Способ оценки сенсорно-мышечной координации и устройство для его осуществления — SU 1459654 (original) (raw)

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 801459654 04 А 61 ИЗОБРЕТЕ ИСА К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 088,8)РГ М 245669816, опублик.ЦЕНКИ СЕНСОРУСТРОЙСТВО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для психофизиологических исследований, профессионального отбораи тренировки. Цель изобретения - повышение точности, Для повышения точности оценки сенсорно-мышечной координации после возвращения руки обследуемого совместно с органом управления в исходное (нулевое) положениеобследуемому предписывают алгоритмплавного перемещения органа управления в известные положения с необхо -димостью фиксации моментов изменениярежимов перемещения и одновременно свыполнением управляющих воздействийобследуемому предъявляют внешнюю информацию, а после определения отклонений Фактических временных соотношений измеряемых величин от заданныхоценивают сенсорно-мышечную координацию обследуемого по выражению К,.==К(СЧ,)+К (СЧ )+К (СЧ ) /3, где Ккоэффициент соразмерности (регулярности) управляющих воздействий;СЧ, - коэффициент вариации отклонений положения органа управления награницах каждого участка, предписанного алгоритмом управления, характеризующий точность управления; СЧ -коэффициент вариации отклонений временных интервалов на каждом участке,предписанном алгоримом управления,характеризующий ритмичность управления; СЧ - коэффициент вариации средних отклонений мгновенной скоростиперемещения органа управления от скорости, предписанной алгоритмом управления на каждом участке, характеризующии плавность управляющих воздействий; К, К 1, К- весовые коэффи-циенты составляющих, характеризующих рсоответственно точность, ритмичностьи плавность управляющих воздействий,Для повышения точности оценки сенсорно-мышечной координации в устройство дополнительно введены экран,аналого-цифровой преобразователь сЬввйформирователем данных, фиксатор ритма управления с контроллером ввода (Ддискретных сигналов, контактным уст- (;фройством и пусковой кнопкой "Пуск", ффустройство предписания алгоритма Ядуправления, табло представления внеш-. рней информации с контроллером выводадискретных сигналов, блок заданиявременных интервалов .(таймер), магистраль электрической связи блоков устройства, включающая в себяшину данных, шину адресов и шину уп,равления. 2 с,п. ф - лы, 1 ил, 1459654Изобретение относится к медицинен медицинской технике, а именно кдиагностике психофизического состоя"ния человека, и может быть использовано при профессиональном отборе,Целью изобретения является повышение точности путем интегральнойоценки сенсорно-мьшечной координацииобследуемого с учетом вклада дифференциальных параметров, характеризующих личностные показатели.На чертеже изображена структурнаясхема устройства для оценки сенсорномышечной координации. 15Устройство содержит электромеханический датчик 1, снабженный контактным устройством 2, блок 3 оценки,аналого-цифровой преобразователь 4(АЦП), формирователь 5 данных, фикса тор 6 ритма управления, блоки 7 и 8контроля ввода и вывода дискретныхданных, блок 9 задания алгоритма управления (дисплей), табло 10 предьявления внешней информации, блок 11 25задания временных интервалов (таймер)и кнопку 12 "Пуск".Контактное устройство 2 расположено на ручке управления (не показана) и включает в себя, например, конечные выключатели и кнопку "Граница", Табло 1 О предъявления внешнейинформации содержит, например, световые диоды, расположенные равномернопо кругу и электрически соединенныемежду собой по схеме ортогональнойматрицы.Блок 3 оценки соединен с блоком11 задания временных интервалов, блоком 9 задания алгоритма управления, 40блоками 7 и 8 контроля ввода и вывода дискретных данных и формирователем 5 данных, Последний через АЦП4 подключен к электромеханическомудатчику 1, а контактное устройство2 соединено через фиксатор 6 ритмауправления с блоком 7 контроля вводадискретных данных. При этом блок 8контроля вывода дискретных данныхподключен к табло 10 предъявлениявнешней информации.Способ осуществляется следующимобразом.Располагают обследуемого так, чтов поле его зрения (из точки О) находят (углы зрения 6 и у), например,угловая шкала, табло 10 предъявлениявнешней информации и блок 9 заданияалгоритма управления,Размещают руку обследуемого на ручке управления, поворачивают ручку управления относительно оси и устанавливают совместно с рукой обследуемого в определенные положения угловой шкалы (например, 20, 10, 60, 45, 80 и 90 ). При этом обследуемый наблюдает (угол зрения 8) за перемещениями руки и ручки управления, а также запоминает протяженность, время и силу управляющего воздействия на ручку управления, которые соответствуют перемещению руки и ручки управления в заданные положения угловой шкалы. Возвращают руку обследуемого совместно с ручкой управления в исходное (нулевое) положение и предписывают обследуемому (угол зрения В+) алгоритм управления, в соответствии с которым, например, необходимо осуществить плавное перемещение руки и ручки управления в каждое из шести заданных положений угловой шкалы за 1 с, т.е. выполнить шесть конкретных режимов управления на заданных участках угловой шкалы, При этом предписываемый алгоритм в табличной и графической форме отображается на блоке 9 задания алгоритма управления (дисплее) и выносится в блок 3 оценки. Затем с помощью непрозрачной шторы отключают зрительный анализатор обследуемого от наблюдения за перемещениями руки и ручки управления таким образом, что в поле зрения обследуемого остаются только табло 10 представления внешней информации и частично блок 9 задания алгоритма управления (угол обследуемого при этомиз точки О у).По готовности обследуемого выполнять управляющие воздействия в соответствии с предписанным алгоритмом нажимают кнопку 12 "Пуск", сигнал от которой через фиксатор 6 ритма управления, блок 7 контроля ввода дискретных данных поступает в блок 3 оценки, который, обнаружив поданный сигнал, производит запуск блока 11 задания временных интервалов и в соответствии с режимом работы последнего блок 3 оценки запускает блок 8 контроля вывода дискретных данных и табло 10, при этом частота последовательной засветки, например, световых диодов (информация "бегущий огонь) на табло 1 О определяется выбранный частотой генерирования сигна 145965440 лов запроса о прерывании блока 11задания временных интервалов, которая программируется в блоке 3 оценкии может изменяться в зависимости отусловий обследования, В примере конкретной реализации но кругу табло 1 Орасположено 100 светодиодов, а потомунапример, при длительности интерваласигналов от таймера О мс один оборот О"бегущего огня" осуществляется за1 с, т.е. в конкретном примере каждый режим обследуемый должен осуществить за время одного оборота "Ьегущего огня",15Получив информацию о начале выполнения задания (зажигание первыхсветодиодов у нулевой отметки табло10), обследуемый страгивает ручкууправления и начинает выполнять первый режим (перемещение ручки управления па участке угловой шкалы от0 до 20 ). При этом срабатывает конечный выключатель контактного устройства 2, сигнал от которого через 25фиксатор 6 ритма управления, блок 7контроля ввода дискретных данных,поступает в блок 3 оценки, который,обнаружив поданныи сигнал, начинаетс этого момента при получении каждого сигнала о прерывании от. блока 11задания временных интервалов запоминать достигнутые величины угловогоперемещения в ходе выполнения режимаи число интервалов сигнала прерывания за этот режим, Величина угловогоперемещения поступает в блок 3 оценки от датчика 1 через АЦП 4 и формирователь 5 данных, 11 ри достиженииугла 20 (конец первого режима поощущениям обследуемого) обследуемыйфиксирует предполагаемое положениеручки управления нажатием кнопкиграница"контактного устройства 2,так же он поступает при достиженииручкой управления всех, например,шести положений, заданных алгоритмомуправления, при этом сигнал от контактного устройства через фиксатор6 ритма управления и блок 7 контроляввода поступает в блок 3 оценки, который, обнаружив поданный сигнал,запоминает промежуточные результатыизмерений, характеризующие действияобследуемого при выполнении режима,такие как:отклонения величин фактически достигнутого углового переме/щения, времени режима и усредненногоотклонения скорости перемещения ручки управления за время режима от величин, предписанных алгоритмом управления (41;, Л; и 3 Ч;).Фактическое перемещение ручки управления при выполнении задания обследуемым может быть представлено кривой Б 1 =1 положения точек 1, 11 , 111, 1 Ч, Ч, Ч 1 изменения режимов управления на которой не соответствует положению соответствующих точек 1, 11, 111, 1 Ч, Ч, Ч 1 кривой А, как это предписано алгоритмом управления, при этом для каждого режима предписывается постоянная скорость перемещения, выражаемая соответственно значениями Ч,=1 ИР =31 .Ч;=11 Р, что соответствует аЬсолютно плавному перемещению ручки управления на каждом участке. Реальный процесс выполнения предписанного алгоритма управления обследуемым отражается кривой 15=й(С), при этом мгновенная скорость перемещения ручки управления Ч, на каждом участке может быть выражена первои производной углового перемещения по времени. Для оценки сенсорно-мышечной координации. учитывают отклонения всех параметров реаньного перемещения ручки управления от параметров, предписанных алгоритмом управления, при этом отклонения по угловой величине (Мь ВЫ В о;) в точках изменения режима характеризуют точность управляющих воздействий, отклонения по времени исполнения режима (дс ДД;) характеризуют ритмичность управляющих воздействий, а средние значения отклонении мгновенной скорости от заданнои на, каждом режиме (ВЧ , ьЧд ЬЧ;) характеризуют плавность управляющих воздействий, при этом оценку каждого параметра производят по коэффициенту вариации СЧ указанных отклонений:Ьр1СЧР 11,где СЧ - коэффициент вариации отклонекий параметра Р на границах каждого участка, пред"где Ьг - среднеквадратичное отклонение параметра Р на границахкаждого участка, предписанного алгоритмом управления(для скорости - среднего отклонения в пределах участка)",и - число участков (режимов);Х дР;м =(3)игде М - математическое ожидание отРклонений параметра Р на границах каждого участка,.предписанного алгоритмом управления (для скорости - среднего отклонения в пределахучастка),й.(Ч;-Ч )при этом Ч 1", (4)где Ч, - скорость, предписанная алгоритмом управления на -омучастке;ЙЮЧ = - /1 - мгновенная скорость з 5к дна 1-ой градации1-го участка;Ч =Ч -Ч - отклонение мгновеннойк 1 кскорости от заданнойна 1-ой .градациих-го участка;ьЧ - среднее отклонениемгновенных скоростейперемещения ручки управления на каждом35х-ом из и участков;щ - число градаций определения мгновеннойскорости на 1-омучастке (число интерОвалов прерывания наданном участке),при этом для учета нерегулярностиуправляющего воздействия обследуемого на ручку управления все отклонения параметров учитывают по абсолют -ной величине, а оценку сенсорно-мышечной координации обследуемого производят по выражениюК,1(СЧ)+К,(СЧ,)+К (СЧ ) , (5)50где К- коэффициент соразмерности(регулярности) управляющихвоздействий;СЧ,1 - коэффициент вариации откло 55нений положения ручки управления на границах каждогоучастка, предписанного алгоритмом управления, характеризующий точность управления;СЧ - коэффициент вариации отклонений временных интерваловна каждом участке, предписанном алгоритмом управления, характеризующий ритмичность управления; СЧ - коэффициент вариации средних отклонений мгновеннойскорости перемещения ручкиуправления заданной скорости (предписанной алгоритмом управления) на каждомучастке, характеризующийплавность управляющих воздействий;К, К, К - весовые коэффициенты составляющих, характеризующихсоответственно точность,ритмичность и плавностьуправляющих воздействий,при этом весовые коэффициенты известным в вычислительной технике методомзаносят до начала обследования в память блока 3 оценки,Для вычисления К СЧ СЧ и СЧрв память блока 19 оценки с частотойследования запросов прерывания, задаваемой блоком 11 задания временныхинтервалов (например, при длительности интервала сигнала прерывания10 мс), наступает и записывается информация о положении ручки управления, при этом каждый сигнал прерывания заносит в память приращение углового перемещения за время интервалапрерывания (например, за 1 О мс) . Если обозначить длительность интервалапрерывания с, а соответствующее этойдлительности перемещение д то - /1 сЭесть мгновенная скорость Чна 1-омучасткена котором алгоритмом предписана скорость Ч;, при этом числоинтервалов прерывания щ на участке,зафиксированном обследуемым, определит фактическую длительность режима,что выражается отношением1 О мст, (6)а фактическая величина перемещенияна участке равна соответственно=Е.ь (7) где д - фактическое перемещение1 кручки управления на 1-ом участке за период одногоинтер вала сигнала пр ерывания(например, 10 мс).Учитывая предписанные алгоритмом управления на д-ом участке параметры перемещения (а(,), времени (С,) и скорости (Ч,), после фиксации каждого режима блок 3 оценки по соотношениям (4), (6) и (7) вычисляет соответственно ЛЫ,= А, - Н,; д;=Е.-,;- Й Чи)ВЧ; =. При достижении 10 1. Способ оценки сенсорно-мышечнойкоординации путем установления руки ручки управления конечного положения последнего участка, предписанного алгоритмом управления, срабатывает конечный выключатель контактного устройства 2, сигнал от которого через фиксатор 6 ритма управления, блок 7 контроля ввода поступает в блок 320 оценки, который на основании соотношений (5) и (1)-(3) осуществляет программу оценки сенсорно-мышечной координации и визуализацию результатов обследования.Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют интегрально оценить сенсорно-мышечную координацию каждого обследуемого, а также учесть вклад дифференциальных пара 30 метров, характеризукщих личностные показатели (точность, ритмичность, плавность управляющих воздействий на ручку управления ) при проведении профессиональной ориентации и отбора операторов; неочевидно судить о спо собностях обследуемого в части запоминания и анализа пространственно- временных образов управления, объема внимания и быстроты реагирования при восприятиях изменяющейся внешней обстановки, влияющей на процесс управления, проводить тренировки обследуемых в .части объема внимания и быстроты реагирования на изменяющиеся ус-. ловия управления, оценивать по дина-. 45 мике уменьшения отклонений параметров управления степень натренированности и потенциальную предрасположенность обследуемого к обучению операторской дея тельнос ти. 50Применение способа и устройства для его осуществления повышает точность и информативность обследования кандидатов для операторской работы. Формула и з обре т е н и я обследуемого совместно с ручкой управления в различные положения с запоминанием этих положений руки и времени перемещения с последующим повторением обследуемым этого задания при отсутствии визуального контроля и определением временных и пространственных отклонений от заданных величин, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, предписывают обследуемому совершать плавные перемещения ручки управления с фиксацией моментов изменения режима перемещения при предъявлении внешней информации и после определения величин отклонений от эданных, оценивают сенсорно- мышечную координацию обследуемого по ФормулеК,с(СЧ)+К(СЧ ,)+К(СЧ д3где Е, - коэффициент соразмерностиуправляющих движений;СЧ -коэффициент вариации отклос 1нений положения ручки управления на границах каждогоучастка;СЧ- коэффициент вариации отклонений временных интерваловна каждом .участке;СЧ - коэффициент вариации средчних отклонений мгновеннойскорости перемещения от заданной скорости на каждомучастке;К 1, 1, К-весовые коэффициенты составляющих, характеризующихточность, ритмичность иплавность заданных переме щений.2, Устройство для оценки сенсорно-мышечной координации, содержащее электромеханический датчик, снабженный контактным устройством, и блок оценки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности оценки, оно имеет аналого-цифровой преобразователь, формирователь данных, фиксатор ритма управления, блоки контроля ввода и вывода дискретных данных, блок задания алгоритма управления, табло предъявления внешней информации и блок задания временных интервалов, причем блок оценки соединен с блоком задания временных .интервалов, блоком задания алгоритма управления, блоками контроля ввода1459 Ь 54 10 Составитель П. Соловьевдактор И. Шмакова Техред А, Кравчук Корректор С, Ые ул. Проектная, Ужг и вывода дискретных данных и форми"рователем данных, который через аналого-цифровой преобразователь подключен к злектромеханическому датчику,кроме того, контактное устройство 382/2 Тираж Ь 44Государственного комитета по113035, Москва, Ж"35 роизводственно-полиграфическое пред соединено через фиксатор ритма управления с блоком контроля ввода дис"кретных данных, а блок контроля вывода дискретных данных подключен к табло предъявления внешней информации. Подписноезобретениям и открытиям пр Раушская наб., д. 4/5

Смотреть

Способ оценки сенсорно-мышечной координации и устройство для его осуществления