УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ НАВЫКАМ САМОРЕГУЛЯЦИИ "РЕЛАНА-АСА"

Полезная модель относится к области медицины и медицинской техники, конкретно к устройствам обучения навыкам саморегуляции психоэмоционального состояния человека.
Известно устройство для обучения навыкам саморегуляции [Технические условия ТУ 9444-0002-10800753-96], содержащее последовательно соединенные источник электропитания, управляемый источник постоянного напряжения, датчик электрического сопротивления кожи и преобразователь тока в напряжение, выход которого соединен с входами измерительного прибора и управляемого звукового генератора. При этом управляемый источник постоянного напряжения выполнен с ручной регулировкой выходного напряжения, а звуковой генератор в виде последовательно соединенных преобразователя напряжения в частоту и пьезодинамика.
Недостатком известного устройства является необходимость участия врача в процессе обучении пациента навыкам саморегуляции, а именно для наблюдения за показаниями измерительного прибора и для ручного регулирования величины напряжения воздействия на пациента в процессе релаксационных тренировок.
В основу настоящей полезной модели поставлена задача создания устройства обучения навыкам саморегуляции, конструкция которого позволяет обеспечить самостоятельность релаксационных тренировок пациента без участия врача.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для обучения навыкам саморегуляции, содержащеем последовательно соединенные источник электропитания, управляемый источник постоянного напряжения, датчик электрического сопротивления кожи и преобразователь
тока в напряжение, выход которого соединен с входами измерительного прибора и управляемого звукового генератора, согласно полезной модели оно дополнительно содержит компаратор, цепь сброса и электронный ключ, причем компаратор установлен между выходом преобразователя тока в напряжение и управляющим входом электронного ключа, электронный ключ - между источником электропитания и первым входом управляемого источника постоянного напряжения, второй вход которого через цепь сброса соединен с выходом источника электропитания.
При этом управляемый источник постоянного напряжения выполнен в виде зарядного конденсатора с повторителем напряжения, зарядного конденсатора и операционного усилителя, включенных по схеме интегратора, или в виде интегратора на базе логического элемента комплиментарной металл-окисел полупроводниковой (КМОП) структуры, соединенных с выходом управляемого источника постоянного напряжения. Цепь сброса выполнена в виде дифференцирующей RC-цепочки и электронного коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепочки, а выход - с вторым входом управляемого источника постоянного напряжения. Компаратор выполнен по схеме операционного усилителя с положительной обратной связью. Управляемый звуковой генератор содержит последовательно соединенные преобразователь напряжения в частоту и пьезодинамик. Измерительный прибор 7 выполнен в виде гальванометра.
Введение компаратора, цепи сброса и электронного ключа с соответствующими связями позволяет автоматизировать процесс релаксационных тренировок пациента и, тем самым, исключить необходимость участия врача в указанном процессе без снижения качества обучения пациента навыкам саморегуляции. Выполнение управляемого источника постоянного напряжения в виде зарядного конденсатора с повторителем напряжения, зарядного конденсатора и операционного усилителя, включенных по схеме интегратора, или в виде интегратора на базе
логического элемента КМОП структуры, соединенных с выходом управляемого источника, позволяют упростить реализацию последнего на имеющейся элементной базе. Выполнение цепи сброса в виде дифференцирующей RC-цепочки и электронного ключа, позволяет быстро (доли секунд) разрядить зарядный конденсатор управляемого источника постоянного напряжения и вернуть устройство в исходное состояние для повторного использования. Выполнение компаратора по схеме операционного усилителя с положительной обратной связью позволяет обеспечить гистерезисный (двухпороговый) режим работы компаратора для изменения электрического воздействия на пациента в зависимости от динамики его электрического сопротивления кожи.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для обучения навыкам саморегуляции, на фиг.2 - рисунок, поясняющий принцип работы компаратора с гистерезисной рабочей характеристикой.
1
1
2
2
1
1
Устройство для обучения навыкам саморегуляции содержит цепь сброса 1, а также последовательно соединенные источник 2 электропитания, электронный ключ 3, управляемый источник 4 постоянного напряжения, датчик 5 электрического сопротивления кожи и преобразователь 6 тока в напряжение, выход которого соединен с входами измерительного прибора 7, управляемого звукового генератора 8 и компаратора 9, выход которого соединен с управляющим входом ключа 3. Управляемый источник 4 постоянного напряжения в простейшем случае выполнен в виде интегрирующей RC-цепочки с повторителем 10 напряжения. При других вариантах исполнения источник 4 может быть выполнен в виде зарядного конденсатора и операционного усилителя, включенных по схеме интегратора, или в виде инвертора на базе логического элемента КМОП структуры. Цепь 1 сброса выполнена в виде дифференцирующей RС-цепочки и электронного ключа 11, управляющий вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепочки (точкой соединения элементов RC, а выход - с вторым входом управляемого источника постоянного
bx
max
bx
min
напряжения). Компаратор 9 выполнен по известной схеме операционного усилителя с положительной обратной связью. Рабочая характеристика компаратора 9 (фиг.2) представляет собой петлю гистерезиса, обеспечивающая перевод компаратора в единичное состояние при U≥U, и перевод его в нулевое состояние при уменьшении входного напряжения U≤U. Звуковой генератор 8 содержит последовательно соединенные преобразователь 12 напряжения в частоту и пьезодинамик 13. Датчик 5 электрического сопротивления кожи выполнен в виде двух металлических колец или в виде одного диэлектрического кольца, снабженного с внутренней стороны двумя электродами. Измерительный прибор 7 выполнен в виде гальванометра.
2
2
1
1
1
bx
1
1
1
1
1
1
bx
max
1
Устройство работает следующим образом. Пациент устанавливает датчик 5 электрического сопротивления кожи на своем пальце и включает источник 2. Перепад напряжения через дифференцирующую RC-цепочку цепи 1 сброса передается на управляющий вход ключа 11. Ключ 11 открывается и конденсатор C интегрирующей RC-цепочки быстро разряжается через открытый ключ 1. Управляемый источник 4 постоянного напряжения устанавливается в исходное нулевое положение. Нулевой потенциал источника 4 через повторитель 10 выдается на датчик 5. Соответственно ток датчика равен нулю и напряжение на выходе преобразователя 6 и на входе компаратора 9 нулевое U=0. С выхода компаратора 9 (фиг.2) на управляющий вход электронного ключа 3 выдается нулевой потенциал. Ключ 3 открывается и происходит заряд конденсатора C интегрирующей RC-цепочки источника 4 по пути «источник 5 электропитания - ключ 3 - резистор R - конденсатор C источника 4». По мере заряда конденсатора C напряжение на нем и на выходе источника 4 увеличивается. При достижении на входе компаратора U≥U компаратор 9 переходит в единичное состояние и закрывает ключ 3. Заряд конденсатора C прекращается. Устройство готово к работе. При этом
bx
bx
min
1
звуковой генератор издает звуковой сигнал, пропорциональный величине входного напряжения U, а стрелка гальванометра размещена в правом краю его шкалы. Пациент имеет задание таким образом изменить свое психоэмоциональное состояние, чтобы максимально понизить частоту слышимого звукового сигнала, что сопровождается смещением стрелки гальванометра в левый край шкалы. Это достигается за счет релаксации пациента. При этом электрическое сопротивление его кожи увеличивается, ток через датчик 5 уменьшается. Соответственно уменьшается напряжение на входе преобразователя 6. При достижении U≤U компаратор 9 переходит в нулевое состояние. Открывается ключ 3 и процесс тренировки повторяется, но уже при повышенном напряжении на выходе источника 4 поскольку из-за повышенного в процессе предыдущего сеанса сопротивления кожи пациента напряжение на входе компаратора 9 достигнет верхнего порогового значения позже, а напряжение на конденсаторе C за это время достигнет большего значения. Тренировка пациента заканчивается при невозможности дальнейшего расслабления пациента.
Полезная модель разработана на уровне опытного образца. Проведены успешные его испытания.