RU2088154C1

RU2088154C1 - Device for carrying out physiological studies

Info

Publication number: RU2088154C1
Application number: RU94035521A
Authority: RU
Inventors: Борис Михайлович Жигульский; Анатолий Сергеевич Гвоздецкий; Альбино Антонович Ариас
Original assignee: Борис Михайлович Жигульский; Анатолий Сергеевич Гвоздецкий; Альбино Антонович Ариас
Priority date: 1994-09-23
Filing date: 1994-09-23
Publication date: 1997-08-27
Also published as: RU94035521A

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has unit 1 for measuring physiological parameters , unit 2 of amplifiers, analog switch device 3, analog-to digital converter 4, computer 5, display 6, response answer unit 7, electrode unit 8, constant current sources switching unit 9, differential amplifier 10, scaler 11, constant current sources 12 and 13, unit 14 for controlling amplification and band width of the scaler. EFFECT: enhanced effectiveness of treatment. 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при проведении диагностических исследований, при профотборе, в тренажерах, при обеспечении оптимальной деятельности операторов, при психофизиологических исследованиях. The invention relates to medical equipment and can be used in diagnostic studies, in professional selection, in simulators, while ensuring the optimal activity of operators, in psychophysiological studies.

Известно устройство для физиологических исследований, содержащее блок измерения физиологических параметров, блок усилителей, аналоговый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, компьютер и дисплей, соединенные последовательно, а также блок ответной реакции, подключенный к входу компьютера, и блок электродов. A device for physiological research is known, comprising a unit for measuring physiological parameters, an amplifier unit, an analog switch, an analog-to-digital converter, a computer and a display connected in series, as well as a response unit connected to the input of the computer, and an electrode unit.

Однако, данное устройство имеет низкую помехозащищенность при проведении биопотенциальных измерений. However, this device has low noise immunity during biopotential measurements.

Цель изобретения повышение помехозащищенности, снижение значений измерительного тока при проведении физиологических исследований. The purpose of the invention is improving noise immunity, reducing the values of the measuring current during physiological studies.

Цель достигается тем, что в устройство для физиологических исследований, содержащее блок измерений физиологических параметров, блок усилителей, аналоговый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, компьютер и дисплей, соединенные последовательно, а также блок ответной реакции, подключенный к входу компьютера, и блок электродов, дополнительно введены два источника постоянного тока, коммутатор источников постоянного тока, дифференциальный усилитель, масштабный усилитель и блок управления усилением и полосой пропускания масштабного усилителя, причем источники постоянного тока через коммутатор источников постоянного тока соединены с входами дифференциального усилителя, выходы компьютера соединены с управляющими входами коммутатора источников постоянного тока и аналогового коммутатора, а также через блок управления усилением и полосой пропускания масштабного усилителя с управляющим входом масштабного усилителя, кроме того, выходы блока электродов соединены с входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом масштабного усилителя, выход которого соединен с входом аналогового коммутатора. The goal is achieved by the fact that in a device for physiological research, containing a unit for measuring physiological parameters, an amplifier unit, an analog switch, an analog-to-digital converter, a computer and a display connected in series, as well as a response unit connected to the input of the computer, and an electrode unit, additionally introduced two DC sources, a switch of DC sources, a differential amplifier, a scale amplifier and a gain and bandwidth control unit about the amplifier, and the DC sources through the switch of the DC sources are connected to the inputs of the differential amplifier, the computer outputs are connected to the control inputs of the switch of the DC sources and the analog switch, as well as through the control unit for gain and bandwidth of the scale amplifier with the control input of the scale amplifier, except Moreover, the outputs of the electrode block are connected to the inputs of a differential amplifier, the output of which is connected to the input of a large-scale amplifier, the output otorrhea connected to the input of the analog switch.

На чертеже изображена блок-схема устройства для физиологических исследований. The drawing shows a block diagram of a device for physiological research.

Устройство для физиологических исследований содержит блок 1 измерения физиологических параметров, блок 2 усилителей, аналоговый коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, компьютер 5, дисплей 6, блок 7 ответной реакции, блок 8 электродов, коммутатор 9 источников постоянного тока, дифференциальный усилитель 10, масштабный усилитель 11, источники 12, 13 постоянного тока, блок 14 управления усилением и полосой пропускания масштабного усилителя. A device for physiological research comprises a unit 1 for measuring physiological parameters, a unit 2 for amplifiers, an analog switch 3, an analog-to-digital converter 4, a computer 5, a display 6, a response unit 7, a unit 8 for electrodes, a switch 9 for direct current sources, a differential amplifier 10, a scale amplifier 11, DC sources 12, 13, a gain and bandwidth control unit 14 of the scale amplifier.

Устройство используют следующим образом. The device is used as follows.

На испытуемом устанавливают датчики физиологических параметров и электроды согласно методике проводимых исследований. Включают устройство и по команде с компьютера 5 проводят съем физиологических параметров с помощью блока 1 измерения физиологических параметров. При этом полученные сигналы передаются через блок 2 усилителей, аналоговый коммутатор 3 и аналого-цифровой преобразователь в компьютер 5, где они обрабатываются и результаты передаются на дисплей 6. Sensors of physiological parameters and electrodes are installed on the subject according to the methodology of the studies. The device is turned on and, on a command from computer 5, physiological parameters are removed using unit 1 for measuring physiological parameters. In this case, the received signals are transmitted through the amplifier unit 2, an analog switch 3 and an analog-to-digital converter to computer 5, where they are processed and the results are transmitted to display 6.

Затем по команде с компьютера 6 аналоговый коммутатор 3 подключает к аналого-цифровому преобразователю 4 выход масштабного усилителя 11, а также задается режим измерения разности потенциалов электроаномальных зон кожи. При этом коммутатор 9 отключает источники постоянного тока I₁ и I₂ от входов дифференциального усилителя 10, а блок 4 управления задает соответствующий режим усиления масштабного усилителя 11. Измеренная разность потенциалов U_вых=(Φ₁-Φ₂) (1) через аналоговый коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь 4 поступает в память компьютера 5. Далее по команде компьютера 5 проводится измерение электрокожного сопротивления под одним из электродов R $\binom{к}{э}$ путем подключения к одному из входов дифференциального усилителя 10 через коммутатор 9 одного из источников постоянного тока и задания соответствующего режима масштабного усилителя 11. Величина U_вых=(Φ₁-Φ₂)+kR_э1 (2) через аналого-цифровой преобразователь 4 вводится в память компьютера. Аналогичным способом измеряется величина U_вых= Φ₁-Φ₂+kR_э2 (3) под другим электродом дифференциального усилителя путем подключения другого источника постоянного тока и отключения первого источника постоянного тока. Затем компьютер, используя выражения (1), (2), (3), где

,
К коэффициент, равный измерительному току I₁ в выражении (2) или I₂ в выражении (3), вычисляет разность потенциалов и электрокожные сопротивления R_э1, R_э2 в местах наложения электродов, подключенных к дифференциальному усилителю 10, запоминает их и отображает на экране дисплея 6. Далее процесс повторяется.Then, on a command from computer 6, the analog switch 3 connects the output of the scale amplifier 11 to the analog-to-digital converter 4, and also sets the mode of measuring the potential difference of the electroanomalous zones of the skin. In this case, the switch 9 disconnects the direct current sources I ₁ and I ₂ from the inputs of the differential amplifier 10, and the control unit 4 sets the corresponding amplification mode of the scale amplifier 11. The measured potential difference U _out = (Φ ₁ -Φ ₂ ) (1) through the analog switch 3, the analog-to-digital converter 4 enters the memory of computer 5. Next, at the command of computer 5, the measurement of electric skin resistance under one of the electrodes R

\binom{to}{uh}

by connecting to one of the inputs of the differential amplifier 10 through the switch 9 one of the direct current sources and setting the corresponding mode of the large-scale amplifier 11. The value of U _out = (Φ ₁ -Φ ₂ ) + kR _e1 (2) is input through an analog-to-digital converter 4 into computer memory. In a similar way, the value of _Uout = Φ ₁ -Φ ₂ + kR _e2 (3) is measured under another electrode of the differential amplifier by connecting another DC source and disconnecting the first DC source. Then the computer using the expressions (1), (2), (3), where

,
To the coefficient equal to the measuring current I ₁ in the expression (2) or I ₂ in the expression (3), calculates the potential difference and electrical _skin resistance R _e1 , R _e2 in the places of application of the electrodes connected to the differential amplifier 10, remembers them and displays on the screen display 6. The process is then repeated.

Регистрация ЭКГ происходит в режиме отключенных источников 12, 13 постоянного тока и включения масштабного усилителя 11 в режим усилителя переменного тока с соответствующим коэффициентом усиления. ECG registration occurs in the mode of disconnected sources 12, 13 of direct current and the inclusion of a large-scale amplifier 11 in the mode of an alternating current amplifier with a corresponding gain.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет регистрировать необходимые электрофизиологические характеристики для оценки нервно-психических напряжений человека, используя три электрода вместо 6 7 электродов, один входной дифференциальный усилитель вместо четырех (для каждого измеряемого электрофизиологического параметра). Thus, the proposed device allows you to register the necessary electrophysiological characteristics to assess the neuropsychic stresses of a person using three electrodes instead of 6 7 electrodes, one input differential amplifier instead of four (for each measured electrophysiological parameter).

После измерения необходимых электрофизиологических параметров по команде с компьютера 5 испытуемому могут быть представлены психологические тесты на дисплее 6. Эти тесты служат для количественного определения параметров сенсомоторной реакции, состояния оперативной памяти и других психофизиологических показателей. After measuring the necessary electrophysiological parameters, on a command from computer 5, the test subject can be presented with psychological tests on display 6. These tests are used to quantify the parameters of the sensorimotor reaction, the state of RAM, and other psychophysiological parameters.

Ответы испытуемого через блок 7 ответной реакции поступают в компьютер 5, где проводится анализ результатов исследования и определение работоспособности испытуемого. The responses of the test subject through the block 7 of the response are received in the computer 5, where the analysis of the results of the study and determine the health of the test subject.

По окончании психологического тестирования вновь снимают физиологические параметры состояния испытуемого и проводят анализ этого состояния на компьютере 5. At the end of psychological testing, the physiological parameters of the subject’s state are again removed and the state is analyzed on computer 5.

Устройство для физиологических исследований обеспечивает повышение помехозащищенности при снятии электрофизиологических характеристик, снижение измерительного тока до уровня, исключающего стимуляцию пациента и не влияющего на процесс измерения уровня нервно-психологического напряжения человека, а также обеспечивает измерение различных электрофизиологических характеристик при значительно уменьшенном объеме аппаратной части диагностического комплекса. A device for physiological studies provides increased noise immunity during removal of electrophysiological characteristics, a decrease in the measuring current to a level that excludes stimulation of the patient and does not affect the process of measuring the level of neuropsychological stress of a person, and also provides the measurement of various electrophysiological characteristics with a significantly reduced volume of the hardware of the diagnostic complex.

Claims

A device for physiological research, comprising a unit for measuring physiological parameters, an amplifier unit, an analog switch, an analog-to-digital converter, a computer and a display connected in series, as well as a response unit connected to the input of the computer, and an electrode unit, characterized in that it has two DC sources, a switch for DC sources, a differential amplifier, a large-scale amplifier and a control unit for amplification and bandwidth of a large-scale amplifier, m DC sources through a switch of DC sources connected to the inputs of a differential amplifier, the computer outputs are connected to the control inputs of a switch of DC sources and an analog switch, as well as a gain and bandwidth control unit for a large-scale amplifier with a control input for a large-scale amplifier, in addition, block outputs electrodes are connected to the inputs of a differential amplifier, the output of which is connected to the input of a large-scale amplifier, the output of which is connected to the input analog switch.