автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Метод, алгоритмическое, приборное и программно-техническое обеспечение оценки лабильности зрительного анализатора

На правах рукописи

РОЖЕНЦОВ ОЛЕГ ВАЛЕРЬЕВИЧ

МЕТОД, АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ, ПРИБОРНОЕ И ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОЦЕНКИ ЛАБИЛЬНОСТИ ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА

Специальность: 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды,

веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань - 2006

Работа выполнена на кафедре компьютерных систем Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева

Научный руководитель:

кандидат технических наук Петухов Игорь Валерьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Морозов Олег Геннадьевич

кандидат технических наук Сапаров Игорь Борисович

Ведущая организация:

Институт проблем информатики АН РТ, г. Казань

Защита состоится »

Ш.

_2006 г. в^^»?асов на заседании дис

сергационного совета Д 212.079.^4 при Казанском государственном техниче ском университете им. А.Н. Туполева по адресу: 420111, г. Казань ул. К. Маркса, д. 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государствен ного технического университета им. А.Н. Туполева.

Автореферат разослан « ^ » ¿г&^^ц}_2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета /У

кандидат технических наук, доцент В.А. Козлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из актуальных проблем XXI века в человеко-машинных системах является «человеческий фактор». Подтверждением этому служит нарастание аварий по вине персонала, в том числе с наиболее совершенными и наукоемкими объектами. Определяющим фактором качества работы системы «человек-машина» в целом является функциональное состояние (ФС) человека-оператора, под которым понимают характеристику резервных возможностей организма и качества их регулирования. В общем случае ФС человека определяет его работоспособность при любом виде деятельности.

Считается, что в практических целях при исследовании ФС человека в первую очередь необходимо уделять внимание центральной нервной системе (ЦНС), так как значение свойств ЦНС для организации любой формы деятельности эмпирически уже давно нашло широкое признание.

Одной из наиболее стабильных характеристик нервных процессов в ЦНС человека является лабильность, под которой, в соответствии с определением Н.Е. Введенского, понимают «...максимальный ритм, который способно возбудимое образование генерировать в одну секунду в точном соответствии с ритмом раздражений». Лабильность является интегральным временным параметром, характеризующим работу данного возбудимого образования.

Вопросам исследования лабильности посвящены работы Н.Е. Введенского, A.A. Ухтомского, E.H. Семеновской, М.И. Виноградова, Н.Г. Медведева, Н.М. Пейсахова и многих других.

По литературным данным наибольшей информативностью отличается исследование лабильности ЦНС путем оценки лабильности зрительного анализатора (ЗА), что обусловлено тем, что в зрительном акте участвует более половины коры головного мозга. Это позволяет по состоянию ЗА судить о состоянии ЦНС. Поэтому, лабильность зрительного анализатора является интегративной оценкой лабильности ЦНС и изменения ФС человека в целом.

Для оценки лабильности ЗА используют электрофизиологические и психофизиологические методы исследования, причем наиболее широко распространен метод оценки критической частоты слияния световых мельканий (КЧСМ), то есть частоты световых мельканий, которую ЗА вследствие инерционности воспринимает как постоянное свечение. Недостатком метода КЧСМ является низкая точность ее оценки, обусловленная отсутствием четкого перехода от видимости световых мельканий к их слиянию, что объясняется нахождением этих частот внутри полосы пропускания рецептивных полей нейронов, воспринимающих эти частоты.

В тоже время из литературных источников известно, что одиночные нейроны ЗА, начиная с частот более 13-15 Гц, отвечает не на каждое раздражение, то есть наблюдается трансформация более высокого ритма в бо-

лее медленный ритм. Следовательно, оценка лабильности методом КЧСМ, осуществляется в условиях трансформации ритма одиночными нейронами, то есть не соответствует понятию лабильности по Н.Е. Введенскому.

Таким образом, разработка методов, обеспечивающих повышение точности оценки лабильности, является актуальной задачей и имеет существенное значение для отраслей знаний, связанных с исследованием ФС человека.

Объектом исследования являются лабильность ЗА.

Предметом исследования являются методы, алгоритмическое и приборное и программно-техническое обеспечение оценки лабильности ЗА.

Целью работы является решение важной научно-технической задачи повышения точности оценки лабильности ЗА.

Научная задача работы заключается в разработке метода, алгоритмического, приборного и программно-технического обеспечения оценки лабильности, позволяющей повысить точность оценки ФС человека.

Для достижения поставленной цели и решения научной задачи необходимо решить следующие вопросы:

- выполнить анализ существующих методов оценки лабильности ЗА человека;

- разработать имитационную модель восприятия ЗА парных световых импульсов;

- предложить метод и методику оценки лабильности ЗА, повышающие точность оценки; (

- разработать алгоритмическое и приборное и программно-техническое обеспечение оценки лабильности ЗА;

- провести экспериментальные исследования по оценке лабильности ЗА, исследовать взаимосвязь этой оценки и утомления, вызванного выполнением зрительно-напряженной работы.

Методы исследования. Для решения обозначенной цели и задачи в диссертационной работе использовались системный анализ, аналитические методы, аппарат теории автоматического управления, теории статистических решений, методы алгоритмизации, имитационного моделирования и экспериментальные исследования.

Обоснованность и достоверность результатов определяется использованием известных положений фундаментальных наук, корректностью используемых и разработанных математических моделей и их адекватностью реальным физическим процессам; совпадением теоретических результатов с данными экспериментов и результатами исследований других авторов, а также результатами эксплуатации созданных устройств; экспертизами ФИПС с признанием ряда технических решений изобретениями, защищенными патентами РФ и свидетельствами СССР.

Новизна полученных результатов заключается в следующем:

¡.Предложена модификации моделей ганглиозной клетки и нейрона зрительного анализатора, отличающиеся от известных моделей использова-

нием сигмоидальной активационной функции и учитывающие затухание сигнала при их распространении по дендритам, что позволило разработать имитационную модель восприятия парных световых импульсов и провести исследование лабильности ЗА при варьировании длительности световых импульсов;

2. Впервые разработаны метод и методика оценки лабильности зрительного анализатора с использованием парных световых импульсов, позволившие создать новые технические средства, обеспечивающие повышение точности оценки лабильности при отсутствии явления трансформации ритма;

3. Впервые разработаны алгоритмы работы, приборное и программно-техническое обеспечение оценки лабильности зрительного анализатора;

Теоретическая значимость работы заключается в разработке:

- модификаций моделей ганглиозной клетки и нейрона ЗА, отличающихся от известных моделей использованием сигмоидальной активационной функции и учитывающие затухание сигнала при их распространении по дендритам, что позволило с использованием известных структурно-функциональной модели ЗА и передаточных функций клеток сетчатки разработать имитационную модель восприятия парных световых импульсов различной длительности;

- метода, методики и алгоритмическое обеспечение оценки лабильности ЗА человека с использованием парных световых импульсов, позволивших повысить точность оценки, являющихся базой для разработки новых технических средств.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработаны и внедрены опытные экземпляры технических средств для оценки лабильности ЗА человека;

- разработаны и внедрены аппаратно-программные средства для автоматизации оценки лабильности ЗА человека;

- проведены экспериментальные исследования по оценке лабильности ЗА человека, позволившие дать рекомендации по применению разработанного метода, алгоритмического, приборного и программно-технического обеспечения для повышения точности оценки;

- установлено, что разработанный метод оценки лабильности может использоваться для исследования характера адаптации человека при зрительно-напряженной работе.

Публикации и апробация результатов. Основное содержание диссертационной работы отражено в 17 печатных работах, из них 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК для опубликования результатов докторских диссертаций, 4 а. с. СССР, 2 патента РФ, 2 статьи, 8 работ в материалах и трудах конференций.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических и научно-практических конференциях «Современные информационные технологии в диагностиче-

ских исследованиях», г. Днепропетровск, 2002 г.; «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах», г. Новочеркасск, 2002 г.; «Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики», г. Новочеркасск, 2003 г.; «Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения», г. Новочеркасск, 2004 г.; «Информационные технологии и кибернетика на службе здравоохранения», г. Днепропетровск, 2005 г.; «Современная техника и технологии в медицине, биологии и экологии», г. Новочеркасск, 2005 г.; «Здоровье и образование в XXI веке», г. Москва, 2005 г.; всероссийских научно-технических и научно-практических конференциях «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий», г. Улан-Удэ, 2004.; «Методы и устройства в психофизиологических исследованиях человека», г. Йошкар-Ола, 2005г.;.«Физическая культура, спорт, здоровье», г. Йошкар-Ола, 2005г.;

Реализация результатов работы. Основные положения диссертационной работы использовались при выполнении НИР «Проведение научных исследований молодыми учеными» (шифр 2006-РИ-19.0/001/349), НИР «Методы, методики и аппаратно-программные средства исследования временных параметров зрительного восприятия человека», выполняемой в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы, гранта РФФИ №06-08-00988-а «Методы и технические средства исследования аспектов переработки зрительной информации человека», госбюджетной НИР «Методы и средства исследования функционального состояния зрительной системы и организма человека», выполняемой по плану Марийского государственного технического университета, номер государственной регистрации № 01.2.00306970 (2003-2005 гг.), в которых автор являлся исполнителем.

Результаты проведенных исследований внедрены и используются в Казанском государственном медицинском университете (г. Казань), «МАТИ» -Российском государственном технологическом университете им. К.Э. Циолковского (г. Москва), Московском государственном областном университете, ОАО «Биомашприбор» (г. Йошкар-Ола), Марийском государственном педагогическом институте им. Н.К. Крупской (г. Йошкар-Ола). Использование результатов диссертационной работы подтверждается соответствующими актами.

Пути дальнейшей реализации результатов работы. Научные и практические результаты, полученные в диссертации, могут быть использованы в офтальмологии, офтальмоэргоиомике, психофизиологии, в экспериментальной психологии, физиологии и гигиене труда и спорта. Дальнейшее развитие научных исследований целесообразно проводить по изучению лабильности палочковой и колбочковой систем, оп- и оГГ-каналов ЗА, исследованию возможности использования данных о динамике лабильности в процессе адаптации к зрительно-напряженному труду с целью прогнозиро-

вания ФС человека для обеспечения надежности и эффективности его профессиональной деятельности.

На защиту выносятся:

- модификации моделей ганглиозной клетки и нейрона зрительного анализатора, отличающиеся от известных моделей использованием сигмои-дальной активационной функции и учитывающие затухание сигнала при их распространении по дендритам, что позволило разработать имитационную модель восприятия парных световых импульсов и провести исследование лабильности зрительного анализатора при варьировании длительности световых импульсов;

- метод и методика оценки лабильности зрительного анализатора человека с использованием парных световых импульсов, позволившие повысить точность оценки лабильности зрительного анализатора, являющиеся базой для разработки новых технических средств;

- алгоритмы работы и структура технических средств оценки лабильности зрительного анализатора, обеспечивающие повышение ее точности.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 132 машинописных страницах и содержит введение, четыре главы основного текста, заключение, список использованной литературы и приложения. Иллюстративный материал представлен в виде 42 рисунков и 9 таблиц. Библиография включает 136 наименований.

Автор выражает благодарность профессору, доктору технических наук, заведующему кафедрой компьютерных систем КГТУ им. А.Н. Туполева Песошину В.А. и профессору кафедры гигиены, медицины труда с курсом медицинской экологии ПДО КГМУ, доктору медицинских наук Ситдиковой И.Д. за научные консультации.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Личный вклад автора состоит в следующем:

- выполнен анализ существующих методов оценки лабильности ЦНС и ЗА человека, анализ существующих моделей ЗА;

- предложены модификации моделей ганглиозной клетки и нейрона зрительного анализатора на основе которых разработана имитационная модель восприятия парных световых импульсов;

- разработан метод и методика оценки лабильности ЗА с использованием парных световых импульсов;

- разработаны алгоритмы работы и структурные схемы инструментальных средств для оценки лабильности ЗА человека;

- проведены экспериментальные исследования по оценке лабильности, обработка и анализ данных, разработаны рекомендации по применению метода, алгоритмического, приборного и программно-технического обеспечения оценки лабильности зрительного анализатора, сделаны выводы;

- проведено исследование зрительного утомления операторов ЭВМ с использованием разработанного метода и методики оценки лабильности ЗА.

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируются объект, предмет, цель и задача исследования, отмечены методы исследования, достоверность и новизна полученных результатов, их теоретическая значимость и практическая ценность, приведены данные о публикации, апробации и реализаций результатов, сформулированы научные положения, выносимые на защиту, приведены данные о структуре и объеме диссертации, дается краткий обзор диссертации по главам.

Первая глава содержит анализ проблем, связанных с оценкой лабильности ЗА, обзор существующих технических средств.

Проведен обзор известных методов оценки лабильности, по результатам которого установлено, что наиболее широко распространенным является метод КЧСМ. При этом показано, что лабильность ЗА, определенная методом КЧСМ, обладает низкой точностью и не соответствует понятию лабильности по Н.Е. Введенскому.

В тоже время установлено, что оценить время, необходимое для восприятия одиночного импульса заданной длительности, можно с использованием времени зрительного восприятия (ВЗВ). ВЗВ является интегральным временным параметром, характеризующим инерционность зрительного анализатора, и представляет собой время с момента воздействия на сетчатку первого светового импульса до момента воздействия второго, когда последний импульс уже не может помешать восприятию первого импульса.

На основе вышеизложенного и анализа причин, обусловливающих инерционность ЗА, предложено оценку лабильности осуществлять посредством использования параметра ВЗВ.

Вторая глава посвящена разработке моделей и метода оценки лабильности с использованием парных световых импульсов.

Метод ВЗВ позволяет определить минимальный период, при котором ЗА воспринимает ритмические световые импульсы данной длительности раздельными. Очевидно, что величина, обратная значению ВЗВ, определит частоту следования этих импульсов, то есть лабильность ЗА Г, которая вычисляется по формуле:

1 З.л, тюв-10~л

где у — время зрительного восприятия, мс.

В тоже время известно, что скорость протекания возбудительных и тормозных процессов в ЗА, а, следовательно, и ВЗВ, зависит от многих факторов, в том числе и от длительности предъявляемых световых импульсов. Тогда должно существовать некоторое минимальное значение ВЗВ при определенной длительности импульсов, которому соответствует максимальное значение лабильности.

Для проверки сформулированного положения построена имитационная модель восприятия парных световых импульсов, реализованная с помощью пакета прикладного программного обеспечения Л^Бил 4.5.

Задачей имитационного моделирования являлось исследований реакций ЗА на световые импульсы варьируемой длительности. Имитационная модель реализовывалась на основе известной структурно-функциональной модели ЗА и известных передаточных функций отдельных клеток сетчатки и отличалась использованием предложенных автором модификаций моделей ганглиозной клетки и нейронов ЗА, как отдельных структурных элементов ЗА.

Предложенная модификация модели ганглиозной клетки отличается от известных моделей тем, что в качестве активационной функции выбрана сигмоида, как наиболее точно отражающая процессы, происходящие в биологическом нейроне:

и = 1__(2)

v out ган.к. », гг '

\ + е к ганк-

где uout ган к - выходной сигнал ганглиозной клетки, к - коэффициент, определяемых параметрами ганглиозной клетки, i/raH к - сигнал на выходе элемента задержки ганглиозной клетки.

Модифицикация модели нейронов ЗА отличается тем, что при ее разработке учитывается затухание сигнала в дендритах нейрона и также использовалась сигмоидальная функция активации.

Это позволило исследовать реакции ЗА на возбуждающие световые импульсы в диапазоне длительностей от 1 мс до 200 мс без настройки модели на каждую длительность световых импульсов.

В ходе имитационного эксперимента на вход модели подавались два импульса длительностью 1, 3, 5, 10, 20, 30, 50, 70, 100, 150 и 200 мс, разделенные соответствующим межимпульсным интервалом (МИИ), при котором на выходе модели регистрировались два импульса. Амплитуда импульсов на входе модели бралась надпороговой. обеспечивающей возбуждение нейронов. Длительность МИИ на входе модели для каждой длительности импульсов уменьшалась до порогового значения, при котором на выходе модели регистрировался один импульс, ВЗВ определялось как сумма длительностей импульса г„мп и порогового МИИ /пор.

График зависимости значения ВЗВ как функции от длительности импульса Твзв =/(тимп), построенный по данным имитационного эксперимента, представлен на рис. 1. Анализ полученных данных свидетельствует, что при значении длительности импульсов порядка 10 мс существует минимальное значение ВЗВ, которому соответствует максимальное значение лабильности.

Из анализа графика, представленного на рис. 1, следует, что в диапазоне длительностей импульсов от 20 до 200 мс график линеен. Это позволяет сократить диапазон длительностей предъявляемых световых импульсов и принять его равным, с некоторым запасом, от 3 до 50 мс.

Рис. 1. График зависимости ВЗВ от длительности импульсов.

Твзв - время зрительного восприятия; Гимп - длительность светового импульса.

Кроме того, на основе анализа данных имитационного моделирования уточнены длительности начальных МИИ, что позволило уменьшить время проведения натурных экспериментов и снизить зрительную нагрузку на ЗА. Параметры световых импульсов для оценки лабильности определенные посредством имитационного эксперимента приведены в таблице 1.

Таблица1

Параметры импульсов для оценки лабильности, определенные посредством имитационного эксперимента, мс

Наименование параметра Значение параметра

Длительность импульсов г„„п 3 5 10 20 30 50

11ачальная длительность МИИ /нмии 150 140 130 120 110 90

По результатам имитационного моделирования разработан метод оценки лабильности ЗА, который заключается в том, что испытуемому предъявляют парные световые импульсы длительностью тимп от 3 до 50 мс, разделенные соответствующим межимпульсным интервалом /мии, повторяющие через постоянный интервал времени Т, равный 1 с, как показано на рис. 2.

1 I

^нмп^ < <—т-—> > ^'мии

Рис. 2. Временная диаграмма парных световых импульсов. тИмп - длительность светового импульса; Т- постоянный интервал повторения парных световых импульсов; гмии - длительность МИИ.

Для оценки лабильности ЗА определяют минимальное значение функции Тезе (?имп)> значение лабильности в этой точке вычисляют по формуле 1.

Предложенный метод оценки лабильности ЗА позволяет оценить лабильность в соответствии с определением лабильности, сформулированным Н.Е. Введенским.

В третьей главе разработаны алгоритмы работы и структуры технических средств оценки лабильности ЗА.

Для экспресс-оценки лабильности методом КЧСМ и увеличения ее точности разработаны приборы «ИЛЗА-1» - «ИЛЗА-4», реализующие указанный метод.

В приборах «ИЛЗА-1» и «ИЛЗА-2» используется ручное регулирование частоты световых мельканий. Алгоритм работы приборов представлен на рис. 3, укрупненная структурная схема приборов — на рис. 4.

Рис. 3. Алгоритм работы приборов оценки лабильности методом КЧСМ.

Прибор «ИЛЗА-1» работает следующим образом. Блок формирования частоты световых мельканий формирует импульсы, поступающие на источник световых мельканий и в блок измерения частоты. Испытуемый вращением ручки потенциометра пульта управления изменяет частоту импульсов в блоке формирования частоты и фиксирует момент слияния световых мельканий. В блоке измерения частоты определяется КЧСМ в Гц, значение которой отображается в блоке индикации.

В приборе «ИЛЗА-2» за счет дополнительного введения элементов НЕ и И в блок индикации значение КЧСМ, характеризующее лабильность, ото-

Рис. 4. Структурная схема приборов оценки лабильности методом КЧСМ

бражается на индикаторах постоянно, что облегчает пользование прибором.

С целью обеспечения автоматического изменения частоты световых мельканий по командам испытуемого разработаны приборы

«ИЛЗА-З» и «ИЛЗА-4». Временная диаграмма изменения частоты световых мельканий в приборах представлена на рис. 5. Структурная схема прибора «ИЛЗА-З», в. отличие от схемы прибора «ИЛЗА-1», дополнительно содержит блок вычисления среднеарифметического значения КЧСМ.

Изменение крутизны частоты световых мельканий ^ и 52 по командам испытуемого происходит в моменты времени Ти Т2 и Г3. Испытуемый определяет надпороговое значение и подпороговое значение КЧСМ. Действительное значение КЧСМ, являющееся оценкой лабильности, определяется как среднеарифметическое значение надпорогового Fз и подпорогового значений Г4 КЧСМ.

Для оценки лабильности ЗА у испытуемых, обладающих невысокими навыками проведения измерений, предложен прибор «ИЛЗА-4», отличающийся модифицированным блоком формирования частоты. Данный прибор позволяет адаптивно изменять шаг уменьшения частоты световых мельканий в момент времени Т2 и увеличивать его, если испытуемый в этот момент времени не видит световые мельканий и поэтому не подает последующую команду в момент времени Г3.

Для оценки лабильности ЗА методом парных световых импульсов разработаны приборы «ИЛЗА-5» и «ИЛЗА-6», алгоритм работы которых представлен на рис. 6, а укрупненная структурная схема — на рис. 7.

Прибор «ИЛЗА-5» позволяет оценить максимальное значение лабильности зрительного анализатора и работает следующим образом. В блоке формирования импульсов вырабатываются парные импульсы длительностью 3 мс, разделенные начальным МИИ. Последовательность парных световых импульсов поступает на источник световых мельканий и предъявляется испытуемому.

В начале испытуемый, в соответствии с разработанной методикой оценки лабильности, вращением ручки потенциометра пульта управления уменьшает длительность МИИ до момента субъективного слияния световых импульсов в паре.

Рис.5. Временная диаграмма изменения частоты световых мельканий в приборах с автоматическим изменением частоты

Рис. 6. Алгоритм работы приборов оценки лабильности методом парных световых импульсов

Рис. 7. Структурная схема приборов оценки лабильности методом парных световых импульсов

Далее, вращением ручки потенциометра увеличивает длительность МИИ до момента субъективного различения световых импульсов в паре, а затем, снова уменьшает длительность МИИ до момента субъективного слияния световых импульсов в паре.

В блоке измерения ВЗВ определяется значение ВЗВ, а в блоке вычисления лабильности по значению ВЗВ вычисляется значение лабильности ЗА! Затем длительность световых импульсов увеличивается на 3 мс; аналогичным образом вычисляется значение лабильности, которое сравнивается с предыдущим в блоке определения экстремума. Указанная последовательность действий повторяется до тех пор, пока вычисленное значение лабильности не окажется меньше предыдущего. В этом случае, предыдущее измеренное значение лабильности отображается в блоке индикации.

Для обеспечения режима дискретного изменения длительности МИИ при оценке лабильности разработан прибор «ИЛЗА-б», блок дискретного изменения МИИ которого содержит генератор серии из 10 импульсов для изменения длительности МИИ на 1 мс, генератор серии из 3 импульсов для изменения длительности МИИ на 0,3 мс, одновибратор для изменения длительности МИИ на 0,1 мс и схемы согласования. Остальные узлы прибора аналогичны прибору «ИЛЗА-5».

Прибор «ИЛЗА-6» работает подобно прибору «ИЛЗА-5» и отличается тем, что помимо ручного изменения длительности МИИ предусматривает его дискретное изменение в начале на 1 мс, далее на 0,3 мс, а затем на 0,1 мс.

Для автоматизации оценки лабильности ЗА разработан аппаратно-программный комплекс (АПК), реализующий разработанный метод оценки лабильности ЗА. Алгоритм работы АПК представлен на рис. 8.

Рис. 8. Алгоритм работы аппаратно программного комплекса

Процедура оценки лабильности АПК соответствует алгоритму, представленному на рис. 6.

В четвертой главе разработана методика оценки лабильности ЗА, представлены результаты экспериментальных исследований лабильности, сравнительный анализ точности оценки лабильности методом КЧСМ и методом парных световых импульсов, результаты исследования зрительного утомления операторов ЭВМ.

Для оценки лабильности предложена методика, основанная на методе последовательного приближения.

Оценку лабильности проводят в диапазоне изменения длительностей парных световых импульсов от 3 мс и выше с шагом изменения длительности импульсов равной 3 мс, до тех пор, пока не зафиксируют максимальное значение лабильности. Затем последнее значение длительности импульса увеличивается на 3 мс и путем уменьшения его длительности с шагом 1 мс уточняется максимальное значение лабильности. При этом для повышения точности оценки на данном этапе используется дискретное изменение МИИ.

Интенсивность световых импульсов регулируется методом визуального фотометрирования и выравнивается с интенсивностью эталонного источника при частоте световых мельканий, соответствующей индивидуальной подпороговой КЧСМ.

Экспериментальные исследования лабильности ЗА в группе из 30 испытуемых, практически здоровых людей в возрасте от 17 до 23 лет с нормальным или скорректированным зрением с использованием разработанных метода и методики измерения показали, что лабильность ЗА в данной группе находится в пределах от 11,1 до 24,6 Гц. Медиана распределения по группе составляет 19,4 Гц с доверительным интервалом при уровне доверия 95% [15,6 Гц; 20,9 Гц].

Статистическая обработка результатов исследований осуществлялась согласно ГОСТ 8.207-76 «Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Орновные положения».

Проверка принадлежности индивидуальных значений оценок лабильности нормальному закону распределения по критериям, указанным в ГОСТ 8.207-76, дала отрицательный результат. Поэтому для получения групповых оценок использовались в соответствие с ГОСТ Р 50779.21-2004 «Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным» непараметрические оценки: медиана и ее доверительный интервал.

Для сравнительного анализа точности оценок лабильности методом КЧСМ и разработанным методом парных световых импульсов выполнены оценки лабильности по группе из 15 испытуемых. Результаты статистической обработки данных оценок с указанием уменьшения среднеквадратиче-ского отклонения (СКО) в процентах, определяющего увеличение точности оценки лабильности разработанным методом представлены в таблице 2.

Результаты статистической обработки сравнительной точности оценок лабильности данными методами представлены в таблице 3.

Таблица 2

Результаты статистической обработки точности индивидуальных оценок лабильности методом КЧСМ и методом парных световых импульсов

Метод оценки лабильности Среднеарифметич., Гц СКО, Гц Уменьшение СКО, °Л

КЧСМ 39,4-45,3 0,193 - 0,343 -

Парные световые импульсы 12,2-22,6 0,134-0,235 16,7-37,4

Таблица 3

Результаты статистической обработки сравнительной точности оценок лабильности методами парных световых импульсов и КЧСМ, %

Параметр Уменьшение СКО Медиана Доверительный интервал

Увелич. точности 16,7 -34,4 30,8 [20,9; 35,21

Экспериментально установлено, что разработанный метод оценки лабильности может использоваться для исследования характера адаптации человека при зрительно-напряженной работе. Графики динамики лабильности операторов ЭВМ в течение рабочего дня представлены на рис. 9.

Рис. 9. Графики динамики значения лабильности испытуемых В. и С.

Анализ графиков показал, что развитие зрительного утомления в процессе зрительно-напряженной работе вызывает изменение лабильности ЗА. Таким образом, анализ полученных графиков позволяет оценить характер индивидуальный адаптации человека к такой работе, составить оптимальный индивидуальный режим работы с целью повышения производительности труда и без наступления хронического утомления.

В заключении формулируются выводы, и приводится перечень основных результатов, полученных в диссертационной работе.

В приложениях приведены расчеты пределов абсолютной и относительной допускаемых погрешностей разработанных приборов, погрешностей оценки методом КЧСМ и методом парных световых импульсов и их статистической обработки, графики динамики лабильности операторов ЭВМ при зрительном утомлении.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана имитационная модель восприятия парных световых импульсов с использованием предложенных модификаций моделей ганглиоз-

ной клетки и нейронов зрительного анализатора, отличающихся от известных моделей использованием сигмоидальной активационной функции и учитывающих затухание сигнала при их распространении по дендритам, а также известных структурно-функциональной модели и передаточных функций клеток сетчатки зрительного анализатора, позволившая провести исследование лабильности ЗА при варьировании длительности световых импульсов.

2. Разработаны метод и методика оценки лабильности зрительного анализатора с использованием парных световых импульсов, позволившие повысить точности оценки и оценить значение лабильности зрительного анализатора при отсутствии явления трансформации ритма. Разработанный метод является базой для разработки новых технических средств, не имеет прототипа и защищен патентом РФ на изобретение.

3. Разработано алгоритмическое, приборное и программно-техническое обеспечение для оценки лабильности зрительного анализатора. Приборы «ИЛЗА-1», «ИЛЗА-2», «ИЛЗА-З» и «ИЛЗА-4» защищены а.с. СССР на изобретение. Прибор «ИЛЗА-5» защищен патентом РФ на изобретение.

Разработаны аппаратно-программные средства, позволяющие автоматизировать получение оценки лабильности зрительного анализатора.

4. По результатам экспериментальных исследований установлено, что значение лабильности по группе из 30 испытуемых находится в пределах от 11,1 до 24,6 Гц. Медиана распределения по группе составляет 19,4 Гц с доверительным интервалом при уровне доверия 95% [15,6 Гц; 20,9 Гц].

Выполнен сравнительный анализ точности оценки лабильности методом КЧСМ и разработанным методом по группе из 15 испытуемых. Точность оценки лабильности разработанным методом выше точности оценки методом КЧСМ и находится в пределах от 16,7 до 37,4 %. Медиана распределения по группе составляет 30,8 Гц с доверительным интервалом при уровне доверия 95% [20,9 Гц; 35,2 Гц].

Установлено, что разработанный метод оценки лабильности может использоваться для исследования характера адаптации человека при зрительно-напряженной работе.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. А. с. 1623605 СССР, МКИ5 А 61 В 3/00, 5/16. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий / Д.В. Гаскаров, М.М. Полевщиков, В.В. Роженцов, О.В. Роженцов (СССР). - № 4634166/14; заявл. 09.01.89; опубл. 30.01.91, Бюл. №4.-4 с.

2. А. с. 1627130 СССР, МКИ5 А 61 В 5/16. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий / Б.Ф. Лаврентьев, М.М. Полевщиков, В.В. Роженцов, О.В. Роженцов (СССР). -№ 4646195/14; заявл. 07.02.89; опубл. 15.02.91, Бюл. № 6. -3 с.

3. А. с. 1704764 СССР, МКИ5 А 61 В 5/16. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий / О.В. Роженцов, В.В. Роженцов (СССР). - № 4766969/14; заявл. 05.12.89; опубл. 15.01.92, Бюл. №2.-4 с.

4. А. с. 1741778 СССР, МКИ5 А 61 В 5/16. Устройство для измерения критической частоты слияния световых мельканий / Б.Ф. Лаврентьев, В.В. Роженцов, О.В. Роженцов (СССР). -№ 4823900/14; заявл. 07.05.90; опубл. 23.06.92, Бюл. № 23.

5. Роженцов, О.В. Метод исследования лабильности зрительного анализатора / О.В. Роженцов, И.В. Петухов // Теория, методы и средства измерений, котроля и днагно-

стики: Матер. IV Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 26 сентября 2003 г. / Юж,-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. - Ч. 3. - С. 16-18.

6. Роженцов, О.В. Метод определения лабильности нервных процессов человека / О.В. Роженцов // Методы и устройства в психофизиологических исследованиях человека: Сб. науч. статей. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003. - С. 16-20.

7. Роженцов, О.В. Устройства определения лабильности методом КЧСМ / О.В. Роженцов // Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения: Матер. IV Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 27 февраля 2004 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004. - С. 60-63.

8. Пат. 2233115 РФ, МКИ7 А 61 В 5/16. Способ определения лабильности зрительной системы человека // Роженцов О.В., Петухов И.В. - №2003127900/14; заявл. 06.07.98; опубл. 27.07.2004, Бюл. № 21. - 4 с.

9. Роженцов, О.В. Лабильность зрительного анализатора как индикатор степени утомления организма человека / О.В. Роженцов // Физическая культура, спорт и здоровье: Сб. науч. статей / Под ред. М.М. Полевщикова. - Йошкар-Ола: МГПИ, 2004. - С. 80-83.

10. Роженцов, О.В. Аппаратно-программный комплекс определения лабильности зрительного анализатора человека / О.В. Роженцов // Информационные технологии и кибернетика на службе здравоохранения: Сборник докладов Ш-й Междунар. науч.-практ. конф. (Днепропетровск, Украина, 15 июня 2005 г.) / Под ред. акад. НАНУ В.В. Пилипенко, д.т.н. А.П. Алпатова, к.ф,-м.н. Ю.А. Прокопчука. - Днепропетровск: УГХТУ, 2005. - С. 44-46.

11. Петухов, И.В. Методика определения лабильности зрительного анализатора / И.В. Петухов^ О.В. Роженцов // Методы и устройства в психофизиологических исследованиях человека: Матер, всерос. науч.-практ. конф. (Йошкар-Ола, 20 ноября 2005 г.). - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. - С. 22-26.

12. Роженцов, О.В. Устройства для определения лабильности зрительного анализатора / О.В. Роженцов // Методы и устройства в психофизиологических исследованиях человека: Матер, всерос. науч.-практ. конф. (Йошкар-Ола, 20 ноября 2005 г.). - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. - С. 61-63.

13. Роженцов, О.В. Современные психофизиологические методы исследования лабильности / О.В. Роженцов И Здоровье и образование в XXI веке: Матер. VI Междунар. науч.-практ. конф. (Москва, 8-10 дек. 2005 г.). - М.: Изд-во РУДН, 2005. - С. 404-405.'

14. Петухов^ И.В. Математическая модель зрительного анализатора / И.В. Петухов, О.В. Роженцов // Современная техника и технологии в медицине, биологии и экологии: Матер. VI Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 9 дек. 2005 г. - Новочеркасск: ЮГГТУ, 2005. — С. 17-20.

15. Роженцов, О.В. Лабильность зрительного анализатора как показатель утомления человека / О.В. Роженцов, И.В. Петухов, И.Д. Ситдикова // Физическая культура, спорт, здоровье: Матер. Всерос. дистанц. науч.-практ. конф. / Под ред. М.М. Полевщикова. — Йошкар-Ола: МГПИ, 2006. - С. 51 -54.

16. Роженцов, О.В. Информационные технологии в исследовании лабильности зрительной системы / О.В. Роженцов // Системы управления и информационные технологии. -2006.-№ 1.1 (23).-С. 176-179.

17. Пат. 2286082 РФ, МКИ7 А 61 В 3/00. Устройство для определения лабильности зрительной системы человека // Роженцов О.В. - №2005112730/14; заявл. 27.04.2005; опубл. 27.10.2006, Бюл. № 30. - 11 с.

Усл.печл. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 3491

РИД МарГТУ. 424006 Йошкар-Ола, Панфилова, 17

ПРИНЯТЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЛАБИЛЬНОСТИ.

1.1. Функциональное состояние человека.

1.1.1. Центральная нервная система и ее свойства.

1.1.2. Лабильность нервной системы человека.

1.1.3. Лабильность как критерий утомления.

1.2. Методы оценки лабильности.

1.3. Технические средства оценки лабильности.

1.4. Постановка задачи исследований.

2. МЕТОД ОЦЕНКИ ЛАБИЛЬНОСТИ.

2.1. Исходные положения.

2.2. Разработка имитационной модели восприятия парных световых импульсов.

2.2.1. Структурно-функциональная модель зрительного анализатора.

2.2.2. Модели ганглиозной клетки и нейронов зрительного анализатора

2.2.3. Имитационная модель восприятия парных световых импульсов.

2.3. Разработка метода оценки лабильности зрительного анализатора

2.4. Выводы.

3. ПРИБОРЫ ОЦЕНКИ ЛАБИЛЬНОСТИ

ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА ЧЕЛОВЕКА.

3.1. Приборы для оценки лабильности зрительного анализатора методом КЧСМ.

3.1.1. Приборы с ручным регулированием частоты.

3.1.2. Приборы с автоматическим регулированием частоты.

3.2. Приборы для оценки лабильности зрительного анализатора методом парных световых импульсов.

3.3. Аппаратно-программный комплекс оценки лабильности зрительного анализатора.

3.4. Выводы.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЛАБИЛЬНОСТИ ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА.

4.1. Разработка методики оценки лабильности зрительного анализатора

4.2. Условия проведения экспериментальных исследований.

4.3. Результаты экспериментальных исследований оценки лабильности зрительного анализатора.

4.4. Результаты экспериментальных исследований сравнительной точности оценки лабильности методом КЧСМ и методом парных световых импульсов.

4.5. Результаты экспериментальных исследований адаптации человека к зрительно-напряженной работе.

4.6. Выводы.

Одной из актуальных проблем XXI века в человеко-машинных системах является «человеческий фактор». На фоне все усложняющейся техники возможности человека остаются неизменными и заметно отстающими от возможностей этой техники. Подтверждением этому служит нарастание аварий по вине персонала, в том числе с наиболее совершенными и наукоемкими объектами [1].

Определяющим фактором качества работы системы «человек-машина» в целом является работоспособность человека-оператора, основной режим работы которого - тот или иной вид управления. Чтобы иметь возможность прогнозировать качество работы человека-оператора, его поведение в различных экстремальных ситуациях, необходимо тщательное изучение психофизиологических механизмов, участвующих в решении задач управления. На основе этих исследований должны быть выработаны рекомендации по проведению профотбора и возможной компенсации вредного влияния специфических и прочих стресс-факторов на деятельность оператора, методов и объемов его тренировок, целесообразных конструктивных решений при разработке и создании автоматизированных систем управления [1].

Для оценки характеристик и качеств человека-оператора, которые прямо или косвенно обусловливают выполнение деятельности, используют понятие «функциональное состояние» (ФС), под которым понимают «. характеристику резервных возможностей организма и качества их регулирования» [2]. При этом ФС организма связано не только с его работоспособностью, но и с такими понятиями, как утомление, восстановление и профилактика предпатологических состояний [3].

Считается, что в практических целях при исследовании функционального состояния человека в первую очередь необходимо уделять внимание центральной нервной системе (ЦНС), так как значение свойств

ЦНС для организации любой формы деятельности эмпирически уже давно нашло широкое признание. В ФС ЦНС находят отражение мотивации, состояние стресса, эмоциональное состояние и утомление [3].

Одной из наиболее стабильных характеристик нервных процессов в ЦНС человека является лабильность [4], под которой, в соответствии с определением Н.Е. Введенского, понимают «. максимальный ритм, который способно возбудимое образование генерировать в одну секунду в точном соответствии с ритмом раздражений» [5]. Лабильность является интегральным временным параметром, характеризующим работу данного возбудимого образования.

Вопросам исследования лабильности посвящены работы Н.Е. Введенского, А.А. Ухтомского, Е.Н. Семеновской, М.И. Виноградова, Н.Г. Медведева, Н.М. Пейсахова и многих других. Известен ряд методов, технических средств их реализации и методик оценки лабильности, что свидетельствует об интересе к этой проблеме.

Подробный анализ методов и средств оценки лабильности по отечественным и зарубежным литературным источникам представлен в подразделе 1.5 диссертационной работы.

По литературным данным наибольшей информативностью отличается исследование лабильности ЦНС путем оценки лабильности зрительного анализатора (ЗА), что обусловлено тем, что в зрительном акте участвует более половины коры головного мозга. Это позволяет по состоянию ЗА судить о состоянии ЦНС. Поэтому, лабильность зрительного анализатора является интегративной оценкой лабильности ЦНС и изменения ФС человека в целом [4].

Для оценки лабильности ЗА используют электрофизиологические и психофизиологические методы исследования, причем наиболее широко распространен метод оценки критической частоты слияния световых мельканий (КЧСМ), то есть частоты световых мельканий, которую ЗА вследствие инерционности воспринимает как постоянное свечение.

Недостатком метода КЧСМ является низкая точность ее оценки, обусловленная отсутствием четкого перехода от видимости световых мельканий к их слиянию, что объясняется нахождением этих частот внутри полосы пропускания рецептивных полей нейронов, воспринимающих эти частоты [4].

В тоже время из литературных источников известно, что одиночные нейроны ЗА, начиная с частот более 13-15 Гц, отвечают не на каждое раздражение, то есть наблюдается трансформация более высокого ритма в более медленный ритм [6]. Следовательно, оценка лабильности методом КЧСМ осуществляется в условиях трансформации ритма одиночными нейронами, то есть не соответствует понятию лабильности по Н.Е. Введенскому.

Таким образом, разработка методов, обеспечивающих повышение точности оценки лабильности, является актуальной задачей и имеет существенное значение для отраслей знаний, связанных с исследованием ФС человека.

Объектом исследования является лабильность ЗА.

Предметом исследования являются методы, алгоритмическое, приборное и программно-техническое обеспечение оценки лабильности ЗА.

Целью работы является решение важной научно-технической задачи повышения точности оценки лабильности ЗА.

Научная задача работы заключается в разработке метода, алгоритмического, приборного и программно-технического обеспечения оценки лабильности, позволяющей повысить точность оценки ФС человека.

Для достижения поставленной цели и решения научной задачи необходимо решить следующие вопросы:

- выполнить анализ существующих методов оценки лабильности ЗА человека;

- разработать имитационную модель восприятия ЗА парных световых импульсов;

- предложить метод и методику оценки лабильности ЗА, повышающие точность оценки;

-разработать алгоритмическое, приборное и программно-техническое обеспечение оценки лабильности ЗА;

-провести экспериментальные исследования по оценке лабильности ЗА, исследовать взаимосвязь этой оценки и утомления, вызванного выполнением зрительно-напряженной работы.

Для решения обозначенной цели и задачи в диссертационной работе использовались системный анализ, аналитические методы, аппарат теории автоматического управления, теории статистических решений, методы алгоритмизации, имитационного моделирования и экспериментальные исследования.

Обоснованность и достоверность результатов определяется использованием известных положений фундаментальных наук, корректностью используемых и разработанных математических моделей и их адекватностью реальным физическим процессам; совпадением теоретических результатов с данными экспериментов и результатами исследований других авторов, а также результатами эксплуатации созданных устройств; экспертизами ФИПС с признанием ряда технических решений изобретениями, защищенными свидетельствами СССР и патентами РФ.

Новизна полученных результатов заключается в следующем:

1. Предложены модификации моделей ганглиозной клетки и нейрона зрительного анализатора, отличающиеся от известных моделей использованием сигмоидальной активационной функции и учитывающие затухание сигнала при их распространении по дендритам, что позволило разработать имитационную модель восприятия парных световых импульсов и провести исследование лабильности ЗА при варьировании длительности световых импульсов;

2. Впервые разработаны метод и методика оценки лабильности зрительного анализатора с использованием парных световых импульсов, позволившие создать новые технические средства, обеспечивающие повышение точности оценки лабильности при отсутствии явления трансформации ритма;

3. Впервые разработаны алгоритмы работы, приборное и программно-техническое обеспечение оценки лабильности зрительного анализатора.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке:

- модификаций моделей ганглиозной клетки и нейрона ЗА, отличающихся от известных моделей использованием сигмоидальной активационной функции и учитывающих затухание сигнала при их распространении по дендритам, что позволило с использованием известных структурно-функциональной модели ЗА и передаточных функций клеток сетчатки разработать имитационную модель восприятия парных световых импульсов различной длительности;

- метода, методики и алгоритмического обеспечения оценки лабильности ЗА человека с использованием парных световых импульсов, позволивших повысить точность оценки, являющихся базой для разработки новых технических средств.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

-разработаны и внедрены опытные экземпляры технических средств для оценки лабильности ЗА человека;

- разработаны и внедрены аппаратно-программные средства для автоматизации оценки лабильности ЗА человека;

- проведены экспериментальные исследования по оценке лабильности ЗА человека, позволившие дать рекомендации по применению разработанного метода, алгоритмического, приборного и программно-технического обеспечения для повышения точности оценки;

-установлено, что разработанный метод оценки лабильности может использоваться для исследования характера адаптации человека при зрительно-напряженной работе.

Основные положения диссертационной работы использовались при выполнении НИР «Проведение научных исследований молодыми учеными» (шифр 2006-РИ-19.0/001/349), НИР «Методы, методики и аппаратно-программные средства исследования временных параметров зрительного восприятия человека», выполняемой в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы, гранта РФФИ №06-08-00988-а «Методы и технические средства исследования аспектов переработки зрительной информации человека», госбюджетной НИР «Методы и средства исследования функционального состояния зрительной системы и организма человека», выполняемой по плану Марийского государственного технического университета, номер государственной регистрации № 01.2.00306970 (2003-2005 гг.), в которых автор являлся исполнителем.

Результаты проведенных исследований внедрены и используются в Казанском государственном медицинском университете (г. Казань), «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете им. К.Э. Циолковского (г. Москва), Московском государственном областном университете, ОАО «Биомашприбор» (г. Йошкар-Ола), Марийском государственном педагогическом институте им. Н.К. Крупской (г. Йошкар-Ола). Использование результатов диссертационной работы подтверждается соответствующими актами.

Публикации и апробация результатов. Основное содержание диссертационной работы отражено в 17 печатных работах, из них 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК для опубликования результатов докторских диссертаций, 4 а. с. СССР, 2 патента РФ, 2 статьи, 8 работ в материалах и трудах конференций.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических и научно-практических конференциях «Современные информационные технологии в диагностических исследованиях», г. Днепропетровск, 2002 г.;

Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах», г. Новочеркасск, 2002 г.; «Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики», г. Новочеркасск, 2003 г.; «Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения», г. Новочеркасск, 2004 г.; «Информационные технологии и кибернетика на службе здравоохранения», г. Днепропетровск, 2005 г.; «Современная техника и технологии в медицине, биологии и экологии», г. Новочеркасск, 2005 г.; «Здоровье и образование в XXI веке», г. Москва, 2005 г.; всероссийских научно-технических и научно-практических конференциях «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий», г. Улан-Удэ, 2004.; «Методы и устройства в психофизиологических исследованиях человека», г. Йошкар-Ола, 2005г.; «Физическая культура, спорт, здоровье», г. Йошкар-Ола, 2005г.

Пути дальнейшей реализации результатов работы. Научные и практические результаты, полученные в диссертации, могут быть использованы в офтальмологии, офтальмоэргономике, психофизиологии, в экспериментальной психологии, физиологии и гигиене труда и спорта. Дальнейшее развитие научных исследований целесообразно проводить по изучению лабильности палочковой и колбочковой систем, on- и off-каналов ЗА, исследованию возможности использования данных о динамике лабильности в процессе адаптации к зрительно-напряженному труду с целью прогнозирования ФС человека для обеспечения надежности и эффективности его профессиональной деятельности.

На защиту выносятся:

- модификации моделей ганглиозной клетки и нейрона зрительного анализатора, отличающиеся от известных моделей использованием сигмоидальной активационной функции и учитывающих затухание сигнала при их распространении по дендритам, что позволило разработать имитационную модель восприятия парных световых импульсов и провести исследование лабильности зрительного анализатора при варьировании длительности световых импульсов;

- метод и методика оценки лабильности зрительного анализатора человека с использованием парных световых импульсов, позволившие повысить точность оценки лабильности зрительного анализатора, являющиеся базой для разработки новых технических средств;

- алгоритмы работы и структуры технических средств оценки лабильности зрительного анализатора, обеспечивающие повышение ее точности.

Личный вклад автора состоит в следующем:

- выполнен анализ существующих методов оценки лабильности ЦНС и ЗА человека, анализ существующих моделей ЗА;

-предложены модификации моделей ганглиозной клетки и нейрона зрительного анализатора на основе которых разработана имитационная модель восприятия парных световых импульсов;

- разработан метод и методика оценки лабильности ЗА с использованием парных световых импульсов;

-разработаны алгоритмы работы и структурные схемы технических средств для оценки лабильности ЗА человека;

- проведены экспериментальные исследования по оценке лабильности, обработка и анализ данных, разработаны рекомендации по применению метода, алгоритмического, приборного и программно-технического обеспечения оценки лабильности зрительного анализатора, сделаны выводы;

- проведено исследование зрительного утомления операторов ЭВМ с использованием разработанного метода и методики оценки лабильности ЗА.

Петуховым И.В. была поставлена задача исследований, сформулированы требования к модели, структуре технических средств оценки лабильности.

Гаскаровым Д.В., Роженцовым В.В., Полевщиковым М.М. и Лавреньтевым Б.Ф. оказана помощь в постановке задач экспериментальных исследований.

Ситдиковой И.Д. оказано помощь в методическом обеспечении экспериментальных исследований утомления при зрительно-напряженном труде.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 132 машинописных страницах и содержит введение, четыре главы основного текста, заключение, список использованной литературы и приложения. Иллюстративный материал представлен в виде 42 рисунков и 9 таблиц. Библиография включает 136 наименований.

4.6. Выводы

1. Предложена методика оценки лабильности зрительного анализатора, основанная на методе последовательного приближения с дискретным изменением длительности МИИ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ проблемы оценки лабильности зрительного анализатора выявил ряд недостатков известных методов и технических средств для их реализации.

Было установлено, что наиболее широко распространенный метод оценки лабильности посредством определения КЧСМ обладает низкой точностью оценки, обусловленной отсутствием четкого перехода от видимости световых мельканий к их слиянию.

Кроме того, показано, что оценка лабильности методом КЧСМ осуществляется в условиях трансформации ритма и не соответствует понятию лабильности по Н.Е. Введенскому.

В соответствии с этим очевидно, что повышение точности оценки лабильности является актуальной задачей и имеет существенное значение для отраслей знаний, связанных с исследованием ФС человека.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе сформулированы научная задача и вопросы, решение которых позволило получить следующие основные научные и практические результаты:

1. Разработана имитационная модель восприятия парных световых импульсов с использованием предложенных модификаций моделей ганглиозной клетки и нейронов зрительного анализатора, отличающихся от известных моделей использованием сигмоидальной активационной функции и учитывающих затухание сигналов при их распространении по дендритам, а также известных структурно-функциональной модели и передаточных функций клеток сетчатки зрительного анализатора, позволившая провести исследование лабильности ЗА при варьировании длительности световых импульсов.

2. Разработаны метод и методика оценки лабильности зрительного анализатора с использованием парных световых импульсов, позволившие повысить точности оценки и оценить значение лабильности зрительного анализатора при отсутствии явления трансформации ритма. Разработанный метод является базой для разработки новых технических средств, не имеет прототипа и защищен патентом РФ на изобретение.

3. Разработано алгоритмическое, приборное и программно-техническое обеспечение для оценки лабильности зрительного анализатора. Приборы «ИЛЗА-1», «ИЛЗА-2», «ИЛЗА-З» и «ИЛЗА-4» защищены а.с. СССР на изобретение. Прибор «ИЛЗА-5» защищен патентом РФ на изобретение.

Разработаны аппаратно-программные средства, позволяющие автоматизировать получение оценки лабильности зрительного анализатора.

4. По результатам экспериментальных исследований установлено, что значение лабильности по группе из 30 испытуемых находится в пределах от 11,1 до 24,6 Гц. Медиана распределения по группе составляет 19,4 Гц с доверительным интервалом при уровне доверия 95% [15,6 Гц; 20,9 Гц].

Выполнен сравнительный анализ точности оценки лабильности методом КЧСМ и разработанным методом по группе из 15 испытуемых. Точность оценки лабильности разработанным методом выше точности оценки методом КЧСМ и находится в пределах от 16,7 до 37,4 %. Медиана распределения по группе составляет 30,8 Гц с доверительным интервалом при уровне доверия 95% [20,9 Гц; 35,2 Гц].

Установлено, что разработанный метод оценки лабильности может использоваться для исследования характера адаптации человека при зрительно-напряженной работе.

Основные положения диссертационной работы использовались при выполнении НИР «Проведение научных исследований молодыми учеными» (шифр 2006-РИ-19.0/001/349), НИР «Методы, методики и аппаратно-программные средства исследования временных параметров зрительного восприятия человека», выполняемой в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы, гранта РФФИ №06-08-00988-а «Методы и технические средства исследования аспектов переработки зрительной информации человека», госбюджетной НИР «Методы и средства исследования функционального состояния зрительной системы и организма человека», выполняемой по плану Марийского государственного технического университета, номер государственной регистрации № 01.2.00306970 (2003-2005 гг.), в которых автор являлся исполнителем. . .

Результаты проведенных исследований внедрены и используются в Казанском государственном медицинском университете (г. Казань), «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете им. К.Э. Циолковского (г. Москва), Московском государственном областном университете, ОАО «Биомашприбор» (г. Йошкар-Ола), Марийском государственном педагогическом институте им. Н.К. Крупской (г. Йошкар-Ола). Использование результатов диссертационной работы подтверждается соответствующими актами.

Научные и практические результаты, полученные в диссертации, могут быть использованы в офтальмологии, офтальмоэргономике, психофизиологии, в экспериментальной психологии, физиологии и гигиене труда и спорта.

1. Юревич, Е.И. Тренажерные системы и проблема «человеческого фактора» / Е.И. Юревич // Тренажерные технологии и симуляторы 2003: Материалы 2-й научно-технической конференции / Под ред. Е.И. Юревича. -СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003. - С. 5-7.

2. Мотылянская, Р.Е. Норма и патология в спорте / Р.Е. Мотылянская // Теория и практика физической культуры. 1982. - № 1. - С. 24-26.

3. Зимкина, А.М.О концепции функционального состояния центральной нервной системы / A.M. Зимкина, Т.Д. Лоскутова // Физиология человека. 1976. - Т. 2. - № 2. - С. 179-192.

4. Семеновская, Е.Н. Электрофизиологические исследования в офтальмологии / Е.Н. Семеновская. М.: Медгиз, 1963. - 279 с.

5. Введенский, Н.Е. Возбуждение, торможение и наркоз / И.М. Сеченов, И.П. Павлов, Н.Е.Введенский. Избранные труды. Т. 2. Физиология нервной системы. М.: Наука, 1952. 602 с.

6. Супин, А.Я. Нейронные механизмы зрительного анализатора / А.Я. Супин. М.: Наука, 1974. - 220 с.

7. Маслов, Н.Б. Нейрофизиологическая картина генеза утомления, хронического утомления и переутомления человека-оператора / Н.Б. Маслов, И.А. Блощинский, В.Н. Максименко // Физиол. челов. 2003. - Т. 29, № 5. -С. 123-133.

8. Медведев, В.И. Теоретические и прикладные проблемы физиологии труда: ее задачи и перспективы / В.И. Медведев // Физиология человека. -1981. Т. 7. -№3.- С. 391-399.

9. Загрядский, В.П., Методы исследования в физиологии труда / В.П. Загрядский, З.К. Сулимо-Самуйло. Л.: Наука, 1976. - 93 с.

10. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека / Н.М. Пейсахов,

11. А.П. Кашин, Г.Г. Баранов и др. / Под ред. В.М. Шадрина. Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.

12. П.Пешков, В. Д. Взамосвязь субъективных оценок состояния гимнастов с функциональными показателями / В.Д. Пешков // Теория и практика физической культуры. 1985. -№ 10. - С. 11-13.

13. Влияние напряженной мышечной работы на гематологические показатели спортсменов / Н.И. Волков, Ж.И. Карпова, Н.Г. Микешина и др. // Теория и практика физической культуры. 1984. - № 9. - С. 22-24.

14. Егоров, Г.Н. О скорости обнаружения различий и яркости одновременно представляемых световых сигналов / Г.Н. Егоров, B.C. Хазанов., Н.И. Чуприкова // Психология и техника / Под ред. Д.А. Ошанина.- М.: Просвещение, 1965. С. 5-17.

15. Казначеев, В.П. Современные аспекты адаптации / В.П. Казначеев. -Новосибирск: Наука, 1980. -192 с.

16. Быков, К.М. Избранные произведения / К.М. Быков. М.: Медгиз, 1953.-Т. 1.-С. 341-342

17. Навакатикян, О.А. Физиология и гигиена умственного труда / О.А. Навакатикян, В.В. Крыжановская, В.В. Кальниш. К.: Здоровье, 1987. - 148 с.

18. Аветикян, Ш.Т. Фазность компенсаторных реакций сердечнососудистой системы при активной ортостатической пробе / Ш.Т. Аветикян // Физиология человека. 1983. - Т. 9. - № 2. - С. 242-248.

19. Duffy, Е. Activation and behaviour / Е. Duffy. N.Y.: Wiley, 1962.352 p.

20. Хомска, Е.Д. Нейропсихология /Е.Д. Хомская. М.: Изд-во МГУ, 1987.-288 с.

21. Гребняк, В.П. Оценки функциональных возможностей организма•при выполнении физической работы / В.П. Гребняк // Физиология человека.- 1984. Т. 10.-№1.-С. 31-40.1.l

22. Матюхин, B.B. Работоспособность и показатели сердечнососудистой системы В.В. Матюхин, Е.В. Подоба // Физиология человека. -1981.-Т. 7. -№1,-С. 91-97.

23. Григорян, В.Г. Оценка изменений функционального состояния коры больших полушарий головного мозга при моделировании монотонной операторской работы / В.Г. Григорян, А.Р. Агабабян, Н.А. Тароян // Физиология человека. -1997. Т. 23. - № 6. - С. 27-30.

24. Русалов, В.М. Основная проблема современной дифференциальной психофизиологии / В.М. Русалов // Физиология человека. 1975. - Т. 1. - № 3. -С. 451-458.

25. Дембо, А.Г. Причины и профилактика отклонений в состоянии здоровья спортсменов / А.Г. Дембо. М.: Физкультура и спорт, 1981. - 120 с.

26. Виноградов, М.И. Физиология трудовых процессов / М.И. Виноградов. 2-е изд., исправл. и доп. -М.: Медицина, 1966. - 367 с.

27. Макаренко, Н.В. Лабильность нервной системы у лиц с различным уровнем функциональной подвижности нервных процессов / Н.В. Макаренко // Физиология человека. 1990. - Т. 16. - № 2. - С. 51-57.

28. Косилов, С.А. Работоспособность человека и пути ее повышения / С.А. Косилов, Л.А. Леонова. М.: Медицина, 1974. - 240 с.

29. Трошихин, В.А.Функциональная подвижность нервных процессов и профессиональный отбор / В.А. Трошихин, С.И. Молдавская, Н.В. Кольченко. Киев: Наук, думка, 1978. - 226 с.

30. Домрачеев, А.А.Особенности функционального профиля организма сотрудников государственной противопожарной службы / А.А. Домрачеев, Ю.И. Савченков, Л.А. Михайлова // Военно-медицинский журнал. 2003. -Т. CCCXXIV. - № 11. - С. 10-14.

31. Коваленко, В.В. Функциональное состояние зрительного аппарата в условиях выполнения точных работ / В.В. Коваленко // VI Всесоюзный съезд офтальмологов: Тез. докл. М., 1985. - Т. V. - С. 22-23.

32. Ульданов, Г.А. Состояние зрительных функций у рабочих конверторного цеха Карагандинского металлургического комбината в офтальмо-эргономическом аспекте / Г.А. Ульданов, Е.К. Мамбетов, Л.Б. Лобах // Офтальмологический журнал. 1988. - № 5. - С. 296-299.

33. Аветисов, Э.С. Вопросы офтальмологии в кибернетическом освещении / Э.С. Аветисов, Ю.З. Розенблюм. М.: Медицина, 1973. - 224 с.

34. Голиков, Н.В. Физиологическая лабильность и ее изменения при основных нервных процессах / Н.В. Голиков. Л., 1950. - 300 с.

35. Копылов, А.Г. Оценка функционального состояния головного мозга человека методом электроэнцефалографических кривых усвоения ритма / А.Г. Копылов // Вопросы теории и практики электроэнцефалографии. Л., 1956.-С. 56-67.

36. Васильев, Л.Л. Влияние центральной нервной системы на развитие парабиоза / Л.Л. Васильев // Журн. общ. биологии. -1954. Т. 15. - № 4. - С. 252-262.

37. Васильев, Л.Л. Роль центральных влияний в протекании парабиотического процесса в сердце / Л.Л. Васильев, З.А. Сосновская // Труды Института Физиологии им. И.П. Павлова. 1957. - Т.6. - С. 18-23.

38. Васильев, Л.Л. О физиологической природе периферических и центральных торможений / Л.Л. Васильев // Проблемы физиологи и центральной нервной системы. М.; Л., 1957. С. 103-114.

39. Grandjean, Е. Fatigue: its physiological and psychological significance // Ergonomics / E. Grandjean. 1968. - V. 11. - № 5. - P. 427-436.

40. Cameron, C.A. Theory of fatigue / C.A. Cameron // Ergonomics. -1973.-V. 16.-№5.-P. 633-648.

41. Волков, B.H. Клиническая оценка утомления во врачебно-спортивной практике / В.Н. Волков. Челябинск: Южно-Уральское кн. изд., 1973.-170 с.

42. Фролов, В.М. Уровни функционирования физиологических систем и методы их определения / В.М. Фролов. Л.: Медицина, 1972. - 176 с.

43. Влияние высокой температуры на некоторые показатели функционального состояния и работоспособности / И.М. Моммадов, И.П. Бондарев, М.Н. Исаева и др.// Физиология человека. 1989. - Т. 15. - № 1. -С. 105-109.

44. Медведев, В.И. Компоненты адаптационного процесса / В.И. Медведев. JL: Наука, 1984. - 108 с.

45. Жужгин, С.М. Лабильность зрительного анализатора как показатель функционального состояния человека / С.М. Жужгин, Т.М. Семешина // Физиология человека. -1991. Т. 17. -№ 6. - С. 147-150.

46. Аминев, Г.А. О корреляции показателей кратковременной вербальной памяти с силой и лабильностью нервной системы / Г.А. Аминев, В.Б. Стрелков // Физиология человека. 1978. - Т. 4. - № 5. -С. 816-819.

47. Пейсахов, Н.М. Закономерности динамики психических явлений / Н.М. Пейсахов. Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1984. - 235 с.

48. Кашин, А.П. О комплексном исследовании психофизиологических особенностей человека: Автореф. дис. . канд. / А.П. Кашин. М., 1971. -16 с.

49. Кравков, С.В. Глаз и его работа. Психофизиология зрения, гигиена освещения / С.В. Кравков. 4-е изд., перераб. и доп. - М. -Л.: Изд-во АН СССР, 1950.-531 с.

50. Пейсахов, Н.М. Саморегуляция и типологические свойства нервной системы / Н.М. Пейсахов. Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1974. - 253 с.

51. Фомин, Н.А. Особенности изменения хронаксиметрических показателей у подростков и юношей на уроках труда и в процессе производственной деятельности / Н.А. Фомин // Проблемы физического воспитания. Вып. 3. - Челябинск, 1968. - С. 79-82.

52. Голиков,Н.В. Функциональная лабильность и ее изменения при основных нервных процессах / Н.В. Голиков. Л.: Изд-во ЛГУ, 1950. - 240 с.

53. Бойко, Е.Н. Время реакции человека / Е.Н. Бойко. М.: Медицина, 1964.-320 с.

54. Стрелков, В.Б. О соотношении психодинамики вербальной мнемической функции с силой и лабильностью нервных процессов / В.Б. Стрелков, Г.А. Аминев // Физиология человека. 1985. - Т. 11. - № 3. - С. 523-525.

55. Макаренко, Н.В. Критическая частота световых мельканий и переделка двигательных навыков / Н.В. Макаренко // Физиология человека. -1995. Т. 21.-№3.-С. 13-17.

56. Шевелев, И.А. Нейроны зрительной коры: адаптивность и динамика рецептивных полей / И.А. Шевелев. М.: Наука, 1984. - 232 с.

57. Роженцов, В.В. Критическая частота световых мельканий: применение, способы и устройства измерения: Монография / В.В. Роженцов. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. - 156 с.

58. Роженцов, В.В. Измерение времени зрительного восприятия человека / В.В. Роженцов, И.В. Петухов // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2004. - № 4 (36).-С. 13-16.

59. Принятие решения и "средний член" рефлекса по И. М. Сеченову / Э.А. Костандов, Ю.Л. Арзуманов, Т.Н. Важнова и др. // Физиология человека. -1979.-Т. 5,№3.-С. 415-426.

60. А.с. 309700 СССР, МКИ А 61 В 5/16. Устройство для исследования центральной нервной системы человека / В.А. Курбатов, В.Ф. Карлов, В.Г. Линов, Б.Г. Тимофеев (СССР). Бюл. № 23,1971. 4 с.

61. А.с. 1836919 СССР, МКИ А 61 В 5/16. Устройство для определения критической частоты слияния мельканий / А.П. Стоянов, О.Ю. Некудыхатка, В.И. Ходин (СССР). Бюл. № 32,1993. 4 с.

62. А.с. 534229 СССР, МКИ А 61 В 5/16. Устройство для измерения критической частоты световых мельканий / Ю.М. Никитин, Л.Н. Зуев (СССР). Бюл. №41, 1972.-4 с.

63. А.с. 1623604 СССР, МКИ А 61 В 5/16. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий / А.А. Армеев, В.Н. Авдотин, Л.Г. Клочков (СССР). Бюл. № 4,1991. 6 с.

64. Патент № 9706 РФ, МКИ А 61 В 5/16. Устройство для исследования зрительной системы детей методом КЧСМ / К.В. Голубцов (РФ). Бюл. № 5, 1999.

65. US 004940323 US. Light testing and stimulating device employing variable frequency interrupted light source and color filters /J.C.Downing (US), data 10.07.1990.- 10 p.

66. А.С. № 1609469 СССР, МКИ A 61 В 5/16. Устройство для определения критической частоты слияния световых мельканий /В.В. Рыбин, А.А. Антоненко, А.Б. Бабердин (СССР). Бюл. № 44,1990. 4 с.

67. А.с. № 1697743 СССР, МКИ А 61 В 5/16. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий / А.В. Романенко, А.С. Суворов, Е.Е. Попик, И.В. Попик (СССР). Бюл. № 46,1991. 4с.

68. Патент № 2162310 РФ, МКИ А 61 F 9/00 Система для восстановления зрительных функций / К.В. Голубцов, П.Д. Софронов (РФ). Бюл. №3,2001.- 12 с.

69. Свидетельство на полезную модель № 9387 РФ, А 61 F 9/00. Устройство для контроля и снятия утомления зрения оператора ЭВМ / К.В. Голубцов. Бюл. № 3, 1999.

70. Свидетельство на полезную модель № 5079 РФ, А 61 В 5/16. Устройство контроля утомления зрения оператора или пользователя микро ЭВМ / К.В. Голубцов. Бюл. № 10,1997.

71. US 006129436А US А61 ВЗ/08/ Method and device for visual examination //Y. Treskov, E. Treskova / Publication 10.10.2000.

72. Шевелев, И.А. Временная переработка сигналов в зрительной коре / И. А. Шевелев // Физиология человека. 1997. - Т. 23, № 2. - С. 68-79.

73. Barbee, J.G. Critical stimulus durations for some verbal and nonverbal stimuli / J.G. Barbee, I.L. Black // Percept, and Mot. Skills. 1984. - Vol. 59, № 3. -P. 1001-1002.

74. Caelli, T. The concept of spatial frequency channels cannot explain some visual masking effects / T. Caelli, G. Moraglia // Hum. Neurobiol. 1987. - Vol. 6, № 1. - P. 63-65.

75. Мямлин, B.B. Латерализация зрительного восприятия буквенных стимулов в условиях обратной маскировки / В.В. Мямлин // Журнал высшей нервной деятельности. 1985. - Т. 35, № 2. - С. 222-228.

76. Gorea, A. Masking efficiency as a function of stimulus onset asynchrony for spatial-frequency detection and identification / A. Gorea // Spat. Vision. 1987. -Vol. 2, №1.-P. 51-60.

77. Самойлович, Л.А. Корковые вызванные потенциалы при последовательной зрительной маскировке / Л.А. Самойлович, В.Д. Труш // Физиология человека. 1978. - Т.4, № 2. - С. 267-274.

78. Тароян, Н.А. Межполушарные функциональные отношения в процессе решения человеком зрительно-пространственной задачи / Н.А. Тароян, В.В. Мямлин, О.А. Генкина // Физиология человека. 1992. -Т. 18, №2.-С. 5-14.

79. Шамшинова, A.M. Функциональные методы исследования в офтальмологии / A.M. Шамшинова, В.В. Волков. М.: Медицина, 1999. -416 с.

80. Советский энциклопедический словарь / Гл. ред. A.M. Прохоров. -4-изд. -М.: Сов. Энциклопедия, 1989. 1632 с.

81. Кадыров, Х.К. Синтез математических моделей биологических и медицинских систем / Х.К. Кадыров, Ю.Г. Антомонов. Киев: Наукова думка, 1974.-223 с.

82. Камилов, Х.М., Системный подход при исследовании зрительной системы / Х.М. Камилов, Х.А. Туракулов. Ташкент: Фан, 1990. - 104 с.

83. Луизов, А.В. Глаз и свет / А.В. Луизов. Л.: Энергия, 1983. - 140 с.

84. Луизов, А.В. Инерция зрения / А.В. Луизов. М. - Л.: Оборонгиз, 1961.-249 с.

85. Глезер, В.Д. Рецептивные поля нейронов стриарной коры кошки: организация, классификация и функция / В.Д. Глезер, В.В. Яковлев, В.Е. Гаузельман // Сенсорные системы. 1987. - Т. 1, № 4. - С. 427-438.

86. Kruk, P.J. Spatiotemporal organization of the receptive fields of retinal ganglion cells in the cat: a phenomenological model / P.J. Kruk, A. Wrobel // Acta neurobiol. exp. 1986. - V 16, № 2-3. - P. 153-169.

87. Troy, B. Dependence of center radius on temporal frequency for the receptive fields of X retinal ganglion cells of cat / B. Troy, C. Enroth-Cugell //J. Gen. Physiol. 1989. - V. 94, № 6. - P. 987-995.

88. Hawken, M.J. Spatial properties of neurons in the monkey striate cortex / M.J. Hawken, A.J. Parker // Proc. Roy. Soc. London. 1987. - V 231, № 1263. -P. 251-288.

89. Melkonian, D.S. Novel approach to a quantitative treatment of the quantal transmitter release at the frog neuroomuscular junction / D.S. Melkonian, G.K. Kostopoulos // Neurosci. Lett. 1996. - V. 209, № 1. - P. 13-16.

90. Радченко, A.H. Моделирование структуры и функции наружных коленчатых тел в системе зрительного анализатора / А.Н. Радченко // Физиология человека. -1997. Т. 23, № 4. - С. 28-35.

91. Фомин, Б.А. Синтез отдельных передаточных функций сетчатки / Б.А. Фомин, Б.М. Курмис // Управление и информационные процессы в живой природе. Кн. 2. - М.: Наука, 1971. - С. 258-259.

92. Byzov, A.L. Dynamic model of signal processing in the network of the distal retina / A.L. Byzov, T.M. Shura-Bura // Perception. -1991. V. 20, № 1. P. 66-72.

93. Botella, J. Filtering versus parallel processing in RSVP tasks / J. Botella, C.W. Eriksen // Percept. And Psychophys. 1992. - V. 51, № 4. - P. 334-343.

94. Mandler, M.B. A three channel model of temporal frequency perception / M.B. Mandler, W. Makous // Vision Res. 1984/ - V. 24, № 12. - P. 1881-1887.

95. Красильников, H.H. Модель формирования частотно-контрастной характеристики зрительной системы в зависимости от освещенности сетчатки / Н.Н. Красильников, Ю.Е. Шелепин, О.И. Красильникова // Сенсорные системы. 1997. - Т. И, № 3. - С. 333-339.

96. Красильников, Н.Н. Моделирование инерционных свойств зрительной системы / Н.Н. Красильников, Ю.Е. Шелепин // Сенсорные системы. 1999. - Т. 13, № 1. - С. 56-61.

97. Петухов, И.В. Методы и устройства для измерения временных параметров зри-тельного восприятия человека: Автореф. дис. канд. техн. наук / И.В. Петухов. Казань, 2003. - 24 с.

98. Бертулис, А.В. Функциональные свойства рецептивного поля сетчатки в разных адаптационных условиях / А.В. Бертулис, Р.В. Шатинская // Физиологический журнал СССР им И.М. Сеченова. -1971. Т. 57. - С.420-426.

99. Густов, А.В. Практическая нейроофтальмология: В 2 т. / А.В. Густов, К.И. Сигрианский, Ж.П. Столярова.- Н. Новгород: НГМА, 2000.

100. Stell, W.K. Structural basis for on- and off-center responses in retinal bipolar cells / W.K. Stell, A.L. Ishida, D.O. Lightfoot.// Science. 1977. - V. 198. -P. 1269-1271.

101. Подвигин, Н.Ф. Элементы структурно-функциональной организации зрительно-глазодвигательной системы / Н.Ф. Подвигин, Ф.Н. Макаров, Ю.Е. Шелепин. JL: Наука, 1986. - 252 с.

102. Вартанян, И.А. Физиология сенсорных систем: Руководство; Серия «Мир медицины» / И.А. Вартанян. СПб.: Изд-во «Лань», 1999. -224 с.

103. Осовский, С. Нейронные сети для обработки информации: Пер. с польского / С. Осовский. М.: Финансы и статистика, 2002. - 344 с.

104. Радченко, А.Н. Моделирование основных механизмов мозга А.Н. Радченко. Л.: Наука, 1968. - 212 с.

105. Гранит, Р. Электрофизиологическое исследование рецепции: Пер. с англ. / Р. Гранит. М.: Изд-во иностр. литер., 1957. - 339 с.

106. Преображенский, П.В. Световые повреждения глаз / П.В. Преображенский, В.И. Шостак, Л.И. Балашевич. Л.: Медицина, 1986. -200 с.

107. Патент 2233115 РФ, МКИ А 61 В 5/16. Способ определения лабильности зрительной системы человека / О.В. Роженцов, И.В. Петухов (РФ). Опубл. 27.07.2004., Бюл. № 21.

108. А. с. 1627130 СССР, А 61 В 5/16. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий / Б.Ф. Лаврентьев,

109. М.М. Полевщиков, В.В. Роженцов, О.В. Роженцов (СССР). Опубл. 15.02.91, Бюл. № 6.

110. А. с. 1741778 СССР, А 61 В 5/16. Устройство для измерения критической частоты слияния световых мельканий / Б.Ф. Лаврентьев, В.В. Роженцов, О.В. Роженцов (СССР). Опубл. 23.06.92, Бюл. № 23.

111. А. с. 1623605 СССР, А 61 В 3/00, 5/16. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий / Д.В. Гаскаров, М.М. Полевщиков, В.В. Роженцов, О.В. Роженцов (СССР). Опубл. 30.01.91, Бюл. № 4.

112. А. с. 1704764 СССР, А 61 В 5/16. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий / О.В. Роженцов, В.В. Роженцов (СССР). Опубл. 15.01.92, Бюл. № 2.

113. Пат. 2286082 РФ, МКИ7 А 61 В 3/00. Устройство для определения лабильности зрительной системы человека // Роженцов О.В.2005112730/14; заявл. 27.04.2005; опубл. 27.10.2006, Бюл. № 30.-11 с.

114. В.В. Пилипенко, д.т.н. А.П. Алпатова, к.ф.-м.н. Ю.А. Прокопчука. -Днепропетровск: УГХТУ, 2005. С. 44-46.

115. Роженцов, О.В. Информационные технологии в исследовании лабильности зрительной системы / О.В. Роженцов // Системы управления и информационные технологии. 2006. - № 1.1 (23). - С. 176-179.

116. Meese, T.S. The staircase method revisited: A computer simulation / T.S. Meese //Perseption. 1991. - Vol. 20. - № 1. - P. 80.

117. A.C. 1346136 СССР, МКИ A 61 В 5/16. Устройство для исследования критической частоты слияния мельканий / В.А. Максимович, В.И. Прокопец (СССР). Опубл. 23.10.87, Бюл. № 39.

118. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. М.: Изд-во стандартов, 1995. - 30 с.

119. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 10 с.

120. ГОСТ Р 50779.21-2004. Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным. Ч. 1: Нормальное распределение. - М.: Изд-во стандартов, 2004. - 43 с.

121. ГОСТ Р ИСО 16269-7-2004. Статистическое представление данных. Медиана. Определение точечной оценки и доверительных интервалов. М.: Изд-во стандартов, 2004. - 11 с.

122. Платонов, А.Е. Статистический анализ в медицине и биологии: задачи, терминология, логика, компьютерные методы / А.Е. Платонов. М.: Изд-во РАМН, 2000.-52 с.

123. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. М.: Изд-во стандартов, 1995. - 30 с.

124. Роженцов, О.В. Лабильность зрительного анализатора как индикатор степени утомления организма человека / О.В. Роженцов // Физическая культура, спорт и здоровье: Сборник научных статей / Под ред. М.М. Полевщикова. Йошкар-Ола: МГПИ, 2004. - С. 80-83.

125. ГОСТ 16263-70. ГСИ. Метрология. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1987. - 54 с.

126. ГОСТ Р 8.563-96 Методики выполнения измерений. М.: Изд-во стандартов, 1996. - 20 с.

127. Справочник по радиоэлектронным устройствам: в 2 т. Т. 2. / Под ред. А.А. Куликовского. М.: Энергия, 1978. - 327 с.

128. Красильников Н.Н. Обобщенная функциональная модель зрения и ее применение в системах обработки и передачи изображений // Автометрия. -1990.-№6. -С. 7-14.

129. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений. -2-е изд., перераб. и доп. / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд.-ния, 1991.-301 с.123