Пристрій для контролю та корекції функціонального стану людини

МКВ А61 В 5 /16 Пристрій для контролю та корекції функціонального стану людини. Винахід належить до розряду медичних і може бути використаний в фізіології, фізіології праці, спортивній, авіаційній та космічній медицині для контролю, корекції та запобіганню розвитку негативних змін в організмі людини в процесі навчальної, операторської, а також окремих видів спортивної діяльності. Відомий пристрій для контролю функціонального стану людини / А.с. СРСР № 1621880 МКІ 5 А 61 В 5 / 16 Пристрій для оцінки здатності людини до виконання послідовних дій // Бюл. № 3. Опубл. 23.01.91/, шляхом введення блоків подразників, дешифраторів, ємністного датчика дотиків, запобігавачя дотиків та обмежувачя часу роботи, по кількості помилок та витраченого на їх виправлення часу. Відоме технічне рішення не дозволяє оцінювати якість практично виконуваємої діяльності, якою " ціною "забезпечується робота, а також контролювати та коректувати стан людини в процесі реальної діяльності. Відомий також пристрій для контролю функціонального стану людини / 2, The 3RT test-three reaction time tasks for IBM PC computers //Behav.Res.Meth.Jnstrum. And Comput. 1990. V.22., № 4. P.389 - 392./, шляхом застосування автоматизованої компьютерно!' методики та компьютера IBM PC, контролювати стан по часу реакції простої, реакції із вибіром та реакції, обумовленої вибіром. Відоме технічне рішення не дозволяє оцінювати якість практично виконуємої діяльності, якою " ціною "забезпечується робота, а також контролювати та коректувати стан людини в процесі реальної діяльності. Найбільш близьким за технічною сутністю до пристрою, що заявляється, є пристрій для контролю функціонального стану людини / 3, Патент № 18369 МКІ 5 А61 В 5 / 16 Пристрій для контролю психофізіологічного стану оператора ЕОМ // Офіційний бюлетень: Промислова власність України, 1997. №6. 25.12.97 /, шляхом застосування клавіатури , клавіши якої споряджені магнітами, послідовно сполученими інтерфейсом, блоками порівняння , сигналізатора та дисплею, з'єднання другого виходу блока порівняння із входом блока пам'яті, введення перетворювачя швидкості переміщення клавіши у електричний сигнал та підключення його до входу інтерфейса, а також виконання перетворювачя швидкості переміщення клавіши в електричний сигнал у вигляді електропровідної обмотки, охоплюючої кожну клавішу. Відоме технічне рішення не дозволяє, оцінювати, якою " ціною "забезпечується робота, внаслідок чого знижується точність контролю, та коректувати стан людини в процесі реальної діяльності, що не дає можливості керувати функціональним станом людини в процесі діяльності. В основу пропонованого винаходу покладено завдання контролю та корекції функціонального стану людини в умовах виробничої діяльності шляхом одночасного контролю фізіологічних показників, швидкості та точності виробничих дій та оперативній корекції при їх погіршенні нижче припустимого рівня, що дає можливість керувати функціональним станом людини в процесі діяльності. Сутність пристрою, який заявляється полягає у тому, що для контролю та корекції функціонального стану людини його устатковано клавіатурою , клавіши якої споряджені магнітами, послідовно сполученими інтерфейсом, блоками порівняння , сигналізатора та дисплею, з'єднання другого виходу блока порівняння із входом блока пам'яті, перетворювачя швидкості переміщення клавіши у електричний сигнал, виконаним у вигляді електропровідної обмотки, охоплюючої кожну клавішу та підключення його до входу інтерфейсу, крім того, до нього додатково введено блоки формувачів імпульсів, лічильників, датчиків, підсилювачів, формувачів вимірювальних інтервалів, програмуючий таймер, блоків програмуючих генераторів, схем зпівпадання, формування впливаючих факторів, при чому виходи перетворювачя швидкості переміщення клавіши у електричний сигнал, а також блоку пам'яті зполучені відповідно з першим входом блоку формувачів імпульсів та другим входом блоку порівняння, другий вхід блоку формувачів імпульсів з'єднано з послідовно зполученими блоками датчиків та підсилювачів, а вихід підключено до входу блока формувачів вимірювальних інтервалів, а через блок лічильників до інтерфейсу, який з'єднано відповідно з входами програмуючого таймера та блока програмуючих генераторів, виходи яких підключені до першого та другого входів блока схем зпівпадання, перший та другий виходи схеми зпівпадання з'єднано з другими входами блоків підсилювачів та лічильників, а третій вхід із виходом блоку формувачів вимірювальних інтервалів, другий вихід блока підсилювачів зполучено із входом блока формування впливаючих факторів. Новим у пристрої, для контролю та корекції функціонального стану людини, що заявляється є те, що до нього додатково уведено блоки формувачів імпульсів, лічильників, датчиків, підсилювачів, формувачів вимірювальних інтервалів, програмуючий таймер, блоки програмуючих генераторів, схем зпівпадання, формування впливаючих факторів, при чому виходи перетворювачя швидкості переміщення клавіши у електричний сигнал, а також блоку пам'яті зполучені відповідно з першим входом блоку формувачів імпульсів та другим входом блоку порівняння, другий вхід блоку формувачів імпульсів з'єднано з послідовно зполученими блоками датчиків та підсилювачів, а вихід підключено до входу блока формувачів вимірювальних інтервалів, а через блок лічильників до інтерфейсу, який з'єднано відповідно з входами програмуючого таймера та блока програмуючих генераторів, виходи яких підключені до першого та другого входів блока схем зпівпадання, перший та другий виходи схеми зпівпадання з'єднано з другими входами блоків підсилювачів та лічильників, а третій вхід із виходом блоку формувачів вимірювальних інтервалів, другий вихід блока підсилювачів зполучено із входом блока формування впливаючих факторів. Додаткове уведення блоків формувачів імпульсів, лічильників, датчиків, підсилювачів, формувачів вимірювальних інтервалів, програмуючого таймера, блоків програмуючих генераторів, схем зпівпадання, формування впливаючих факторів, а також їх зв'язків між собою та іншими блоками пристрою дає можливість оцінювати якість практично виконуємо!" діяльності, якою " ціною "забезпечується робота, а також контролювати та коректувати стан людини в процесі реальної діяльності. На малюнку представлено блок - схему пристрою, який заявляється. Пристрій для контролю та корекції функціонального стану людини містить: клавіатуру 1, для внесення символьної інформації в пристрій, інтерфейс 2, для забезпечення набору характеристик та параметрів електричних зв'язків та сигналів, які формуються за рахунок встановлення послідовності передаваємих команд, та даних по системній магістралі, схема порівняння 2, для контролю та своєчасного виявлення погіршень функціонального стану людини, сигналізатор 3, для вироблення аудіо- та візуальних сигналів при погіршенні функціонального стану людини, дисплей 5, для відображення текстової та графічної інформації, перетворювачя швидкості переміщення клавіши у електричний сигнал 6, для контролю швидкості введення інформації людиною в пристрій в процесі діяльності, блок пам'яті 7, для збереження та створення можливості для контролю функціонального стану людини в процесі діяльності, шляхом порівняння показників ії функціонального стану з еталонними, блок формувачів імпульсів 8, для вироблення стандартних сигналів в момент натискання якоїсь к клавіш, а також для організації вимірювання динамічних характеристик фізіологічних сигналів, блок лічильників 9, для накопичення інформації про показники діяльності та фізіологічного стану людини в процесі діялбності, блок датчиків 10, для забезпечення можливості контролю фізіологічного стану людини в процесі діяльності, блок підсилювачів 11, для забезпечення необхідного рівня контролюємих фізіологічних та діяльностних показників, а також відповідного рівня впливаючих факторів, блок формувачів вимірювальних інтервалів 32, для вироблення сигналів з часовими характеристиками, які відповідають певним фазовим складовим фізіологічних сигналів, програмуючий таймер 13, для забезпечення виконання усіх необхідних вимірювальних операцій, блок програмуючих генераторів 14, для формування необхідних для досягнення запланованого керування функціональним станом людини в процесі діяльності, блок схем зпівпадання 15, для синхронізації вимірювальних операцій, а також дії впливаючих факторів з необхідними для досягнення запланованого результату фазовими складовими фізіологічних сигналів, блок формування впливаючих факторів 16, для організації вироблення, потрібних для плануемого керування функціональним станом людини, параметрів фізічних факторів. Пристрій для контролю та корекції функціонального стану людини містить послідовно з'єднані клавіатуру 1 , клавіши якої споряджені магнітами, інтерфейс 2, блоки порівняння 3, сигналізатора 4 та дисплей 5, перетворювач швидкості переміщення клавіши у електричний сигнал 6, який підключено до входу інтерфейсу 2, виконаний у вигляді електропровідної обмотки, охоплюючої кожну клавішу, а також блок пам'яті 7, вхід якого з'єднано із другим входом блока порівняння 3, крім того, до нього додатково введено блоки формувачів Імпульсів 8, лічильників 9, датчиків 10, підсилювачів 11, формувачів вимірювальних інтервалів 12, програмуючий таймер 13, блоки програмуючих генераторів 14, схем зпівпадання 15, формування впливаючих факторів 16, при чому виходи перетворювачя швидкості переміщення клавіши у електричний сигнал 6, а також блоку пам'яті 7 зполучені відповідно з першим входом блоку формувачів імпульсів 8 та другим входом блоку порівняння 3, другий вхід блоку формувачів імпульсів 8 з'єднано з послідовно зполученими блоками датчиків 10 та підсилювачів 11, а вихід підключено до входу блока формувачів вимірювальних інтервалів 12, а через блок лічильників 9 до інтерфейсу 2, який з'єднано відповідно з входами програмуючого таймера ІЗта блока програмуючих генераторів 14, виходи яких підключені до першого та другого входів блока схем зпівпадання 15, перший та другий виходи схеми зпівпадання 15 з'єднано з другими входами блоків підсилювачів 11 та лічильників 9, а третій вхід - із виходом блоку формувачів вимірювальних інтервалів 12, другий вихід блока підсилювачів 11 зполучено із входом блока формування впливаючих факторів 16. Реалізують пристрій для контролю та корекції функціонального стану людини таким чином: у якості клавіатури 1, може бути використана клавіатура, яка поставляється у комплекті до комп'ютерів, у якості інтерфейсу 2, може бути також використана магістральна організація персональних електронних обчилювальних машин, аналогічна до відомих / 4 /, блок порівняння 3, також може бути виконано на основі математичних сопроцесорів, наприклад сімейства моделей Intel 8087, 80287, 80387DX, 803878Х, 80487SX, сигналізатор 4, може бути виконано на основі п'єзокерамічних звуковідтворювачів, які входять до складу комп'ютерів, у якості дисплея 5, може бути використано монітор типу EGA, VGA color / 4 /, перетворювач швидкості переміщення клавіши у електричний сигнал 6, який підключено до входу інтерфейсу 2, може бути виконано у вигляді електропровідної обмотки, охоплюючої кожну клавішу, а блок пам'яті 7, також може бути виконано на основі, наприклад , постійно та оперативно запам'ятовуючих пристроїв, типу 51С259Н, 51C259L, GM71C4256A, обо інших, блоки формувачів імпульсів 8, можуть бути виконані, наприклад, на основі тригерів Шмітта, мікросхеми типу К155ТТЛ1, або інші, аналогічно до відомих / 5 /, лічильників 9, можуть бути виготовлені аналогічно до відомих / 5 /, наприклад, за допомогою мікросхем типу К155ИЕ6, датчиків 10, також можуть бути виготовлені аналогічно до відомих / 6 /, наприклад, датчики дихання, можуть бути виготовлені на основі термоелектричних перетворювачів, датчики сердцевої діяльності можуть бути виготовлені, наприклад, на основі вимірювальних підсилювачів, на основі мікросхем К140УД17, підсилювачів 11, можуть бути також виготовлені на основі вимірювальних підсилювачів К140УД17, або аналогічних, формувачів вимірювальних інтервалів 12, також можуть бути зроблені аналогічно до відомих / 7 /, наприклад, на основі тригерів К155ТМ2, програмуючий таймер 13, може бути виконаний, наприклад, на основі мікросхем 8253, блоки програмуючих генераторів 14, можуть бути виконані, аналогічно до відомих / 4 /, наприклад, на основі мікропроцесора 8086, схем зпівпадання 15, які можуть бути виконані на основі логічних мікросхем К555 ЛАЗ, аналогічно до відомих / 5 / формування впливаючих факторів 16, які також можуть бути виготовлені аналогічно до відомих / 8/. Працює пристрій, що заявляється , таким чином. Встановлюють на тілі людини датчики для контролю діяльності серцевосудинної та дихальної систем, блоку датчиків 10 , поряд розміщують блок формування впливаючих факторів 16, до складу якого можуть входити, наприклад, генератор аероіонів, формувач світлових та звукових сигналів, а також інфрачервоного випромінювання та включають пристрій. В процесі діяльності людина виконує роботу за допомогою клавіатури 1, при цьому за допомогою перетворювача швидкості переміщення клавіши у електричний сигнал 6, сигнал поступає до входу інтерфейсу 2, а також на перший вхід блоку формувачів імпульсів 8, з виходу якого потрапляє на вхід блоку лічильників 9, де підраховується загальна кількість натискань на клавіші, а також кількість помилкових дій, які визначають по кожному натисканні на клавіші видалення. По сигналам з програмуючого таймера 13, через інтерфейс 2, періодично інформація із блоку лічильників 9, порівнюється з інформацією, яка надходить з виходу блока пам'яті 7. Крім того, сигнали з блоку датчиків 10, через блок підсилювачів 11, та другий вхід блоку формувачів імпульсів 8, надходять на перший вхід блоку лічильників 9, для підрахунку їх кількості, та через блоки формувачів вимірювальних інтервалів 12, та схем зпівпадання 15, зформована інформація про часові характеристики фізіологічних показників потрапляє на другіий вхід блоку лічильників 9, із виходу якого через інтерфейс 2, потрапляє на перший вхід блоку порівняння 3, де порівнюється із інформацією, яка надходить з блоку пам'яті 7, в момент, коли визначається погіршення показників діяльності, або фізіологічного стану людини, через інтерфейс 2, блоки програмуючих генераторів 14, схему зпівпадання 15, другий вхід блоку підсилювачів 11, та через другий вихід блоку підсилювачів 11 включається вироблення за допомогою блоку впливаючих факторів 16 відповідного фактору, який впливає на функціональний стан людини, сінхронно з певними фазовими складовими її фізіологічних сигналів. При цьому, в залежності від динамікі показників функціонального стану людини, та її діяльності виконується зміна динамічних характеристик впливаючих факторів, чим досягається керування функціональним станом людини в процесі діяльності, Таким чином, застосування пристрою для контролю та корекції функціонального стану людини дозволяє контролювати та керувати процесом корекції функціонального стану людини в умовах виробничої діяльності шляхом одночасного контролю фізіологічних показників, швидкості та точності виробничих дій та оперативній корекції при їх погіршенні нижче припустимого рівня, що дає можливість керувати функціональним станом людини в процесі діяльності. Проректор по НДР»^/ Професор ) В.Я. Уманський Джерела інформації, використані при підготовці описання. 1. А.с. СРСР № 1621880 МКИ 5 А 61 В 5 / 16 Пристрій для оцінки здатності людини до виконання послідовних дій / А.Н. Іванов, І.В. Руденко, Є,С. Інфантова, А.К. Сорокін // Відкриття. Винаходи. 1991. № 3. Опубл. 23.01.91. Заявка № 4221740 / 00- 14.30.03.87. 2. Teng Evelyn Lee The 3RT test-three reaction time tasks for IBM PC computers // Behav.Res.Meth.,Instrum. And Comput. 1990. V.22., № 4. P.389 - 392. 3. Патент № 18369 МКИ5 A61 В 5 / 16 Пристрій для контролю психофізіологічного стану оператора ЕОМ / Буйнов С.Г. // Офіційний бюлетень: Промислова власність України, 1997. №6. 25.12.97. Заявка № 95320921 від 24.09.93. 4939233 / SU. 22.05.91. 4. Король Е.М. Архітектура центру IBM PC: Харків: " Милосердя ", 1997. - 205 с 5. Шило В.Л. Популярні цифрові мікросхеми: Довідник. М.: Радіо та зв'язок. 1987. 352 с. 6. Бріндлі К. Вимірювальні перетворювачі.: Довідниковий посібник: Пер. З англ. М.: Енергоатоміздат. 1991. 144 с. 7. Мирський Г.Я. Електронні вимірювання: М.: Радіо та зв'язок, 1986. 440 с. 8. Вимірювання у прмисловості. Довідникове видання. Під ред. П. Профоса. Пер. З нім. М.: Металургія. 1980. 648 с Проректор по НДР/ - ^^-^-^* > ^^ В.Я. Уманський Пристрій для контролю та корекції функціонального стану людини. Малюнок Прокопець В.І. Лях. Ю.Є. Чуприна Є.І.