Способ измерения электрокожного сопротивления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 А 9) 1 Н 39/00, А 61 В 5/05 я ЗО ЕТ рол из значе, раз- жного ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Калининский политехнический институт и Научно-.исследовательский институт рефлексотерапии Всесоюзного научного центра медицинской реабилитации и физиотерапии(72) Н.И. Якименко, Ю.С. Асташкин, Ю.Г. Быстров, В, П. Злоказов и В. А. Загрядский (56) Авторское свидетельство СССР Ь 1512563, кл. А 61 Н В 5/05, 1989.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОКОЖНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к медицине, а именно к способам регистрации электрокожного .сопротивления в психофизиологических исследованиях, С целью повышения Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам регистрации , электрокожного сопротивления в психофизиологических исследованиях.Целью. изобретения является повышение точности измерения электрокожного со-. .противления.Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения электрокожного сопротивления, включающем наложение из-: мерительных электродов, пропускание между ними знакопостоянных стабилизиро-. ванных импульсов электрического тока длительностью 200 - 380 мс плотностью от 7,1 мкА/см до 36,2 мкА/см, многократное измерение падения напряжения и вычисление электрокожного сопротивления; первое измерение проводят сразу же после налоточности первое измерение производят сразу же после наложения электродов на поверхность кожи, второе - через 42 с - после первого, последующие измерения осуществляют произвольно в зависимости - от потребностей, а действительное значение электрокожного сопротивления вычисляют по формуле й - й - Ьйг - 1, где й - действительное значение электрокожного сопротивления; й 1 - измеренная величина электрокожного сопротивления, полученная, после второго измерения при последу:ощих измерениях; йг- поправка к измененному значению электрокожного сопротивления, разность между значениями электрокожного сопротивления, полученными после второго и первого измерений, 3 табл,жения. электродов на поверхность кожи, второе через 42 с после первого, последующие измерения осуществляют произвольно в зависимости от потребностей, а действительное значение электрокожного сопротивления вычисляют по формулей й 1 - Ьй 2-1,где й - действительное значение элкожного сопротивления;й - измеренная величина электрного сопротивления, полученнаявторого измерения, при последующихрениях;:Ьй 2-1 - поправка к измеренномунию электрокожного сопротивленияность между значениями электрокосопротивления, полученными после второго . Прежде всего следует отметить значии первого измерений, тельный разброс в значениях электрокожНовым по отношению к способу-прото- . ного сопротивления для результатов,типу является то, что измерение электро- полученных по способу-прототипу, в преде-,кожного сопротивления до получения 5 лаходноговременногоряда, Причинаэтогорезультата предварительно проводится два разброса - в постепенном достижении элекраза: сразу после наложения электродов и трокожным сопротивлением зоны устано-.через интервал времени 42 с посЛе первого вившегося значения.измерения, а из результатов последующих В правой половине табл. 1, где приведеизмерений,.вычитается 1 полученная адди нывременныезависимостиэлектрокожноготивная составляющая погрешности. Все это сопротивления при изменении заявляемымпозволяет повышать точность измерения способом, можно отметить как существенэлектрокожного сопротивления, .значение ную разницу между первым и вторым измекотороговэтомслучаенезависитотвозни- рениями, так и меньший разброс вкающих на границе раздела системы "алек значениях ЗКС, последующих после второтрод-кожа" переходных процессов. го, что объясняется выходом величиныПри реализации способа электрокож- электрокожного сопротивления в зонуустаное сопротивление измеряли цифровымновивщегося значения по истечении интер-прибором "Сигнал-РД" (5) многократно че- .вала времени между первым и вторымрез равноточные интервалы (2 с.). В этом 20 измерениями,случае реальная непрерывная зависимость Предложенный способ измерения: осуэлектрокожного сопротивления от време- ществляется следующим образом,ни заменялась дискретной, С точки зрения При локальном измерении электрокожфизиологии временному ряду электрокож- ного сопротивления электрод меньшей плоного сопротивления соответствует ограни щади (дифферентный) подключается к, ченная во времени электродермальная минусовому выходу источника тока, затемреакция на слабый знакопостоянный ток, измерительные электроды (дифферентный истабилизированный, например, на уровне индифферентный) устанавливают и .фикси 5 мкА, при плотности тока не более 36,2 руют на поверхности кожи. На электродымкА/см и длительностью импульса не более ЗО подается напряжение и при этом через кож 380 мс. ные покровы между электродами протекаетВ эксперименте, проведенном на ЗО-ти стабилизированный ток плотностью междуиспытуемых в возрасте 18-35 лет(мужчины . 7,1 - 36,2 мкА/см, после интервала времеги женщины). В каждой точке кожной поверх-ни, заключенного между 200 - 380.мс произности в процессе измерения выполнено 28 35 водится первое измерение, через 42 сотсчетов значений электрокожного сопро- ; снова подается напряжение, протекаеттивления. Исследуемый параметр регистри-стабилизированный ток величиной с параровали в различных областях поверхности метрами, указанными выше и производиткожи; на ладони; предплечье, на лбу, груд- ся второе измерение. Далее определяетсяной клетке, животе, натыльной поверхности 40 разница между значениями электрокожногокисти. сопротивления между вторым и первым изМатематическая обработка экспери- мерениями (Ь йг). Каждое значение электментальных результатов. проводилась тра- . рокожного сопротивления, полученное придиционными методами элементарной . последующих измерениях, определяют пустатистики (6). 45. тем вычитания поправки Лягиз измеренС учетом принятой в биологических ис- ного значения.следованиях погрешностью 5, время не- Пример реализации предлагаемого спообходимое показателю электрокожного . соба измерения электрокожного сопротивсопротивления для достижения зоны уста- ления,новившегося значения составило 42 с. 0 Было проведено обследований практиВ табл. 1 приведены эксперименталь- чески здорового спортсмена-тяжелоатлетаные результаты, позволяющие сопоставить 28 лет. Цель - изучить возможность оценкизначения ЗКС, полученные при использова- воздействия физических нагрузок на органии разных способов измерения низм спорсмена подинамике электрокож 55 .ного сопротивления (ЗКС) при многократАнализ и сопоставление временных за- ном измерении его в одной из информативвисимостей электрокожного сопротивле- ных точек акупунктуры (ТА),ния, приведенных в левой и правой частях . Исследования проводились в процессетаблицы для трех испытуемых показывает тренировочного занятия. Изучалось состОя.их существенно разный характер, 1821195В = В - ЬВ 2-1. 5 10 20 временных зависимостей: ЭКС на начальном участке (разница между первым и вторым измерениями составляет 261 кОм, в то время как разница между третьим и вторым.35 измерениями уже 20 кОм для условной нормы).Сопоставление с величинами СКО по заявляемому способу, т. е. без начального участка временного ряда ЭКС, отражающего 40 влияние переходного процесса на результаты измерения, показывает существенное уменьшение (у для основных участков временных зависимостей, что объективно свидетельствует об уменьшении погрешности 45 измерения, осуществляемого по заявляемому способу.Расчетное значение т-критерия Стьюдента для обоих способов существенно превышают стандартные величины даже для 50 уровня значимости а= 0,1 О при оценке воздействия физических нагрузок, что указывает на высокую достоверность метода многократных измерений ЭКСдля оценки функционального состояния человека.Причем, расчетное значение критериядля заявляемого способа 25,31 превышает ние спортсмена в условной норме (до начала тренировки) и после воздействия физических нагрузок (после тренировки).Интенсивная дозированная Физическаянагрузка задавалась в процессе тренировкив течение 1 ч при температуре воздуха около16 С в секции штанги с нагрузкой, эквивалентной энергетическим затратам около2000 Вт. Тренировка проводилась в спортивном зале при нормальной влажности иатмосферном давлении,В качестве контроля при физической нагрузке и в условной норме использовалисьобщепринятые физиологические показатели: частота сердечных сокращений (ЧСС);систологическое артериальное давление. (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД), а также расчетные показатели - 1пульсовое давление (ПД), ударный объемкрови (УОК), минутный объем крови (МОК)(7)Измерения ЭКС проводились многократно (и = 17) в одной из целесообразновыбранных ТА - ТЯ (5), расположенной вобласти ногтевой фаланги левой кисти, Измерения осуществлялись с помощью портативного прибора "Сигнал-РД" (5). Базовыйэлектрод укреплялся на наружной поверхности правого запястья, активный - в обла-:сти точки ТВ. Интервал между измерени-ями составил Около 2 с.Кожный покров обрабатывался непосредственно перед проведением измерений 395 О-ным этиловым спиртом;Все перечисленные показатели регист. рировались и рассчитывались непосредственно перед (условная норма) и сразу жепосле окончания занятия (нагрузка).Значения контрольных физиологических показателей приведены в табл. 2,Рост ЧСС, увеличение САД, ПДУОК иравномерный рост МОК одновременно засчет. ПД и ЧСС (нормотоническая реакция)свидетельствуют об адекватности ответасердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку и позволяет говорить о том,что функциональное состояние спортсменадо тренировки отличается от его функционального состояния после тренировки,Измерения контрольных физиологических показателей при переходе в другоефункциональное состояние сопровождаются уменьшением ЭКС,В табл, 3 приведены значения ЭКС всостоянии условной нормы и после воздействия физических нагрузок.В левой половине табл. 3 приведенывременные ряды ЭКС, полученные до и после тренировки по способу-прототипу,В правой половине таблицы - те же временные зависимости ЭКС, полученные расчетным способом по предлагаемой формуле где В - действительное значение ЭКС; В - измеренная величина ЭКС, полученная после 2-го измерения, при последующих измерениях; ЬВ 2-1 - поправка к измеренному значению ЭКС, вычисляемая как разность между значениями ЭКС, полученными после второго и первого измерений. Каждый временной ряд обрабатывался затем методами элементарной статистики: определялось среднее значение ЭКС по всему ряду - Х, среднеквадратическое отклонение (СКО) - о; ошибка среднего - ах,критерий достоверности Стьюдента - 1 (трасч. - расчетное значение критерия; Ь - табличная величина критерия для уровня значимости а = 5 ),Анализ результатов показывает снижение значений ЭКС в состоянии нагрузки по способу-прототипу с 1079,8221,94 кОм до 621,88 11,15 кОм, по заявляемому способу с 843,73 8,61 до 590,6 6,71 кО м, Как видно из таблицы уменьшаются и величины СКО с 90,47 до 43;13 по способу-:,ргп Отипу и с 33,36 до 26,00 по заявляемому спо,;обу,Причем обращают на себя вчимание относительно большие значения СКО для способа-прототипа, что обусловлено ходом1821195 поверхность кожи, второе - через 42 с послепервого, последующие измерения осуществляют произвольно в зависимости от потребностей, а действительное значение5 электрокожного сопротивления вычисляютпо Формуле Й = В - ЬЙг,где Й- действительное значение электрокожного сопротивления;Й - измеренная величина электрокож 10 ного сопротивления, полученная после второго измерения, при последующихизмерениях;Ь Й 2-1 - поправка к измеренному значению электрокожного сопротивления, раз 15 ность между. значениями злектрокожногосопротивления, полученными после второгои первого измерений,величину трасч. для способа-прототипа -18,61, что также подтверждает преимущество первого для распознавания функциональных состояний,Ф о р мул а и з обретен и я Способ измерения электрокожного сопротивления, включающий наложение измерительных электродов, пропускание между ними энакопостоянных стабилизированных импульсов электрического тока длительностью 200 - 380 мс, плотностью 7,1 мкА/см - 36,2 мкА/см, многократное измерение падения напряжения и вычисление электрокожного сопротивления, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, первое измерение производят сразу же после наложения электродов на 20 Таблица 1 Сравнительная оценка измерений ЭКС (в кОм) в одной из зон кожной поверхности разных испытуемых при съеме разными способами измеренийСпособ-и ототип Заявляемый способ М исп. М замера1821195 Продолжение табл.Таблиц зиологические показатели состояния сердечно-сосудистой системы спо янии условной нормы и после воздействия физических нагруз а в состоТаблица Сопоставление значений ЗКС и статистических параметров для способа-прототипа и заяв ляемога способа1821195 12 Продолжение табл, 3 ФСоставитель Н. Якимейкоедактор . Техред М.МоргенталКорректо ач аз 207 ВНИИ Тираж .: ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раувская наб 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1