ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Вегетативная нервная система
1.2 Метод биологической обратной связи
1.2.1 Понятие о методе биологической обратной связи
1.2.2 Принципы работы метода
1.3 Кожно-гальваническая реакция
1.3.1 Методы регистрации кожно-гальванической реакции
1.3.2 Датчики для регистрации кожно-гальванической реакции
2. ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК
3 РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Описание разработанной структурной схемы устройства
3.2 Описание разработанной принципиальной схемы устройства
3.2.1 Источник тока
3.2.2 Датчик тока
3.2.3 Дифференциальный усилитель
3.2.4 Фильтр полосно-пропускающий
3.2.5. Микроконтроллер
3.2.6 Блок питания
4. ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТЕЙ
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОНТАЖНОЙ ПЛАТЫ
6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
7. РАЗРАБОТКА МОБИЛЬНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ
7.1 Обзор мобильной операционной системы Android 38
7.2 Выбор инструментов и технологии 39
7.3 Проектирование прототипа графического интерфейса
7.4 Архитектура приложения 40
7.5 Создание иконки приложения 41
7.6 Запуск приложения 41
8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗРАБОТКИ 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 55
ПРИЛОЖЕНИЕ 58
Организм человека - это целостная система, в которой регулируется деятельность всех физиологических систем, их слаженность в работе, сохраняется стабильность внутренней среды.
Актуальность. В настоящее время известно, что 25 % населения страны испытывает психоэмоциональное перенапряжение, вызванное в первую очередь увеличением ритма жизни. Эмоциональное напряжение может стать причиной развития психосоматических заболеваний. К ним относятся бронхиальная астма, язва желудка и двенадцатиперстной кишки, гипертоническая болезнь, гормональные расстройства, нарушения половых функций и многие другие. Многие из перечисленных болезней требует дорогостоящего лечения, но даже оно может быть недостаточно эффективным, иметь противопоказания или побочные эффекты. Это придает особую значимость нефармакологическим способам лечения. Одним из таких является -метод биологической обратной связи (БОС). Он основан на принципе саморегуляции пациентом физиологических функций организма, которые не контролируются сознанием. А с помощью регистрации кожно-гальванических реакции (КГР) можно отслеживать малейшие изменения этих процессов. Изменения сопротивления кожи напрямую связаны с уровнем напряжения и релаксации. Увеличение уровня активности ведет к повышению кровотока, стимуляции работы потовых желез на ладонях, а это, в свою очередь, приводит к снижению сопротивления и повышению электрической проводимости. При релаксации кровоток уменьшается, снижается потоотделении и сопротивление растет (электрическая проводимость падает).
Цель диссертационной работы: разработка устройства для повышения устойчивости к стрессам на основе саморегуляции, осуществляемой с помощью биологической обратной связи.
Задачи диссертационной работы:
1) Провести анализ теоретического материала по процессам биоуправления и видам биологической обратной связи;
2) Разработать структурную, принципиальную схему устройства;
3) Рассчитать функциональные узлы и подобрать элементную базу, соответственно проведенным расчетам;
4) Разработать мобильного приложения на платформе Android для визуализации полученных данных;
5) Провести экономическую оценку.
Обычно мы ничего не знаем о физиологических процессах, происходящих в организме, например, о циркуляции крови и сердечном ритме, и не способны их контролировать. Но благодаря биологической обратной связи мы можем обрести над ними сознательный контроль. Эта методика позволяет получить непосредственную информацию о физических функциях. Возможность произвольно регулировать эти функции открывает перспективы для лечения разных нарушений, борьбы со стрессом и более успешной работы. Чтобы помочь пациентам добиться контроля над своим организмом, используют электронные инструменты, измеряющие физиологическую активность (пульс, температуру кожи, мышечное напряжение и электрические полны мозга). При изменении этих параметров аппарат подает сигнал (на дисплее или звуком). Измерения обычно производятся с поверхности кожи и передаются на компьютер.
Под руководством врача пациент фиксирует эти сигналы и постепенно учится изменять свою реакцию. Это помогает уменьшить стресс и стимулировать реакцию релаксации, улучшить работу автономной нервной системы и контролировать такие функции, как артериальное давление. Биологическая обратная связь приобретает все большую популярность, поскольку позволяет корректировать различные нарушения без помощи лекарств.
В диссертационной работе проанализирован метод биологической обратной связи на основе кожно-гальванической реакции, а именно: рассмотрены методы регистрации КГР (Тарханова и Фере), был произведен патентный поиск. В расчетно-конструкторской части была описана разработанная структурная схема, принцип работы устройства, расчет и описание всех блоков, входящих в принципиальную схему, был подобран двухполярный источник тока на микросхеме AD8510, прецизионный резистивный датчик тока, инструментальный усилитель Л0620,микроконтроллер PIC18F4550, блок питания FDDO1,объемом потребляемого тока 200мА, номиналы сопротивлений и емкостей из номинальных рядов Е192 и 24,спроектирована монтажная и печатная платы в программе P-CAD. Разработано впервые мобильное приложение для визуализации полученных данных на платформе Android для данного рода лечения. Рассчитаны аддитивная, мультипликативная погрешности прибора. Произведена экономическая оценка разработки, которая выявила, что оптовая цена разработанного устройства 9858,14 рублей, что намного меньше зарубежных и российских аналогов.
