Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / КУРСОВАЯ РАБОТА, ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА

Методы бесконтактной регистрации физиологических характеристик человека.

natalya1980er 288 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 24 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 23.03.2019
Однако преимущество перед контактными методами регистрации физиологических сигналов имеют полностью бесконтактные методы мониторинга, основанные на дистанционной регистрации и оценке различных характеристик. Этот принцип используется для определения характеристик движения глаз (iTracker) [4], в системах распознавания мимики и жестов (FaceReader) [5], для съемки открытых частей тела с помощью тепловизора [6] и др. Таким образом, в настоящий момент существует множество технических решений регистрации различных физиологических сигналов. Наблюдается тенденция к миниатюризации физиологических датчиков и разработке методов съема физиологических сигналов без крепления датчиков на теле человека. Для сравнительного анализа функционирования контактных и бесконтактных датчиков в качестве фактора, провоцирующего физиологические реакции, в работе используются сильные эмоции. Согласно существующим научным исследованиям, каждому эмоциональному состоянию присущ свой физиологический синдром. Например, при гневе происходит повышение артериального давления и частоты сердечных сокращений [7], при страхе температура кожных покровов понижается [8], при радости уменьшается частота сердечных сокращений [8]. В целом возрастание эмоционального напряжения увеличивает частоту сердечных сокращений, а снижение — уменьшает. Это утверждение справедливо и в отношении направленности эмоционального воздействия. Отрицательные эмоции вызывают более сильные физиологические реакции, чем положительные [9]. Рабочая гипотеза исследования состоит в том, что использование бесконтактных систем мониторинга психоэмоционального состояния человека возможно при наличии взаимосвязей между физиологическими показателями, регистрируемыми контактными и бесконтактными методами.
Введение

Появление технических возможностей множественной регистрации физиологических параметров [электрокардиограмма (ЭКГ), электромиограмма (ЭМГ), электроэнцефалограмма (ЭЭГ), артериальное давление, периферическое давление кровеносных сосудов (ФПГ), температура тела, кожно-гальваническая реакция (КГР), насыщение крови кислородом (SpO2), частота дыхания (ЧД), частота сердцебиения] является основанием для разработки и создания систем мониторинга функциональных состояний, сопровождающих различные аспекты человеческой деятельности. Существуют два основных типа систем получения физиологических параметров — на основе контактных и бесконтактных датчиков регистрации физиологических сигналов. Контактные системы основаны на съеме информации о физиологических процессах, происходящих на контакте тело—датчик. В качестве примера классических контактных систем анализа можно привести инструментарий для проведения полиграфических исследований («детектор лжи») [1, 2]. В настоящее время все более широкое применение получают мобильные средства съема физиологических сигналов, позволяющие отслеживать физиологические реакции не только в лабораторных условиях, но и в повседневной жизни человека. Основу составляет распространенная система беспроводной передачи биологических сигналов микроэлектромеханических датчиков, устанавливаемых на различных участках тела, на станцию дистанционного мониторинга [3].
Содержание

Введение 2 1 Физиологические характеристики человека 4 2 Общие принципы регистрации психофизиологических параметров 9 3 Бесконтактные средства измерения температуры 12 4 Бесконтактные методы измерения внутриглазного давления 16 5 Бесконтактный глюкометр без прокола пальца 19 5.2 Бесконтактные модели 21 Список использованных источников 24
Список литературы

1. Князев В., Варламов Г. Полиграф и его практическое применение: Учеб. пособие М.: Принт-Центр, 2012. 859 с. 2. Варламов В. А., Варламов Г. В. Компьютерная детекция лжи. М.: Илигар, Орисет, 2010. 928 с. 3. Wireless Sensor Network for Wearable Physiological Monitoring/ P. S. Pandian [et al.] // Journal of network. 2008.Vol. 3. N 5. P. 21–29. 4. Imaging facial physiology for the detection of deceit / P. Tsiamyrtzis [et al.] // Department of Computer Science. University of Houston, 2005. P. 1–24. 5. URL:.http://neurobotics.ru/products/eye_tracking/ 6. URL:.http://www.noldus.com/human-behavior-research/ products/facereader 7. Ильин Е. П. Эмоции и чувства. СПб.: Питер, 2007. 783 с. 8. Данилова Н. Н. Психофизиология: Учеб. для вузов. М.:Аспект Пресс, 2004. 368 с. 9. Изард К. Э. Психология эмоций. СПб.: Питер, 2003. 464 с. 10. Физиология человека. Compendium. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 498 с. 11. Физиология человека (комплект из 3 книг). – М.: Мир, 2005. – 880 с. 12. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высшая школа, 2005. 13. URL: https://www.eprussia.ru/epr/45/2973.htm 14. https://glaza.online/issled/vgd/beskontaktnyj-tonometr.html 15. https://nashdiabet.ru/diagnostika/beskontaktnyj-glyukometr-bez-prokola-palca.html
Отрывок из работы

1 Физиологические характеристики человека Человеку необходима постоянная информация о состоянии и изменениях внешней среды, обработка этой информации и составление программ жизнеобеспечения. Возможность получать информацию об окружающей среде, способность ориентироваться в пространстве и оценивать свойства окружающей среды обеспечиваются анализаторами (сенсорными системами). Это системы ввода информации в мозг для анализа этой информации. В коре головного мозга — высшем звене центральной нервной системы (ЦНС) — информация, поступающая из внешней среды, анализируется и осуществляется выбор или разработка программы ответной реакции, т.е. формируется информация об изменении организации жизненных процессов таким образом, чтобы это изменение привело к повреждению и гибели организма. Например, в ответ на повышение температуры внешней среды, которое может привести повышению температуры тела и далее к необратимым изменения органах (коре головного мозга, органах зрения, почках), возникают реакции компенсаторного характера. Они могут быть поведенческими — внешними (уход в более прохладное место) или внутренними (снижение выработки теплопродукции, повышение теплоотдачи). Человек обладает рядом специализированных периферических образований-органов чувств, обеспечивающих восприятие внешних раздражителей, действующих на тело (из окружающей среды). К ним относятся органы зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания. Не стоит смешивать понятия "орган чувств" и "рецептор", например, глаз является органом зрения, а сетчатка-фоторецептором, одним из компонентов органа зрения. Помимо сетчатки, орган зрения включает в себя преломляющие среды глаза, его различные оболочки, а также мышечный аппарат. Понятие "орган чувств" во многом условно, так как не может обеспечить ощущения самостоятельно. Для возникновения субъективного ощущения необходимо, чтобы возбуждение, возникшее в рецепторах, поступало в центральную нервную систему-специальные отделы коры головного мозга, так как именно с деятельностью высших отделов головного мозга связано возникновение субъективных ощущений. Слух — способность организма воспринимать и различать звуковые колебания. Эта способность воплощается слуховым анализатором. Человеческому уху доступна область звуков, механических колебаний с частотой 16...20 000 Гц. Орган слуха – ухо-воспринимающая часть анализатора звука. Он имеет три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода, подтянутой упругой барабанной перепонкой, отделяющей среднее ухо. Ушная раковина и слуховой проход служат для улучшения приема высоких частот. Они способны усиливать звук с частотой 2000 Гц...5000Гц на 10...20 дБ, и этот факт определяет повышенную опасность звуков заданного частотного диапазона. Орган слуха воспринимает не все многочисленные звуки окружающей среды. Частоты, близкие к верхнему и нижнему пределам слышимости, вызывают слуховые ощущения только при высокой интенсивности и по этой причине обычно не слышны. Очень интенсивные звуки в слышимом диапазоне может вызвать боль в ухе и даже повредить слух. Таким образом, орган слуха выполняет две задачи: обеспечивает организм информацией и обеспечивает самосохранение, противостоит повреждающему действию акустического сигнала. Обоняние - способность воспринимать запахи, осуществляется посредством обонятельного анализатора, рецептором которого являются нервные клетки, расположенные в слизистой оболочке верхней и частично средней носовых ходов. Человек обладает различной чувствительностью к пахучим веществам, к некоторым веществам чувствительность особенно высока. Например, этиловый меркаптан чувствуется при содержании 0,00019 мг в 1 л воздуха. Снижение обоняния часто возникает при воспалительных и атрофических процессах в слизистой оболочке носа. В некоторых случаях нарушение обоняния является одним из существенных симптомов поражения ЦНС. Запахи могут вызвать отвращение к еде, обострять чувствительность нервной системы, способствовать состоянию подавленности, повышенной раздражительности. Так, сероводород, бензин могут вызывать различные отрицательные реакции вплоть до тошноты, рвоты, обморока. Например, обнаружено, что запах бензола, гераниол обостряет слух, а индол притупляет слуховое восприятие, запахи пиридина и толуола обостряют зрительную функцию в сумерках, запах камфоры повышает чувствительность зрительной рецепции зеленого цвета и снижает-красного. Вкус-это ощущение, которое возникает, когда раздражитель применяется к определенным рецепторам, расположенным в разных частях языка. Ощущение вкуса складывается из восприятия кислого, соленого, сладкого и Горького; вариации вкуса являются результатом комбинации основных перечисленных ощущений. Разные участки языка имеют разную чувствительность к вкусовым веществам, кончик языка более чувствителен к сладкому, края языка — к кислому, кончик и края — к соленому и корень языка наиболее чувствителен к горькому. Осязание — сложное ощущение, возникающее при раздражении и рецепторов кожи, слизистых оболочек и мышечно-суставного аппарата. Основная роль в формировании осязания принадлежит кожному анализатору, который осуществляет восприятие внешних механических, температурных, химических и других раздражителей. Осязание складывается из тактильных, температурных, болевых и тельных ощущений. Основная роль в ощущении принадлежит тактильной рецепции — прикосновению и давлению. Кожа — внешний покров тела — представляет собой с, весьма сложным строением, выполняющий ряд важных жизненных функций. Кроме защиты организма от вредных внешних воздействий, кожа выполняет рецепторную, секреторную, обменную функции, играет значительную роль в терморегуляции и т. д. В коже различают три слоя: наружный (эпителиальный — эпидермис), соединительнотканный (собственно кожа - дерма) и подкожная жировая клетчатка. В коже имеется большое число кровеносных и лимфатических сосудов. Нервный аппарат кожи состоит из многочисленных, пронизывающих дерму нервных волокон и нервных окончаний — рецепторов, которые воспринимают давление, прикосновение, вибрацию, изменение температуры, болевые воздействия. [10] Одна из основных функций кожи-защитная; кожа-Защита тела. Так, растяжение, давление, ушибы обезвреживаются упругой жировой подстилкой и эластичностью кожи. Нормальный слой роговицы защищает глубокие слои кожи от высыхания и очень устойчив к различным химическим веществам. Пигмент меланин, поглощающий ультрафиолетовые лучи, защищает кожу от солнечных лучей. Особенно важны стерилизующие свойства кожи и устойчивость к различным микробам; интактный роговой слой непроницаем для болезнетворных микроорганизмов, а кожное сало и пот создают кислую среду, неблагоприятную для многих микробов. Окисление происходит в роговице, поэтому важно иметь достаточное количество кислорода для профилактики кожных заболеваний. Кожа "дышит"; если покрыть человека лаком, он начнет задыхаться. Важной функцией кожи является ее участие в терморегуляции (поддержании нормальной температуры тела); 80 % теплоотдачи организма осуществляется кожей. При высокой температуре окружающей среды сосуды кожи расширяются и тепло повышается за счет конвекции. При низкой температуре сосуды сужаются, кожа бледнеет, уменьшается теплоотдача. Секреторная функция обеспечивается сальными и потовыми железами. С кожным салом могут выделяться некоторые лекарственные вещества (йод, бром), продукты промежуточного метаболизма (обмена веществ), микробных токсинов и эндогенных ядов. Функция сальных и потовых желез регулируется вегетативной нервной системой, •Обменная функция кожи заключается в участии в процессах регуляции общего обмена веществ в организме, особенно водного, минерального и углеводного. Считают, что кожу можно условно рассматривать как железу внешней и внутренней секреции, с обширной поверхностью, богато снабженной сосудами и тесно связанной со всеми внутренними органами. Кожа — это «периферический мозг», неутомимый сторож, который всегда начеку, постоянно извещает центральный мозг о каждой агрессии и опасности, помощью анализаторов человек получает обширную информацию об окружающем мире. Количество информации принято измерять в двоичных знаках — битах. Например, поток информации через •зрительный рецептор человека составляет 108 — 109 бит/с, неявные пропускают 2 • 106 бит/с, в памяти прочно задерживается только 1 бит/с. Следовательно, в коре головного мозга анализируется и оценивается не вся поступающая информация, а наиболее важная. Информация, получаемая из внешней и внутренней среды, определяет работу функциональных систем организма и поведение человека. Для управления поведением человека и активностью его функциональных систем (т.е. выходной информацией, поступающей из больших полушарий) достаточно около 107 бит/с при подключении программ, содержащихся в памяти. В табл. 7.1 приведены максимальные скорости передачи информации, принимаемой человеком с помощью различных органов чувств и подводимой к коре больших полушарий.[11] Таблица 7.1. Характеристика органов чувств по скорости передачи информации Воспринимаемый сигнал Характеристика Максимальная скорость, бит/с Зрительный Длина линии 3,25 Цвет 3,1 Яркость 3,3 Слуховой Громкость 2,3 Высота тона 2,5 Вкусовой Соленость 1,3 Обонятельный Интенсивность 1,53 Тактильный Интенсивность 2,0 Продолжительность 2,3 Расположение на теле 2,8 2 Общие принципы регистрации психофизиологических параметров Многие физиологические процессы являются по сути своей электрохимическими, поэтому их можно зафиксировать, приложив электроды непосредственно на изучаемый участок тела. Обычно величины регистрируемых физиологических реакций в норме очень невелики, поэтому их усиливают и затем передают на записывающее устройство. Физиологические процессы, имеющие отличную от электрической природу, предварительно преобразуют в электрический сигнал, а затем передают на записывающее устройство. Основным записывающим устройством, применяемым в психофизиологических исследованиях, является полиграф — {polygraph, от греч. тгоАдз — много и урафсо — писать, синоним: «детектор лжи») — техническое средство, используемое при проведении инструментальных психофизиологических исследований для синхронной регистрации параметров дыхания, сердечно-сосудистой активности, электрического сопротивления кожи, а также при наличии необходимости и возможности, других физиологических параметров с последующим представлением результатов регистрации этих параметров в аналоговом или цифровом виде. Результаты полиграфического тестирования сопоставляются с психическими показателями, разнообразными формами физической, трудовой, интеллектуальной деятельности и позволяют судить о взаимодействии психических и физиологических процессов. Прибор записывает множество электрических сигналов от электродов, которые накладывают на различные зоны тела и обрабатываются соответствующим образом. С поверхности головы получаемая запись называется электроэнцефалограммой (ЭЭГ); если электроды размещаются на двух руках или руке и ноге, или в области сердца, то запись носит название электрокардиограммы (ЭКГ); если они будут расположены на тыльной и ладонной поверхности руки, то можно записать кожно-гальваническую реакцию (КГР); при расположении электродов вдоль мышцы можно получить электрическую активность мышц, то есть электромиограмму (ЭМГ); электроды, расположенные по обе стороны глаз, могут зафиксировать электроокулограмму (ЭОГ). Полиграф сопрягается с компьютером, оснащенным соответствующим программным обеспечением, что позволяет расшифровывать полученные записи (рис. 1.1). В практике широкую известность это техническое устройство, под названием «детектор лжи», получило для контроля правдивости сообщённой исследуемым лицом сведений. В последнем случае физиологические сигналы записываются одновременно с ответами на задаваемые человеку вопросы. На сегодняшний день специалисты говорят о достаточно высокой значимости получаемой с помощью полиграфа информации, но при этом отмечают необходимость тщательной подготовки эксперимента и опыта исследователя, которые могут повлиять на результаты трактовки. В частности, отмечаются следующие моменты, которые могут повлиять на конечный результат исследования: • ошибочная интерпретация результатов — детектор измеряет не ложь, а изменение физиологических реакций организма, свидетельствующих о значимости предъявляемых стимулов для исследуемого лица. При несоблюдении специалистом существующих методик и базовых принципов проведения исследований данный фактор может приводить к ошибкам; • предубеждение исследуемого лица — реакции организма отражают не истинность фактов, а всего лишь веру испытуемого в их истинность или ложность. Испытуемый может думать, что его знание правдиво, хотя на самом деле оно не отражает объективной реальности;
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg