RU2661708C1 - Method of measuring the reaction of sweat glands on a psychophysiological impact - Google Patents

Method of measuring the reaction of sweat glands on a psychophysiological impact Download PDF

Info

Publication number
RU2661708C1
RU2661708C1 RU2017114912A RU2017114912A RU2661708C1 RU 2661708 C1 RU2661708 C1 RU 2661708C1 RU 2017114912 A RU2017114912 A RU 2017114912A RU 2017114912 A RU2017114912 A RU 2017114912A RU 2661708 C1 RU2661708 C1 RU 2661708C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
electric heater
person
elastic electric
impact
Prior art date
Application number
RU2017114912A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Анатольевич Шульженко
Михаил Борисович Модестов
Ольга Борисовна Модестова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)
Общество с ограниченной ответственностью "Экометр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН), Общество с ограниченной ответственностью "Экометр" filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)
Priority to RU2017114912A priority Critical patent/RU2661708C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2661708C1 publication Critical patent/RU2661708C1/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/20—Applying electric currents by contact electrodes continuous direct currents
    • A61N1/28—Apparatus for applying thermoelectric currents

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely, to physiology and functional diagnostics, and can be used to measure the reaction of human sweat glands to a psychophysiological state. For this purpose, an adjoining elastic electric heater with a built-in at least one temperature sensor is installed on the surface of the person's body. Sensor registers changes in the biophysical parameters of a person occurring under the influence of a thermal signal from an elastic electric heater. Perform a thermal impact within the temperature Ta<T<Ttsp, to an area of human body with the help of an elastic electric heater, where T is the measured current temperature, Ta is the ambient temperature; Ttsp is the temperature in the area of the elastic electric heater, at which the transpiration occurs. At the same time, perform the psychophysiological impact to the person simultaneously with the thermal impact. Record the temperature changes on the surface of the body associated with the response of the human body to this impact estimated by the transpiration and by the change in temperature on this part of the body in time-dependent mode.
EFFECT: method ensures obtaining the quantitative information on a person's psychophysiological state with maximum electrical safety of the patient by means of temperature measurements.
1 cl

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть реализовано в практических целях в медицинских, биологических устройствах и приборах, предназначенных для измерения реакции организма человека на психофизиологические воздействия.The invention relates to the field of electrical engineering and can be implemented for practical purposes in medical, biological devices and devices designed to measure the reaction of the human body to psychophysiological effects.

Известен способ регистрации кожно-гальванических реакций на поверхности кожи, включающий закрепление на пальцах рук по крайней мере одного датчика с электродами, подачу электрического сигнала на электроды, регистрацию биофизических параметров на кожной поверхности у людей (Patent UA №79668 С2, МПК А61В 5/05, 2005 г.).A known method of recording skin-galvanic reactions on the surface of the skin, including attaching to the fingers of at least one sensor with electrodes, applying an electrical signal to the electrodes, registering biophysical parameters on the skin surface in humans (Patent UA No. 79668 C2, IPC AB 5/05 , 2005).

Известен способ мониторинга кожно-гальванических реакций, включающий следующие операции: крепление двух электродов на теле субъекта, подачу электрического напряжения на эти электроды, отслеживание с помощью мониторинга временных изменений электрического тока, протекающего между электродами, регистрацию импульсов электрического тока в полосе частот в активной фазе электродермальной компоненты и анализ формы каждого из указанных импульсов (Patent US №6167299 А, МПК А61В 5/05,1996 г.).A known method of monitoring skin-galvanic reactions, which includes the following operations: attaching two electrodes to the body of a subject, applying electrical voltage to these electrodes, monitoring, by monitoring temporary changes in the electric current flowing between the electrodes, recording pulses of electric current in the frequency band in the active phase of the electrodermal components and analysis of the shape of each of these pulses (Patent US No. 6167299 A, IPC A61B 5/05, 1996).

Известна измерительная система, которая включает в себя множество измерительных электродов, измеряющих потенциал кожи, и блок обработки данных. Электроды и блок обработки связаны беспроводной связью. Каждый электрод принимает цифровой идентификационный код и передает аналоговый сигнал, отображающий измеренный потенциал кожи пациента. Блок обработки формирует аналоговый сигнал в цифровую форму перед их последующей обработкой (Patent US №2008064978, А1, МПК А61В 5/00, 2004 г.).A known measuring system, which includes many measuring electrodes that measure the potential of the skin, and a data processing unit. The electrodes and the processing unit are connected wirelessly. Each electrode receives a digital identification code and transmits an analog signal representing the measured potential of the patient’s skin. The processing unit generates an analog signal in digital form before subsequent processing (Patent US No.2008064978, A1, IPC A61B 5/00, 2004).

Известен способ, в котором при воздействии теплового сигнала, превышающего уровень температуры включения потовых желез, происходит потовыделение, что обеспечивает получение данных о работе потовых желез, на основе использования других физических, а именно тепловых принципов (Патент РФ №2578864 С2, 2014 г.).There is a method in which when exposed to a thermal signal exceeding the temperature of the inclusion of sweat glands, perspiration occurs, which provides data on the work of sweat glands, based on the use of other physical, namely thermal principles (RF Patent No. 2578864 C2, 2014) .

Рассмотренные первые два способа и система позволяют получать информацию о работе потовых желез, на основе использования кожно-гальванических реакций (КГР), то есть измерения электрических потенциалов или электрического сопротивления, которые базируются на электролитических свойствах поверхности кожи человека.The first two methods and the system considered make it possible to obtain information about the work of sweat glands, based on the use of skin-galvanic reactions (RAG), that is, measurements of electrical potentials or electrical resistance, which are based on the electrolytic properties of the surface of human skin.

При измерении кожных электрических потенциалов, данное напряжение вырабатывает непосредственно организм человека, а при измерении электрического сопротивления на поверхности кожи дополнительно применяется постоянное электрическое напряжение.When measuring skin electrical potentials, this voltage is generated directly by the human body, and when measuring electrical resistance on the skin surface, a constant electric voltage is additionally applied.

Перечисленные выше способы диагностики при исследовании работы потовых желез в зависимости от психофизиологического воздействия на человека, вызывающего выделение пота, основываются на контактных измерениях электрического сопротивления или электрических потенциалов на поверхности кожи человека, требующих плотного прилегания к кожному покрову щупов.The above diagnostic methods for studying the work of sweat glands, depending on the psychophysiological effect on a person causing sweat, are based on contact measurements of electrical resistance or electrical potentials on the surface of a person’s skin, requiring a close fit to the skin of the probes.

В предлагаемом способе, основанном на подаче теплового сигнала, измеряют не электрические потенциалы или электрические сопротивления на поверхности кожи, то есть при измерениях используются не электролитические свойства кожи, а осуществляется измерение температуры на поверхности генератора теплового сигнала, находящегося на поверхности тела человека. Изменение температуры на поверхности эластичного электронагревателя вызывается выделением пота, приводящим к изменению теплового сопротивления в области между генератором теплового сигнала, функции которого выполняет эластичный электронагреватель, и поверхностью кожи человека.In the proposed method, based on the application of a heat signal, it is not electrical potentials or electrical resistances that are measured on the skin surface, that is, the measurements do not use the electrolytic properties of the skin, but rather the temperature is measured on the surface of the heat signal generator located on the surface of the human body. A change in temperature on the surface of an elastic electric heater is caused by sweat, which leads to a change in thermal resistance in the area between the heat signal generator, whose functions are performed by an elastic electric heater, and the surface of a person’s skin.

В приведенном известном способе при исследовании работы потовых желез использовался тепловой сигнал эластичного электронагревателя, когда его уровень превышал температуру «включения» потовых желез, т.е. начала проявления потоотделения. Недостатком данного способа является возможность появления пота одновременно от нескольких причин, его вызывающих, например, от теплового сигнала эластичного электронагревателя и психофизиологического воздействия. В этом случае, выделить одну из причин возникновения потовыделения затруднительно.In the above known method, when studying the operation of the sweat glands, the thermal signal of an elastic electric heater was used when its level exceeded the “on” temperature of the sweat glands, i.e. the beginning of the manifestation of sweating. The disadvantage of this method is the possibility of the appearance of sweat simultaneously from several causes that cause it, for example, from a heat signal from an elastic electric heater and psychophysiological effects. In this case, it is difficult to identify one of the causes of perspiration.

Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего при использовании подаваемого теплового сигнала ниже уровня температуры потовыделения, но выше температуры окружающей внешней среды, в течение всего времени работы электронагревателя производить измерения и получать данные о реакции человека на психофизиологические воздействия, вызывающие выделение пота.The objective of the invention is to develop a method that, when using the supplied heat signal below the temperature of the perspiration temperature, but above the ambient temperature, during the whole time the electric heater is in operation, take measurements and obtain data on the human reaction to the psychophysiological effects that cause sweat secretion.

Предлагаемый способ позволяет получить количественную информацию с помощью температурных измерений о психофизиологическом состоянии человека.The proposed method allows to obtain quantitative information using temperature measurements about the psychophysiological state of a person.

Указанный результат достигается путем установки эластичного электронагревателя на поверхности тела человека, с последующей подачей с эластичного электронагревателя локального теплового сигнала на тело человека, при этом одновременно с тепловым воздействием осуществляют психофизиологическое воздействие на человека и производят с помощью датчика температуры регистрацию во времени температурных изменений, связанных с ответной реакцией организма человека на это психофизиологическое воздействие. Причем уровень теплового сигнала, подаваемого на тело человека в течение всего времени работы электронагревателя, устанавливается в диапазоне - Т ср <Т<Т впж , где Т ср - температура внешней среды, Т - замеряемое текущее значение температуры, Т впж - температура включения потовых желез. Плотность прилегания нагревателя к телу человека может быть разная. Наибольший эффект исследования потовыделения достигается, когда имеется минимальное расстояние между нагревателем и телом человека, не вносящее искажений в это исследование, находящихся в допускаемом диапазоне от 0,1 до 10 мм.The specified result is achieved by installing an elastic electric heater on the surface of the human body, followed by a local heat signal from the elastic electric heater to the human body, while simultaneously with the thermal effect, a psychophysiological effect on the person is carried out and temperature changes associated with the temperature are recorded over time the response of the human body to this psychophysiological effect. Moreover, the level of the heat signal supplied to the human body during the entire operation of the electric heater is set in the range - T cp <T <T cf , where T cf is the temperature of the environment, T is the measured current temperature, T cf is the temperature of the sweat glands . The adherence density of the heater to the human body can be different. The greatest effect of the study of perspiration is achieved when there is a minimum distance between the heater and the human body, which does not introduce distortions into this study, which are in the permissible range from 0.1 to 10 mm.

Перед началом измерений производится проверка работы системы эластичный электронагреватель - тело человека - внешняя среда на предмет невключения потовых желез.Before starting the measurements, the operation of the system is performed by an elastic electric heater - the human body - the external environment for the exclusion of sweat glands.

Если выделение пота от теплового сигнала эластичного электронагревателя отсутствует, то производится психофизиологическое воздействие, вызывающее потовыделение, тогда в контактной зоне «электронагреватель - кожа человека» происходят изменения теплового сопротивления за счет выделения пота, фиксируемые установленным на поверхности эластичного электронагревателя датчиком температуры.If sweat is not generated from the heat signal of the elastic electric heater, then a psychophysiological effect is produced that causes sweating, then in the contact zone “electric heater - human skin” changes in thermal resistance due to sweat are detected by the temperature sensor installed on the surface of the elastic electric heater.

Полученные температурные данные можно использовать для изучения психофизиологического состояния человека.The obtained temperature data can be used to study the psychophysiological state of a person.

Техническая возможность для получения новой количественной информации о психофизиологическом состоянии человека обеспечена с созданием на базе современных технологий высокоэластичных электронагревателей, обладающих возможностью осуществлять локальный нагрев объекта контактным способом.The technical ability to obtain new quantitative information about the psychophysiological state of a person is provided by creating highly elastic electric heaters based on modern technologies that have the ability to carry out local heating of an object by contact.

Небольшие мощности электронагревателя позволяют использовать в качестве источников электропитания не только стационарные и бортовые сети, а и малогабаритные аккумуляторы или батарейки, что существенно расширяет возможности применения данного способа, а также обеспечивает максимальную электробезопасность пациентам.Small electric heater capacities make it possible to use not only stationary and on-board networks, but also small-sized accumulators or batteries as power sources, which significantly expands the possibilities of using this method and also ensures maximum electrical safety for patients.

Claims (6)

1. Способ измерения реакции потовых желез человека на психофизиологическое состояние, заключающийся в установке на поверхности тела человека прилегающего эластичного электронагревателя с встроенным в него как минимум одним датчиком температуры, регистрирующим изменения биофизических параметров человека, происходящих под воздействием теплового сигнала от эластичного электронагревателя, отличающийся тем, что на участок тела человека с помощью эластичного электронагревателя производят тепловое воздействие в пределах температур Тср<Т<Твпж,1. The method of measuring the reaction of sweat glands of a person to a psychophysiological state, which consists in installing an adjacent elastic electric heater on the surface of a person’s body with at least one temperature sensor integrated in it, which records changes in a person’s biophysical parameters that occur under the influence of a heat signal from an elastic electric heater, characterized in that the body portion by a flexible electric heater produce thermal effects within the temperature T c <T <IWF, где Т - замеряемое текущее значение температуры,where T is the measured current temperature, Тср - температура внешней среды,T cf - the temperature of the environment, Твпж - температура в области эластичного электронагревателя, при которой происходит выделение пота,T vzh - the temperature in the region of an elastic electric heater, at which sweat is released, при этом одновременно с тепловым воздействием осуществляют психофизиологическое воздействие на человека и производят регистрацию во времени изменений температуры на поверхности тела, связанных с ответной реакцией организма человека на это воздействие по выделению пота и по изменению температуры на этой части тела.at the same time, along with the thermal effect, a psycho-physiological effect on the person is carried out and the temperature changes on the surface of the body are recorded over time, associated with the response of the human body to this effect on the generation of sweat and on the change in temperature on this part of the body. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установку эластичного электронагревателя осуществляют с разной степенью прилегания к поверхности тела, от плотного до образования зазора между эластичным электронагревателем и телом человека в диапазоне от 0,1 до 10 мм.2. The method according to p. 1, characterized in that the installation of an elastic electric heater is carried out with varying degrees of fit to the surface of the body, from tight to the formation of a gap between the elastic electric heater and the human body in the range from 0.1 to 10 mm.
RU2017114912A 2017-04-27 2017-04-27 Method of measuring the reaction of sweat glands on a psychophysiological impact RU2661708C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114912A RU2661708C1 (en) 2017-04-27 2017-04-27 Method of measuring the reaction of sweat glands on a psychophysiological impact

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114912A RU2661708C1 (en) 2017-04-27 2017-04-27 Method of measuring the reaction of sweat glands on a psychophysiological impact

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2661708C1 true RU2661708C1 (en) 2018-07-19

Family

ID=62917039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017114912A RU2661708C1 (en) 2017-04-27 2017-04-27 Method of measuring the reaction of sweat glands on a psychophysiological impact

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2661708C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2317768C1 (en) * 2006-08-17 2008-02-27 Негосударственное некоммерческое образовательное учреждение "Институт управления" Method for detecting psychophysiological state in students of technical higher educational establishments
US20080275310A1 (en) * 2005-04-08 2008-11-06 Chang Hwan Kim Apparatus for Monitoring Sweating State by Adjusting Temperature
KR101479415B1 (en) * 2013-08-04 2015-01-05 최용학 Thermoregulatory Sweat Tester, TST
RU2014132919A (en) * 2014-08-11 2016-02-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) METHOD FOR MEASURING THE RESPONSE OF HUMAN THERMAL Glands WITH THE PRESENCE OF THERMAL EXPOSURE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080275310A1 (en) * 2005-04-08 2008-11-06 Chang Hwan Kim Apparatus for Monitoring Sweating State by Adjusting Temperature
RU2317768C1 (en) * 2006-08-17 2008-02-27 Негосударственное некоммерческое образовательное учреждение "Институт управления" Method for detecting psychophysiological state in students of technical higher educational establishments
KR101479415B1 (en) * 2013-08-04 2015-01-05 최용학 Thermoregulatory Sweat Tester, TST
RU2014132919A (en) * 2014-08-11 2016-02-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) METHOD FOR MEASURING THE RESPONSE OF HUMAN THERMAL Glands WITH THE PRESENCE OF THERMAL EXPOSURE
RU2578864C2 (en) * 2014-08-11 2016-03-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Method of measuring reaction of human sweat glands in presence of thermal effect

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JORUM E et al. "Combined testing of autonomic and sensory dysfunction in patients with unilateral facial flushing and sweating during exercise". Neurophysiol Clin. 2013 Jan;43(1):1-10. Epub 2012 Oct 24, , найдено 08.12.2017. *
ШУЛЬЖЕНКО А.А. и др. "Некоторые особенности теплового взаимодействия тканых нагревателей и человека при контактном обогреве" // Международная конференция "Машины, технологии и материалы для современного машиностроения", посвященная 75-летию Института машиноведения им. А.А. Благонравова РАН - Труды конференции, М., 2013, стр.124. "Виды психофизиологического воздействия на человека" // помещено на сайт в Интернет: https://studopedia.ru/18_46158_vidi-psihologicheskogo-vozdeystviya-na-cheloveka.html 20 октября 2016 года; дата размещения подтверждена по адресу Интернет-архива: https://web.archive.org/web/20161020203021/https://studopedia.ru/18_46158_vidi-psihologicheskogo-vozdeystviya-na-cheloveka.html. *
ШУЛЬЖЕНКО А.А. и др. "Некоторые особенности теплового взаимодействия тканых нагревателей и человека при контактном обогреве" // Международная конференция "Машины, технологии и материалы для современного машиностроения", посвященная 75-летию Института машиноведения им. А.А. Благонравова РАН - Труды конференции, М., 2013, стр.124. "Виды психофизиологического воздействия на человека" // помещено на сайт в Интернет: https://studopedia.ru/18_46158_vidi-psihologicheskogo-vozdeystviya-na-cheloveka.html 20 октября 2016 года; дата размещения подтверждена по адресу Интернет-архива: https://web.archive.org/web/20161020203021/https://studopedia.ru/18_46158_vidi-psihologicheskogo-vozdeystviya-na-cheloveka.html. JORUM E et al. "Combined testing of autonomic and sensory dysfunction in patients with unilateral facial flushing and sweating during exercise". Neurophysiol Clin. 2013 Jan;43(1):1-10. Epub 2012 Oct 24, реферат, найдено 08.12.2017. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110811544B (en) Estimation of electrode-tissue contact using an oscillator
KR101345640B1 (en) Bio-impedance measuring sensor comprising multi dry electrode, and sensor module and measuring system comprising the same, and method for measuring bio-impedance
Rajanna et al. Performance evaluation of woven conductive dry textile electrodes for continuous ECG signals acquisition
EP2675354A1 (en) System for providing an electrical activity map using optical shape sensing
Piuzzi et al. Low-cost and portable impedance plethysmography system for the simultaneous detection of respiratory and heart activities
Lynn et al. Arm and wrist surface potential mapping for wearable ECG rhythm recording devices: a pilot clinical study
Xu et al. Simulator of a full fetal electrocardiogram measurement chain by multichannel capacitive sensing
RU2661708C1 (en) Method of measuring the reaction of sweat glands on a psychophysiological impact
RU2578864C2 (en) Method of measuring reaction of human sweat glands in presence of thermal effect
Cescon et al. Two-dimensional spatial distribution of surface mechanomyographical response to single motor unit activity
Kumar et al. Health monitoring and stress detection system
Winterhalter et al. Prospective investigation into the influence of various stressors on skin impedance
Maji et al. Electrical characterization of conductive textile based ECG recording electrodes
KR20130042893A (en) Heart diagnosis apparatus and method
Maji Design of a high performance low-power ECG amplifier for textile based un-gelled electrodes
Piuzzi et al. Comparison among low-cost portable systems for thoracic impedance plethysmography
RU2445067C2 (en) Device for diagnosing patient&#39;s body state by acupuncture points
KR101175282B1 (en) Portable diagnosis apparatus for dizziness
Sinks et al. tACS generator as method for evaluating EEG electrodes: Initial validation using pig skin
Seoane et al. The challenge of the skin-electrode contact in textile-enabled electrical bioimpedance, measurements for personalized healthcare monitoring applications
JP2011167252A (en) Comfort determining device
JP5592664B2 (en) Comfort determination device
Hong et al. Measuring skin conductance over clothes
RU2454216C2 (en) Device for determining acupuncture point parameters
Deans et al. The effect of electrode position in electrocochleography