ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БАЗА ИССЛЕДОВАНИЯ 4
1.1 Эволюция представлений психофизиологии 4
1.2 Обзор актуальных научных статей по психофизиологии 8
1.3 Рассмотрение стрессовой реакции, выделение регистрируемых
физиологических параметров 10
ГЛАВА 2 ОСОБЕННОСТИ РЕГИСТРАЦИИ БИОСИГНАЛОВ 14
2.1 Технические особенности регистрации биосигналов 14
2.2 Регистрация пульса и насыщения крови кислородом 17
2.3 Измерение электрической активности кожи 21
2.4 Измерение температуры тела 24
ГЛАВА 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА
МОНИТОРИНГА 26
3.1 Структурные схемы устройства 26
3.2 Электрическая принципиальная схема устройства 29
3.3 Описание алгоритма работы устройства 31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 34
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Актуальность работы:
Психические заболевания становятся все более распространенными. По данным Всемирной организации здравоохранения, в мире к 2020 году психические расстройства войдут в первую пятерку заболеваний, ведущих к потере трудоспособности. По данным этого же источника, депрессия является ведущей причиной подростковой заболеваемости и нетрудоспособности. В связи с этим проблема нахождения взаимосвязи психических расстройств, их динамики, и физиологических параметров приобретает все большую актуальность. Устройство, измеряющее набор физиологических параметров, коррелирующих с изменением состояний психики прежде всего полезно для исследовательских целей, нахождения новых взаимосвязей между теми или иными расстройствами и их физиологическими откликами. Но, кроме этого, оно может быть полезно и для целей диагностики, как инструмент, используемый психотерапевтом.
В начале исследования была поставлена следующая цель:
Разработать прототип устройства для комплексного мониторинга физиологических параметров, характеризующих психическое состояние. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Определить набор измеряемых параметров;
2. Разработать структурную схему устройства;
3. Подобрать оптимальные электронные компоненты;
4. Разработать принципиальную схему;
5. Представить алгоритм работы устройства;
Для реализации изложенных задач была изучена теоретическая база по психофизиологии и произведено ознакомление с методологией, с современными представлениями, подходами и терминологией, используемыми этой наукой.
В ходе написания данной научно-исследовательской работы были изучены актуальные научные публикации, предоставляющие информацию о связи некоторых психических заболеваний и изменений физиологических параметров, им сопутствующим. Был произведен анализ теоретических данных по психофизиологии, на основании которого был составлен список биометрических величин, являющихся маркерами изменения психического состояния человека. Исходя из требований накладываемых на проектируемое устройство и указанных в тексте работы, а именно: компактность, отсутствие инвазивных методов измерения и регистрации биологических сигналов, возможность длительного мониторинга измеряемых величин без причинения дискомфорта пациенту, из составленного списка величин были выбраны только те, регистрация которых может быть осуществлена с учетом вышеизложенных ограничений.
Кроме этого в работе были рассмотрены особенности регистрации биосигналов и сложности, возникающие при исследовании биологических систем.
Для каждого измеряемого биологического параметра, был осуществлен поиск оптимального метода получения измерительной информации. В настоящей работе описаны принципы, на которых базируются методы, используемые для регистрации выделенных биологических параметров, а также приведены разработанные принципиальные схемы отдельных датчиков биологических параметров.
Далее в ходе работы были разработаны две структурные схемы устройства, отличающиеся способом хранения полученной информации. В итоге была разработана принципиальная схема устройства диагностики, включающая принципиальные схемы датчиков биометрической информации, рассмотренные ранее и элементы программной логики, такие как микроконтроллер и часы реального времени.
Результатом работы является принципиальная схема и алгоритм работы устройства для комплексного мониторинга пульса, уровня насыщения крови кислородом, проводимости кожи и температуры тела.
Устройство может быть использовано, как в диагностических, так и исследовательских целях для нахождения новых взаимосвязей между изменениями психического состояния и динамикой изменения регистрируемых величин.
