RU2266043C2 - Automatic device for recording and analyzing evoked bioelectrical brain activity of testee - Google Patents
Automatic device for recording and analyzing evoked bioelectrical brain activity of testee Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266043C2 RU2266043C2 RU2003125211/14A RU2003125211A RU2266043C2 RU 2266043 C2 RU2266043 C2 RU 2266043C2 RU 2003125211/14 A RU2003125211/14 A RU 2003125211/14A RU 2003125211 A RU2003125211 A RU 2003125211A RU 2266043 C2 RU2266043 C2 RU 2266043C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- recording
- responses
- photorecorder
- tape
- computer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к физиологии и экспериментальной медицине.The invention relates to physiology and experimental medicine.
При разработке автоматизированных систем сбора и анализа физиологической информации широко используются возможности мощных персональных компьютеров, обладающих большим объемом оперативной и дисковой памяти. Известны автоматизированные системы сбора физиологической информации (Пятигорский с соавт., 1985; Кулаичев, Каплан 1994; Пантелеев с соавт., 1996 - прототип и другие), состоящие из связанных между собой ЭВМ, средств воздействия на объект и средств регистрации ответных реакций.When developing automated systems for collecting and analyzing physiological information, the capabilities of powerful personal computers with a large amount of RAM and disk memory are widely used. Automated systems for collecting physiological information are known (Pyatigorsky et al., 1985; Kulachev, Kaplan 1994; Panteleev et al., 1996 - a prototype and others), consisting of interconnected computers, means of influencing the object, and means of recording response.
Недостатками указанных систем являются:The disadvantages of these systems are:
1. Отсутствие возможности изменения текущих воздействий в ходе воздействия. Особенно это относится к формированию биологической обратной связи, требующему совмещения высокой стандартизации (повторяемости) условий тестирования с необходимостью внесения экстренных изменений условий вручную, в зависимости от текущих результатов опыта, состояния тестируемого объекта (испытуемого, обучаемого, пациента) и требуемого изменения параметров регистрации. Например, при работе с экспериментальными животными исследователь испытывает наибольшие трудности, так как в отличие от исследований на людях он лишен возможности проведения вербальной установки, обеспечивающей стандартизацию вызванных потенциалов и минимизацию артефактов при введении биопотенциалов (ЭЭГ, КГР, зрачковые реакции и др.) в компьютер в режиме on line. Важное значение в этих условиях имеет возможность непрерывного мониторинга оператором получаемой информации, ее индикация, выборочный анализ, а также надежная регистрация и сохранение данных не только в цифровой, но и нативной (аналоговой) форме, допускающей производить оценку и коррекцию результатов. Решение данной задачи с помощью стандартных компьютерных систем сбора и анализа биопотенциалов является проблематичным.1. The inability to change current impacts during exposure. This especially applies to the formation of biological feedback, which requires combining high standardization (repeatability) of testing conditions with the need to make emergency changes to the conditions manually, depending on the current results of the experiment, the state of the test object (test, student, patient) and the required change in registration parameters. For example, when working with experimental animals, the researcher experiences the greatest difficulties, because, unlike human studies, he is deprived of the possibility of carrying out a verbal installation that ensures the standardization of evoked potentials and minimizes artifacts when biopotentials are introduced (EEG, RAG, pupil reactions, etc.) into a computer in on line mode. The ability to continuously monitor the information received by the operator, its indication, selective analysis, as well as reliable registration and storage of data not only in digital, but also in the native (analog) form, which allows for the assessment and correction of results, is important in these conditions. Solving this problem using standard computer systems for collecting and analyzing biopotentials is problematic.
2. При использовании вышеуказанных компьютерных систем сбора информации ощущается острый недостаток средств визуального контроля, маркировки и выборочного анализа отдельных биопотенциалов. При компьютерном усреднении биопотенциалов нельзя различить индивидуальные ВП в суперпозируемых ответах. Машинное усреднение форм ВП по сериям подавляет индивидуальные особенности ВП в серии, поэтому, по данным ряда исследователей, при большом разбросе форм ВП мониторинг невозможен. Кроме того, многие ЭЭГ- феномены (пик-волны, спайки, пароксизмальные разряды, сонные веретена и т.д.) практически не поддаются прямому компьютерному анализу, что затрудняет машинную селекцию и статистический сбор тестируемых биопотенциалов, а также интерпретацию полученных при этом результатов.2. When using the above computer systems for collecting information, there is an acute shortage of visual control, marking and selective analysis of individual biopotentials. With computer averaging of biopotentials, individual VP cannot be distinguished in superposed responses. Machine averaging of VP forms over series suppresses individual features of VPs in a series; therefore, according to a number of researchers, monitoring is not possible with a wide range of VP forms. In addition, many EEG phenomena (peak waves, spikes, paroxysmal discharges, sleep spindles, etc.) are practically not amenable to direct computer analysis, which complicates machine selection and statistical collection of the tested biopotentials, as well as interpretation of the results obtained.
3. При использовании стандартных компьютерных систем сбора информации также ощущается острый недостаток средств визуального контроля, маркировки и выборочного анализа биопотенциалов, а также отсутствие надежных дублирующих аппаратно-программных средств, обеспечивающих сохранение данных и продолжение запланированного исследования при возникновении различных внештатных ситуаций: программных ошибках, сбоях дисковой памяти, «зависании» используемой операционной системы или аппаратных неисправностях компьютера и устройства ввода/вывода сигналов.3. When using standard computer systems for collecting information, there is also an acute shortage of visual monitoring, marking and selective analysis of biopotentials, as well as the absence of reliable duplicate hardware and software tools that ensure the preservation of data and the continuation of the planned research in the event of various emergency situations: program errors, failures disk memory, “freezing” of the operating system used or hardware malfunctions of the computer and input device / you water signals.
4. В нейрофизиологическом эксперименте важное значение имеет маркирование регистрируемых биопотенциалов. Известные способы маркирования позволяют наносить только цифровые метки, которые определяют лишь порядковый номер регистрируемых потенциалов и не обеспечивают необходимой информации об условиях регистрации ответных реакций, функциональном состоянии объекта исследования и текущих экспериментальных воздействиях.4. In a neurophysiological experiment, labeling of recorded biopotentials is important. Known methods of marking allow you to apply only digital tags that define only the serial number of the recorded potentials and do not provide the necessary information about the conditions for recording responses, the functional state of the object of study and the current experimental effects.
За ближайший прототип принято устройство «Автоматизированная электрофизиологическая установка для исследования моторной функции желудочно-кишечного тракта у крыс» (авторы Пантелеев С.С., Чихман В.Н., Молодцов В.О.), описанное в Физиологическом журнале им. И.М.Сеченова, 1996, т.2, №4, с.135-140, состоящее из средств воздействия на объект, средств регистрации ответных реакций, связанных с ЭВМ, имеющее вышеописанные недостатки.For the closest prototype, the device “Automated electrophysiological unit for the study of motor function of the gastrointestinal tract in rats” (authors Panteleev SS, Chikhman VN, Molodtsov VO), described in the Physiological Journal named after I.M.Sechenova, 1996, v.2, No. 4, p.135-140, consisting of means for influencing the object, means for registering responses associated with computers, having the above-described disadvantages.
Цель изобретения - расширение области использования устройства и повышение надежности получаемых результатов, повышение точности идентификации, маркирования и анализа вызванной биоэлектрической активности, обеспечение возможности изменения текущих воздействий и их использования при формировании биологической обратной связи у испытуемых.The purpose of the invention is to expand the scope of use of the device and increase the reliability of the results obtained, increase the accuracy of identification, labeling and analysis of the induced bioelectric activity, provide the ability to change the current effects and their use in the formation of biological feedback in subjects.
Сущность изобретения заключается в том, что автоматизированное устройство для регистрации и анализа вызванной биоэлектрической активности мозга испытуемого, содержащее средства воздействия на объект исследования, средства регистрации ответных реакций, включающее датчики, связанные через устройство ввода-вывода сигналов с ЭВМ, снабжено блоком фоторегистратора с управляющим программным механизмом и маркиратором кадров, выполненным на последовательно соединенных пульте управления, маркираторе кадров, фоторегистраторе суперпозируемых ответов, программирующем устройстве и коммутаторе, связанном с пультом управления, средствами воздействия на объект, средствами регистрации ответных реакций и ЭВМ, причем программирующее устройство фоторегиетратора выполнено на кулачковом механизме, коммутатор выполнен на релейных схемах, а маркиратор кадров снабжен средствами для записи протокола воздействий и средствами для регистрации текущих сведений, выполненными в виде лентопротяжного механизма с прозрачной лентой, сопряженного с лентопротяжным механизмом экспонируемой пленки.The essence of the invention lies in the fact that the automated device for recording and analyzing the induced bioelectrical activity of the test brain, containing means for influencing the object of study, means for recording responses, including sensors connected through a signal input-output device with a computer, is equipped with a photorecorder unit with control software a mechanism and a frame marker performed on the control panel in series, a frame marker, and a supervisor answers, the programming device and the switch associated with the control panel, means of influencing the object, means of recording responses and computers, moreover, the programming device of the photoregrator is made on the cam mechanism, the switch is made on relay circuits, and the frame marker is equipped with means for recording the protocol of actions and means for recording current information, made in the form of a tape drive with a transparent tape, paired with a tape drive of the exposed Lenka.
2. Сущность изобретения также в том, что средства регистрации ответных реакций снабжены магнитофоном, связанным через коммутатор с пультом управления и датчиками, при этом сигнальный вход магнитофона подключен к микрофону для голосовой записи информации о текущих условиях эксперимента и регистрации сведений от испытуемого. Предлагаемое устройство в виде блок-схемы изображено на фиг.1, где2. The invention also lies in the fact that the means for recording responses is provided with a tape recorder connected through a switch with a control panel and sensors, while the signal input of the tape recorder is connected to a microphone for voice recording of information about the current conditions of the experiment and recording information from the subject. The proposed device in the form of a block diagram is shown in figure 1, where
1 - пульт управления1 - control panel
2 - маркиратор2 - marking device
3 - фоторегистратор суперпозируемых сигналов3 - photo recorder superposed signals
4 - программирующий механизм4 - programming mechanism
5 - коммутатор5 - switch
6 - блок фоторегистратора6 - photorecorder unit
7 - блок взаимодействия с объектом исследования7 - block interaction with the object of study
8 - ЭВМ, например, компьютер Pentium IBM PC AT8 - a computer, for example, a Pentium computer IBM PC AT
9 - устройство ввода/вывода сигналов9 - device input / output signals
10 - объект исследования или обучения10 - object of study or training
11 - оператор11 - operator
12 - стимуляторы12 - stimulants
13 - датчики13 - sensors
14 - регистраторы14 - registrars
15 - магнитофон15 - tape player
16 - усилители16 - amplifiers
На Фиг.2 изображен пример реализации предлагаемого устройства, гдеFigure 2 shows an example implementation of the proposed device, where
17 - электродвигатель17 - electric motor
18 - цейтрафер основной18 - main time lapse
19 - позиционный кулачок19 - position cam
20 - позиционный кулачок20 - position cam
21 - позиционный кулачок21 - position cam
22 - позиционный кулачок22 - position cam
23 - контактный выключатель23 - contact switch
24 - контактный выключатель24 - contact switch
25 - контактный выключатель25 - contact switch
26 - контактный выключатель26 - contact switch
27 - пусковое реле27 - start relay
28 - исполнительное реле28 - executive relay
29 - исполнительное реле29 - executive relay
30 - исполнительное реле30 - executive relay
31 - кнопка пускателя31 - starter button
32 - фотожурнал (ФЖ)32 - photojournal (VF)
33 - экспонируемая пленка33 - exposed film
34 - цейтрафер дополнительный34 - additional time lapse
35 - катушка приемная35 - receiving coil
36 - катушка подающая36 - feed coil
37 - шкив подмотки37 - winding pulley
38 - опорная панель38 - support panel
39 - фотовспышка (фотоимпульсная лампа)39 - flash (photo-flash lamp)
40 - изолирующий блок электростимулятора40 - insulating block electrical stimulator
41 - изолирующий блок электростимулятора41 - insulating block of the electrical stimulator
42 - осциллоскоп42 - oscilloscope
43 - частотный модулятор43 - frequency modulator
44 - микрофон44 - microphone
45 - пересчетный прибор45 - recounter
46 - мультивибратор ждущий46 - multivibrator waiting
47 - синхроконтакт фотоимпульсной лампы 3947 - sync
48 - фоторегистратор стандартный ФОР48 - standard FOROR photo recorder
49 - гнездо «синхро» фоторегистратора 4849 - socket "sync" of the
50 - динамик для звуковой обратной связи50 - speaker for audio feedback
51 - аналого-цифровой преобразователь51 - analog to digital converter
52 - цифроаналоговый преобразователь52 - digital-to-analog converter
53 - конденсатор для импульсного срабатывания реле53 - capacitor for pulse relay operation
54 - лампа-индикатор готовности устройства к работе54 - lamp-indicator of readiness of the device to work
55 - инфракрасный пупилометр55 - infrared pupilometer
56 - кнопка пуска фиксированного режима без магнитной записи56 - button start fixed mode without magnetic recording
57 - тумблер фиксации программы57 - program lock switch
58 - тумблер блокировки магнитной записи58 - magnetic record lock toggle switch
59 - тумблер блокировки программы59 - program lock toggle switch
60 - тумблер умножения числа тестируемых стимулов60 - toggle switch multiplying the number of tested stimuli
61 - тумблер блокировки фоторегистратора61 - photocamera lock switch
На фиг.3 приведены временные диаграммы работы узлов, входящих в устройство, гдеFigure 3 shows the timing diagrams of the nodes included in the device, where
ось Х - эпюра импульсной последовательности при работе устройства;X axis - plot of the pulse sequence during operation of the device;
ось Y - порядок работы узлов, входящих в устройство.Y axis - the operation order of the nodes included in the device.
На фиг.4 приведена блок - схема устройства, принятого за ближайший прототип.Figure 4 shows the block diagram of the device adopted for the closest prototype.
На фиг.5 представлена схема фотомаркирования регистрируемых биопотенциалов, гдеFigure 5 presents a photomarking scheme of recorded biopotentials, where
32 - фотожурнал (прозрачная пленка с наносимым протоколом опыта);32 - photojournal (transparent film with the applied protocol of experience);
33 - экспонируемая пленка. Стрелками обозначено направление движения пленок при регистрации и маркировании потенциалов.33 - exposed film. The arrows indicate the direction of motion of the films during registration and labeling of potentials.
На фиг.6 представлен фрагмент записи регистрируемых биопотенциалов с фиксированным протоколом опыта.Figure 6 presents a fragment of the recording of recorded biopotentials with a fixed protocol of experience.
На фиг.1 изображена блок-схема предложенного устройства, содержащего пульт 1 управления, связанный через маркиратор 2, фоторегистратор 3 суперпозируемых сигналов, программирующий механизм 4 и коммутатор 5, которые входят в состав блока 6 фоторегистратора, блок 7 взаимодействия с объектом исследования и ЭВМ 8, связанный через устройство 9 ввода/вывода сигналов с блоком 7 взаимодействия с объектом исследования и объектом исследования 10.Figure 1 shows a block diagram of the proposed device containing a control panel 1 connected through a marker 2, a supervisor signals
Блок 7 взаимодействия с объектом исследования 10 содержит как средства воздействия на объект, к которым относятся стимуляторы 12, магнитофон 15, так и средства регистрации ответных реакций, к которым относятся магнитофон, сочетающий функции средства воздействия и средства регистрации ответных реакций, датчики 13, регистраторы 14.
В устройстве предусмотрена возможность изменения текущих воздействий как оператором, так и объектом исследования (обучения), и возможность их взаимодействия в ходе воздействия.The device provides for the possibility of changing current impacts by both the operator and the object of study (training), and the possibility of their interaction during the impact.
На фиг.2 изображена схема реализации предлагаемого устройства, где блок фоторегистратора 6 состоит из фоторегистратора суперпозируемых ответов 3, оснащенного электродвигателем 17, который посредством редуктора связан с цейтрафером 18 лентопротяжного механизма и с кулачковым программирующим механизмом 4, состоящим из позиционных кулачков 19, 20, 21, 22, толкатели которых упираются в подпружиненные к ним контактные выключатели 23, 24, 25, 26; пусковое реле 27; исполнительные реле 28, 29, 30; кнопку пуска двигателя 31; маркиратора, состоящего из прозрачной фотоленты с нанесенной маркирующей записью - фотожурнал 32, которая располагается перпендикулярно экспонируемой пленке 33, контактируя со светочувствительным слоем последней, и проходит через дополнительный фильмовый канал и лентопротяжный механизм фотожурнала. Последний содержит цейтрафер 34 дополнительный, укрепленный на распределительном валу редуктора, приемную 35 и подающую 36 катушки и шкив подмотки 37, а также опорную панель 38 для экстренного нанесения информации в предназначенные для этого кадры ленты фотожурнала. Фотовспышка 39 укреплена в проеме окна тубуса фоторегистратора и предназначена для экспонирования маркирующей записи. Блок взаимодействия с объектом исследования состоит из 2-канального электростимулятора 12; изолирующих блоков 40 и 41 в выходных цепях электростимулятора; осциллоскопа 42; усилителя биопотенциалов 16; частотного модулятора 43; микрофона 44; пересчетного прибора 45; мультивибратора 46; фоторегистратора суперпозируемых ответов 3; фотовспышки 39 в виде стандартной фотоимпульсной лампы; синхроконтакта 47 фотоимпульсной лампы 39; фоторегистратора ФОР производства Института физиологии им. А.А.Богомольца, Киев 48; гнезда «Синхро» 49 фоторегистратора 48 (клеммы нормально разомкнутой контактной пары реле, срабатывающего синхронно с затвором фоторегистратора); магнитофона 15; динамика для звуковой обратной связи 50; устройства ввода/вывода сигналов 9, включающее в свой состав аналого-цифровой преобразователь 51; цифроаналоговый преобразователь 52; ЭВМ 8 (персональный IBM PC AT компьютер); инфракрасный пупилометр 55 для регистрации зрачковых реакций, конденсатор 53 для импульсного срабатывания реле. В состав пульта управления 1 входят: кнопка 31 пуска двигателя; кнопка 56 пуска фиксированного режима без магнитной записи; тумблер 57 фиксации программы; тумблер 58 блокировки магнитной записи; тумблер 59 блокировки программы; тумблер 60 умножения числа тестируемых стимулов; тумблер 61 блокировки фоторегистратора; лампа-индикатор 54 готовности устройства к работе.Figure 2 shows a diagram of an implementation of the proposed device, where the
Работа устройства показана на фиг 2, 3, 5, 6. Устройство работает в режиме парного тестирования, который обычно используется для электрофизиологических исследований, связанных с изучением эффекта стимуляции различных структур мозга, формированием поведенческих реакций при сочетанном раздражении различных анализаторов, а также формированием обратной связи при сенсорной стимуляции испытуемого. Работа программирующего механизма устройства основана на автоматическом построении сменных управляющих цепей путем последовательного образования временных логических связей, их подготовительных и исполнительных элементов. При этом управляющие цепи прерываются посредством обратных связей или работают в импульсном режиме. Образование подготовительных элементов цепи осуществляет группа позиционных кулачков 19-22 с контактными выключателями 23-26, а также тумблеры 57-61 пульта управления, а исполнительных элементов - группа реле 27-30. Программа регистрации состоит из следующих актов: контроль, тест-контроль и маркировка. Каждый из них запускается вручную с помощью кнопки 31 или автоматически импульсом, формируемым с выхода цифроаналогового преобразователя 52 компьютера. При автоматическом запуске на этапе маркировки можно осуществлять операции комплексного тестирования, давать краткие инструкции, производить оценку и корректировку функционального состояния испытуемого, изменение параметров отведения и условий регистрации.The operation of the device is shown in FIGS. 2, 3, 5, 6. The device operates in pair testing mode, which is usually used for electrophysiological studies related to the study of the stimulation effect of various brain structures, the formation of behavioral reactions with combined irritation of various analyzers, and the formation of feedback with sensory stimulation of the subject. The work of the programming mechanism of the device is based on the automatic construction of removable control circuits by sequential formation of temporary logical connections, their preparatory and executive elements. In this case, the control circuit is interrupted by feedback or operate in a pulsed mode. The formation of the preparatory elements of the circuit is carried out by a group of positional cams 19-22 with contact switches 23-26, as well as toggle switches 57-61 of the control panel, and actuators - relay group 27-30. The registration program consists of the following acts: control, test control and labeling. Each of them is started manually using the
На фиг.2 изображено положение кулачков 21, 22 предшествующее режиму "тест-контроль". Нормированная работа установки осуществляется, когда тумблеры 57-59 включены, а 60, 61 - в исходном положении (см. фиг.3. графическую иллюстрацию автоматической работы установки).Figure 2 shows the position of the
При нажатии на пусковую кнопку 31 срабатывает реле 27, самоблокируясь контактом Р1/1. В процессе удержания кнопки с помощью контакта Р1/2 замыкается цепь питания двигателя 17, который, вращая кулачок 19, с помощью контактов его конечного выключателя 23 становится на "самоблокировку" по питанию. Группа Р1/3 запускает лентопротяжный механизм магнитофона, а Р1/4 подключает его сигнальный вход к выходу частотного модулятора 43; группа Р1/5 подготавливает цепь запуска фоторегистратора ФОР 48. При вращении двигателя 17 осуществляется протяжка экспонируемой пленки фоторегистратора суперпозируемых ответов 3 и маркирующей пленки фотожурнала 32; по цепи питания через контакты 23 заряжается конденсатор 53; контактный выключатель 26 под воздействием кулачка 22 переходит в новое состояние 2, отключая цепь запуска реле 27 и подготавливая цепь выхода первого канала электростимулятора 12 на объект исследования. Формирование кадров заканчивается в результате срабатывания кулачка 19 на отключение питания двигателя по цепи контактного выключателя 23. При этом по восстановленной цепи через другой контакт контактного выключателя 23 импульсно разряжается конденсатор 53 на обмотку реле 28, в результате чего импульсно срабатывает группа Р2/1 и совместно с "удерживающей" цепь группой Р1/5 и контактного выключателя 26 включает затвор, а вместе с ним и лентопротяжный механизм фоторегистратора 48. Р2/2 и Р2/3 срабатывают вхолостую. В конце срабатывания затвора замыкается собственный синхроконтакт фоторегистратора 48, образуя цепь питания реле 29, после срабатывания которого затвор становится на самоблокировку с помощью контактов Р3/1; подключается выход первого канала электростимулятора 12 с помощью групп Р3/3, конечного выключателя 26 и контактов Р3/2 к объекту исследования, в результате чего осуществляется посылка тестирующих стимулов в режиме "тест-контроль" и синхронная регистрация фотосуперпозированных пачек вызванных биоэлектрических ответов (ВО) на фоторегистраторе суперпозируемых ответов 3 и одиночных ВО на фоторегистраторе 48 и магнитофоне 15 соответствующим способом, а также оцифровка биопотенциалов и их ввод в компьютер 8 с помощью аналого-цифрового преобразователя 51. Фотоиндикация ВО осуществляется на экранах осциллоскопов 42 и дисплея компьютера. После прохождения серии импульсов с выхода второго канала электростимулятора 12 (число импульсов, кратных 10, устанавливается включением тумблера 59) срабатывает реле 30, прерывая цепи питания реле 29 и 27, в результате чего задействованные элементы исполнительных групп релейного коммутатора переходят в исходное состояние, прерывая процесс стимуляции и регистрации ВО.When you press the
Далее следует акт программы, реализующий маркировку информации (фиг.2, 3, 5, 6).The following is an act of the program that implements the labeling of information (figure 2, 3, 5, 6).
Для его инициации в позиции "II" кулачков 20-22 нажимаем пусковую кнопку 31. Посредством соответствующих контактов кнопки включается лентопротяжный механизм магнитофона 15. При этом сигнальный вход благодаря исходному положению групп Р1/4, подключен к микрофону 44. Удерживая кнопку, осуществляем голосом звукозапись информации о текущих условиях опыта или текста марки фотожурнала 32 и номера очередного входа ФОРа, который вписывается в маркирующий кадр фотожурнала 32 при плановом (протокольном) проведении эксперимента. Одновременно с этим через соответствующие контакты контактного выключателя 23 и кнопки 31 заряжается конденсатор 53. После звукозаписи отпускаем кнопку 31, в результате чего останавливается протяжка магнитной пленки, а конденсатор 53 импульсно разряжается на обмотку реле 28, которое импульсно срабатывает. По цепи через контактные группы Р1/2, контактный выключатель 24 и контакты Р2/3 запускается двигатель 31 фоторегистратора суперпозируемых ответов 3, блокируясь по питанию с помощью групп контактного выключателя 23, и осуществляется формирование очередного кадра экспонируемой пленки 33 фоторегистратора 3, а также совмещение с ним марки фотожурнала 32 (фиг.5, 6). Вместе с тем кулачки 20-22 приводят свои контактные выключатели в новые состояния, в результате чего благодаря переходу группы контактного выключателя 24 обрывается подготовительная связь питания двигателя по цепи запуска, посредством смены позиции группы контактного выключателя 25 подготавливается цепь запуска фотоимпульсной лампы 39, а в связи с переходом группы контактного выключателя 26 образуется подготовительная связь запуска реле 27. После срабатывания группы контактного выключателя 23, в результате перехода кулачка 19 в симметричное состояние двигатель 17 останавливается, а реле 28, разряжая конденсатор 53 на свою обмотку, импульсно срабатывает. При этом с помощью группы Р2/2 срабатывает фотоимпульсная лампа 39, экспонируя кадр фотожурнала на фотопленку фоторегистратора суперпозируемых ответов 3.To initiate it in the “II” position of the cams 20-22, press the
Следующий, 3-й акт программы предусматривает осуществление регистрации ВО в режиме "контроль". На фиг.2 показано соответствующее рабочее положение программных кулачков 20-22, в которое они переходят с позиции II. Процесс перехода в это положение также инициируется нажатием кнопки 31, а последующая работа исполнительных элементов аналогична процессу реализации режима "тест-контроль" (рассмотрено выше) с той разницей, что подготовительная связь выхода первого канала электростимулятора 12 через контактную группу выключателя 26 при этом не образуется, в связи с чем ожидается реализация режима "контроль".The next, 3rd act of the program provides for the registration of HE in the "control" mode. Figure 2 shows the corresponding operating position of the software cams 20-22, in which they move from position II. The transition to this position is also initiated by pressing the
Включение предпочитаемых режимов регистрации (фоторегистратор ФОР 48, магнитофон, компьютер), а также повторная экспозиция информации или холостой ход регистраторов осуществляется посредством манипуляций тумблеров 57-61 и кнопок 31, 56 пульта управления. В дальнейшем управление осуществляется автоматически или циклично с помощью последовательных нажатий на пусковую кнопку 31. Программа эксперимента может быть легко изменена и/или дополнена путем изменения позиции программных кулачков на валу двигателя, а также подключением резервных кулачков 20 с контактными выключателями 24, которые могут быть использованы для автоматического включения в соответствии с требованиями эксперимента дополнительных приборов и устройств (фото-, фоно-, механостимулятора, привода микроинъектора и т.п.). Следует отметить, что полноценный электрофизиологический эксперимент может обеспечиваться при работе в составе установки одного фоторегистратора суперпозируемых ответов с программным механизмом и маркиратором (компьютер, магнитофон и фоторегистратор 48 выключены). Такой режим работы установки наиболее удобен при организации поисковых (пилотных) экспериментов на подопытных животных, связанных с необходимостью применения большого числа проб, многократного изменения в ходе опыта локализации электродов и параметров стимуляции, а также усилением контроля за функциональным состоянием объекта исследования, сопровождающимся просмотром длительных последовательностей отводимых вызванных биопотенциалов. Двигатель фоторегистратора суперпозируемых ответов 3, осуществляющий протяжку экспонируемой ленты и фотожурнала, при необходимости может быть отключен, запуск тестирующих стимулов в этом случае также осуществляется с помощью пусковой кнопки 31.The inclusion of the preferred registration modes (FOR 48 photorecorder, tape recorder, computer), as well as re-exposure of information or idle registrars is carried out by manipulating the tumblers 57-61 and
Таким образом, введение полуавтоматического режима работы электрофизиологической установки, предусматривающего передачу части функций, связанных с программированием эксперимента, управлением тестирующей, преобразовательной и регистрирующей аппаратуры, от компьютера специализированному электромеханическому устройству - коммутатору, выполненному на релейных схемах и контролируемому оператором, оптимально организует человеко-машинный интерфейс в системе управляемого электрофизиологического эксперимента с использованием персонального ВМ компьютера.Thus, the introduction of a semi-automatic operation mode of an electrophysiological installation, which provides for the transfer of part of the functions associated with programming an experiment, controlling testing, converting and recording equipment, from a computer to a specialized electromechanical device - a switch made on relay circuits and controlled by an operator, optimally organizes a human-machine interface in a system of controlled electrophysiological experiment using persons ceiling elements VM computer.
Использование в составе установки сконструированного нами фоторегистратора с управляющим программным механизмом и специальным маркиратором позволяет облегчить (оптимизировать) работу исследователя практически на всех этапах электрофизиологического эксперимента: 1) при подготовке и планировании эксперимента (ввод фотожурнала/фотопротокола планируемого опыта, установка кулачкового механизма для программного подключения необходимых приборов и устройств); 2) при выполнении исследования (мониторинг одиночных и суперпозированных ВП, селекция биопотенциалов для их фото, магнитной и машинной регистрации); 3) при редактировании и анализе записанной информации (на основе полной базы данных эксперимента, синхронно зарегистрированных на стандартном фоторегистраторе 48, фоторегистраторе суперпозируемых ответов 3, магнитофоне и жестком диске компьютера).The use of a designed photo recorder with a control program mechanism and a special marker in the setup allows us to facilitate (optimize) the work of the researcher at almost all stages of the electrophysiological experiment: 1) during the preparation and planning of the experiment (input of a photo journal / photo protocol of the planned experiment, installation of a cam mechanism for software connection necessary instruments and devices); 2) when performing research (monitoring of single and superposed EPs, selection of biopotentials for their photos, magnetic and machine recordings); 3) when editing and analyzing the recorded information (based on the full database of the experiment, synchronously recorded on a
Следует также отметить, что использование установки в сеансах с формированием обратной связи позволяет испытуемым производить самостоятельный запуск процесса сенсорной стимуляции и регистрации тестируемых электрографических параметров (ЭЭГ, ВП, КГР, зрачковых реакций) с помощью дистанционного нажатия пусковой кнопки 31. Это дает возможность освободить испытуемых от необходимости контакта с экраном монитора, клавиатурой компьютера и дополнительных инструкций экспериментатора в процессе сеанса обучения, что позволяет создать испытуемому благоприятные процедурные условия (выключить посторонние сенсорные раздражители, лечь на кушетку, закрыть глаза и т.д.), необходимые для контроля и коррекции испытуемым своего функционального состояния. При этом также обеспечиваются оптимальные условия для мышечной релаксации, необходимые для безартефактного отведения тестируемых электрографических реакций. У подопытных животных условия для безартефактного отведения биопотенциалов обеспечиваются использованием разработанного нами атравматического головодержателя [Альбертин 1989], который позволяет проводить электрофизиологические исследования с жесткой фиксацией головы животного без применения наркотических веществ и миорелаксантов.It should also be noted that the use of the setup in sessions with the formation of feedback allows the subjects to independently launch the process of sensory stimulation and registration of the tested electrographic parameters (EEG, VP, RAG, pupil reactions) by remote pressing the
ПРЕИМУЩЕСТВА УСТРОЙСТВАDEVICE ADVANTAGES
1. Устройство позволяет создать оптимальные условия для регистрации биопотенциалов, минимизировать влияние артефактов при вводе данных в компьютер и их последующей машинной обработке за счет введения нового узла - фоторегистратора с управляющим программным механизмом и маркиратором, связанным с ЭВМ, пультом управления, средствами воздействия на объект и средствами регистрации ответных реакций.1. The device allows you to create optimal conditions for recording biopotentials, to minimize the effect of artifacts when entering data into a computer and their subsequent machine processing by introducing a new node - a photographic recorder with a control software mechanism and a marker connected to a computer, a control panel, means of influencing the object and means of recording responses.
2. Автоматизированное устройство для регистрации и анализа вызванной биоэлектрической активности мозга испытуемого обеспечивает возможность изменения текущих воздействий при регистрации потенциалов, их маркировании и формировании обратной связи у испытуемых. Данное преимущество достигается за счет введения нового узла - фоторегистратора с управляющим программным механизмом и маркиратором, связанным с ЭВМ, средствами воздействия на объект и средствами регистрации ответных реакций.2. An automated device for recording and analyzing the bioelectrical activity of the test brain provides the ability to change the current effects when recording potentials, marking them and forming feedback from the subjects. This advantage is achieved through the introduction of a new unit - a photorecorder with a control software mechanism and a marker associated with a computer, means of influencing the object and means of recording response.
3. Устройство обеспечивает надежную регистрацию и сохранение биопотенциалов (ЭЭГ, ВП, КГР) не только в цифровой, но и нативной (аналоговой) форме, допускающей производить оценку и коррекцию результатов эксперимента. Устройство также обеспечивает сохранение данных и продолжение запланированного эксперимента при возникновении различных внештатных ситуаций: программных ошибках, сбоях дисковой памяти, «зависании» используемой операционной системы или аппаратных неисправностях компьютера и устройства ввода/вывода сигналов. Данное преимущество достигается за счет использования блока фоторегистратора с программным механизмом и маркиратором.3. The device provides reliable registration and preservation of biopotentials (EEG, VP, RAG) not only in digital, but also in native (analog) form, allowing assessment and correction of experimental results. The device also provides data storage and the continuation of the planned experiment in the event of various emergency situations: software errors, disk memory failures, “freezing” of the operating system used or hardware malfunctions of the computer and the signal input / output device. This advantage is achieved through the use of a photorecorder unit with a software mechanism and a marker.
4 Устройство позволяет автоматизировать процесс маркирования с возможностью экстренного введения информации в маркирующий кадр, а также освобождает экспериментатора от необходимости ведения протокола в процессе опыта. Данное преимущество достигается за счет того, что маркирование производится в виде лаконичной записи конкретных значений, фиксированнных на отдельную ленту - фотожурнал (фотопротокол), вводимой в плоскость кадрового окна фоторегистратора, а также существенного увеличения маркировочного поля по сравнению с рамкой стандартных фоторегистраторов.4 The device allows you to automate the marking process with the possibility of emergency input of information into the marking frame, and also frees the experimenter from the need for a protocol in the experiment. This advantage is achieved due to the fact that marking is carried out in the form of a concise recording of specific values fixed on a separate tape - a photojournal (photographic protocol) entered into the plane of the frame window of the photorecorder, as well as a significant increase in the marking field compared to the frame of standard photorecorders.
5. Устройство позволяет автоматизировать управление фоторегистратором, отрабатывать подачу тестирующих стимулов и подключать внешние устройства, а также автоматизировать работу электрофизиологической установки посредством коммутации ее электрических цепей. Данное преимущество достигается за счет автоматического построения сменных управляющих цепей путем последовательного образования временных логических связей, их подготовительных и исполнительных элементов, при этом управляющие цепи прерываются посредством обратных связей или работают в импульсном режиме, образование подготовительных элементов цепи осуществляет группа позиционных кулачковых механизмов блока фоторегистратора, а исполнительных элементов - группа реле.5. The device allows you to automate the control of the photorecorder, work out the supply of testing stimuli and connect external devices, as well as automate the operation of the electrophysiological installation by switching its electrical circuits. This advantage is achieved due to the automatic construction of removable control circuits by sequential formation of temporary logical connections, their preparatory and actuating elements, while the control circuits are interrupted by feedback or operate in a pulsed mode, the formation of preparatory circuit elements is carried out by a group of positional cam mechanisms of the photorecorder unit, and actuators - relay group.
6. Устройство позволяет применить несложные (недорогие) схемы АЦП/ЦАП контроллеров для оцифровки и ввода в компьютер регистрируемых биопотенциалов, подключаемых к последовательному или параллельному портам компьютера, для управления сигналом внешней обратной связи, а также значительно упростить написание программ управления и обработки данных. Данное преимущество достигается за счет введения полуавтоматического режима работы электрофизиологической установки, предусматривающего передачу части функций, связанных с программированием исследования, управлением тестирующей, преобразовательной и регистрирующей аппаратуры, от компьютера специализированному электромеханическому устройству - коммутатору, выполненному на релейных схемах и контролируемому оператором.6. The device allows the use of simple (inexpensive) ADC / DAC controllers for digitizing and inputting recorded biopotentials into the computer connected to the serial or parallel ports of the computer, to control the external feedback signal, and also greatly simplify the writing of control and data processing programs. This advantage is achieved by introducing a semi-automatic mode of operation of the electrophysiological installation, which provides for the transfer of some of the functions associated with the programming of research, control of testing, converting and recording equipment from a computer to a specialized electromechanical device - a switch made on relay circuits and controlled by an operator.
7. Устройство позволяет освободить испытуемых от необходимости контакта с экраном монитора, клавиатурой компьютера и дополнительных инструкций экспериментатора в процессе сеанса обучения и, таким образом создать испытуемому в сеансах с формированием обратной связи благоприятные процедурные условия (выключить посторонние сенсорные раздражители, лечь на кушетку, закрыть глаза и т.д.), необходимые для контроля и коррекции испытуемым своего функционального состояния. Данное преимущество достигается за счет предоставления возможности испытуемому производить самостоятельный запуск процесса сенсорной стимуляции и регистрации тестируемых электрографических параметров (ЭЭГ, ВП, КГР, зрачковых реакций) с помощью дистанционного нажатия пусковой кнопки после оценки испытуемым своего функционального состояния.7. The device allows you to free the subjects from the need to contact the monitor screen, computer keyboard and additional instructions of the experimenter during the training session and, thus, create favorable conditions for the test person in the sessions with feedback formation (turn off extraneous sensory stimuli, lie down on the couch, close your eyes etc.) necessary for the control and correction of the subjects of their functional state. This advantage is achieved by providing the subject with the opportunity to independently launch the sensory stimulation process and registering the test electrographic parameters (EEG, VP, RAG, pupil reactions) by remote pressing the start button after the subject evaluates his functional state.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION
1. Альбертин С.В. Устройство для иммобилизации головы животного. Авт. свид. SU 1528473 А1, Бюлл. изобр., 1989, №46.1. Albertin S.V. A device for immobilizing the head of an animal. Auth. testimonial. SU 1528473 A1, Bull. Invent., 1989, No. 46.
2. Кулаичев А.П., Каплан А.Я, Системы компьютерного анализа биоэлектрических сигналов. Мир ПК, 1994, No 8, с.95.2. Kulachev AP, Kaplan A.Ya, Computer analysis systems for bioelectric signals. PC World, 1994, No. 8, p. 95.
3. Пантелеев С.С., Чихман В.И., Молодцов В.О. Автоматизированная электрофизиологическая установка для исследования моторной функции желудочно-кишечного тракта у крыс. Физиол. журн, им. И.М.Сеченова. 1996, т.82, №4, с.135-140 (прототип).3. Panteleev S. S., Chikhman V. I., Molodtsov V. O. Automated electrophysiological device for the study of motor function of the gastrointestinal tract in rats. Fiziol. Journal of them. I.M.Sechenova. 1996, vol. 82, No. 4, pp. 135-140 (prototype).
4. Пятигорский Б.Я., Зайтман Г.А., Черкасский В.А., Чинаров В.А. Автоматизированный электрофизиологический эксперимент. Киев "Наукова думка", 1985, с.190.4. Pyatigorsky B.Ya., Zaitman G.A., Cherkassky V.A., Chinarov V.A. Automated electrophysiological experiment. Kiev "Naukova Dumka", 1985, p.190.
5. Хилько И.С. (ред.) Фоторегистратор осциллограмм биологический ФОР-2. Описание и паспорт ФОР2-00.00.000ПС, Киев, 1986.5. Khilko I.S. (Ed.) Oscillogram photographic recorder biological FOR-2. Description and passport FOR2-00.00.000PS, Kiev, 1986.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003125211/14A RU2266043C2 (en) | 2003-08-06 | 2003-08-06 | Automatic device for recording and analyzing evoked bioelectrical brain activity of testee |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003125211/14A RU2266043C2 (en) | 2003-08-06 | 2003-08-06 | Automatic device for recording and analyzing evoked bioelectrical brain activity of testee |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003125211A RU2003125211A (en) | 2005-02-20 |
RU2266043C2 true RU2266043C2 (en) | 2005-12-20 |
Family
ID=35218350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003125211/14A RU2266043C2 (en) | 2003-08-06 | 2003-08-06 | Automatic device for recording and analyzing evoked bioelectrical brain activity of testee |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2266043C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469644C2 (en) * | 2006-09-25 | 2012-12-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Apparatus for out-patient monitoring of cerebral activity |
RU178128U1 (en) * | 2017-01-09 | 2018-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | AUTOMATED PROGRAMMABLE DEVICE |
-
2003
- 2003-08-06 RU RU2003125211/14A patent/RU2266043C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КАЗЬМИН А.Д. Диагностическое и прогностическое значение вызванных потенциалов при поражении головного мозга у новорожденных. М., 1991, с.1-25. ГНЕЗДИЦКИЙ В.В. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1997, с.26-28, 102-104. ПАНТЕЛЕЕВ С.С. и др. Автоматизированная электрофизиологическая установка для исследования моторной функции ЖКТ у крыс. Физиологический ж., 1996, т.2, №4, с.135-140. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469644C2 (en) * | 2006-09-25 | 2012-12-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Apparatus for out-patient monitoring of cerebral activity |
RU178128U1 (en) * | 2017-01-09 | 2018-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | AUTOMATED PROGRAMMABLE DEVICE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003125211A (en) | 2005-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2428110C2 (en) | System and method for diagnostics of brain stem malfunction | |
Taylor et al. | Left-hemisphere motor dominance in righthandersi | |
Bates et al. | Effects of eye-movement desensitization versus no treatment on repeated measures of fear of spiders | |
RU2266043C2 (en) | Automatic device for recording and analyzing evoked bioelectrical brain activity of testee | |
Rose et al. | Toward a standard experiment for studying post-treatment return of fear | |
Hartwell | Contingent negative variation as an index of precognitive information | |
JP2011087784A (en) | Living body action reaction analysis system | |
Beckman et al. | A note on the relationship between per cent alpha time and efficiency in problem solving | |
Beiman | The effects of instructional set on physiological response to stressful imagery | |
Wertheim et al. | Test of the neurolinguistic programming hypothesis that eye-movements relate to processing imagery | |
Brennan et al. | Object identification and naming in cleft palate children | |
Lent et al. | Neuroplasticity: from cells to circuits and brains towards the classroom | |
CN110444296B (en) | Three-dimensional color block obstacle testing system, storage medium, device and implementation method | |
Knapp et al. | Clinical measurement in psychoanalysis: an approach | |
NCNANAMY | The effect of novelty on time judgment by young and aged persons | |
JP7503677B1 (en) | Biobehavioral Response Analysis System | |
Sachs et al. | THE PRESENCE OF A TEMPORAL DISCRIMINATION IN THE CONDITIONED EMOTIONAL RESPONSE WITH HUMANS 1, 2 | |
NAOUR JR | Developmental components in cognitive processing: an EEG and eye movement study of learning disabled and normal boys in the third and sixth grade | |
Sachs et al. | Intensity and temporal characteristics of the CER paradigm with humans | |
Kaloupek et al. | The effects of exposure to a spatial ordered fear stimulus: A study of generalization of extinction effects | |
RU2575052C2 (en) | Diagnostic system and technique for brain stem disorders | |
Khow | Design and Development of a Brain Computer Interface Controlled Robotic Arm | |
RU2144806C1 (en) | Method for correcting speech in cases of stammering by applying reference bioadaptation principle | |
Maugh | Medium-sized computers: Bringing computers into the lab | |
Yoon et al. | Neural Evidence of Superior Memory: How to Capture Brain Activities of Encoding Processes Underlying Superior Memory |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090807 |