УКРАЇНА (19) UA(11) 20874

(51)6 A 61 В 5/16

(IЗ) А

ДЕРЖАВНЕ
ПАТЕНТНЕ
ВIДОМСТВО

ОПИС ДО ПАТЕНТУ

НА ВИНАХIД

 
 

без проведення експертизи по сутi на пiдставi
Постанови Верховної Ради України No 3769-Х11 вiд
23.Х11.
1993 p.

Публiкується в редакцiї
заявника

(54) СПОСIБ АКТИВНОГО БIОАДАПТИВНОГ0 РЕГУЛЮВАННЯ ПСИХОФIЗIОЛОГIЧНОГО СТАНУ ТА ПРИСТРIЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДIЙСНЕННЯ


(21)96052105
(22) 28.05.96 (24)07.10.97
(46)27.02.98. Бюл. No 1
(47)07.10.97
(72) Тесленко Анатолiй Iванович, Шуклiн Дмитро Євгенович
(73) Харкiвський державний технiчний унiверситет радiоелектронiки

(57) 1. Способ активного биоадаптивного регулирования психофизиологического состояния. заключающийся в измерении неконтролируемого пациентом и периодически изменяющегося физиологического параметра, его непрерывной регистрации в течение доверительного интервала времени, преобразовании в выходной пассивный сигнал в сенсорной и/или символической форме, воспринимаемый пациентом сознательно и управляемый пациентом по типу .биологической обратной связи в сторону нормализации, отличающийся тем, что

введен активный сигнал, воспринимаемый подсознанием пациента, реализованный в виде раздражающих нервную систему воздействий, при этом величину, длительность и момент воздействий определяют в зависимости от требуемого психофизиологического воздействия, текущего состояния организма человека, норм контролирующих безопасность активного регулирования и мгновенного значения регулируемых параметров.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что для активного биоадаптивного регулирования временных физиологических параметров, величину и длительность активного воздействия выбирают в зависимости От психофизиологических характеристик пациента, а момент воздействия определяют автоматически, при этом воздействие происходит в момент отстоящий от момента возникновения биоимпульса на величину задержки, вычисляемую по формуле:

  REL CNT= {
IDEAL-LATE , |MID-IDEAL| < DELTA    
MID+DELTA-LATE , |MID-IDEAL| ≥ DELTA , MID<IDEAL
MID-DELTA-LATE , |MID-IDEAL| ≥ DELTA , MID>IDEAL
   
где REL CNT - длительность интервала задержки стимулирующего воздействия;
IDEAL - требуемое значение физиологического параметра;
MID - усредненное значение физиологического параметра в течение доверительного интервала времени;
DELTA - максимально допустимая разность между текущим значением физиологи-ческого параметра и стимулирующим воздействием;
LATE - ожидаемая задержка реакции нервной системы на стимулирующее воздействие.

3. Устройство активного биоадаптивного регулирования психофизиологического состояния, содержащее электроды, соединенные со входом блока измерения физиологического параметра и аналогово-цифро-вой преобразователь, отличающееся тем, что в него введен блок анализа-управления, и блок воздействий, причем блок ана-

 

3 20874 4
лиза-управления состоит из модуля усреднения физиологического параметра, модуля вычисления длительности интервала задержки стимулирующего воздействия, модуля управления активным воздействием, модуля управления пассивным воздействием, при этом выход блока измерения физиологического параметра связан с входом аналогово-цифрового преобразователя, выход которого связан с входом модуля усреднения физиологического параметра, выход которого связан с входом модуля вычисления длительности интервала задержки стимулирующего воздействия, выход которого связан с входом модуля управления активным воздействием, синхронизирующий вход мо дуля управления активным воздействием связи с выходом аналогово-цифрового преобразователя, вход модуля управления пассивным воздействием связан с выходом аналого-цифрового преобразователя, выходы модуля управления активным воздействием и модуля управления пассивным воздействием связаны с входами блока воздействий.

4. Устройство по п.З, отличаю ще е-с я тем, что блок воздействий выполнен в виде шлема виртуальной реальности.

5. Устройство по п.4, отличающее-с я тем, что блок анализа-управления выполнен в виде электронной вычислительной машины.


Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может быть использовано для диагностики и лечения заболева-ний терапевтического профиля с применением биологической обратной связи.

Известен способ с биологической обратной связью [Патент США No 4632126, кл. А 61 В 5/04,1986].

В качестве оцениваемого физиологического параметра в рассматриваемом способе брали температуру руки пациента. Способ реализуют следующим образом,

Контролируемый внутренне мотивированный физиологический параметр (F) пациента измеряют и преобразуют в электрический сигнал, из которого формируют сигналы положительной и отрицательной полярности, по величине пропорциональные каждый корневой квадратичной функции отклонения контролируемого параметра от опорной линии, соответстоен-но сигналы F0.5 и F0.5, Сформированными сигналами положительной полярности (F0.5) модулируют определенные звуковые (А) и видеосигналы (V), а отрицательной полярности (FJ) - сигнал (N) "белого" шума по трем автономным трактам, получая соответственно лромодулированные сигналы А1, VI, NI. Промодулированные сигналы А1, VI используют как слуховые и зрительные стимулы, а сигналы NI - как маскирующий сигнал "белого" шума. Затем суммируют (смешивают) сигналы NI автономно с сигналами А) и VI, получая соответственно звуковой (AI+NI) и зрительный (AI+VI) сенсорные стимулы -раздражители, представляемые испытуемому посредству пары радиотелефонов и цвет

ного экрана. В рассматриваемом способе на пациента воздействуют звуковыми и визуальными стимулами-раздражителями, как в отдельности так и совместно. Звуковые сигналы создает голос, повторяющий фразу, замаскированную белым шумом. Визуальное изображение состоит из человеческого лица, замаскированного помехами типа "снег" (мерцающие пятнышки на темном фоне). Если испытуемый изменяет контролируемый физиологический параметр в нужном направлении, проводят постепенную демаскировку голоса или лица, в противном случае, производят искажение указанных стимулов. В процессе сеанса измеряют соотношении "сигнал-шум" (S/N) - это или отношение AI/NI, или VI/NI. Окончательное значение отношения S/N ("сигнал-шум") используют как показатель мотивации в процессе эксперимента, оценивающий эффективность способа,

Однако указанный способ обладает существенным недостатком не позволяет использовать Подсознание пациента, которое, как известно, оказывает существенное влияние на функционирование внутренних органов человека. Подсознание оказывается выключенным из процесса биоадаптивного регулирования, что значительно снижает его эффективность.

К числу недостатков рассматриваемого способа следует также отнести низкую точность регулирования, обусловленную неадекватностью представляемых испытуемому сенсорных стимулов. Базирование способа на использовании маскирующих голос звуковых помех и визуальных мерцающих помех типа "снег" на темном экране

 

5 20874 6
приводит к нагрузке испытуемого дополни-тельной раздражающей информацией, что может вызвать быстрое утомление и не только снижение мотивации, но и чувство неприязни к обучению.

Наиболее близким к заявляемому способу по совокупности признаков является способ биодаптивного регулирования психофизиологического состояния [Патент РФ No 2029496, кл. А 61 В 5/16].

Для испытуемого предварительно определяют физиологическую норму измеряемого параметра, с которой сравнивают текущие действительные значения параметра в процессе сеанса биоадаптивного регулирования, преобразуемые в эффективные сенсорные сигналы, предъявляемые испытуемому для управления, а также в удобную символическую форму изображения для контроля степени отклонения параметра от нормы, по которой осуществляют дифференцированную оценку неполноценности физиологического параметра и в зависимости от этого назначают дифференцированное лечение в виде дозированных сеансов биологической обратной связи или сочетания их с медикаментозной терапией.

Используя ряд приемов, пациент пытается изменить изображение на экране так, чтобы, например, его величина, форма, цвет были бы похожи на образец. Причем чем ближе значение физиологического параметра к требуемому, тем ближе изображение на экране к образцу. Полное совпадение изображения и образца означает полное соответствие значения физиологического параметра требуемому. В число приемов, используемых пациентом, входят известные методы аутотренинга, контроля дыхания, активации фантазии и воображения.

Однако указанный способ обладает существенным недостатком не позволяет использовать подсознание пациента, которое, как известно, оказывает существенное влияние на функционирование внутренних органов человека. Подсознание оказывается выключенными из процесса биоадаптивного регулирования, что значительно снижает его эффективность. Кроме того, у некоторых

людей фиксация внимания препятствует проведению сеанса биоадаптивного регулирования, например при регулировании кар-диоинтервала.

Задачей заявляемого изобретения является создание такого способа, в котором введение активного сигнала позволит использовать возможности воздействия на подсознание пациента для достижения поставленной цели - существенно повысить эффективность биоадаптивного регулирования психофизиологического состояния и при этом гарантировать безопасность пациента от перегрузок.

Такой технический результат может быть достигнут тем, что в способ биоадаптивного регулирования психофизиологического состояния, заключающиеся в измерении неконтролируемого пациентом и периодически изменяющегося физиологического параметра, его непрерывной регистрации в течение доверительного интервала времени, преобразовании в выходной пассивный сигнал в сенсорной и/или символической форме, воспринимаемый пациентом сознательно и управляемый пациентом по типу биологической обратной связи в сторону нормализации, введен активный сигнал, воспринимаемый подсознанием пациента, реализованный в виде раздражающих нервную систему воздействий, при этом величину, длительность и момент воздействий определяют в зависимости от требуемого психофизиологического воздействия, текущего состояния организма человека, норм, контролирующих безопасность активного регулирования, и мгновенного значения регулируемых параметров.

Для активного биоадаптивного регулирования временных физиологических параметров, например кардиоинтервала или ритмов головного мозга, величину и длительность активного воздействия выбирают в зависимости от психофизиологических характеристик пациента, а момент воздействия определяют автоматически, при этом воздействие происходит в момент, отстоящий от момента возникновения биоимпульса на величину задержки, вычисляемую по формуле

  REL CNT= {
IDEAL-LATE , |MID-IDEAL| < DELTA    
MID+DELTA-LATE , |MID-IDEAL| ≥ DELTA , MID<IDEAL
MID-DELTA-LATE , |MID-IDEAL| ≥ DELTA , MID>IDEAL
   
где REL CNT - длительность интервала задержки стимулирующего воздействия; '

IDEAL-требуемое значение физиологического параметра;

MID - усредненное значение физиологического параметра в течение доверительного интервала времени;

DELTA - максимально допустимая разность между текущим значением физиологи-

 

7 20874 8
ческого параметра и стимулирующим воздействием;

LATE - ожидаемая задержка реакции нероной системы на стимулирующее воздействие.

Безопасность регулирования достигается путем введения ограничения на разность между текущим значением физиологического параметра и интервалом стимулирующего воздействия DELTA. Задержка реакции нервной системы на стимулирующее воздействие учитывается параметром LATE. Таким образом длительность интервала задержки стимулирующего воздействия не может отстоять от среднего текущего значения физиологического параметра на величину более чем . DELTA+LATE. Этим обеспечивается защита организма пациента от перегрузок связанных чрезмерным возрастанием интенсивности стимулирующего воздействия при невосприимчивости к нему пациента. Защита от чрезмерной эффективности регулирования, в случае сильной восприимчивости пациента к стимулирующим воздействиям обеспечивается регулированием числа импульсов по которым происходит усреднение кардиоинтервала. Благодаря этому происходит задержка реагирования и плавное изменение параметров стимулирующих воздействий при резком изменении физиологического параметра пациента.

Известно устройство биоадаптивного регулирования [Авт. св. СССР No 1296112, кл. А 61 В 5/00, 1986], содержащее реограф с электродами, индикатор нуля, активный детектор, блок подавления артефактов, ус-реднитель площади реографической кривой, блок переключения, дополнительные последовательно соединенные с реографом, фильтр нижних частот и повторитель сигналов, а также N каналов, содержащих последовательно включенные реограф с электродами, фильтр нижних частот и повторитель сигналов, блок регистрации, коммутатор измерительных каналов, усилитель, активный полосовой фильтр и активный ре-жекторный фильтр, графопостроитель и последовательно соединенные с блоком переключения блок формирования начального цвета экрана, аналого-цифровой преобразователь, блок управления, блок регистров сдвига, запоминающее устройство, блок усилителей мощности и визуальный экран. .

Недостатками рассматриваемого уст-ройства являются недостаточная эффективность биоадаптивного регулирования, так как устройство не позволяет использовать подсознание пациента, и недостаточная эф

фективность представления действительных значений измеряемого физиологического параметра, выражающая в том, что эти значения представляются только в виде изменяющейся площади цветового поля визуального экрана и затрудняющая проведение оперативной экспресс-оценки степени отклонения измеряемого физиологического . параметра от нормы.

Наиболее близким к заявляемому способу по совокупности признаков является устройство биоадаптивного регулирования психофизиологического состояния [Патент РФ No 2029496, кл. А 61 В 5/16].

Устройство содержит последовательно соединенные блок измерения и регистрации параметра, функциональный преобразователь физиологического параметра, аналого-цифровой преобразователь, блок предъявления сенсорного сигнала обратной связи, а также электроды, соединенные с входом блока измерения и регистрации параметра, и бок формирования доверительных интервалов времени измерения физиологического параметра, вход которого соединен с выходом функционального преобразователя физиологического параметра. а выход - с выходом блока измерения и регистрации параметра, последовательно соединенные оптический передающий блок, оптический приемный блок, формирователь сенсорного сигнала и символического изображения действительных значений измеряемого физиологического параметра, выход которого соединен с входом блока предъявления сенсорного сигнала обратной связи.

Недостатками рассматриваемого устройства являются недостаточная эффективность биоадаптивного регулирования, так как устройство не позволяет использовать подсознание пациента, и недостаточная эффективность воздействия на сознание пациента, что связанно с низкой наглядностью нестереоскопических устройств отображения аудио- и видеоинформации.

В основу изобретения положена задача , создания такого устройства, в котором введение блока воздействий и блока анализа-управления позволит влиять на подсознание пациента что существенно повысит эффективность биоадаптивного регу-лирования психофизиологического состояния и при этом гарантирует безопасность пациента от перегрузок.

Такой технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее электроды, соединенные со входом блока измерения физиологического параметра и аналогово-цмфровой преобразователь, вве-

 

9 20874 10
ден блок анализа-управления, и блок воздействий, причем блок анализа-управления состоит из модуля усреднения физиологического параметра, модуля вычисления длительности интервала задержки стимулирующего воздействия, модуля управления активным воздействием, модуля управления пассивным воздействием, при этом выход блока измерения физиологического параметра связан с входом аналогово-цифрового преобразователя, выход которого связан с входом модуля усреднения физиологического параметра, выход которого связан с входом модуля вычисления длительности интервала задержки стимулирующего воздействия, выход которого связан с входом модуля управления активным воздействием, синхронизирующий вход модуля управления активным воздействием связан с выходом аналогово-цифрового преобразователя, вход модуля управления пассивным воздействием связан с выходом аналогово-цифрового преобразователя, выходы модуля управления активным воздействием и модуля управления пассивным воздействием связаны с входами блока воздействий.

Блок воздействий выполнен в виде шлема виртуальной реальности. Применение шлама виртуальной реальности в качестве блока воздействий позволит значительно увеличить эффективность как пассивного так и активного биоадаптивного регулирования, что связано с возможностью применения стереоскопических аудио- и видеосигналов. Причем стереоскопические сигналы могут быть как активными так и пассивными, как сенсорными так и символическими.

Блок анализа-управления выполнен в виде электронной вычислительной машины, причем модули можно реализовать программно. Это позволит существенно сократить аппаратную часть устройства, заменив ее математической моделью.

На чертеже представлена структурная схема устройства для осуществления способа активного биоадаптивного регулирования.

Устройство содержит электроды 1, блок измерения физиологического параметра 2, аналогово-цифровой преобразователь 3, блок анализа-управления 4, блок воздействий 5, причем блок анализа-управления состоит из модуля усреднения физиологического параметра 6, модуля вычисления длительности интервала задержки стимулирующего воз

действия 7, модуля управления активным воздействием 8, модуля управления пассивным воздействием 9, при этом электроды связанны с входом блока измерения физиологического параметра, выход которого связан с входом аналогово-цифрового преобразователя, вход модуля усреднения физиологического параметра связан с выходом аналогово-цифрового преобразователя, выход модуля усреднения физиологического параметра связан с входом модуля вычисления длительности интервала задержки стимулирующего воздействия, выход модуля вычисления длительности интервала задержки стимулирующего воздействия связан с входом модуля управления активным воздействием, синхронизирующий вход модуля управления активным воздействием связан с выходом аналогово-цифрового преобразователя, вход модуля управления пассивным воздействием связан с выходом аналогово-цифрового преобразователя, выходы модуля управления активным воздействием и модуля управления пассивным воздействием связаны с входами блока воздействий.

Блок воздействий 5 выполнен в виде шлема виртуальной реальности.

Блок анализа-управления 4 выполнен в виде электронной вычислительной машины, причем модули 6, 7, 8, 9 можно реализовать программно.

Устройство работает следующим образом. Электроды 1, блок измерения физиологического параметра 2 и аналого-цифровой преобразователь 3 производят измерение физиологического параметра, преобразование его в цифровую форму и передачу блоку анализа-управления.

В блоке анализа-управления измеренное значение передается модулю управления пассивным воздействием 9, который производит управление блоком воздействий аналогично прототипу - формирует пассивный сигнал в сенсорной и/или символической форме, воспринимаемый пациентом сознательно. Также измеренное значение передается модулю усреднения физиологического параметра 6, который производит усреднение физиологического параметра в течение доверительного интервала времени и передает усредненное значение MID модулю вычисления . длительности интервала задержки стимулирующего воздействия 7, функционирующему согласно формуле:

  REL CNT= {
IDEAL-LATE , |MID-IDEAL| < DELTA    
MID+DELTA-LATE , |MID-IDEAL| ≥ DELTA , MID<IDEAL
MID-DELTA-LATE , |MID-IDEAL| ≥ DELTA , MID>IDEAL
   

 

11 20874 12
где REL CNT - длительность интервала задержки стимулирующего воздействия;

IDEAL-требуемое значение физиологического параметра;

MID - усредненное значение физиологического параметра в течение доверительного интервала времени;

DELTA - максимально допустимая разность между текущим значением физиологи-ческого параметра и стимулирующим воздействием;

LATE -ожидаемая задержка реакции нервной системы на стимулирующее воздействие.

Вычисленное значение интервала задержки стимулирующего воздействия REL CNT передается модулю управления активным воздействием 8, который производит временную синхронизацию стимулирующего воздействия с моментом изменения физиологического параметра и управление блоком воздействий.

Способ активного биоадаптивного регулирования психофизиологического состояния и устройство его осуществления позволяют существенно повысить эффективность биоадаптивного регулирования психофизиологического состояния и при этом гарантировать безопасность пациента от перегрузок.

Упорядник

Техред М.Келемеш

Коректор М. Керецман


Замовлення 4406
Тираж Пiдписне Державне
патентно вiдомство України, 254655, ГСП, Київ
53, Львiвська пл„ 8
 

Вiдкрите акцiонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагарiна, 101

 

[Формула изобретения] [Главная]

2000-04-13 / 2000-04-24 Шуклин Д. Е.