в виде графика на фиг.4. По графику определили номер измерения 4, соответствующий окончанию переходного процесса.

Оценку времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме вычислили как среднеарифметическое значение по формуле

В соответствии с ГОСТ Р 50779.21-2004 [15] среднеквадратическое отклонение измеренных значений времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме равно 0,876 Гц.

При исключении из статистического анализа первых трех измерений среднеарифметическое значение и среднеквадратическое отклонение времени инерционности зрительной системы испытуемого совпадают со значениями, вычисленными для квазистационарного режима.

Пример 2.

Испытуемый А., 19 лет, аналогично испытуемому Л., выполнил серию измерений времени инерционности зрительной системы человека, в результате получены следующие ее значения в мс: 27; 25; 24; 22; 22; 21; 20; 18; 20; 18; 19; 20; 18; 20; 18; 19, которые представлены в виде графика на фиг.5. По графику определили номер измерения 7, соответствующий окончанию переходного процесса.

Оценку времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме вычислили как среднеарифметическое значение по формуле

В соответствии с ГОСТ Р 50779.21-2004 [15] среднеквадратическое отклонение измеренных значений времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме равно 0,943 Гц.

При условии обработки первых 13 измерений и исключении из статистического анализа первых трех измерений, как рекомендуется в [3], среднеарифметическое значение времени инерционности зрительной системы испытуемого равно 19,8 мс, среднеквадратическое отклонение 1,549 мс.

Уменьшение случайной составляющей погрешности измерений (среднеквадратическое отклонение) при вычислении времени инерционности зрительной системы испытуемого по предложенному способу по сравнению с вычислениями, когда обрабатываются первые 13 измерений и из статистического анализа исключены первые три измерения, составило 39,1%.

Пример 3.

Испытуемому В., 25 лет, с помощью персонального компьютера, выдающего через порт LPT на индикаторы пульта испытуемого импульсы, предъявили начальную последовательность пар световых импульсов, эталонного длительностью tимп=80 мс (фиг.1а) и регулируемого по длительности с начальной длительностью tимп=80 мс (фиг.1б), повторяющихся через временной интервал T, равный 1 с.

В процессе измерений через порт LPT на персональный компьютер с пульта испытуемого подавались сигналы с кнопок «Увеличение времени раннего окончания на 5 мс», «Уменьшение времени раннего окончания на 3 мс», «Увеличение времени раннего окончания на 1 мс» и «Измерение».

При поступлении сигнала с кнопки «Увеличение времени раннего окончания на 5 мс» компьютер увеличивал время раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного импульса на 5 мс, при поступлении сигнала с кнопки «Уменьшение времени раннего окончания на 3 мс» уменьшал время раннего окончания на 3 мс, при поступлении сигнала с кнопки «Увеличение времени раннего окончания на 1 мс» увеличивал время раннего окончания на 1 мс. При снятии сигнала с кнопок компьютер сохранял на выходе последовательность пар световых импульсов с последним предъявленным временем раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного.

При поступлении сигнала с кнопки «Измерение» компьютер фиксировал последнее предъявленное время раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного, принимаемое за время инерционности зрительной системы, заносил его в архив, отмечал на плоскости в координатах «время инерционности - номер измерения», после чего предъявлял испытуемому начальную последовательность световых импульсов.

На первом этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки «Увеличение времени раннего окончания на 5 мс», определил момент субъективного ощущения, что световые импульсы оканчиваются не одновременно (фиг.2, интервал времени T0-T1).

На втором этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки «Уменьшение времени раннего окончания на 3 мс», определил момент субъективного ощущения, что световые импульсы оканчиваются одновременно (фиг.2, интервал времени T1-T2).

На третьем этапе испытуемый, подавая сигнал с кнопки «Увеличение времени раннего окончания на 1 мс», определил момент субъективного ощущения, что световые импульсы оканчиваются не одновременно (фиг.2, интервал времени T2-T3), затем подал сигнал с кнопки «Измерение» (фиг.2, момент времени T4).

Компьютер зафиксировал пороговое значение времени раннего окончания tок.пор регулируемого по длительности импульса относительно эталонного, принимаемое за время инерционности зрительной системы, занес его в архив, отметил на плоскости в координатах «время инерционности - номер измерения» и выдал на индикатор пульта испытуемого начальную последовательность световых импульсов.

Испытуемый повторил описанную процедуру до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен. В квазистационарном режиме испытуемый в соответствии с рекомендациями физиологов выполнил 10 измерений времени инерционности зрительной системы. В результате измерений получены следующие значения времени инерционности зрительной системы испытуемого в мс: 21; 20; 18; 19; 17; 16; 15; 17; 16; 17; 15; 16; 16; 17, которые представлены в виде графика на фиг.6. По графику определили номер измерения 5, соответствующий окончанию переходного процесса.

Оценку времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме вычислили как среднеарифметическое значение по формуле

В соответствии с ГОСТ Р 50779.21-2004 [15] среднеквадратическое отклонение измеренных значений времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме равно 0,789 Гц.

При условии обработки первых 13 измерений и исключении из статистического анализа первых трех измерений, как рекомендуется в [3], среднеарифметическое значение времени инерционности зрительной системы испытуемого равно 16,4 мс, среднеквадратическое отклонение 1,174 мс.

Уменьшение случайной составляющей погрешности измерений (среднеквадратическое отклонение) при вычислении времени инерционности зрительной системы испытуемого по предложенному способу по сравнению с вычислениями, когда обрабатываются первые 13 измерений и из статистического анализа исключены первые три измерения, составило 32,8%.

Пример 4.

Испытуемый И., 22 года, аналогично испытуемому В., выполнил серию измерений времени инерционности зрительной системы человека, в результате получены следующие ее значения в мс: 21; 20; 19; 19; 20; 19; 18; 16; 17; 15; 16; 16; 17; 17; 15; 16; 15, которые представлены в виде графика на фиг.7. По графику определили номер измерения 8, соответствующий окончанию переходного процесса.

Оценку времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме вычислили как среднеарифметическое значение по формуле

В соответствии с ГОСТ Р 50779.21-2004 [15] среднеквадратическое отклонение измеренных значений времени инерционности зрительной системы испытуемого в квазистационарном режиме равно 0,816 Гц.

При условии обработки первых 13 измерений и исключении из статистического анализа первых трех измерений, как рекомендуется в [3], среднеарифметическое значение времени инерционности зрительной системы испытуемого равно 17,3 мс, среднеквадратическое отклонение 1,636 мс.

Уменьшение случайной составляющей погрешности измерений (среднеквадратическое отклонение) при вычислении времени инерционности зрительной системы испытуемого по предложенному способу по сравнению с вычислениями, когда обрабатываются первые 13 измерений и из статистического анализа исключены первые три измерения, составило 50,1%.

Положительный эффект предлагаемого способа увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека подтвержден результатами экспериментального исследования по группе из 10 испытуемых. Уменьшение случайной составляющей погрешности измерений получено у 8 испытуемых, которое составило от 29,3 до 67,6%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить точность определения времени инерционности зрительной системы человека путем статистической обработки его значений, полученных в квазистационарном режиме, за счет чего повысить достоверность оценки результатов измерений.

Источники информации

1. Приборы и комплексы для психофизиологических исследований. Исследования, разработка, применение / Под ред. В.А.Викторова, Е.В.Матвеева. - М.: ЗАО "ВНИИМП-ВИТА", 2002. - 228 с.

2. Ткачук В.Г., Петрович Б. Вариативность физиологических показателей в механизме адаптации биосистем // VII Междунар. науч. конгресс «Современный олимпийский спорт и спорт для всех»: Матер. конф. - Т.2. - М.: СпортАкадемПресс, 2003. - С.182-183.

3. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека / Н.М.Пейсахов, А.П.Кашин, Г.Г.Баранов, Р.Г.Вагапов; Под ред. В.М.Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.

4. Луизов, А.В. Глаз и свет / А.В.Луизов. - Л.: Энергия, 1983. - 140 с.

5. Шамшинова, A.M. Функциональные методы исследования в офтальмологии / A.M.Шамшинова, В.В. Волков. - М.: Медицина - 1999. - 416 с.

6. Татко В.Л. Хронометрия процессов переработки информации человеком // Проблемы современной психофизиологии / Итоги науки и техники. Серия Физиология человека и животных. Том 35. - М.: ВИНИТИ - 1989. - С.3-144.

7. Бетелева Т.Г. Функциональная специализация полушарий при составлении наличного и предыдущего стимулов / Т.Г.Бетелева // Физиология человека. - 2000. - Т.26, №3. - С.21-30.

8. Нечаев В.Б. Вызванные потенциалы коры больших полушарий при сравнении зрительных стимулов / В.Б.Нечаев, В.А.Ключарев, Ю.Д.Кропотов, В.А.Пономарев // Физиология человека. - 2000. - Т.26, №2. - С.17-23.

9. Патент 2262293 РФ, МПК A61B 3/02. Способ определения времени инерционности зрительной системы человека // Петухов И.В., Лежнин А.В., Роженцов В.В. (РФ). - Опубликовано 20.10.2005, Бюл. №29.

10. Солодовников В.В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования / В.В.Солодовников, В.Н.Плотников, А.В.Яковлев. - М.: Машиностроение. - 1985. - 535 с.

11. Lollo, V.D. Supression of visible persistence / V.D.Lollo, J.H.Hogben // J. Exp. Psychol.: Hum. percept, and Perform. - 1985. - V.11, №3. - P.304-316.

12. Шевелев И.А. Временная переработка сигналов в зрительной коре / И.А.Шевелев // Физиология человека. - 1997. - Т.23, №2. - С.68-79.

13. Кропотов Ю.Д. Реакция нейронов и вызванные потенциалы в подкорковых структурах мозга при зрительном опознании. Сообщение IV. Эффект маскировки зрительных стимулов / Ю.Д.Кропотов, В.А.Пономарев // Физиология человека. - 1987. - Т.13, №4. - С.561-566.

14. Тароян Н.А. Межполушарные функциональные отношения в процессе решения человеком зрительно-пространственной задачи / А.Н.Тароян, В.В.Мямлин, О.А.Генкина // Физиология человека. - 1992. - Т.18, №2. - С.5-14.

15. ГОСТ Р 50779.21-2004. Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным. - Ч.1: Нормальное распределение. - М.: Изд-во стандартов, 2004. - 43 с.

Способ увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека, заключающийся в том, что испытуемому предъявляют пары световых импульсов, эталонного, длительностью 80 мс, и регулируемого по длительности, повторяющихся через временной интервал, равный 1 с, регулируемый по длительности импульс задерживают или оканчивают раньше относительно времени предъявления эталонного, причем на первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают дискретно с шагом 5 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, на втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают дискретно с заданным шагом, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно, на третьем этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса увеличивают дискретно с заданным шагом, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, время инерционности зрительной системы принимают равным значению времени задержки или времени раннего окончания регулируемого по длительности светового импульса относительно эталонного, определенного на третьем этапе измерении, отличающийся тем, что шаг уменьшения времени задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного на втором этапе измерений равен 3 мс, шаг увеличения времени задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного на третьем этапе измерений равен 1 мс, время инерционности зрительной системы человека отмечают на плоскости в координатах «время инерционности - номер измерения», описанную процедуру повторяют, строят график зависимости значений времени инерционности зрительной системы человека tин как функции tин=f(Ni), где Ni - номер i-го измерения, i=1, 2, …, k, k - число измерений, до получения квазистационарного режима, когда переходной процесс закончен, в квазистационарном режиме выполняют заданное количество измерений, после чего вычисляют оценку времени инерционности зрительной системы человека как среднеарифметическое значение по формуле:

где tинj - значение времени инерционности зрительной системы человека в j-м измерении, мс; j=k, k+1, …, k+(n-1); k - номер измерения, соответствующий окончанию переходного процесса (началу квазистационарного режима); n - число измерений времени инерционности зрительной системы человека в квазистационарном режиме.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к офтальмологии и предназначено для лечения быстро прогрессирующей близорукости у детей. .

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для увеличения точности определения времени инерционности зрительной системы человека. .

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для увеличения точности определения времени восприятия зрительной информации. .

Изобретение относится к медицинской технике и может использоваться для офтальмологического тестирования зрения детей, взрослых и особых групп населения, включая лиц с ограниченными возможностями по здоровью, а также для проведения других видов интерактивного тестирования.

Изобретение относится к медицинской технике и может использоваться для офтальмологического тестирования зрения детей, взрослых и особых групп населения, включая лиц с ограниченными возможностями по здоровью, а также для проведения других видов интерактивного тестирования.
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для измерения внутриглазного давления (ВГД) при обследованиях населения на глаукому, с целью контроля правильности ее лечения, а также индивидуального контроля за внутриглазным давлением.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для оценки степени гидратации стекловидного тела глаза. .

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для измерения разрешающей способности зрения по частоте световых мельканий. .

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для определения полосы пропускания рецептивных полей нейронов зрительной системы. .

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для определения полосы пропускания пространственно-частотного канала зрительной системы. .
Изобретение относится к области медицины, а именно к области функциональной диагностики

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для измерения калибра ретинальных сосудов первого порядка с помощью спектральной оптической когерентной томографии (СОКТ)

Изобретение относится к области медицины, в частности офтальмологии, и может быть использовано для прогноза глаукомы на основе определения зависимости индивидуального внутриглазного давления от толщины роговицы

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для определения величины аддидации при подборе прогрессивных очков при миопии

Изобретение относится к медицинской технике и может использоваться для скрининговой офтальмологической диагностики зрения детей, взрослых, лиц с нарушениями интеллектуального развития, речи

Изобретение относится к медицинской технике и может использоваться для скрининговой офтальмологической диагностики зрения детей, взрослых, лиц с нарушениями интеллектуального развития, речи

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для исследования остроты зрения в динамике

Изобретение относится к криминалистике и медицине, а именно к судебной медицине

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к офтальмологии, и может быть использовано для ранней диагностики первичной глаукомы и других заболеваний, ограничивающих поле зрения глаза человека
Наверх