Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов Гришенцев Алексей Юрьевич

Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов
<
Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гришенцев Алексей Юрьевич. Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.17 / Гришенцев Алексей Юрьевич; [Место защиты: С.-Петерб. гос. электротехн. ун-т (ЛЭТИ)].- Санкт-Петербург, 2009.- 219 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1377

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Анализ литературы 23

1.1 Классификация некоторых современных электрофизиологических исследований и воздействий 24

1.2 Некоторые особенности и характеристики электромагнитных свойств тканей организма человека 26

1.3 Обзор аппаратных методов исследования кожного покрова тела человека и его некоторых физических свойств 40

1.4 Выводы 45

1.5 Дополнения 45

Глава 2. Моделирование процессов, связанных с протеканием вынужденного электрического тока по биологическим тканям человека. методы обработки и анализа данных 49

2.1 Построение математической модели распределения плотности тока в тканях человека 49

2.2 Моделирование упрощенной схемы замещения человека при подключении ИПЧ 64

2.3 Оценочный расчет выделения тепловой энергии при протекании тока ИПЧ через палец человека 70

2.4 Некоторые методы обработки и анализа данных 74

2.5 Выводы 82

Глава 3. Разработка аппаратно-програмного комплекса 83

3.1 Аппаратно-программный комплекс 83

3.1.1 Назначение прибора АПК ACT 83

3.1.2 Базис разработки АПК ACT 86

3.1.3 Структурно функциональная схема АПК ACT 90

3.1.4 Программно-алгоритмическое обеспечение АПК ACT 93

3.1.5 Практическая реализация модели АПК ACT 94

3.1.6 Особенности функционирования АПК ACT 95

3.2 Аппаратно-программный комплекс ИПЧ 96

3.2.1 Назначение АПК ИПЧ 96

3.2.2 Базис разработки АПК ИПЧ 99

3.2.2 Структурно функциональная схема реализации ИПЧ 99

3.2.3 Зависимость показаний прибора ИПЧ от влажности 103

3.2.4 Программно-алгоритмическое обеспечение АПК ИПЧ 108

3.2.5 Практическая реализация прибора АПК ИПЧ 111

3.2.6 Особенности функционирования АПК ИПЧ 112

3.3 Выводы 114

Глава 4. Апробация и применение разработанного оборудования в эксперименггальных исследованиях . 115

4.1 Некоторые экспериментальные исследования работы приборов на объектах - моделях 115

4.2 Исследование регистрации некоторых воздействий на кожный покров человека 123

4.3 Регистрация проявления реакции человека на стандартные тесты раздражители при помощи АПК ИПЧ 128

4.4 Исследование возможности регистрации стандартного теста раздражителя дыхательная проба, при помощи АПК ACT 144

4.5 Исследования влияния запахов ароматических масел на психофизиологическое состояние человека 149

4.6 Исследование некоторых особенностей общей и регионарной анестезии с применением АПК ИПЧ 171

Заключение 178

Основные результаты 179

Приложение 180

Введение к работе

Актуальность проблемы. Общественно социальное развитие в последнее время значительно увеличивает нагрузки на нервную систему человека, что стимулирует необходимость контроля психического и психофизиологического здоровья человека. Существующие приборные методы наблюдения не всегда позволяют эффективно отслеживать особенности психофизиологического состояния человека в режиме реального времени, это связано со значительной сложностью обработки данных, значительным количеством артефактов, не совершенством методов наблюдения. Чрезвычайно важным вопросом на сегодняшний день является мониторинг состояния пациента при воздействии анестезии. Пока не существует приборных способов достоверного контроля обезболивающего действия анестезии, особенно при нахождении пациента в состоянии сна. Оценку качества воздействия анестезирующих средств производит врач, на основании показаний приборов и собственного опыта. Остается открытым вопрос наблюдения психофизиологического состояния человека при действии слабых раздражителей. Актуальной задачей является выявление особенностей психофизиологического состояния лиц склонных к правонарушениям.

Анализ биомедицинских способов исследования в частотных областях проявления электровращения и диэлектрофореза (103-109 Гц) показал, что не смотря на хорошую изученность данных эффектов, в современных исследованиях практически не задействовано проявление данных особенностей поведения живой биологической ткани. При этом степень проявления диэлектрофореза и электровращения в первую очередь связанна с особенностями состояния клеточной мембраны, т. е. и с состоянием клетки в целом. Большинство современных электрофизиологических методов исследований сконцентрировано в области постоянного тока и низких частот до десятков и сотен килогерц. Значительное развитие за последнее время получили методы исследований в КВЧ и УФ диапазонах, однако эти методы также не представляют возможным исследовать эффект электровращения, т. к. используют частоты выше частот электровращения поляризованных клеточных мембран. За последние годы много интересных результатов в области психофизиологических наблюдений показал метод газоразрядной визуализации (ГРВ) основанный на оптической регистрации и последующем анализе ответной реакции исследуемых биологических тканей на воздействующий высоковольтный потенциал в частотном диапазоне порядка единиц и десятков МГц, проявляющейся в виде электрофотонной эмиссии. Ряд исследований, в том числе с применением ГРВ, показал возможность наблюдения психофизиологического состояния организма по ответным реакциям на внешний воздействующий потенциал в области частот единиц и десятков МГц.

В диссертации разработан метод регистрации ответной реакции исследуемых тканей по значению тока, стимулированного внешним высокочастотным потенциалом, в отличие от метода ГРВ, где происходит регистрация визуального паттерна скользящего разряда. Такой подход позволяет увеличить скорость обработки данных, использовать выносные электроды, производить длительный мониторинг, применять низковольтный воздействующий потенциал.

Приведенный анализ позволил сделать вывод об актуальности темы диссертации, которая определяется:

• необходимостью разработки новых приборных средств, позволяющих наблюдать психофизиологическое состояние человека в режиме реального времени,

• необходимостью выявления электропроводящих особенностей биологических тканей в областях частот проявления эффектов диэлектрофореза и электровращения, связанных с динамическим изменением психофизиологического состояния человека. Для решения этих вопросов необходима разработка аппаратно программных комплексов позволяющих:

• исследовать спектральные особенности комплексной проводимости биологических тканей в выделенном частотном диапазоне.

• производить регистрацию стимулированных внешним потенциалом высокочастотных микротоков в выделенном частотном диапазоне, протекающих через биологический объект.  

Некоторые особенности и характеристики электромагнитных свойств тканей организма человека

Тело человека имеет "компартментальное" строение, т.е. подразделяется анатомически на отдельные органы, ткани и жидкости; по линейным размерам оно обычно вписывается в область с радиусом около 1 м. Расстояние области измерения биоэлектрического и биомагнитного полей человека от области биоэлектрических генераторов тела также обычно не превышает 1 м.

Тело характеризуется значительной неоднородностью пассивных электрических характеристик на всех структурных уровнях - на клеточном (микроскопическом) и тканевом (макроскопическом), а также на уровнях отдельных органов и тела в целом, причем некоторые ткани обладают явно выраженной анизотропией. Основными пассивными электрическими характеристиками вещества являются диэлектрическая и магнитная проницаемости, удельная электрическая проводимость (величина, обратная удельному сопротивлению) [45].

Приведем некоторые экспериментальные данные [46, 47]. Относительная диэлектрическая проницаемость биологических материалов для постоянного электрического поля при температурах около 20 С составляет от нескольких единиц (для вещества клеточных мембран) до 90 (для вещества мозга). По магнитным свойствам биологические материалы в подавляющем большинстве относятся к диамагнетикам (хотя в организме имеются и парамагнитные вещества). Их магнитная восприимчивость отрицательна, а относительная магнитная проницаемость несколько меньше единицы, однако это отличие не превышает 10"5 [47]. Магнитные восприимчивости разных тканей и органов несколько различаются. Наибольшее различие существует между магнитными восприимчивостями легких, с одной стороны, и сердца с кровью в полостях — с другой. Для легких она вдвое меньше по абсолютной величине.

Биологические материалы, составляющие тело, чрезвычайно сильно различаются по значению удельной электрической проводимости.

Минимальную удельную проводимость, около 10" (Ом м) , имеет костная ткань, максимальную, около 1,5 (Ом м)-1, - сыворотка крови и спинномозговая жидкость. Значительно различаются удельные проводимости внутриклеточного вещества у клеток разных типов; например, для разных отделов сердца они составляют от 0,04 до 0,95 (Ом м)"\

Клеточные мембраны, обычно имеющие относительно большую площадь поверхности и малую толщину, удобно характеризовать электрической проводимостью на единицу площади и емкостью на единицу площади. В частности, для клеток миокарда проводимость на единицу площади мембраны составляет от 0,7 до 80 (Ом м2)"1, а емкость на единицу площади - от 0.8104 до 25-104 мкФ/м2. Для нервных клеток эти величины находятся в пределах от 2 до 400 (Ом м2)-1 и от 0,55 104 до 1,1 104 мкФ/м (эти данные получены в экспериментах на животных).

Если макроскопические участки ткани, состоящие из большого числа довольно плотно упакованных клеток, рассматриваются с позиций электродинамики как непрерывная, или континуальная, среда, то для ткани вводят характеристики, полученные в результате осреднения действительных характеристик электромагнитного поля и среды по объему, большому в сравнении с отдельной клеткой, но малому в сравнении с участками ткани, состояние которых изучается в данной конкретной задаче (локальное осреднение). В частности, осредненные, или эффективные, диэлектрические проницаемости и удельные электрические проводимости при некоторых частотах представлены для разных биологических сред в таблицах 1.2.1 и 1.2.2, по материалам [47-50].

Важно отметить, что скелетные мышцы и миокард обладают значительной анизотропией — удельная электрическая проводимость в направлении осей клеток в несколько раз превышает удельную электрическую проводимость поперек осей. То же самое можно сказать об участках белого вещества мозга с упорядоченным (параллельным) расположением волокон.

Под действием электромагнитных полей в тканях возникают два вида токов: токи смещения, и токи проводимости. Токи смещения связаны с поляризацией молекул и их переориентацией, т.е. с вызванной электрическим полем вращательной переориентацией диполей. Токи проводимости возникают за счет движения в электрическом поле зарядов -в электролитах носителями тока являются ионы. При низких частотах преобладают токи проводимости. При частотах приблизительно более 500 кГц смещение ионов становится небольшим, соизмеримым с их смещением в результате молекулярно-теплового движения. При более высоких частотах преобладают токи смещения [51, 52].

Для того, чтобы разобраться в механизме действия переменных электромагнитных полей полезно вернуться к частотной зависимости импеданса тканей. Возникновение областей а-, р- и у-дисперсии импеданса обусловлено частотной зависимостью диэлектрической проницаемости тканей (рис. 1.2.1).

Область у-дисперсии обусловлена переориентацией в электрическом поле небольших диполей воды. При возрастании частоты увеличивается скорость их переориентации, соответственно возрастают силы трения. При частотах выше 109 Гц трение становится столь большим, что диполи воды уже не успевают следовать за полем и при частотах выше 10 Гц диполи воды совсем перестают вращаться.

В области Р-дисперсии аналогичные процессы наблюдаются для более крупных диполей, например, молекул белков, полярных головок молекул фосфолипидов и др. молекул. На рисунке 1.2.2 показаны для сравнения диполи молекул воды и фосфолипида лецитина.

Моделирование упрощенной схемы замещения человека при подключении ИПЧ

Моделирование процесса протекания электрического тока через тело человека в процессе ИПЧ исследования позволяет глубже понять характер воздействия электрического тока на организм человека, как с позиции электрофизических представлений, так и с точки зрения наличия особых электропроводящих структур биологической ткани, ассоциированных с точками электропунктуры. Интересно отметить, что исследования последних лет значительно изменили представления о взаимодействии высокочастотных токов с биологическими тканями, в частности, существует гипотеза: в пределах клетки, клеточного образования, органа, системы и всего организма в целом функционирует гибкая динамическая система обратных связей, согласующая воздействие ЭМП различных диапазонов в общей регуляции гомеостаза [28]. Устоялось мнение, что собственной энергии взаимодействия клеточных диполей явно недостаточно для синхронизации собственных ЭМП клеток в отсутствии воздействия внешнего ЭМП, если только не возникает процесс цепной реакции на электромагнитном и биохимическом уровнях, то есть образование общего волнового фронта. При воздействии внешнего ЭМП клетки начинают излучать синфазно, и наблюдается процесс когерентного суммирования собственных ЭМП клеток [28]. В связи с вышесказанном можно говорить об информационном воздействии высокочастотного ЭМП на биологические ткани и организм в целом. Электрические параметры тела человека могут сильно варьироваться в зависимости от физиологических и антропогенных особенностей. Играет роль рост, вес, полнота, возраст, сухость кожи, состав крови, частота сердечных сокращений и дыхания. Необходимо учитывать, что прибор ИПЧ работает на достаточно высоких частотах, 2—8 МГц, поэтому на особенностях электропроводности будет сказываться емкостные свойства, зависящие от позы, близости массивных тел, атмосферных условий окружающей среды.

При моделировании приняты следующие допущения: —в качестве модели тела человека принят объем, содержащий водный 0.9% раствор соли NaCl (отношение массы безводной соли к массе раствора на 100%). Именно такой процент содержания соли имеют физиологические растворы, плазма крови и морская вода; —тело человека замещалось прямолинейными проводниками эллиптического сечения; —масса тела человека составляет Mb = 70,6 кг, объем Vb = 70 л.; —токоведущии контур палец—рука—туловище—рука, элементы которого имеют эллиптическое сечение (см. рис. 2.2.1). С учетом заданного объема тела Vb, и фактических пропорций масс получены значения размеров токоведущей формы замещения человека: Ah = 40 10" м. эллиптическая полуось руки; Bh = 45 10"3 м. эллиптическая полуось руки; Lh = 0.7 м. длина руки; Ab = 0.66 м. эллиптическая полуось туловища; ВЪ = 0.1 м. эллиптическая полуось туловища; Lb = 0.3 м. ширина туловища; Lf = 0.08 м. длина пальца; В/ = 0.018 м. эллиптическая полуось пальца; А/ = 0.014 м. эллиптическая полуось пальца; у = 1.5 Ом " м л. объемная удельная электропроводность водного раствора NaCl (0,9%). Расчет индуктивностей прямолинейных проводников эллиптического сечения произведем по следующей формуле [53]

Программно-алгоритмическое обеспечение АПК ACT

В данной модели АПК ACT частота дискретизации частотного спектра имеет значение 32 точки. Например, при линейной (настройки прибора позволяют перейти к логарифмической) дискретизации выбранного для измерений частотного диапазона 0,2 - 8 МГц, шаг составляет примерно 240 кГц. Оцифровка аналоговых значений измеренного тока производиться в диапазоне 0 — 1023 (в соответствии с 10 разрядной шиной данных АЦП) шаг оцифровки равен единице, с учетом возможности гибкой настройки измерительных параметров чувствительности аналогового блока анализатора спектра, этого вполне достаточно для измерений.

ACT имеет один измерительный канал, и позволяет просматривать данные в графическом виде в масштабе реального времени с выводом на ПК. Период сканирования выбранного частотного диапазона составляет 10 сек., с учетом времени формирования пакета и передачи данных (2 сек) минимальная периодичность измерений составляет 12 сек. Подведение тестирующего потенциала и снятие с исследуемого объекта выполнено с помощью высокочастотного коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом, затуханием сигнала на частоте 50 МГц 0,07 дБ/м, емкостью 67 пФ/м.

К особенностям работы прибора необходимо отнести специфику проведения физиологических исследований. На частоте 8 МГц средняя эквивалентная глубина проникновения тока в ткани человека составляет около 0,15 м, т.е. при подключении измерительных электродов к запястью руки в процесс протекания тока будет вовлечены не только поверхностные кожные покровы, но и ткани лежащие вблизи мнимой оси соединяющей сигнальный и измерительный электрод (рис. 3.1.7). С учетом этого можно рассмотреть несколько различных вариантов подключения. На (рис. 3.1.7) буквами обозначены точки подключения электродов, расстояния между точками подключения электродов в случае, если линия мнимой оси соединяющая электроды проходит по поверхностным слоям кожи (рис. 3.1.7 -1) путь утечки тока по поверхностным слоям кожи будет много меньше, чем в случае когда мнимая ось проходит сквозь ткани (рис. 3.1.7 -2). В случае 1 превалирующая часть тока будет протекать по верхним подкожным тканям и коже, в случае 2 в процесс протекания тока будут вовлечены глубокие ткани, особенно в случае высокого сопротивления кожи обусловленного ее сухостью и толщиной. Для обеспечения постоянства площади контактной площадки электрода с кожным покровом, лучшим является применение стандартных одноразовых, самоклеящихся физиологических электродов.

Идея измерения электрического тока, вызванного разрядом ГРВ (газоразрядная визуализация) [14], изначально возникла, как дополнение к регистрируемым визуальным параметрам разряда. Ряд исследований, проведенных с применением анализа протекающего через объект исследования в процессе ГРВ тока, позволили сделать вывод, что метод ИПЧ имеет право как самодостаточный, позволяющий сделать определенные выводы о текущем состоянии биологического объекта и изменениях его динамических параметров [89, 15].

С учетом значительного числа исследований рассмотренных в литературе [90-95] можно предположить, что, измеряя электропроводящие свойства рук, и сравнивая полученные величины для левой и правой рук соответственно, можно получить некоторый численный показатель асимметрии электропроводности, связанной с асимметрией состояния биологических тканей рук. Наблюдая полученный численный критерий асимметрии во времени, можно отслеживать динамику асимметрии.

Строго говоря, в случае постановки пальца на высоковольтный электрод измеряются не только электропроводящие свойства тканей, но и способность к фотоэлектронной эмиссии. В случае измерения во времени электропроводящих свойств в одном частотном диапазоне (например: 2 — 8 МГц), результатом является два вектора Rf и Z,- —характеризующие электропроводность правой и левой рук, соответственно. Предлагается получать из векторов R, , Д- общий вектор At, характеризующий количественно асимметрию электропроводящих свойств тканей (3.2.1). где п - общее число измерений. Для измерений предлагается использовать три канала: электроды, подключенные к левой и правой рукам, левый и правый каналы соответственно, а также реперный канал. Реперный канал представляет собой высоковольтный электрод с установленным на него заземленным тест-объектом. В качестве тест-объекта используется титановый цилиндр высотой 30 мм, диаметром 10 мм. Реперный канал необходим для учета внешних факторов: влажности, растекания потенциалов по стеклу электрода, пороговых значений интегральной суммы тока. Анализируя векторы Rt, L{ и Aj можно оценить не только различие электропроводящих свойств правой и левой рук во времени как проявление асимметрии вегетативной нервной деятельности, но и качество реакций на различные раздражители, проявляемого в динамике векторов R{, Lh Если рассматривать случай исследований с применением низкого напряжения, выносных электродов подключаемых к рукам и регистрации АЧХ, то в этом случае АЧХ мало различимы по форме для правой и левой рук, в случае отсутствия физиологических повреждений тканей, или иннервации, приводящей к дегенерации тканей верхних конечностей. Будут иметь различие средние уровни амплитуд АЧХ для правой и левой рук, анализируя особенности этих различий во времени, можно исследовать динамику изменения активности вегетативной нервной системы.

Следует отметить, что применение высокого напряжения имеет некоторые недостатки: значительный уровень зашумленности полученных данных; возможно влияние на результаты некоторых других физиологических измерений в момент разряда, что является следствием воздействия высоковольтного потенциала на биологический объект; генерация шумов в радиочастотной области при протекании разряда.

По этим причинам исследования с применением выносных электродов предпочтительнее проводить при низком напряжении, как менее зашумленный метод.

С другой стороны, применение высоковольтного потенциала при непосредственном контакте высоковольтного электрода с биологическим объектом позволяет стимулировать электрофотонное излучение как ответную реакцию [14], невозможную при использовании низковольтного напряжения. При использовании высоковольтного потенциала ток, протекающий через биологический объект, будет зависеть от собственной электропроводности, емкостных свойств и способности биологических тканей к электрофотонной эмиссии, в случае применения низковольтного напряжения электрофотонная эмиссия отсутствует.

Регистрация проявления реакции человека на стандартные тесты раздражители при помощи АПК ИПЧ

Позиционирование прибора ИПЧ, как прибора для психофизиологического наблюдения, стимулирует необходимость исследовать возможность регистрации некоторых стандартных тестов-раздражителей.

Определение возможности регистрации при помощи прибора ИПЧ реакций человеческого организма на стандартные тесты-раздражители. В качестве тестов-раздражителей были использованы:

Дыхательная проба. Испытуемому по команде оператора предлагалось сделать максимально глубокий вдох, задержать дыхание приблизительно на 15 секунд и по команде оператора сделать выдох.

Вспышки света. Выполняется путем резкого изменения интенсивности освещения, зрительных органов тестируемого. При закрытых глазах применялось пятикратное срабатывание фото вспышки, с интервалом 15 секунд.

Воздействие звука. Выполняется путем подачи звукового сигнала «трещотки» через наушники в течение одной минуты.

Счет в уме. Испытуемому предлагалось выполнить арифметическое упражнение. От Трехзначного числа следовало отнимать двухзначное число. Промежуточный результат, а также окончательный (остаток) сообщался оператору.

Механизмы качественного анализа. Различие действующих на организм внешних сил по их физической природе происходит уже при первой встрече с ними в периферических рецепторных органах. Это различие достигается избирательной чувствительностью рецепторного органа к определенному, адекватному для него виду энергии. Например, глаз раздражается светом, но не реагирует на звук, к которому чувствительно ухо, безразличное к свету. Такое качественное различие обеспечивается, прежде всего, анатомическим устройством рецепторных органов. Глаз защищен от механического воздействия своим положением в глазнице, его сетчатку отделяют от внешней среды с ее химическими, термическими и другими агентами прозрачные структуры, которые не только пропускают адекватный раздражитель — свет, но и придают ему путем оптической обработки форму фокусированного изображения.

Главный механизм качественного анализа, осуществляемого рецепторными органами, состоит в исключительно высокой чувствительности (низкий порог раздражения) рецепторов к адекватному раздражителю. Например, когда мы видим свет далекой звезды, то это означает, что светочувствительные палочки сетчатки глаза раздражаются чуть ли не отдельными фотонами [50].

Механизмы количественного анализа. Количественный анализ раздражителей внешнего мира начинается со сравнительной оценки их интенсивности: более сильное раздражение вызывает более сильное ощущение. Чтобы дать количественную характеристику раздражения, измеряют разностный порог раздражения, т.е. величину, на которую надо усилить раздражитель, чтобы получить минимальное изменение ощущения. Тем самым определяется элементарная единица ощущения для его количественной оценки.

Принцип приспособления анализаторной деятельности к различным условиям. В деятельности сенсорных систем ярко проявляется замечательное общебиологическое свойство приспособительной изменчивости, обеспечивающей возможность высокоэффективной работы в различных условиях. Адаптационные изменения, главным образом чувствительности, к действию адекватных стимулов по показателям порогов раздражения проявляются в деятельности всех сенсорных систем: слуховой, тактильной, вкусовой и др.

Методы исследования. При проведении исследований были использованы: прибор ИПЧ трехканальный; электроды на голову; электроды на руки; телефоны головные; фотовспышка; ЭВМ.

Принцип работы прибора ИПЧ, как прибора для измерения психофизиологического состояния человека состоит в следующем: на электроды ИПЧ устанавливается калиброванный металлический цилиндр, соединенный проводом с физиологическим электродом. Физиологический электрод подключается к кожным покровам человека, переменный импульсный потенциал подается на кожу, вызывая протекание тока в частотном диапазоне 1—10 МГц. Токи, проходящие через человека в пределах одного пакета импульсов напряжения, интегрируются и после аналого-цифрового преобразования выдаются в виде относительной величины на ЭВМ для последующей обработки.

Показания ИПЧ снимались при подключении комплекта головных электродов к точкам, расположенным верхней части основания черепа, справа и слева от темени. В соответствии с стандартом обозначения ЭКГ отведений правая часть головы (FC4, FC6, С4, С6); левая часть головы (FC5, FC3, С5, С6), эти отведения расположены над сенсомоторными областями и являются их проекциями. К правой и левой руке подключались электроды заземления. Показания ГРВ прибора снимались по четвертому (безымянному) пальцу левой руки. Общая инструкция для тестируемых представлена в приложении 3. Контингентом для исследований влияния тестов раздражителей на состояние человека служили 21 человек, возраст от 17 до 22 лет, 11 девушек и 10 юношей. Организация исследований. Эксперимент проходил в тихом отдельном помещении. Измерения реакций проводились при помощи ГРВ и ЙПЧ приборов. Прибор ИПЧ был настроен на автоматический режим автозапуска с интервалом 5 сек., длительность пакета импульсов составляла 0,3 сек., полярность импульса знакопеременная, напряжение разрядной емкости подбиралось индивидуально для каждого тестируемого в пределах 100—130 условных единиц напряжения, что соответствует 5,6—7,5 кВ на разрядном электроде. Длительность инструкций составляла 2 мин., длительность тестов и фона 4 мин. 45 сек., длительность последнего теста счет в уме варьировалась в пределах 4 мин 45 сек., до 8 мин., т.к. тестируемые справлялись с заданием за различное время. Все тесты выполнялись с закрытыми глазами, на время инструкции глаза открывались, перед тестируемыми была размещена картина с изображением горного пейзажа. Все исследования производились под наблюдением консультанта, специалиста физиолога. В приложении приведен протокол инструкций для тестируемых.

Похожие диссертации на Аппаратно-программный комплекс оценки психофизиологического состояния человека путем анализа высокочастотных токов с поверхности кожных покровов