Способ измерения электрокожного сопротивления

 

Изобретение относится к медицине, а именно к способам регистрации электрокожного сопротивления в психофизиологических исследованиях. С целью повышения точности первое измерение производят сразу же после наложения электродов на поверхность кожи, второе -.через 42 с - после первого, последующие измерения осуществляют произвольно в зависимости от потребностей, а действительное значение электрокожного сопротивления вычисляют по формуле R RI - ARz - 1, где Ц - действительное значение электрокожного сопротивления; RI - измеренная величина электрокожного сопротивления, полученная после второго измерения при последующих измерениях; Ra-1 - поправка к измененному значению электрокожного сопротивления, разность между значениями электрокожного сопротивления, полученными после второго и первого измерений. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з А 61 Н 39/00, А 61 В 5/05

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

R - % — ЛН2-1, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4752987/14 (22) 23.10.89 (46) 15.06.93. Бюл. Q 22 (71) Калининский политехнический институт и Научно-.исследовательский институт рефлексотерапии Всесоюзного научного центра медицинской реабилитации и физиотерапии (72) Н.И. Якименко, Ю.С. Асташкин, Ю.Г. Быстров, В. П. Злоказов и В. А. Загрядский (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1512563, кл. А 61 Н В 5/05, 1989. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОКОЖНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к медицине, а именно к способам регистрации электрокожного .сопротивления в психофизиологических исследованиях. С целью повышения

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам регистрации, электрокожного сопротивления в психофизиологических исследованиях.

Целью. изобретения является повышение точности измерения электрокожного со-. .противления.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения электрокожного сопротивления, включающем наложение измерительных электродов, пропускание между ними знакопостоянных стабилизированных импульсов электрического тока длительностью 200 — 380 мс плотностью от

7,1 мкА/см до 36,2 мкА/см, многократное измерение падения напряжения и вычисление электрокожного сопротивления; первое измерение проводят сразу же после нало„„ Ы„„1821195 А1 точности первое измерение производят сразу же после наложения электродов на поверхность кожи, второе — через 42 с— после первого, последующие измерения осуществляют произвольно в зависимости от потребностей, а действительное значение электрокожного сопротивления вычисляют по формуле R - R — Ьйг — 1, где й— действительное значение электрокожного сопротивления: Ri - измеренная величина электрокожного сопротивления, полученная . после второго измерения при последу:ощих измерениях; Rz-1 — поправка к измененному значению электрокожного сопротивления, разность между значениями электрокожного сопротивления, полученными после второго и первого измерений, 3 табл. жения электродов на поверхность кожи, второе через 42 с после первого, последующие измерения осуществляют произвольно в зависимости от потребностей, а действительное значение электрокожного сопротивления вычисляют по формуле где R — действительное значение электрокожного сопротивления;

Ri — измеренная величина электрокожного сопротивления, полученная после второго измерения, при последующих измерениях;

:Ь В2- — поправка к измеренному значению электрокожного сопротивления, раз-. ность между значениями электрокожного

1821195 сопротивления, полученными после второго . Прежде всего следует отметить значии первого измерений. тельный разброс в значениях электрокожНовым по отношению к способу-прото- . ного сопротивления для результатов, типу является то, что измерение электро- полученных по способу-прототипу, в преде-. кожного сопротивления до получения 5. лаходноговременногоряда. Причинаэтого результата предварительно проводится два разброса — в постепенном достижении элекраза: сразу после наложения электродов и трокожным сопротивлением зоны устаночерез интервал времени 42 с посЛе первого вившегося значения. измерения, а из результатов последующих В правой половине табл. 1, где приведеизмерений .вычитается1 полученная адди- 10 ны временные зависимости электрокожного тивная составляющая погрешности. Все это сопротивления при изменении заявляемым позволяет повышать точность измерения способом, можно отметить как существенэлектрокожного сопротивления, значение ную разницу между первым и вторым измекотороговэтомслучаенезависитотвозни- рениями, так и меньший разброс в кающих на границе раздела системы "алек- 15 значениях ЗКС, последующих после второтрод-кожа" переходных процессов. го, что объясняется выходом величины

При реализации способа электрокож- электрокожного сопротивления в зонуустаное сопротивление измеряли цифровым новившегося значения по истечении интер- прибором "Сигнал-РД" (5) многократно че- .вала времени между первым и вторым рез равноточные интервалы (2 с.). В этом 20 измерениями, случае реальная непрерывная зависимость.. Предложенный способ измерения: осуэлектрокожного сопротивления от време- ществляется следующим образом. ни заменялась дискретной, С точки зрения При локальном измерении электрокожфизиологии временному ряду электрокож- ного сопротивления электрод меньшей плоного сопротивления соответствует ограни- 25 щади (дифферентный) подключается к . ченная во времени электродермальная: минусовому выходу источника тока, затем реакция на слабый знакопостоянный ток, измерительные электроды (дифферентный и стабилизированный, например, на уровне индифферентный) устанавливают и .фикси5 мкА, при плотности тока не более 36,2 руют на поверхности кожи. На электроды мкА/см и длительностью импульса не более 30 подается напряжение и при этом через кож380 мс.. ные покровы между электродами протекает

В эксперименте, проведенном на 30-ти . стабилизированный ток плотностью между испытуемых в возрасте 18-35лет(мужчины . 7,1 — 36,2 мкА/см, после интервала времег и женщины). В каждой точке кожной поверх- - ни, заключенного между 200 — 380.мс произности в процессе измерения выполнено 28 35 водится первое измерение, через 42 с отсчетов значений электрокожного сопро-; снова подается напряжение, протекает тивления. Исследуемый параметр регистри- стабилизированный ток величиной с параровали в различных областях поверхности метрами, указанными выше и производиткожи; на ладони; предплечье, на лбу, груд- ся второе измерение. Далее определяется ной клетке, животе, натыльной поверхности 4о разница между значениями электрокожного кисти. сопротивления между вторым и первым изМатематическая обработка экспери- мерениями (Л R2-1). Каждое значение электментальных результатов. проводилась тра- . рокожного сопротивления, полученное при диционными методами элементарной . последующих измерениях, определяют ïóстатистики (6). 45. тем вычитания поправки Л йг-1 из измеренС учетом принятой в биологических ис- ного. значения. следованиях погрешностью 5$, время не- Пример реализации предлагаемого спообходимое показателю электрокожного соба измерения электрокожного сопротивсопротивления для достижения зоны уста- ления. новившегося значения составило 42 с. 50 было проведено обследований практиВ табл. 1 приведены эксперименталь- чески здорового спортсмена-тяжелоатлета ные результаты, позволяющие сопоставить 28 лет. Цель — изучить возможность оценки значения ЗКС, полученные при использова- воздействия физических нагрузок на органии разных способов измерения. - низм спортсмена по динамике электрокож55 .ного сопротивления (ЗКС) при многократАнализ и сопоставление временных Sa- ном измерении его в одной из информативвисимостей электрокожного сопротивле; ных точек акупунктуры (ТА), ния, приведенных в левой и правой частях . Исследования проводились в процессе таблицы для трех испытуемых показывает тренировочного занятия. Изучалось состоя.их существенно разный характер.

1821195

R = R! — ЛRg-1.

10

20 временных зависимостей: ЭКС на начальном участке (разница между первым и вторым измерениями составляет 261 кОм, в то время как разница между третьим и вторым. .3 - измерениями уже 20 кОм для условной нормы).

Сопоставление с величинами СКО по заявляемому способу, т. е. без начального участка временного ряда ЭКС, отражающего

40 влияние переходного процесса на результаты измерения, показывает существенное уменьшение o для основных участков временных зависимостей, что объективно свидетельствует об уменьшении погрешности

45 измерения, осуществляемого по заявляемому способу.

Расчетное значение t-критерия Стьюдента для обоих способов существенно превышают стандартные величины даже для .50 уровня значимости а= 0,1% при оценке воздействия физических нагрузок, что указывает на высокую достоверность метода многократных измерений ЭКС для оценки функционального состояния человека.

Причем, расчетное значение критерия для заявляемого способа 25 31 превышает ние спортсмена в условной норме (до начала тренировки) и после воздействия физических нагрузок (после тренировки).

Интенсивная дозированная физическая нагрузка задавалась в процессе тренировки в течение 1 ч при температуре воздуха около

16 С в секции штанги с нагрузкой, эквивалентной энергетическим затратам около

2000 Вт. Тренировка проводилась в спортивном зале при нормальной влажности и атмосферном давлении.

В качестве контроля при физической нагрузке и в условной норме использовались общепринятые физиологические показатели: частота сердечных сокращений (ЧСС); систологическое артериальное давление . (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД), а также расчетные показатели— пульсовое давление (ПД), ударный объем крови (УОК), минутный объем крови (МОК} (7)

Измерения ЭКС проводились многократно (и = 17) в одной из целесообразно выбранных TA — TRI (5), расположенной в области ногтевой фаланги левой кисти, Измерения осуществлялись с помощью портативного прибора "Сигнал-РД" (5). Базовый электрод укреплялся на наружной поверх- 2 ности правого запястья, активный — a обла-: сти точки ТЮ. Интервал между измерени- . ями составил Около 2 с.

Кожный покров обрабатывался непосредственно перед проведением измерений 3

95%-ным этиловым спиртом;

Все перечисленные показатели регист. рировались и рассчитывались непосредственно перед (условная норма) и сразу же после окончания занятия (нагрузка). Значения контрольных физиологических показателей приведены в табл. 2, Рост ЧСС, увеличение САД, ПД„УОК и равномерный рост МОК одновременно 3а счет. ПД и ЧСС (нормотоническая реакция) свидетельствуют об адекватности ответа сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку и позволяет говорить о том, что функциональное состояние спортсмена до тренировки отличается от его функционального состояния посл8 тренировки.

Измерения контрольных физиологических показателей при переходе в другое функциональное состояние сопровождаются уменьшением ЭКС.

В табл, 3 приведены значения ЭКС в состоянии условной нормы и после воздействия физических нагрузок.

В левой половине табл. 3 приведены временные ряды ЭКС, полученные до и после тренировки по способу-прототипу.

В правой половине таблицы — те же временные зависимости ЭКС. полученные расчетным способом по предлагаемой формуле где R — действительное значение ЭКС; Rl— измеренная величина ЭКС, полученная после 2-го измерения, при последующих измерениях; ЬRz-1 — поправка к измеренному значению ЭКС, вычисляемая как разность между значениями ЭКС, полученными после второго и первого измерений.

Каждый временной ряд обрабатывался затем методами элементарной статистики: определялось среднее значение ЭКС по всему ряду — Х, среднеквадратическое отклонение (СКО) — 0; ошибка среднего — тх, критерий достоверности Стьюдента — t (tpac . — расчетное значение критерия; t«â€” табличная величина критерия для уровня значимости а = 5%), Анализ результатов показывает снижение значений ЭКС в состоянии нагрузки по способу-прототипу с 1079,82 ««21,94 кОм до

621,88 +11,15 кОм, по заявляемому способу с 843,73 «8,61 до 590,6 «6,71 кО м, Как видно из таблицы уменьшаются и величины СКО с 90,47 до 43;13 по способу-:.,ро1отипу и с

33,36 до 26,00 по заявляемому спо,;лбу, Причем обращают на себя вчимание относительно большие значения CKQ для способа-прототипа, что обусловлено ходом

1821195 поверхность кожи, второе — через 42 с после первого, последующие измерения осуществляют произвольно в зависимости от потребностей, а действительное значение

5 электрокожного сопротивления вычисляют по формуле R = R — ЬRz->, где R - действительное значение электрокожного сопротивления;

Ri — измеренная величина электрокож10 ного сопротивления, полученная после второго измерения, при последующих измерениях;

Ь Rz-> — поправка к измеренному значению электрокожного сопротивления, раэ15 ность между значениями злектрокожного сопротивления, полученными после второго и первого измерений. величину трасч. для способа-прототипа—

18,61, что также подтверждает преимущество первого для распознавания функциональных состояний.

Формула изобретения

Способ измерения электрокожного сопротивления, включающий наложение измерительных электродов, пропускание между ними энакопостоянных стабилизированных импульсов электрического тока длительностью 200 — 380 мс, плотностью

7,1 мкА/см — 36,2 мкА/см, многократное измерение падения напряжения и вычисление электрокожного сопротивления, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, первое измерение производят сразу же после наложения электродов на

Таблица 1

Сравнительная оценка измерений ЭКС (в кОм) в одной из зон кожной поверхности разных испытуемых при съеме разными способами измерений

Способ-и ототип

Заявляемый способ

М исп.

М замера

ЬЬ 3

2

5

7

9

11

12

13

14

16

17

18

19

21

22

23

24 .

1462

1601

1643

1673

1683

1709

1723

1759

1776

1786

1798

1814

1819

1827

1823

1853

1859

1872

1887

1901

1904

1294

1372

1389

1417 1421

1414

1416

1466

1423

1433

1432

1436

1437

1438

1444

1444

1454

1446

1444

1449

1449

1454

1073

1273

1311

1369

1429

1467

1508

1543

1592

1618

1639

1684

1694

1717

1722

1739

1.756

1773

1782

1824

476

536

542

546

544

547

554

554

557

557

569

568

563

558

562

557

561

554

1509

1827

1836

1846

1856

1879

1888

1894

1898

1907

1937

1949

1928

1911

1926

1928

677

1039

1061.

1077

1097

1142

1129

1109

1106

1117

1133

1147

1131

1128

1142

1139

1147

1152

1821195 Продолжение табл.

Таблица 2

Физиологические показатели состояния сердечно-сосудистой системы спортсмена в состоянии условной нормы и после воздействия физических нагрузок

Та бл и ца 3

Сопоставление значений ЗКС и статистических параметров для способа-прототипа и заявляемого способа

1821195

Продолжение табл. 3

Ф

Составитель H. Якимейкр

Техред М.Моргентал Корректор М, Ткач

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2077 Тираж :: Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., 4/5