УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ КОЖНО-ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО РЕФЛЕКСА

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к средствам для проведения психофизиологических исследований, и может быть использовано в функциональной диагностике, спортивной медицине, педагогике, психологии, а также в криминалистике.
Известно, что вызванный кожный вегетативный потенциал (ВКВП), также встречающийся в литературе как кожно-гальванический рефлекс (КГР), и его характеристики (амплитуда, форма, латентный период и др.) в большой степени зависят от той сложной рефлекторной деятельности, которая протекает в центральных отделах нервной системы под воздействием внешних раздражений и изменений внутренней среды организма, что позволяет оценить психофизиологический статус индивидуума и типы его реакций.
Классическим устройством для регистрации КГР является устройство (А.А. Алдерсонс, Механизмы электродермальных реакций. Рига, "ЗИНАТНЕ", 1985, с. 56-63), содержащее генератор воздействующего сигнала (генератор стабильного тока или напряжения), подключенный через токоограничительный резистор к двум электродам: активному и пассивному.
При этом сигнал КГР снимают либо с дополнительного резистора (измерение проводимости), либо непосредственно с электродов (измерение сопротивления) на подключенный параллельно указанным элементам регистратор. Недостатком указанного устройства является необходимость при измерении перекрытие огромного диапазона изменения проводимости кожи даже в пределах условной нормы (сопротивление изменяется от 10 до 500 кОм), что является крайне сложным. Техническая реализация такого измерительного устройства требует введения ряда сложных регулировок, наличия схем компенсации, разделительных ВЧ и НЧ фильтров и т.д. В связи с этим, неизбежны искажения длительности, амплитуды, формы фазической составляющей электрической активности кожи, т.е. возможна потеря важнейшей физиологической информации.
Известно устройство (Патент РФ №2229838 «Способ комплексного исследования состояния вегетативной нервной системы и устройство для его осуществлениядля» Устройство для регистрации КГР включает датчики электродермальной активности, усилители биопотенциалов, фильтры, аналоговый мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, источник стимулирующего тока, источник звука, источник зрительного сигнала. Недостатками данного устройства является возможность потери физиологической информации при съеме разности потенциалов в случае их синхронного изменения в точках съема, что наблюдается, согласно нашим данным, не менее чем в 40% случаев.
Известны устройства фиксации электродов (Николаев С.Г. Атлас по электромиографии. - Иваново: ИПК «ПресСто», 2010, с. 19-22) с применением клеящейся пасты, эластичного бинта, пластыря или клеящейся ленты. Однако данные устройства не позволяют достичь равномерного прижима электродов в связи с тем, что при генерации КГР происходит выброс пота на поверхность кожи, изменяется ее сопротивление и возможно отклеивание электродов или их механическое движение, что в свою очередь, приводит к искажению регистрируемого сигнала.
Известно устройство (Авторское свидетельство СССР №187213 «Устройство для измерения электрического сопротивления кожи человека». Клинк А.Б., Опубл. 01.01.1966) содержащие мостовую схему, индикаторный прибор и автономный источник питания. Данное устройство отличается тем, что в нем расположена группа пар электродов различной площади на пневматической манжете, которую прикрепляют на плече испытуемого и с помощью груши нагнетают в нее воздух. Недостатком данного устройства является то, что при регистрации изменений электрического сопротивления кожи указанным образом наблюдается очень слабый сигнал реакции или он вообще отсутствует, что снижает достоверность полученных данных.
Прототипом устройства для регистрации КГР является устройство (Патент РФ №2107460 «Способ регистрации кожно-гальванических реакций и устройство для его осуществления» Устройство содержит электроды со средствами их крепления, подключенные к входному устройству, средства выделения сигнала в полосе частот фазической составляющей, средства для подавления импульсных помех и средства для детектирования импульсов фазической составляющей, выполненные в виде последовательно подключенных к входному устройству фильтра нижних частот, блока преобразования входного сигнала в первую и вторую производные по времени и блока анализа формы импульсов, при этом выход последнего подключен к входу блока регистрации.
Однако вышеупомянутое устройство не позволяет регистрировать и сопоставлять амплитуды и фазы кривой КГР в разных точках ладони, что ведет к потере важной физиологической информации, а в ряде случаев к невозможности регистрации КГР. В связи с неоднородностью распределения потовых желез на ладони, значение потенциала в разных ее точках может быть неодинаковым при развитии физиологических реакций. Кроме того, динамика развития реакции и амплитуды в каждой точке ладони могут быть различными. Как следствие, возможно снижение достоверности анализа получаемой информации при используемом в данном устройстве одноканальном съеме.
Задачей полезной модели является создание многоканального устройства для регистрации кожно-гальванического рефлекса.
Технический результат заключается в повышении достоверности регистрации и анализа кожно-гальванического рефлекса, надежности и качества регистрации, проведение анализа и сопоставление вызванных кожных вегетативных потенциалов (ВКВП) в различных точках ладони, с помощью много канальной регистрации.
Техническим решением поставленной задачи является выполнение блока датчиков потенциалов кожи, усилителя и аналогово-цифрового преобразователя многоканальными, введение в состав устройства блока выявления типа ВКВП с целью отнесения его к первому или второму типу, блока обработки ВКВП первого типа, блока обработки ВКВП второго типа, блока анализатора сопротивления, и нагнетателя воздуха.
Устройство для многоканальной регистрации кожно-гальванического рефлекса содержит многоканальный блок датчиков потенциалов кожи, с числом датчиков не менее пяти, соединенное с многоканальным усилителем сигналов, многоканальный АЦП, блок выявления типа вызванных кожных вегетативных потенциалов (ВКВП), блок обработки ВКВП первого типа, блок обработки ВКВП второго типа и блок визуализации и регистрации.
Многоканальный блок датчиков потенциалов кожи в свою очередь включает: датчики потенциалов кожи, расположенные в узлах матрицы, и прижимное устройство. Для обеспечения анатомического соответствия расположения матрицы датчиков потенциалов кожи форме ладони и плотного электрического контакта с кожей используется прижимное устройство. Прижимное устройство состоит из двух частей: надувной подушки и пневматической манжеты. При этом пневматическая манжета может быть выполнена в виде надувного кольца. Регулирование давления воздуха и, соответственно, силы прижима матрицы датчиков потенциалов кожи к поверхности ладони, осуществляется с помощью нагнетателя воздуха. При этом контроль контактного сопротивления осуществляется с помощью блока анализатора сопротивления, выход которого подключен к входу нагнетателя воздуха.
Блок выявления типа ВКВП определяет величину запаздывания реакции в разных точках ладони. При превышении времени запаздывания значения 0,1 с, ВКВП относят к первому типу. В случае если время запаздывания менее 0,1 с, ВКВП относят ко второму типу.
Блок обработки ВКВП первого типа формирует разность потенциалов различных точек ладони и отправляет результаты в блок визуализации и регистрации.
В блоке обработки ВКВП второго типа происходит выявление сигнала с максимальным уровнем и его трансляция в блок визуализации и регистрации
В блоке визуализации и регистрации отображается полученная информация для демонстрации ее специалисту, с возможностью сохранения на носителе или распечатки результатов.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для регистрации кожно-гальванического рефлекса; на фиг. 2 - функциональная схема многоканального блока датчиков потенциала кожи; на фиг. 3 - возможная топология матрицы датчиков потенциала кожи.
Устройство (фиг. 1) включает: многоканальный блок датчиков потенциалов кожи 1, референсный электрод 2, соединенные с первым и вторым входами многоканального усилителя 3, соответственно. Выход многоканального усилителя 3 подключен к входу многоканального аналогово-цифрового преобразователя 4, первый выход которого подключен к входу многоканального блока датчиков потенциалов кожи 1, второй выход подключен к входу блока выявления типа ВКВП 5, первый выход которого подключен к входу блока обработки ВКВП первого типа 6, второй выход блока выявления типа ВКВП 5 подключен к входу блока обработки ВКВП второго типа 7, выходы блоков обработки ВКВП первого 6 и второго 7 типов подключены к первому и второму входам блока визуализации и регистрации 8, соответственно.
На фиг. 2 представлена функциональная схема многоканального блока датчиков потенциала кожи 1. Матрица датчиков потенциалов кожи 9 и референсный электрод 2 закреплены на ладони и запястье, соответственно.
При этом выход матрицы датчиков потенциалов кожи 9 подключен к первому входу многоканального усилителя 3, а референсный электрод 2 к его второму входу. Для обеспечения анатомического соответствия матрицы датчиков потенциалов кожи 9 форме ладони используется надувная подушка 10. В качестве прижимного устройства в целях обеспечения хорошего контакта матрицы датчиков потенциалов кожи 9 с ладонью применяется пневматическая манжета 11 с нагнетателем воздуха 12, подключенным к выходу блока анализатора сопротивления 13, вход которого подключен к первому выходу многоканального аналогово-цифрового преобразователя 4.
На фиг. 3 представлена возможная топология матрицы датчиков потенциалов кожи 9, при числе датчиков равном 21. В данном случае датчики потенциалов кожи располагаются в матрице в 5 рядов, 18 датчиков потенциалов кожи располагаются на ладонной поверхности с шагом 10 мм, еще 3 датчика потенциалов кожи на проксимальной фаланге пальцев со второго по четвертый, а референсный электрод 2 располагается на запястье той же руки.
Устройство работает следующим образом. Сигнал с многоканального блока датчиков потенциалов кожи 1 подается на первый вход многоканального усилителя 3, ко второму входу которого подключен референсный электрод 2. С выхода многоканального усилителя 3 сигнал поступает на вход многоканального АЦП 4. Сигнал с первого выхода многоканального АЦП 4 поступает на вход многоканального блока датчиков потенциалов кожи 1, а со второго выхода в блок выявления типа ВКВП 5, который, в частности, определяет величину запаздывания реакции в разных точках ладони. При превышении времени запаздывания значения 0,1 с, ВКВП относят к первому типу и сигнал с первого выхода этого блока поступает на вход блока обработки ВКВП первого типа 6. В случае, если время запаздывания менее 0,1 с, ВКВП относят ко второму типу, и сигнал со второго выхода блока выявления типа ВКВП 5 поступает на вход блока обработки ВКВП второго типа 7. В блоке обработки ВКВП первого типа 6 происходит формирование разности потенциалов и выдача ее на первой вход блока визуализации и регистрации 8. В блоке обработки ВКВП второго типа 7 происходит выявление сигнала с максимальным уровнем и его трансляция на второй вход блока визуализации и регистрации 8.
Сигнал с первого выхода многоканального АЦП 4 поступает к входу блока анализатора сопротивления 13, который осуществляет контроль контактного сопротивления матрицы датчиков потенциалов кожи 9 с поверхностью ладони. Его выход соединен с входом нагнетателя воздуха 12. По достижению установленного оператором сопротивления, свидетельствующего о хорошем контакте матрицы датчиков потенциалов кожи 9 с кожей, блок анализатора сопротивления 13 посылает сигнал на нагнетатель воздуха 12 о прекращении нагнетания воздуха в пневматическую манжету 11.
Таким образом, разработанное устройство для многоканальной регистрации кожно-гальванического рефлекса позволяет повысить надежность и качество регистрации ВКВП, проводить анализ и сопоставление ВКВП в различных точках ладони, что в конечном итоге позволяет повысить достоверность регистрации и анализа ВКВП.