SU1377035A1 - Устройство дл исследовани скорости и точности двигательных реакций - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к медицинской технике и может быть испо.льзовано дл  исследовани  двигательных функций человека . Цель изобретени  -- расширение функциональных возможностей устройства. Цель достигаетс  тем, что в устройство введены элемент 1 защиты от дребезга, элемент НЕ 2, первый 4 и второй 5 делители частоты, триггер 6 индикации, первый 8 и второй 15 элементы ИЛИ, специализированный вычислитель 9, триггер 12 преобразовани  кода, схема 3 формировани  адреса , счетчик 14 конца, триггер 16 пуска, клавиатура 18 задани  темпа, генератор 19 случайных чисел, третий элемент И 23, триггер 22 предупредительной лампочки, счет чик 24 номера стимулов, дешифратор 25 стимулов и блок 26 индикации стиму.чов. 3 ил. ю (Л с.

Description

И

со

о со

ел

Изобретение относитс  к медицинской технике, а именно к устройствам дл  исследовани  двигательных функций человека и может быть црименено в лечебно-профилактических учреждени х неврологического профил , в лаборатори х психологии и физиологи труда, педагогике, спортивной медицине и т.д., при измерении и оценке состо ни  двигательной системы человека.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства путем раздельного измерени  времени сенсорного компонента двигательных реакций, точности двигательной реакции и времени осуществлени  движени  и автоматизированной обработки рез) льтатов измерений.

На фиг. I изображена структурна  схема устройства дл  исследовани  скорости и точности двигательных реакций; на фиг. 2 - структурна  схема блока мишеней при использовании в качестве датчика точности пластины из высокоомного материала; на фиг. 3 - структурна  схема блока мишеней и преобразовател  кодов при использовании в качестве датчика точности концентрических токопровод щих контактных колец.

Устройство дл  исследовани  скорости и точности двигательных реакций содержит элемент 1 защиты от дребезга, элемент НЕ 2, первый элемент И 3, первый И и второй 5 делители частоты, триггер 6 индикации , второй элемент И 7, первый элемент И,ЛИ 8, специализированный вычислитель 9, блок мип 1еней 10, преобразователь 11 кода, три1тер 12 преобразовани  кода, схе.му 3 ф;}р.1ировани  адреса, счетчик 14 конца, второй элемент ИЛИ 15, триггер 16 пуска, генератор 17 тактовых импульсов, клавиатуру 18 задани  темпа, генератор 19 случайных чисел, контактную указку 20, контактную площадку 21, триггер 22 предупредительной лампочки, третий элемент И 23, счетчик 24 номера стимулов, дешифратор 25 сти.чулов, блок 26 индикации стимулов, предупредительную лампочку 27, первую 28 и вторую 29 кнопки и ключ 30.

Блок 10 мишеней на основе параллельно включенных (относительно оцорного источника напр жени ) высокоомных дисков (фиг. 2) содержит высокоомные диски 31, дифференцируюшее устройство 32 и усилитель-формирователь 33..

Блок 10 мишеней на основе параллельно включенных групп контактных колец и преобразователь кодов к ним (фиг. 3) содержит группы контактных колец 34, шифратор 35, третий элемент ИЛИ 36, счетчик- регистр 37 преобразовател  кодов, нуль-ор- ган 38, триггер 39 разрешени  преобразовани , четвертый элемент И 40 и генератор 41 тактов.

Контактна  указка соединена с последовательно включ нными элементом зашиты от

10

дребезга, элементом НЕ, первым элементом И, первым и вторым делител ми частоты , триггером индикации, вторым элементом И, первым элементом ИЛИ, а также 5 специализированным вычислителем, перва  группа входов которого соединена с группой выходов схемы формировани  адреса, первый вход которого соединен с первым входом блока индикации сти.му.юв, первым входом второго элемента И и пр мым выходом триггера индикации, второй вход соединен с выходом элемента заш.ить от дребезга и входами счетчика конца, элс.мента НЕ, первого и второго делителей частоты, а третий вход соединен с выходом триг- гера преобразвани  кода, первый вход которого соединен с первым входо.м триггера предупредительной лампочки, вторыми входами триггера индикации, преобразовател  кодов и вторы.м выходо.м блока мишеней, а второй вход соединен с первым выходом 0 преобразовател  кодов, перва  группа входов которого соединена с группой выходов блока мишеней, а второй выход соединен с вторым входо.м первого элемента ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов соеди- с кен со вторым входом второго элеме.чта И и вторым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с выходо.м триггера пуска, первый вход которого через первую кнопку соединен с общей шиной, котора  соединена с контактной указкой и 0 через вторую кнопку с первым входом второго элемента ИЛИ, вход которого подключен к второму входу триггера пуска, а второй вход подключен к выходу счетчика конца, второй вход триггера предупредительной ла.мпочки соединен с выходо.м пер- 5 вого и входом BTOpoi o де.чител  - частоты, а выход через предуггредительную лампочку соединен через ключ с обшей шиной и первым входом дешифратора стимулов, выходы которого соединены с группой входов блока и}1дикации стимулов, а группа входов соеди- иена с группой выходов счетчика сти.мулов, вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход когорого соединен с инверсны.м выходо.м три1 гера индикации , а второй вход с выходом .млад- с шего разр да группы выходов генератора случайных чисел, которые подключены к группе входов второго делител  частоты, выход которого соединен с первы.м входо.м триггера индикации и третьим входом специализированного вычислител , а группа вхо- 0 дов первого делител  частоты подключена к группе выходов клавиатуры задани  темпа., Устройство может работать в двух режимах . В первом режиме при разомкнутом ключе 30 в работу включаетс  группа мишеней , расположенных в блоке 10, в центре 5 которых расположены точечные источники света блока 16 индикации сти.мулов.

Перед начало.м исследовани  испытуе.мый удерживает контактную указку 20 на контактной площадке 21, равноудаленной от расположенных полукругом мишеней в блоке мишеней 10. По случайному равномерному закону в центрах мишеней 10 вспыхивают точечные источники света. В момент по влени  светового сигнала испытуемый должен как можно быстрее н точнее попасть контактной указкой 20 в центр мишени 10 и возвратить контактную указку 20 на исходную контактную плош,адку 21. При этом автоматически фиксируетс  врем  сенсорного компонента двигательной реакции (врем  от момента по влени  светового сигнала до начала движени ), врем  соответственно движени  (от момента начала движени  до момента касани  мишени контактной указкой ), точность двигательных реакций (код рассто ни  от центра мишени до места касани  контактной указкой). Число двигательных реакций, измер емых в течение одного эксперимента, задаетс  коэффициентом пересчета счетчика 14 конца, который может устанавливатьс  экспериментатором.

Во втором режи.ме при замкнутом ключе 30 дешифратор стимулов фиксирует свое начальное состо ние, что обеспечивает в блоке 26 индикации стимулов готовность к работе только одного точечного источника света, наход щегос  под центральной мишенью блока мишеней 10. Предупредительна  лампочка 27, наход ща с  в непосредственной близости ог центральной мишени, подготавливаетс  к работе. В начале эксперимента, как и в перво.м случае, испытуемый удерживает контактную указку 20 на контактной площадке- 21. Через выбранное экспериментатором вре.м , загораетс  предупредительна  лампочка 27. сообща  испытуемому о близости вспышки точечного источника и готов  его к действию. Далее через небольшой, но случайный промежуток времени, следует вспышка источника под центральной мишенью. Действи  испытуемого совпадают с его действи ми по первому режи.му с той лишь разницей, что в данном случае точечный источник света по вл етс  всегда в одном и том же месте , на котором фиксирует внимание испытуемый .

Первый 4 и второй 5 делители частоты имеют перестраивае.мые коэффициенты делени , которые дл  первого делител  частоты определ ютс  со стороны клавиатуры 18 задани  темпа, а дл  второго - со стороны генератора 19 случайных чисел. Специализированный вычислитель 9 имеет типовую структуру микроэвм с двум  уп- равл юшими входами и одним информационным . Схема 13 формировани  адреса выполн етс  по комбинационному типу и реализует булевы функции, приведенные ниже.

Перед началом эксперимента экспериментатор ключом 30 выбирает режим работы, задает число измер емых двигательных реакций (коэффициент пересче-ка дл 

счетчика 4 конца) и промежуток времени между каждым возвратом испытуемы.м контактной указки 20 на исходную контактную площадку 21 и новым зажиганием то- 5 чечного источника света в центре одной из мишеней 10. Нажатием на вторую кнопку 29 элементы устройства устанавливаютс  в исходное состо ние. При нажатии на первую кнопку 28 триггер 16 пуска устанав- „ ливаетс  в состо ние «1. При замыкании контактной площадки 21 на общую шину через контактную указку 20 на выходе элемента 1 защиты от дребезга формируетс  логический нуль, который преобразует в «1 элементом НЕ 2, открыва  первый элемент 5 И 3. В то врем , когда триггер 6 индикации находитс  в нулевом состо нии, третий элемент И 23 открываетс  и с младщего разр да генератора 19 случайных чисел счетчик 24 номера стимулов заполн етс  по равномерному случайному закону. Через врем , определенное коэффициентами делени  частоты первого 4 и второго 5 делителей частоты , вырабатываетс  сигнал, в который устанавливает триггер 6 индикации в состо ние «I. При этом третий элемент И 23 закры- 5 ваетс  и в счетчие формируетс  код, определ ющий номер точечного источника света, который при разомкнутом ключе 30, дещифрируетс  дешифратором 25 и передаетс  в блок 26 индикации стимулов. Выбранный точечный источник света включает- 0 с  сигналом с единичного вы.хода триггера 6 индикации. Одновременно с этим сигналом В специализированному вычлспителю сообщаетс  о начале такта обработки ин- фор.мации. В это же вре.м  открываетс  второй эле.мент И 7 и через первый элемент 5 ИЛИ 8 в специализированный вычислитель 9 поступают и.мпульсы от генератора 17 тактовых импульсов, кодирующих врем  задержки реакции. Тип информации (инфЪрма- ци  о то.м, что передает врем  задержки) - специализированному вычислителю сообщает схема 3 формировани  адреса, котора  в данном случае реализует булеву функцию

. Х- Z

В момент отрыва контактной указки 20 5 от контактной площадки 21 на входе схемы 13 формировани  адреса измен етс  переменна  X и схема реализует функцию

,

что сообщает специализированному вычислителю о том, что поступающа  по 0 входу А (2) инфор.маци , кодирует врем  двигательной реакции. Кроме того, в момент отрыва по первым входам делители 4 и 5 частоты устанавливаютс  в исход- ное состо ние. В момент касани  контактной указки 20 индицируемой мищени в бло- ке мишеней 10 на втором выходе последнего вырабатываетс  сигнал Re, который устанавливает в сост ние «О триггер 6 индикации , гас  точечный источник света в

15

блоке 26 индикации стимулов, закрыва  второй элемент И 7 и прераща  поступление импульсов в специализированный вычислитель 9 со стороны генератора 17 тактовых импульсов. В это же врем  устанавливаетс  в состо ние «1 триггер 12 преобразовани  кода, формиру  на выходе схемы 13 формировани  адреса код

,

сообщающий специализированному вычислителю 9 о том, что следующа  информаци  Ю характеризует точность двигательных реакций испытуемого. Код точности реакций формируетс  преобразователем 11 кода по сигналу Re и поступает в специализированный вычислитель 9 через первый элемент ИЛИ 8. По окончании преобразовани  преобразователь 11 кодов вырабатывает сигнал N, устанавливающий в состо ние «О триггер 12 преобразовани  кода. Специализированный вычислитель 9 приступает к обработке полученной информации рассчи- 20 тыва  средние величины значений: времени сенсорного компонента двигательных реакций Ml и среднего отклонени  времени сенсорного компонента двигательных реакций по итерационным формула.м;

Ml.Ml+i-(Al-Ml);

.4-(/А1-Ml/-COI), где А - код поступивщего на данном такте работы сенсорного компонента двигательной реакции, времени задержки реакции,

i - номер такта работы (элементарного действи  испытуемого); среднего времени соверщени  собственно движени  М2 и его среднего отклонени  СО2 по формулам: .

+ -|-(); CO2 CO2-f Д (/А2-М2/-СО2),

средней точности Е;ыполненных двигательных реакций МЗ и его среднего отклонени  СОЗ 40 по фор.мулам:

МЗ МЗ+--(АЗ-МЗ),

(/A3-МЗ/ -СОЗ).

145

Знак « в формулах представлен как оператор присваивани . Алгоритм работы СВ отсутствует .

По возвращении контактной указки 20 а контактную п.тощадку 2 в счетчик 14 кона добавл етс  единица и начинаетс  ноый такт работы устройства.

Во втором режиме устройство работает налогично с той лищь разницей, что ключом 0 включаетс  предупредительна  лампоча 27, а дещифратор 25 стимулов фикси- 55 ует свое состо ние, обеспечив управление ажиганием точечного источника света в локе 26 индикации стимулов только под

30

35

50

15

Ю 20

0

5

5

0

5

0

центральной мищенью. Импульсом с первого делител  4 частоты триггер 22 предупредительной лампочки устанавливаетс  в состо ние «1, зажига  предупредительную лампочку 27. Через относительно малое, но случайное, врем  на выходе второго делител  5 частоты по вл етс  сигнал В, сообщающий о начале счета специализированному вычислителю 9 и включающий триггер 6 индикации, который, в свою очередь , зажигает точечный источник света в блоке 26 индикации стимулов под центральной мищенью блока мищеней 10.

В .момент касани  контактной указкой 20 мищени сигналом Re из блока мищеней 0 триггер 22 предупредительной лампочки устанавливаетс  в сост ние «О и предупредительна  лампочка гаситс .

По, истечении заданного числа тактов работы счетчик 14 конца вырабатывает сигнал Р, устанавливающий через второй элемент ИЛИ 15 триггер 16 пуска в состо ние «О. В специализированном вычиатителе 9 сформированы иско.мые показатели.

В качестве датчиков блока мишеней 10 могут оыть использованы диски 31 из вы- сокоомного .материала с небольшими отверсти ми посредине, напроти.в которых с нерабочей стороны устанавливаютс  лампочки индикации (фиг. 2). Отверстие имеет контур из низкоомного материала, к которому подключен источник опорного напр жени  Eon. Все пластины имеют параллельное подключение низкоомных контуров относительно источников Eon. Когда контактна  указка 20 не касаетс  диска 31, через сопротивление R дл  нее создаетс  низкий, практически нулевой, потенциал. Когда контактна  указка 20 касаетс  диска 31, в цепи с сопротивлением R создаетс  ток от источника Eon, который тем сильнее, чем ближе контактна  указка 20 к центру круглого диска 31. Снимаемое с сопротивлени  R напр жение подаетс  на вход преобразовател  1 кодов, а скачок тока в момент касани  выдел етс  дифференцирующим устройством 32 и формируетс  в импульс реакции Re усилителем-формирователем 33. В качестве преобразовател  11 кодов можно использовать аналого-цифровой преобразователь , в качестве датчиков мишени 10 - - систе.мы изолированных друг от друга токо- провод щих контактных колец 34, которые имеют параллельное соединение с кольцами других мишеней (фиг. 3). В середине внутреннего кольца имеетс  отверстие дл  лампочки 27 индикации. Каждое из колец имеет выход на щифратор 35 и третий элемент ИЛИ 36. Зазоры между кольцами выбираютс  меньще, чем П1ирина оконеч- ника контактной указки 20. Когда контактна  указка 20 касаетс  одного из контактных колец 34, третий элемент ИЛИ 36 вырабатывает сигнал реакции Re, а шифратор 35 преобразует унитарный код замкнутого

на общую шину кольца в позиционный. Полученный код переписываетс  в счетчик- регистр 37 преобразовател  кодов. Одновременно с этим триггер 39 разрешени  преобразовани  устанавливаетс  в состо ние «1, открыва  четвертый элемент И 40, через который по второму выходу вырабатываютс  импульсы от генератора 41, кодирующие точность реакции. Эти же импульсы поступают на вычитающий вход счетчика- регистра 37 преобразовател  кодов. Когда содержимое этого счетчика-регистра становитс  равным нулю, нуль-орган 38 вырабатывает импульс N конца преобразовани  и устанавливает триггер 39 разрешени  преобразовани  в состо ние «О, прекратив прохождение импульсов на второй выход преобразовател  11 кода.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  исследовани  скорости и точности двигательных реакций, содержащее генератор тактовых импульсов, два элемента И, преобразователь кода, блок мишеней и лампочку индикации, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства путем раздель- ного измерени  времени сенсорного компонента двигательных реакций, точности двигательной реакции и времени осуществлени  движени , а также автоматизированной обработки результатов измерений, в него дополнительно введены элемент защиты от дребезга, элемент НЕ, два делител  частоты , триггер индикации, два элемента ИЛИ, специализированный вычислитель, триггер преобразовани  кода, схема формировани  адреса, счетчик конца, триггер пуска , клавиатура задани  темпа, генератор случайных чисел, третий элемент И, триггер предупредительной лампочки, счетчик номера стимулов и дешифратор стимулов и блок индикации стимулов, причем контактна  указка соединена с последовательно включенны.ми элементом защиты от дребезга , элементом НЕ, первым элементом И, первым и вторым делител ми частоты, триггером индикации, вторым элементом И, первым элементо.м ИЛИ, а также специали

   зированным вычислителем, перва  группа входов которого соединена с группой выхо5

   ,. 5 0

   0

   5

   5

   дов схемы формировани  адреса, первый вход которой соединен с первым входом блока индикации стимулов, первым входом второго элемента И и пр мым выходом триггера индикации, второй вход соединен с выходом элемента защиты от дребезга и входами счетчика конца, элемента НЕ, первого и второго делителей частоты, а третий вход соединен с выходом триггера преобразовани  кода, первый вход которого соединен с первым входом триггера предупредительной лампочки, вторыми входами триггера индикации, преобразовател  кодов и вторым выходом блока мишеней, а второй вход соединен с первым выходо.м преобразовател  кодов, перва  группа входов которого соединена с группой выходов блока мишеней, а второй выход соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом второго элемента И и вторым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с выходом триггера пуска, первый вход которого через первую кнопку соединен с обшей щиной, котора  соединена с контактной указкой и через вторую кнопку с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второ.му входу триггера пуска, а второй вход подключен к выходу счетчика конца, второй вход триггера предупре дительной лампочки соединен с выходом первого и входом второго делителей частоты, а выход через предупредительную лампочку соединен через ключ с общей шиной и первым входом дешифратора стимулов, выходы которого соединены с группой входов блока индикации стимулов, а группа входов соединена с группой выходов счетчика стимулов , вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера индикации, а второй вход - с выходо.м младшего разр да группы выходов генератора случайных чисел, которые подключены к группе входов второго делител  частоты , выход которого соединен с первым входом триггера индикации и третьим входом специализированного вычислител , а группа входов первого делител  частоты подключена к группе выходов клавиатуры задапи  темпа.

   На ПК ж

   фиг. 2