Устройство для регистрации кожно-гальванической реакции

 

Изобретение позволяет повысить точ ностьоценки психофизиологического состояния человека по кожно-гальванической реакции (КГР) путем определения относительного уровня фазической составляющей сигнала по сравнению с его тонической составляющей . Сигнал КГР снимается с электродов 2 и 3, к которым подключены выходы генератора 1 тока и входы предварительного усилителя 4. Нэ выходе выходного усилителя 5 выделяется преимущественно сигнал тонической составляющей КГР, так как уровень фазической составляющей весьма мал, по отношению к уровню тонической составляющей . Фазическая составляющая сигнала КГР выделяется фильтром 8 верхних частот и усиливается выходным усилителем 9. Сигнал, пропорциональный отношению уровней фазической и тонической составляющих сигнала КГР, формируется на выходе выходного усилителя 13 за счет действия схемы деления, образованной управляемым усилителем 7, дифференциальным усилителем 12, источником 11 опорного напряжения , усилителем 10 и фильтром 6 нижних частот. Блок 14 регистрации обеспечивает регистрацию выходных сигналов усилителей 5,9 и 13. 1 ил. (Л С ы ю ел 00 ю чэ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s А 61 В 5/05.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4774806/14 (22) 28.12.89 (46) 15.04.92. Бюл. М 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт общей и судебной психиатрии им.В.П.Сербского (72) П,П.Шевьев(53) 615.47 (088.8) (56) Слынько П.П. Основы низкочастотной кондуктометрии в биологии. М.: Наука, 1972, с.50 —,52.

Ефимова Г.В., Подклетнова И.М. Исследование функционального состояния человека-оператора в условиях выработки умственного навыка. — В кн.; Методика и техника психофизиологических исследований операторской деятельности. M.: Наука, 1984, с.64-70.

Буткевич Х.Ю., Спивак Ю.Г., Семочкин

И.А, Портативный прибор для раздельной регистрации тонической и фазической реакций электрического сопротивления кожи.

Вопросы психологии, 1978, М 6, с.125 — 128.

Авторское свидетельство СССР

N. 1217340, кл. А 61 В 5/05, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

КОЖНО-ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ

„„ Ц „„1725829 А1 (57) Изобретение позволяет повысить точность оценки психофизиологического состояния человека по кожно-гальванической реакции (КГР) путем определения относительного уровня фазической составляющей сигнала по сравнению с его тонической составляющей. Сигнал КГР снимается с электродов 2 и 3, к которым подключены выходы генератора 1 тока и входы предварительного усилителя 4. На выходе выходного усилителя 5 выделяется преимущественно сигнал тонической составляющей КГР, так как уровень фазической составляющей весьма мал, по отношению к уровню тонической составляющей, Фазическая составляющая сигнала КГР выделяется фильтром 8 верхних частот и усиливается выходным усилителем

9. Сигнал, пропорциональный отношению уровней фазической и тонической составляющих сигнала КГР, формируется на выходе выходного усилителя 13 за счет действия схемы деления, образованной управляемым усилителем 7, дифференциальным усилителем 12, источником 11 опорного напряжения, усилителем 10 и фильтром 6 нижних частот. Блок 14 регистрации обеспечивает регистрацию выходных сигналов усилителей 59 и 13. 1 ил.

1725829

15

55

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может быть использовано для оценки изменения психофизиологического состояния человека.

Значительное повышение информативности этой оценки дает раздельная регистрация тонической и фазической составляющих сигнала кожно-гальванической реакции (КГР). Тоническая составляющая — медленное изменение электропроводимости кожи, обусловленное постоянно существующими и медленно изменяющимися ее фазическими и биологическими свойствами. Фазическая составляющая — это быстро протекающие изменения кожной электропроводимости, вызываемые определенным раздражителем. Фазические изменения происходят на фоне тонических, Тоническая и фазическая составляющие сигнала КГР различаются частотным спектром. Основная часть энергии тонической составляющей сигнала лежит в частотном диапазоне от 0 до 0,05 Гц, а энергия фазической составляющей — в диапазоне от

0,05 до 1 — 2 Гц. При регистрации КГР измерением кожной электропроводимости амплитуда фаэической составляющей по величине не превышает 3-5% от величины тонической составляющей.

Существенным фактором, требующим учета при регистрации КГР методом измерения электропроводимости кожи, является зависимость получаемых результатов от ве. личины рабочей площади используемых электродов, которая, как показано, зависит не только от их площади, но и от силы прижатия к поверхности кожи. Это значительно усложняет получение воспроизводимых результатов измерения при неоднократном наложении электродов.

В то же время, известна и практически используется получаемая расчетным путем оценка фазической составляющей сигнала

КГР в процентах от величины тонической составляющей, Ценность такой оценки заключается, прежде всего, в ее независимости от площади используемых электродов.

Известны различные устройства для регистрации КГР, в том числе позволяющие регистрировать раздельно тоническую и фазическую составляющие сигнала КГР (например, устройство для раздельной регистрации тонической и фазической реакций электрической проводимости кожи, которое содержит генератор тока, ФНЧ, усилитель тонической составляющей реакции, ФВЧ и усилитель фазической составля-. ющей реакции.

Из известных устройств для регистрации КГР наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является устройство, описанное и выбранное в качестве прототипа. Известное устройство содержит генератор тока, предусилитель, блок сравнения, усилитель, Оно позволяет разделять сигнал КГР на тоническую и фазическую составляющие и получать на выходе сигналы, пропорциональные кожному сопротивлению и изменению кожного сопротивления.

Кроме того. это устройство позволяет получать сигнал, пропорциональный отношению 5 R/R1, где 81 — дискретно изменяющийся уровень сигнала, соответствующий одному из поддиапазонов измерения.

Существенным недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет получать непосредственно на его выходе сигнал, выражающий отношение (в т.ч, выраженное в процентах) фаэической составляющей сигнала КГР .к тонической составляющей, что снижает точность оценки результатов психофизиологических исследований .

Цель изобретения — повышение точности оценки психофизиологического состояния человека по кожно-гальванической реакции путем определения относительного уровня фазической составляющей сигнала по сравнению с его тонической составляющей.

На чертеже изображена функциональная схема устройства для регистрации кожно-гальванической реакции.

Устройство содержит генератор 1 тока, электроды 2 и 3, предварительный усилитель 4, выходные усилители 5, 9 и 13, фильтр

6 нижних частот, управляемый усилитель 7, фильтр 8 верхних частот, усилитель 10, источник 11 опорного напряжения, дифференциальный усилитель 12 и блок 14 регистрации, Устройство работает следующим образом, Электроды 2 и 3 накладываются на кожу пациента, образуя измерительную цепь. В результате прохождения тока от генератора

1 через измерительную цепь на выходе предварительного усилителя 4 появляется напряжение, пропорциональное сопротивлению кожи. Это напряжение поступает на выходной усилитель 5, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный тонической составляющей КГР. С выхода предварительного усилителя 4 сигнал поступает через фильтр 8 верхних частот на

1725829

Составитель fl. Шевьев

Техред М. Моргентал Корректор И;Муска

Редактор М.Товтин

Заказ 1215 Тираж 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 выходной усилитель 9, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный фазической составляющей КГР. С выхода предварительного усилителя 4 сигнал также поступает на управляемый усилитель 7, выход которого соединен с прямым входом дифференциального усилителя 12. На инверсный вход дифференциального усилителя 12 поступает постоянное напряжение от источника 11 опорного напряжения. Сложение этих сигналов обеспечивает на выходе усилителя 12 выделение фазической составляющей сигнала КГР, С выхода усилителя 12 сигнал поступает в цепь частотно-зависимой обратной связи, воздействующей науправляемый усилитель 7 и на выходной усилитель 13, выходной сигнал которого выражает величину фазической составляющей в процентах от тонической. Цепь частотнозависимой обратной связи образована усилителем 10 и фильтром 6 нижних частот, который не пропускает полосу частот фазической составляющей сигнала КГР, Сигнал, полученный с выхода фильтра 6 нижних частот, управляет усилитель 7 таким образом, что сигнал КГР, поступающий на дифференциальный усилитель 12, имеет постоянный уровень тонической составляющей, равный и противоположный по знаку выходному напряжению источника

11 опорного напряжения, Выходные сигналы усилителей 5,9 и 13 регистрируются в блоке 14 регистрации.

Формула изобретения

Устройство для регистрации кожногальванической реакции, содержащее усилитель, предварительный усилитель, 5 первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам генератора тока и первому и второму электродам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения. точности оценки психо10 физиологического состояния человека по кожно-гальванической реакции путем определения относительного уровня фазической составляющей сигнала по сравнению с его тонической составляющей, оно содержит

15 три выходных усилителя, фильтр верхних частот, источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель, управляемый усилитель, фильтр нижних частот и блок регистрации, при этом выход предваритель20 ного усилителя подключен к входам первого выходного усилителя, управляемого усилителя и фильтра верхних частот, выход которого соединен с входом второго выходного усилителя, выход управляемого усилителя

25 подключен к прямому входу дифференциального усилителя, инверсный вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход подключен к входам усилителя и третьего выходного усилителя, 30 выход усилителя через фильтр нижних частот подключен к входу управления управляемого усилителя, а выходы всех выходных усилителей соединены с соответствующими входами блока регистрации.