Устройство для оценки степени синхронности электрофизиологических процессов

Устройство для оценки степени синхронности электрофизиологических процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам автоматизации проведения психофизиологических и медикобиологических исследовси (ий, и может найти применение в психологии и физиологии труда, в клиниках различного профиля при автоматизированной оценке функционального состояния человека. Цель изобретения - повышение достоверности исследований путем определения степени синхронности электрофизиологических процессов по направлению и амплитуде. Это достигается за счет введения в состав устройства двух аналого-цифровых преобразователей 5, 12, двух схем 7,13 выделения минимума, схемы 14 управления, делителя 15 частоты, счетчика 16 времени, шифратора 17, элемента ИЛИ 18. анализатора 19 степени синхронности, блока 20 настройки. Изменение двух составляющих, характеризующих синхронность как по направлению, так и по амплитуде, позволяет повысить достоверность заключения о полной совокупной синхронности исследуемых процессов, а исследование постоянства сдвига фаз и постоянства коэффициентов усиления позволяет расширить определение синхронности и более точно свидетельствовать о совпадении исследуемых процессов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflYbfIVIII (51)5 А 61 В 5/16, 5/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4606762/14 (22) 17.11.88 (46) 15.05.91, Бюл. ¹18 (71) Курский политехнический институт (72) Н.А.Кореневский, А.B,Hå÷àåâ, Н.В.Звегинцев и В,И.Зданевич (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 639522, кл, А 61 В 5/02, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ

СИНХРОННОСТИ ЗЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам автоматизации проведения психофйзиологических и медикобиологических исследова -|ий, и может найти применение в психологии и физиолбгии труда, в клиниках различного профиля при автоматизированной оценке функционального состояния человека, Цель

„„. Ы„„1648370 А1 изобретения — повышение достоверности исследований путем определения степени синхронности электрофизиологических процессов по направлению и амплитуде.

Зто достигается за счет введения в состав устройства двух аналого-цифровых преобразователей 5, 12, двух схем 7, 13 выделения минимума, схемы 14 управления, делителя

15 частоты, счетчика 16 времени, шифратора 17, элемента ИЛИ 18, анализатора 19 степени синхронности, блока 20 настройки.

Изменение двух составляющих, характеризующих синхронность как по направлению, так и по амплитуде, позволяет повысить достоверность заключения о полной c080Kóïной синхронности исследуемых процессов. а исследование постоянства сдвига фаз и постоянства коэффициентов усиления позволяет расширить определение синхронности и более точно свидетельствовать о совпадении исследуемых процессов, 1 ил, 3 1648370

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам автоматизации проведения психофизиологических и медикобиологйческих исследований, и может найти применение в психологии и физиологии труда, в клиниках различного профиля при автоматизированной оценке функционального состояния человека.

Цель изобретения — повышение достоверности исследований путем определения степени синхронности электрофизиола ических процессов по направлению и амплитуде.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для оценки степени синхронности электрофизиологических процессов.

Устройство для оценки степени синхронности электрофизиологических процессов содержит первый датчик 1 электрофизиологической информации, первый усилитель 2, первый сумматор 3, первую управляемую линию 4 задержки, первый аналого-цифровой преобразователь 5, схему 6 выделения максимума, первую схему 7 выделения минимума, второй датчик 8 электрофизиологической информации, второй усилитель 9, второй сумматор

10, вторую управляемую линию 11 задержки, второй аналого-цифровой преобразователь 12, вторую схему 13 выделения минимума, схему 14 управления, делитель

15 частоты, счетчик 16 времени, шифратор

17, элемент ИЛИ 18, анализатор 19 степени синхронности, блок 20 настройки.

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства начинается с установки всех блоков, содержащих элементы памяти, в начальное состояние. Начальная установка устройства обеспечивается нажатием на третий ключ (УО) схемы 14 управления, при этом на.всех выходах схемы 14 управления устанавливаются нулевые значения сигналов, которые по первому выходу запрещают работу первого 1 и второго 2 датчиков электрофизиологической информации; по второму выходу — делителя 15 частоты и счетчика 16 времени; по Третьему выходу — анализатора 19 степени синхронности. Электрическая связь установки в начальное состояние между схемой 14 управления и остальными блоками устройства, содержащими элементы памяти, на чертеже отсутствует с целью облегчения чтения чертежа, Для настройки устройства у первого 2 и, второго 9 усилителей устанавливаются одинаковые коэффициенты усиления. Нажатием на первый ключ НАСТРОЙКА" схемы 14

55 управления триггер настройки устанавливается в единичное:состояние. Этот единичный сигнал, проходя через третий элемент

ИЛИ, разрешает работу первого 1 и второго

8 датчиков электрофизиологической информации, на выходах которых появляются исследуемые электрофизиологические сигналы, которые, усилившись первым 2 и вторым 9 усилителями, поступают на вход первого 3 и второго 10 сумматоров. Подключив к выходам сумматоров 3 и 10 двулучевой осциллограф блока 20 настройки, первым и вторым резисторами выставляются такие величины постоянных смещений напряжений, что на выходах сумматоров 3 и 10 исследуемые сигналы наблюдаются только в положительных областях, Первая 4 и вторая

11 управляемые линии задержки настраиваются иа одинаковую величину задержки сигналов (мииимальную). Коэффициентом деления делителя 15 частоты задается шаг дискретизации h<. Счетчику конца работы схемы 14 управления задается время однократного автоматического исследования.

При нажатии на второй ключ "ПУСК" схемы 14 управления через второй элемент

ИЛИ триггер настройки устанавливается в нулевой состояние, а триггер пуска — в единичное, ":ри этом через третий элемент ИЛИ разрешается работа первого 1 и второго 8 датчиков электрофизиологической информации,.открывается элемент И. через который от генератора тактов на второй выход схемы 14 управления проходит тактовая частота, а единичный сигнал на третьем выходе схемы 14 управления разрешает работу анализатора 19 степени синхронности. Импульсы от генератора тактов схемы 14 управления гоступают на счетчик конца работы, счетчик 16 времени, выполняющий .функции таймера, и делитель 15 частоты, на выходе которого через время, определяемое шагом квантования Ьь вырабатываются импульсы, которые через элемент ИЛИ 18 подаются иа восьмой вход анализатора 19 степени синхронности. Получив импульс управления по восьмому входу, анализатор 19 степени синхронности анализирует код команды, подаваемой ему по второму входу со стороны шифратора 17, принимает информацию от первого 5 и второго 12 аналогоцифровых преобразователей, либо от первой 7 и второй 13 схем выделения минимума, либо от схемы 6 выделения максимума, либо от счетчика 16 времени в зависимости от выполняемой подпрограммы и организует вычисление по соответствующим формулам.

В процессе работы злектрофизиологические сигналы от датчиков 1 и 2 злектрофи1648370

55 зиологической информации. последовательно преобразуясь усилителями 2 и 9, сумматорами 3 и 10, управляемыми линиями 4 и 11 задержки, поступают на входы аналого-цифровых преобразователей 5 и 12 соответственно. которые преобразуют их в цифровую форму.

Если на входы шифратора 17 информация не поступает(на выходе шифратора код

000), а на выходе делителя 15 частоты сформирован импульс, который передается через элемент ИЛИ 18 на восьмой вход анализатора 19 степени синхронности, последний принимает информацию от аналого-цифровых преобразователей 5 и 12 и производит вычисление частного коэффициента синхронности по направлению S

При появлении минимума в сигнале X(t) на управляющем выходе первой схемы 7 выделения минимума появляется импульс, который создает на выходе шифратора 17 код команды 001 и через элемент ИЛИ 18 формирует для анализатора 19 степени синхронности сигнал В, обеспечивающий прием и фиксацию кода времени существования минимума (от счетчика 16 времени) по седьмому входу, а так же подготавливает переменные для дальнейшего вычисления.

При появлении максимума в сигнале X(t) на управляющем выходе схемы 6 выделения максимума вырабатывается импульс, который создает на выходе шифратора 17 код

010 и через элемент ИЛИ 18 включает анализатор 19 степени синхронности, в котором вычисляется индикаторная функция ф, стабильность амплитуд сигналов по коэффициенту с усиления ф средняя разница амплитуд RA.

При появлении минимума в сигнале Y(t) на управляющем выходе второй схемы 13 выделения минимума вырабатывается импульс, который создает на выходе шифратора 17 код 011 и через элемент ИЛИ 18 включает анализатор 19 степени синхронности, рассчитывающий разность фаз Лр, частную индикаторную функцию j, величину устойчивости сдвига по фазе и величину среднего сдвига фаз Aip.

При одновременном появлении минимумов сигналов X(t) и Y(t) на управляющих . входах первого 7 и второй 13 схем выделения минимумов вырабатываются импульсы, которые создают на выходе шифратора 17 код команды 100 и через элемент ИЛИ 18 включают анализатор 19 степени синхрон5

45 ности, которыи выполняет последовательность действий, описанную в предыдущем абзаце, эа исключением вычисления разности фаз Лу, поскольку в этом случае

Ад=о.

По истечении заданного времени в счетчике конца работы схемы 14 управления триггер пуска через элемент ИЛИ 18 устанавливается в состояние "0", чем обеспечиваются нулевые значения сигналпя н выходах схемы 14 управления, которые па первому выходу запрещают работу датчиков 1 и 8 электрофизиологической информации, по второму выходу — делите;я 15 частоты и счетчика 16 времени, по третьему — анализатора 19 степени синхронности.

После остановки работы устройства в анализаторе 19 степе".è синхрон ости ф ксируются: общая синхронность пэ направлению S,, общая синхронность по. амплитуде SA, устойчивость сдви а фаз (, оценка стабильности коэффициента усиления iP, средняя величина сдвига фаз Лр. средняя разница амплитуд RA, Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает автоматизированную оценку степени синхронности двух электрофизио ".ческих сигналов по направлению и амплитуде, позволяет установить некоторые парам-..тры, определяющие рассогласование синхронности. ч о особенно важно при а; алнзс активности работоспособности головного мо га по данным ЭЭГ, при анализе согласова:нс-.ти работы мышечных групп по да»ным 3МГ и

Ар

Использование прецлагаемого устройства дает информацию, полезну:з при проведении исследовательской работы по изучению особенностей деятельности головного мозга, позволяет вскрыть информативные признаки при решении задач оценки функционального состояния человека, профессионального отбора, оценивать эффективность различных мероприятий по предупреждению сбоеа и утомлению операторов в системах человек — машина — среда.

Формула изобретения

Устройство для оценки степени си:.хронности электрофизиor,огических процессов, содержащее два измерительных канала, каждый из которых содержит датчик электрофизиологической информации, усилительи сумматор,о тл и ча ю ще ес я тем, что, с целью повышения дос оьерности исследования путем определения степени синхронности электрофизиологических процессов по направлению и амплитуде, в

1648370

Составитель А. Сапко

Редактор Н, Киштулинец Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Заказ 1473 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 него введены анализатор степени синхронности, блок настройки, шифратор, счетчик времени, делитель частоты, две схемы выделения минимума, схема выделения максимума, схема управления, элемент ИЛИ, а в каждый измерительный канал — управляемая линия задержки, аналого-цифровой преобразователь, причем первый выход схемы управления соединен с входами датчиков электрофизиологической информации, выходы которых последовательно соединены через усилители, сумматоры. управляемые линии задержки — с входами аналого-цифровых преобразователей, выходы которых соединены с первым и пятым Входами анализатора степени синхронности соответственно и входами схем выделения минимума, а выход первого аналого-цифрового преобразователя соединен с входом схемы выделения максимума, вторые входы сумматоров соединены с выходами блока настройки, входы которого соединены с выходами соответствующих сумматоров, второй выход схемы управления соединен с входами- счетчика времени и делителя частоты, выход которого соединен с четверным входом элемента ИЛИ и управляющими входа5 ми.схем выделения минимума и схемы выделения максимума, группа выходов которой соединена с третьим входом анализатора степени синхронности, а управляющий выход — с вторыми входами шифратора и

10 элемента ИЛИ, выход которого соединен с восьмым входом анализатора степени синхронности, седьмой вход которого соединен с выходом счетчика времени, группа выходов первой и второй схем выделения мини15 мума соединены с четвертым и шестым входами анализатора степени синхронности, а управляющие выходы соединены с первым и третьим входами элемента ИЛИ и шифратора соответственно, выход которого

20 соединен с вторым входом анализатора степени синхронности, девятый вход которого соединен с третьим выходом схемы управления.