УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ИНФОРМАТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭНЦЕФАЛОГРАФИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В СЛОЖНЫХ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ

Тычков Александр Юрьевич, кандидат технических наук, заместитель директора научно-исследовательского института фундаментальных и прикладных исследований, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), tychkov-a@mail.ru
Чураков Петр Павлович, доктор технических наук, профессор, кафедра информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), iit@pnzgu.ru
Тычкова Анна Николаевна, начальник инновационно-аналитического отдела, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), tychkov-a@mail.ru

57.087

Актуальность и цели. Объектом исследования является устройство измерения информативных параметров энцефалографических сигналов (ЭЭС) у людей экстремальных профессий в условиях повышенного уровня зашумления сигналов (в сложных экстремальных условиях). Предметом исследования являются алгоритмы обработки ЭЭС, позволяющие повысить быстродействие и точность обработки результатов измерений. Цель работы – проведение аналитического исследования известных устройств измерения ЭЭС, разработка блок-схемы устройства измерения информативных параметров ЭЭС и алгоритма обработки ЭЭС в условиях повышенного уровня зашумления.
Материалы и методы. Для разработки блок-схемы устройства измерения информативных параметров ЭЭС и алгоритма обработки ЭЭС в условиях повышенного уровня помех при свободной двигательной активности испытуемых использовались методы цифровой обработки сигналов (амплитудно-частотная обработка, полосовая фильтрация) и основы схемотехнического проектирования измерительных устройств.
Результаты. Проведен аналитический анализ известных решений в области измерения информативных параметров ЭЭС. Показана перспективность разработки новых решений в области развития теории цифровой обработки сигналов для целей медицинской диагностики. Разработаны новые блок-схема устройства измерения информативных параметров ЭЭС и алгоритм обработки ЭЭС в условиях повышенного уровня помех при свободной двигательной активности испытуемых. Отличительной особенностью предлагаемого решения от известных является введение в работу алгоритма новых блоков анализа и сравнения ЭЭС с нормой и отклонением от нормы и подавления синфазных помех за счет применения полосовой фильтрации.
Выводы. Предложенные устройства измерения информативных параметров ЭЭС, в отличие от существующих аналогов, позволяют повысить быстродействие устройства и его оперативность более чем в 2 раза за счет использования нового алгоритма обработки ЭЭС в условиях повышенного уровня помех при свободной двигательной активности испытуемых. Отличительная особенность предложенного алгоритма заключается в том, что анализ частотных компонент ЭЭС проводится в реальном масштабе времени с автоматическим сравнительным анализом пороговых частотных значений тэта, альфа и гамма волн в секунду.

Ключевые слова

измерение информативных параметров, обработка ЭЭС, полосовая фильтрация, анализ частотных компонент.

 Скачать статью в формате PDF

1. Патент № 2539004 Российская Федерация. Способ контроля выхода человека-оператора из контура управления / Изнак А. Ф., Чаянов Н. В. – опубл. 10.01.2015.
2. Венцевич, Л. Е. Локомотивные устройства обеспечения безопасности движения поездов и расшифровка информационных данных их работы / Л. Е. Венцевич. – М. : Маршрут, 2006. – 328 с.
3. Гу сельников, В. И. Ритмическая активность в сенсорных системах /В. И. Гусельников, А. Ф. Изнак. – М. : Изд-во МГУ, 2008. – 198 с.
4. Патент № 2332160 Российская Федерация. Способ исследования электроэнцефалограммы человека и животных / Туровский Я. А., Семенов А. Г., Максимов А. В., Кургалин С. Д. – опубл. 27.08.2008.
5. Рыбина, И. Я. Электроэнцефалография / И. Я. Рыбина, Л. А. Коренко, Т. А. Скоромец. – СПб. : Логос, 2004. – 53 с.
6. Коханов, В. П. Психиатрия катастроф и чрезвычайных ситуаций (теория и практика) / В. П. Коханов, В. Н. Краснов. – М. : Практическая медицина, 2008. – С. 445–448.
7. Патент № 2444275 Российская Федерация. Способ и устройство определения пространственного положения глаз для вычисления линии взгляда / Шевчик С. А., Величковский Б. М., Величковский Б. Б., Вартанов А. В., Шаповалова В. В. – опубл. 10.03.2012.
8. Патент № 2479252 Российская Федерация. Способ и устройство для измерения электрического потенциала на коже головы / Отто Э., Бонджерс Д. – опубл. 20.04.2013.
9. Специфика и проблемы диагностики психогенных состояний / А. Ю. Тычков, П. П. Чураков, В. Б. Калистратов, А. Н. Тычкова, А. В. Агейкин // Психическое здоровье. – 2015. – № 8 (111). – C. 40–44.
10. Tychkov, A. Yu. Development and Study of a Virtual Encephalograph / A. Yu. Tychkov // Biomedical Engineering. – 2015. – Vol. 49, Issue 1, P. 37–41.