Устройство для контроля уровня бодрствования человека по величине электрического сопротивления кожи

Устройство для контроля уровня бодрствования человека по величине электрического сопротивления кожи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

б Л Й С А Н И Е 1 Ц644461

ИЗОЬГИтЕНИЯ

Союз Саветских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.04.75 (21) 2127684 28-13 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (51) М. Кл.

А 61 В 5/05

Государственный комите

СССР (53) УДК 616.89-072.

8 057 656 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Ю. Г. Спивак, Х. Ю. Буткевич, И. А. Семочкин, Б. Д. Н

В. М. Шахнарович

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Кра

Знамени институт инженеров железнодорожного тр ифорор. и-...-,, 11о нспорЯ,,",: „,:.; ..;"„.-;.

- "" " -" :. 1.о (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ

БОДРСТВОВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА ПО ВЕЛИЧИНЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОЖИ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к измерительным и регистрирующим устройствам диагностических приборов.

Известно устройство для контроля уровня 5 бодрствования человека по величине электрического сопротивления кожи (ЭСК), содержащее усилитель, входы которого подключены к электродам, контактирующим с телом человека, пороговый элемент и блок 10 сигнализации. Кроме того, устройство содержит управляемый источник опорного напряжения, элемент сравнения, дискриминатор знака, ключ и тест-блок, одним выходом соединенный с блоком сигнализации, другим 15 выходом — с ключом, а входом — с выходом порогового элемента. Один вход порогового элемента соединен с управляемым источником опорного напряжения, другой — с дискриминатором знака, связанным также со 20 входом управляемого источника опорного напряжения и с ключом. Причем элемент сравнения входами подключен к усилителю и к управляемому источнику опорного напряжения, а выходом — к дискриминатору 25

И

Однако в этом устройстве возможны ложные срабатывания в результате увеличения электрического сопротивления кожи, не отражающего снижения уровня бодрствова- 30 ния, что снижает эффективность контроля уровня бодрствования.

Целью изобретения является повышение эффективности контроля путем исключения ложных срабатываний.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно имеет последовательно соединенные фильтр, амплитудновременной селектор, логический блок и регулятор, при этом входы фильтра, порогового элемента и регулятора соединены с выходом усилителя, второй выход логического блока соединен с тест-блоком, чей второй выход соединен с одним из входов логического блока, другой из входов которого соединен с выходом порогового элемента, а выход регулятора соединен со входом усилителя.

Кроме того, регулятор состоит из последовательно соединенных дифференциального усилителя, параллельной цепочки вентиль— логический элемент И, интегратора и стабилизатора тока, при этом второй вход дифференциального усилителя соединен с источником эталонного напряжения, При этом амплитудно-временной селектор состоит из усилителя-формирователя и двух реле времени, соединенных с выходом усилителя-формирователя.

На чертеже изображена структурная схе64446

3 ма устройства для контроля уровня бодрствования человека по величине электрического сопротивления кожи.

Устройство содержит усилитель 1, вход которого подключен к электродам 2, пороговый элемент 3 и тест-блок 4, выходом соединенный с блоком 5 сигнализации. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные фильтр 6, амплитудно-временной селектор 7, логический блок 8 и регулятор 9. Входы фильтра 6, порогового элемента 3 и регулятора 9 соединены с выходом усилителя 1. Второй выход логического блока 8 соединен с тест-блоком 4, чей второй выход соединен с одним из входов логического блока 8. Другой вход логического блока 8 соединен с выходом порогового элемента 3, а выход регулятора 9 соединен со входом усилителя 1, Регулятор 9 состоит из последовательно соединенных дифференциального усилителя 10, параллельной цепочки вентиль 11 — логический элемент 12 И, интегратора 13 и стабилизатора тока 14. При этом второй вход дифференциального усилителя 10 соединен с источником 15 эталонного напряжения. Лмплитудно-временной селектор 7 состоит из усилителя-формирователя 16 и двух реле 17 и 18 времени, соединенных с выходом усилителя-формирователя 16.

Устройство работает следующим образом. После закрепления электродов 2 и включения устройства на выходе усилителя 1 появляется сигнал, уровень которого зависит от тока стабилизатора 14. Начальное значение этого напряжения является неопределенным, зависящим от остаточного напряжения интегратора 13.

Если сигнал на выходе усилителя 1 оказался меньше эталонного напряжения источника 15, то на выходе усилителя 10 появится сигнал такого знака, что через вентиль 11 он окажется поданным на вход интегратора 13. Напряжение на выходе последнего начнет увеличиваться и, следовательно, будет увеличиваться ток стабилизатора тока 14. По мере увеличения тока стабилизатора возрастает напряжение на электродах и, следовательно, на выходе усилителя 1. В момент равенства выходного напряжения усилителя 1 с эталонным напряжением, сигнал на выходе усилителя 10 станет равен нулю. Интегрирование прекращается и напряжение на выходе интегратора

13 фиксируется. Так осуществляется самонастройка устройства независимо от абсолютного значения ЭСК. На электродахподдерживается постоянство напряжения на уровне около 1 В.

С этого момента устройством осуществляется контроль за изменением сигнала ЭСК и параметрами импульсов физической составляющей. Из выходного сигнала усилителя 1 фильтр 6 выделяет физическую составляющую. Физические импульсы, выде5

1

4 ленные фильтром 6, поступают на селектор

7, где усилитель-формирователь 16 преобразует их в прямоугольные импульсы постоянной амплитуды. Каждый сформированный импульс своим передним фронтом устанавливает реле 17 и 18 времени в нулевое состояние, а задним — осуществляет их запуск.

Если возрастает величина ЭСК, то увеличивается напряжение на электродах 2 и на выходе усилителя 1. Так как напряжение на входе усилителя 10 становится больше эталонного напряжения, то на его выходе появляется сигнал положительной полярности, который пе проходит на вход интегратора 13 из-за наличия вентиля 11 и закрытого элемента 12. Когда выходное напряжение усилителя 1 достигнет уставки порогового элемента 3, последний срабатывает и подает сигнал на входы конъюнкторов 19 и 20 блока 8.

Если при этом интервал между физическими импульсами меньше уставки реле 18, то оно не срабатывает и, следовательно, на его выходе присутствует сигнал логического нуля («О»). Поэтому на выходе инвертора 21 будет сигнал логической единицы («1») и на выходе конъюнктора 20 появится сигнал

«1», так как на втором его входе уже присутствует сигнал «1» от порогового элемента 3. Тогда через дизъюнктор 22 сигнал «1», что соответствует команде «отслеживание», открывает элемент 12, через который положительный сигнал с выхода усилителя 10 поступает на вход интегратора 13. его выходной сигнал начинает уменьшаться, что приводит к уменьшению тока стабилизатора тока 14 и, соответственно, к уменьшению напряжения на выходе усилителя 1 до уровня эталонного напряжения источника 15.

Такой режим работы является автоматическим отслеживанием уровня ЭСК, так как увеличение ЭСК при наличии физических импульсов с длительностью паузы менее уставки реле 18 времени не связано со снижением уровня бодрствования. Если к моменту срабатывания порогового элемента 3 сработало реле 18 времени вследствие того, что интервал между физическими импульсами превысил его уставку, то íà его выходе появится сигнал «1», а на выходе инвертора 21 и конъюнктора 20 — «О». Поэтому на выходе дизъюнктора 22 команда «отслеживание» не появится.

Сигнал «1» с выхода реле 18 времени поступает также на один из входов конъюнктора 19, на втором входе которого присутствует сигнал «1» от порогового элемента 4.

Тогда на выходе дизъюнктора 23 появляется команда «проверка», Тест-блок по команде «проверка» воздействует на блок 5 сигнализации, в зависимости от состояния которых должен быть определен характер ответа, поступающего от человека на вход 24 тест-блока 4. Если ответ соответствует со644461 стоянию средств сигнализации, а время реакции не превышает заданного значеп-!sr, тест-блоком выдается сигнал «1» на вход дизьюнктора 22 и на выходе появляется команда «отслеживание», по которой осуществляется режим автоматического отслеживания.

Прн снижении уровня ЭСК происходит снижение напряжения на выходе усилителя

1 и, следовательно, появление па выходе 10 усилителя 10 сигнала, которыЙ через вентиль 11 подается на вход интегратора 13.

Выходное напряжение интегратора увеличивается, и ток стабилизатора тока 14 возрастает до тех пор, пока выходное напряжс- 15 пие усилителя 1 вновь не станет равно эталонному напряжению источника 15.

Поскольку снижение уровня ЭСК не связано со снижением уровня бодрствования, то сигнализации о таких изменениях не пре- 20 дусмотрено.

Однако в некоторых случаях, например при повышенной усталости человека, снижение уровня бодрствования не сопровождается увеличением 3CV,. Для обнаружения 25 подобных состояний в амплитудно-временном селекторе 7 предусмотрено второ= реле 17 с уставкой, большей уставки реле 18.

В этом случае, независимо от изменений сигнала ЭСК, реле 17 времени Л срабатывает, 30 если интервал между импульсами физической составляющей превысит его уставку.

Тогда сигнал «1» с выхода реле 17 поступит на дизыонктор 23, на выходе которого появится команда «проверка». Процесс даль- 35 нейшей раооты устройства описан выше.

Таким образом, устройство существенно повышает надежность контроля за психофизиологическим состоянием человека-оператора, исключает подачу предупредительной 40 команды в случае увеличения ЭСК, пе отражающего снижения уровня бодрствования, а также позволяет путем соответствующего выбора значений контролируемых параметров ЭСК обнаружить различную сте- 45 пень снижения уровня бодрствования, raпример, в одном случае устройство может быть настроено па обнаружение снижения функции внешнего внимания, в другом случае -- на обнаружении сна.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля уровня бодрствования человека по величине электрического сопротивления кожи, содержащее усилитель, вход которого подключен к электродам, пороговый элемент и тест-блок, выходом соединенный с блоком сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности контроля путем исключения ложных срабатываний, оио дополнительно имеет последовательно соединенныс фильтр, амплитудно-временной селектор, логический блок и регулятор, при этом входы фильтра, порогового элемента и регулятора соедипсны с выходом усилителя, второй выход логического блока соединен с тест-блоком, чей второй выход соединен с одним из входов логического блока, дру-гой вход которого соединен с выходом порогового элемента, а выход регулятора соединен со входом усилителя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулятор состоит из последовательно сосдп еппых дифференциального усилителя, параллельной цепочки вентиль— логичсскии элемент И, интегратора и стабилизатора тока, при этом второй вход дифференциального усилителя соединен с допслнительно установленным источником эталонного напряжсния.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что амплитудно-временной селектор состоит из усилителя-формирователя и двух реле времени, соединенных с выходом усилителя-формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка № 1977302/28-13, кл. А 61 В

5/05, 1973, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства, 64446 1

Составитель Л. Соловьев

Техред С. Антипенко

Корректор 3. Тарасова

Редактор Н. Грязнова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2463/4 Изд. № 100 Тираж 680 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5