SU1393398A1 - Устройство дл диагностики функционального состо ни человека-оператора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к.медицинской технике и может быть использовано дл  диагностики функционального состо ни  человека-оператора. Цель изобретени  - ускорение диагностики и повышение достоверности определени  функционального состо ни . Дл  достижени  цели в устройство введены блок

Description

1 .

Изобретение относитс  к области Медицинской техники и может быть ис пользовано дл  диагностики функционального состо ни  человека-оператора .

Цель изобретени  - ускорение диагностики и повышение достоверности оп эеделени  функционального состо ни  человека-оператора.

На чертеже изображено устройство ,щ  диагностики функц аонального состо ни  человека-оператора, I Устройство содейжит блок элект- |)одов, включающий, по крайней мере, 1 етыре электрода 1 - 4. fSfiH отведе- йи  электроэнцефалографических (ЭЭ1) Сигналов, блок усилителей, включающий 5 сш1ители 5 - 8 по числу электродов, рлок коррел торов, включающий корре- 4 торы 9 - 14 по числу сочетаний по ва из числа электродов, переключа л|ель 15 режима работы, программный б|лок 16, блок а.налого-цифровых преоб- р1азователей, включающий аналого-циф- преобразователи 17 - 22, блок п ам ти, включающий элементы 23-28 пам ти, блок цифроаналоговых преобра™ зователей, включающий дафроаналоговые преобразователи 29-34, блок вычисле- нИ  модулей разности, включающий элементы 35 - 40 вычислени  модулей разности , сумматор 41, первый компаратор 42, интегратор 43, второй компаратор 44, индикатор 45, источники 46 и 47 опорного напр жени .

Устройство работает следующим образом.

В процессе диагностики автомати- чески оценивают принадлежность к

Q

j 0 5 д

5

эталонной области точки, отражающей текущее функциональное состо ние.

Устройство работает в двух режимах . В первом режиме обучени  формируют эталонную область точек функционального состо ни  человека-оператора . Во втором режиме автоматически оценивают принадлежность к данной эталонной области -точки отражающей текущее функциональное состо ние человека-оператора в процессе мыслительной де тельности.

В начальный момент испытуемый находитс  в состо нии поко . После включени  устроййтва переключатель 15 режима работы устанавливают в первьй режим - режим обучени . В результате сигналы управлени  записью информации поступают на управл ющие входы элементов 23 - 28 пам ти. ЭЭГ сигналы отвод т посредством электродов 1-4 от четырех точек на скальпе.

Далее сн тые и усиленные усилител ми 5-8 сигналы попарно поступают во всех шести возможных сочетани х (по 2 из 4-х) на входы коррел торов 5-14, которые осуществл ют вычисление параллельно в реальном масштабе времени. Значени  коэффициентов коррел ции , полученные на выходах коррел торов 9 - 14 в виде электрических сигналов соответствующих напр жений поступают через аналого-цифровые преобразователи 17 - 22 на входы соответствующих элементов 23 - 28 пам ти и запоминаютс  в них.

Далее переключатель 15 режима работы переключают в режим диагностики; при котором с нькода программного блока 16 на управл ющие входы элементов 23-28 пам ти поступают сигналы считывани  информации.

Испытуемому предлагают максимально быстро решить тестовую задачу. При этом сн тые ЭЭГ сигналы, отражающие текущее функциональное состо ние испытуемого, через усилители 5 - 8 поступают на коррел торы 9-14,

Электрические сигналы с выходов коррел торов 9-14 поступают на первые входы соответствующих элементов 35 - 40 вычислени  модулей разности, на вторые входы которых поступают преобразованные в цифроаналоговых преобразовател х сигналы с выходов соответствующих элементов 23 - 28 пам ти , отражающие эталонную область точки функционального состо ни -человека-оператора в покое.

Вычисленные модули разности эталонных и текущих значений коэффициентов коррел ции поступают на входы сумматора 41. Напр жение на каждом из входов сумматора 41 соответствует дл  выбранной метрики рассто нию в пространстве коэффициентов коррел ции между точкой текущего состо ни  и данной точкой эталонной последовательности , полученной в режиме обуче- йи .

Напр жение с выхода сумматора 41 поступает на инвертирукщий вход пер- вого компаратора 42, где оно сравниваетс  с напр жением, поступающим на неинвертирующий вход с источника 46 опорного напр жени . Если напр жение на инвертирующем входе компаратора 42 больше напр жени  поступающего на его неинвертирующий вход, то на выходе формируетс  электрический импульс фиксированной длительности и амплитуды , поступающей на вход интегратора 43. Формирование этого импульса свидетельст вует о том, что рассто ние между точкой текущего состо ни  и очередной точкой обучающей последовательности менее критического рассто ни  (Р). Напр жение на выходе интегратора тем вьше, чем больше число точек обучающей последовательности находитс  в пределах рассто ни  Р от точки текущего Состо ни . С выхода интегратора электрический сигнал поступает на неинвертирующий вход второго компаратора 44 и сравниваетс  с подаваемым на его инвертирующий вход сигналом от источника 47 опорного напр жени . Это опорное напр жение

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

соответствует критическому числу точек в пределах Р-окрестности, необходимому дл  установлени  принадлежности точки текущего состо ни  к множеству точек эталонной пос ледователь- ности. Если напр жение на неинвертирующем входе выше напр жени  на инвертирующем входе, то на выходе компаратора 44 формируетс  свидетельствующий об этом электрический пр мо- угольньш импульс, что означает наличие диагностируемого состо ни . Этот ш- пульс, поступа  на вход индикатора 45, вызывает его срабатывание.

Испытуемым предлагаютс  тестовые задани  различного уровн  сложности, в том числе задачи на нахождение члена числового р да, которые предъ вл ютс  испытуемым в случайной последовательности . В соответствий с инструкцией испытуемый должен максимально быстро решить задачу и назвать ответ. После ответа следует пауза. Продолжительность паузы выбираетс  случайным образом в пределах 10-100 с. Во врем  пауз испытуемый находитс  в состо нии оперативного поко .

ЭЭГ сигналы отвод тс  от четырех пунктов: симметричных лобных и затылочных монопол рно. Использованный набор пунктов отведени  ЭЭГ сигналов  вл етс  специфическим дл  дифференцировани  указанных состо ний. Он определен по результатам специально выполненных авторами психофизиологических экспериментов как наиболее информативный. Дп  диагностики других компонентов функционального состо ни , например дл  идентификации состо ни  развитого утомлени , используетс  другой набор пунктов отведени  .

Эталонное описание формируетс  индивидуально дл  всех испытуемых в начале каждого эксперимента. В пам ть устройства ввод тс  значени  коэффициентов коррел ции, вычисленные дл  отдельных моментов времени на этапах состо ни  оперативного поко . Затем устройство с помощью переключател  15 режимов работы переводитс  в режим диагностики состо ни  и в дальнейшем осуществл етс  автоматическа  оператих га  идентификаци  выбранного функцио.ч.шьного состо ни  с продолжительнос 1ью цикла диагностики 0,2 с. Идентификаци  сопровождаетс  формированием импульсов на выходе устройства. Эти импульсы регистрируютс  .

Параллельно, по командам экспериментатора фиксируютс  моменты начала и окончани  решени  тестовых задач. Записи анализируютс  после окончани  эксперимента и оцениваетс ,веро т- ность совпадени  смен ющих друг друга , истинных состо ний испытуемого и соответствующих им сигналов на выходе устройства.

Устройство позвол ет ускорить диагностику , повысить достоверность определени  функционального состо ни  человека-оператора в процессе мыслительной де тельности и обеспечивает дифференцирование состо ний оперативличающеес  тем, что, с це- лью ускорени  диагностики и повышени  достоверности определени  функционального состо ни  человека-оператора , в него введены блок коррел торов, блок аналого-цифровых преобразователей , блок пам ти, блок цифроаналого- вых преобразователей и блок вычислени  модулей разности, соединеннь1е последовательно, сумматор, первый компаратор, интегратор и второй компаратор , соединенные последовательно, а также переключатель режима работы,

г два источника опорного напр жени 

и программный блок, при этом вход последнего .соединен с переключателем режима работы, а выход - с входами блока пам ти, выходы коррел торов

Claims (1)

1. кого поко  и мыслительной де тельное- 2Q соединены с входами блока вычислени  ти с веро тностью 0,87.модулей разности, а выходы последнего соединены с входами сумматора. Формула изобретени  выходы блока усилителей соединены с

   входами блока коррел торов, кроме

   Устройство дл  диагностики функ-- 25 того, входы компараторов соединены с ционального состо ни  человека-опера- выходами соответствующих источников тора, содержащее блок электродов и опорного напр жени , а выход второ- блок усилителей, соединенные после- го компаратора соединен с индика- довательно, а также индикатор, о т - тором.