Устройство для оценки психофизиологического состояния человека

Полезная модель относится к области юридической психологии, криминологии, криминалистики, психологии труда, медицине, и может быть использована для диагностики функционального состояния человека, для исследования и контроля психофизического состояния человека, в частности для определения отклонений психофизиологических функций организма человека от индивидуальной нормы, в производственных условиях, в быту, в наркологии для диагностики наркотической интоксикации, при массовых медицинских обследованиях для профилактики и оценки психофизиологического состояния здоровья людей, для экспресс-диагностики до и после рабочего дня (сменного) состояния здоровья операторов ответственных производств, водителей, а также в следственной и судебной деятельности для изучения достоверности показаний подозреваемых, свидетелей, потерпевших. Задачей настоящего решения является создание устройства для оценки психофизического состояния человека способного в режиме реального времени анализировать параметры движения зрачков глаз. Технический результат заключается в повышении достоверности психологических исследований за счет проведения «Предварительного обследования» и повышения контрастности изображения зрачка, по которому судят о психофизическом состоянии испытуемого. Поставленная задача решается тем, что устройство для оценки психофизического состояния человека, включающее инфракрасный источник света для освещения глаз, видеокамеру с передатчиком видеосигналов, подключенные к входам компьютера, приспособление для закрепления видеокамеры на голове испытуемого с держателем видеокамеры, согласно решению, дополнительно содержит источник видимого света, источник видимого света и инфракрасный источник подключены к выходу компьютера, обеспечивающего регулирование мощности излучения, частоту и длительность импульсов видимого излучения, держатель видеокамеры выполнен с возможностью обеспечения регулировки расстояния от глаза до видеокамеры.

Полезная модель относится к области юридической психологии, криминологии, криминалистики, психологии труда, медицине, и может быть использована для диагностики функционального состояния человека, для исследования и контроля психофизического состояния человека, в частности для определения отклонений психофизиологических функций организма человека от индивидуальной нормы, в производственных условиях, в быту, в наркологии для диагностики наркотической интоксикации, при массовых медицинских обследованиях для профилактики и оценки психофизиологического состояния здоровья людей, для экспресс-диагностики до и после рабочего дня (сменного) состояния здоровья операторов ответственных производств, водителей, а также в следственной и судебной деятельности для изучения достоверности показаний подозреваемых, свидетелей, потерпевших.

Известно устройство для мониторинга движения глаз человека, включающее устройство, приспособленное для ношения на голове человека, источник излучения для направления излучения на глаза человека во время ношения устройства, первый и второй световоды для передачи изображений, содержащие первые концы, закрепленные на устройстве, первый световод для передачи изображений, расположенный для рассмотрения первого глаза человека, носящего устройство, второй световод для передачи изображений, расположенный для рассмотрения второго глаза человека, носящего устройство, камеру, связанную с первым и вторым жгутами для получения изображений первого и второго глаза (см. заявку на полезную модель 2006138622, МПК А61В 3/113).

К недостаткам устройства следует отнести его громоздкость за счет наличия системы оптоволоконных жгутов.

Известно устройство для определения траектории движений глаз при саккадических перемещениях взора (см. патент РФ 2270598, МПК А61В 3/113). Устройство содержит чашечковые электроды, полосовой усилитель биосигнала, аналогово-цифровой преобразователь, персональный компьютер, полосовой цифровой фильтр, экран монитора, жесткий магнитный диск, экран. Для регистрации электроокулографических потенциалов (ЭОП) используют два активных электрода, которые размещают с темпоральных сторон глазниц испытуемого на уровне зрачков. ЭОГ регистрировали при саккадических перемещениях взора. При этом смещение взора влево и вправо определяло полярность ЭОП. Для описания траектории перемещения взора измеряли амплитуду и время формирования t ЭОП, возникающих при очередном саккадическом движении глаз.

Недостатком устройства является наличие электродов для окологлазной области испытуемого, что может являться отвлекающим моментом при проведении психологических тестов.

Известно устройство для исследования движения зрачков глаз, включающее источник света для освещения глаз, рассеиватель света, оптико-электронный преобразователь на основе видеокамеры с ПЗС-матрицей, поворотный электромеханический измерительный преобразователь с кодово-импульсной модуляцией, аналого-цифровой преобразователь, соединенный с компьютером (см. Нистагмоскоп. // Российская научно-практическая конференция «ОПТИКА И НАУЧНОЕ ПРИБОРОСТРОЕНИЕ-2000» ФЦП «Интеграция». 29-30 марта 2000 г. / Тез. докл. - СПб: ИТМО, 2000 г. - 72 с.).

В рассматриваемом устройстве реализован алгоритм передачи данных, на основе аналогово-цифрового преобразования, не позволяющий проводить измерения в режиме реального времени.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является устройство для оценки психофизического состояния человека, включающее источник света для освещения глаз, видеокамеру с микрофоном, аналого-цифровой преобразователь, соединенный с компьютером, согласно решению дополнительно введены приемник видео и аудио сигналов, электронный ключ, шлем для испытуемого, на котором закреплены аккумулятор, подвижный телескопический штатив для закрепления видеокамеры, видеокамера содержит передатчик видео и аудио сигналов, инфракрасную подсветку в качестве источника света, при этом приемник видео и аудио сигналов выходом соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, а электронный ключ подключен к входу компьютера, (см. патент РФ 83908, МПК А61В 3/113).

К недостаткам устройства следует отнести наличие различных помех, присутствующих в кадре (ресницы, веки, блики от подсветки на зрачке глаза) при измерении площади зрачка, что отражается на точности измерений и, следовательно, приводит к существенной погрешности при анализе результатов обследования. Кроме того, отсутствие информации о физическом состоянии испытуемого перед исследованием, также приводит к неправильным результатам.

Задачей настоящего решения является создание устройства для оценки психофизического состояния человека способного в режиме реального времени анализировать параметры движения глаз.

Технический результат заключается в повышении достоверности психологических исследований за счет проведения «Предварительного обследования» и повышения контрастности изображения зрачка (устранение помех со зрачка), по которому судят о психофизическом состоянии испытуемого.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для оценки психофизического состояния человека, включающее инфракрасный источник света для освещения глаз, подключенный к выходу компьютера, видеокамеру, подключенную к входу компьютера, приспособление для закрепления видеокамеры на голове испытуемого с держателем видеокамеры, согласно решению, введен дополнительно источник видимого света, подключенный к выходу компьютера, при этом инфракрасный источник света и источник видимого света выполнены с возможностью регулирования мощности излучения, а источник видимого света с возможностью регулирования частоты и длительности импульсов, держатель видеокамеры выполнен с возможностью обеспечения регулировки (изменения) расстояния от глаза до видеокамеры.

Держатель видеокамеры выполнен в виде шарнирного устройства, закрепленного на приспособлении для закрепления видеокамеры на голове испытуемого с двумя посадочными местами для видеокамер, устанавливаемых с правой и/или с левой стороны приспособления, видеокамера выбрана с ручной регулировкой фокусного расстояния, включает дополнительные инфракрасные источники излучения, сконфигурированные для генерирования бестеневого инфракрасного излучения.

Полезная модель поясняется чертежами, на фиг.1 приведен вид сбоку приспособления для закрепления видеокамеры на голове испытуемого с поднятым козырьком, на фиг.2 - схематическое изображение устройства (вид спереди) с поднятым козырьком и не закрепленной видеокамерой, на фиг.3 - схематическое изображение устройства (вид сбоку) с опущенным козырьком и закрепленной видеокамерой, где

1. обод;

2. козырек;

3. держатель видеокамеры;

4. видеокамера;

5. шарнирный механизм;

6. стержень;

7. 8, посадочные места;

9. крепежный элемент видеокамеры;

10. ИК излучатели;

11. источники видимого света.

Устройство содержит приспособление для закрепления видеокамеры на голове испытуемого, состоящее из обода 1, шарнирно соединенного с козырьком 2. С нижней стороны козырька в центральной части жестко закреплен держатель 3 видеокамеры 4. Держатель представляет собой шарнирный механизм 5, состоящее из полого цилиндра, сквозь который проходит стержень 6 снабженный двумя посадочными местами с противоположных сторон 7, 8. например в виде пазов прямоугольного сечения для размещения крепежного элемента видеокамер(ы) 9 в виде ответной части посадочных мест 7, 8. Держатель 3 видеокамеры и шарнирное соединение обода 1 с козырьком 2 обеспечивают регулировку расстояния от глаза до видеокамеры. Видеокамера 4 совмещена с ИК излучателем 10 и источником видимого света 11 имеет ручную регулировку фокусного расстояния. Видеокамера, ИК излучатель и источник видимого света при помощи кабеля с USB портом подключены к компьютеру. Компьютер обеспечивает регулирование мощности ИК и видимого излучения, частоту и длительность импульсов видимого излучения, с помощью разработанного программного обеспечения. Устройство может содержать источник аудиосигнала, например, в виде встроенного в видеокамеру микрофона.

Устройство работает следующим образом.

Устройство предусматривает 2 режима работы: «Предварительное обследование», «Основное обследование».

В режиме «Предварительного обследования» испытуемого усаживают удобно в кресло и надевают на голову шлем. Включают компьютер, источник видео (источником видимого света 11) и аудио (микрофон) стимулов и видеокамеру. Запускают программу по кадровой обработки и записи параметров движения глаза, производят наводку видеокамеры на резкое изображение, подбирая соответствующее расстояние с помощью шарнирного устройства, на котором закреплена видеокамера и шарнирного соединения ободка с козырьком. Окончательная настройка производится с помощью ручной регулировки фокуса видеокамеры, визуально наблюдая за изображением зрачка на экране компьютера. Для обеспечения получения изображения с максимальным контрастом без помех и, как следствие, с наибольшей точностью локализации зрачка, производят плавное изменение мощности ИК освещения, выбирая такую мощность, при которой контраст максимальный. Инфракрасный излучатель 10 представляет собой множество инфракрасных светодиодов, яркостью которых управляют программно для генерирования бестеневого инфракрасного излучения, с группового входа инфракрасного излучателя.

После этого с помощью компьютера выбирают конкретный вид стимула воздействия на глаз человека, например, в виде световой вспышки, вырабатываемый источником видимого света 11 и запускают устройство в режим измерения, который протекает автоматически. Под действием светового стимула происходит изменение площади зрачка и его отклонение от среднего значения. Время возвращения измененного диаметра зрачка и отклонения зрачка от среднего положения у испытуемого регистрируется в отраженном от его глаза свете с помощью ИК-чувствительной видеокамеры 4. Полученные в течение 5 секунд результаты измерения зрачковой реакции испытуемого на световой стимул заносятся в базу данных под его идентификационным кодом. Далее с помощью компьютера путем статистической обработки полученных данных формируют индивидуальные нормативы обследуемого с учетом типа использованного стимула и вносят их в базу данных. По этим данным судят о готовности испытуемого к проведению психофизиологического теста.

Предварительное обследование производят как на правом, так и на левом зрачке человека. По реакции каждого зрачка на световой стимул определяют «ведущий глаз», на котором в дальнейшем и производят «Основное обследование».

Для расширения диагностических возможностей устройства может использоваться как световой, так звуковой стимул.

Перед началом «Основного обследования» с испытуемым проводится беседа, где выясняется его добровольное согласие на проведение оценки психофизического состояния человека и детекции лжи. Затем проводится классический психологический тест на мотивацию, где выясняется информация об уровне мотивации при проведении теста. После настройки изображения глаза в программе устанавливают секундомер, например на 5 секунд, время, в течение которого задают вопрос и получают от испытуемого на него ответ, а программа анализирует и оценивает реакцию зрачка испытуемого на поставленный вопрос. После этого устройство для оценки психофизического состояния человека готово для записи первого ответа на вопрос теста. Запуск производят нажатием кнопки «Старт» на рабочей панели программы, при этом одновременно с этим начинают задавать вопрос теста, программа автоматически находит геометрический центр зрачка глаза 2, и их координаты записывает в массив. Одновременно с регистрацией и обработкой реакции зрачка на задаваемые вопросы программа отображает на экране монитора таблицу изменения четырех параметров движения зрачка человека:

- направление взгляда (преимущественный угол отклонения);

- диаметр зрачков;

- амплитуда перемещения зрачка;

- количество морганий;

и строится график изменения 2-х параметров движения зрачка:

- диаметра зрачка;

- амплитуды перемещения глаза;

По полученным параметрам изменения движения глаза судят о психофизическом состоянии человека.

1. Устройство для оценки психофизиологического состояния человека, включающее инфракрасный источник света для освещения глаз, видеокамеру, приспособление для закрепления видеокамеры на голове испытуемого с держателем видеокамеры, отличающееся тем, что в него введен дополнительно источник видимого света, при этом инфракрасный источник света и источник видимого света выполнены с возможностью регулирования мощности излучения, а источник видимого света с возможностью регулирования частоты и длительности импульсов, держатель видеокамеры выполнен с возможностью обеспечения регулировки расстояния от глаза до видеокамеры, при этом источники и видеокамера имеют выводы для подключения к компьютеру.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приспособление для закрепления видеокамеры на голове испытуемого состоит из обода, шарнирно соединенного с козырьком, при этом держатель видеокамеры закреплен с внутренней стороны козырька.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что держатель видеокамеры выполнен в виде шарнирного механизма с двумя посадочными местами для установки видеокамеры, по крайней мере, в одном из них.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что шарнирный механизм выполнен в виде полого цилиндра с размещенным в нем стержнем, при этом посадочные места установлены на концах стержня и каждое из которых представляет собой деталь с пазом, форма которого соответствует форме ответной части крепежного элемента видеокамеры.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ответная часть крепежного элемента видеокамеры закреплена в пазу держателя с возможностью поворота.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что видеокамера выбрана с ручной регулировкой фокусного расстояния.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит источник аудиосигнала.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что включает дополнительные инфракрасные источники излучения, сконфигурированные для генерирования бестеневого инфракрасного излучения.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источники ИК и видимого излучения встроены в корпус видеокамеры.