автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Устройства для измерения критической частоты световых мельканий с использованием линейно-точечного источника света

РГб од

В - ДЕК 1333

На правах рукописи

РОЖЕНЦОВ Валерий Витальевич

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРИТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ СВЕТОВЫХ МЕЛЬКАНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛИНЕЙНО-ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА СВЕТА

Специальность: 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

' Йошкар-Ола -1999

Диссертация выполнена на кафедре проектирования и производства

электронно-вычислительных технического университета

средств Марийского государственного

Научный руководитель:

Заслуженный деятель науки и техники РТ, доктор технических наук, профессор, член-корреспондент АН РТ Песошин В. А.

Официальные оппоненты:

Заслуженный изобретатель РСФСР, Заслуженный деятель науки и техники РТ, доктор технических наук, профессор Ференец В. А.

Заслуженный деятель науки и техники РТ, доктор технических наук, профессор Белавин В. А.

Ведущая организация:

НПО «Медфизприбор», г. Казань

Защита состоится « 1999 г. в часов

на заседании диссертационного совета К.063.43.05 при Казанском государственном техническом университете им. А. Н. Туполева в зале заседаний ученого Совета по адресу: 420111, г. Казань, ул. К. Маркса, д. 10.

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

Автореферат разослан « » 1999

г.

Ученый секретарь диссертационного совета

к.т.н., доцент / Козлов В. А.

Ь г о я п

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРНО I ИКА РА [ЮТЫ

Актуальность проблемы. Все большее значение и последнее время приобретает наука о здоровье - валеологня, означающая переход о: лечения болезнен к сохранению и постановлению здоровья. Пока опелем здоровья служит определенный уровень функционального состояния (ФСД организма, являющийся характеристикой его резервных возможностей и качества их регулирования. Актуальность изучения ФС определяется тем, что его оценка связана не только с работоспособностью человека, но и с такими физиологическими понятиями, как утомление, переутомление и восстановление организма.

Известны многочисленные работы в области диагностики ФС, а также значительное количество патентов и авторских свидетельств, что говорит о большом интересе к этой проблеме. Решению задач определения ФС посвящены работы ученых Баевского Р. М., Берсеневой А. П., Будченко Л. Л.. Гаркав» Л. X., Годика М. А.. Горнпспского В 15.. I раевской Н. Д.. Гржимайло 1-. М.. Данько Ю. И.. Дембо А. 1".. Дибнер Р. Д . Забелина С. I".. Ивановского Ь. А.. Игнатьева В. Р... Иорданской'IX А.. К'арпмана В. Д.. Красновой А. Ф., Крячко И. А.. Кузнецовой Т. 11.. Лес-гафгаИ.Ф.. Логунова С. П., Мот ыллнской Р. Н., Мошкова В. П.. Муравьева А. В., Протасова А. И.. Семашко II. А.. Ступниикого Ю. А.. Фа-лалеева А. Г. и многих других.

В отечественной и зарубежной литературе рассматриваемся большое число методов определения ФС и утомления человека, ею отдельных систем, однако недостаточно изучены процессы врабатывания, адаптации к нагрузке с учетом индивидуальных особенносчей конкретного организма, отсутствует простой и наглядный инструментальный метод принятия решения о моменте наступления утомления и переутомления. Актуальна проблема метода интегральной оценки ФС, простого в использовании и комфортного для исследуемого.

Анализ литературных источников показал, что таким меюдом является метод критической частот!,I световых мельканий (КЧСМ), т. е. частоты световых мельканий (СМ) в секунду, при которой наступает слияние СМ и зрительный анализатор воспринимает источник сведшимся непрерывно. Экспериментально установлена зависимость значения КЧСМ от различных факторов, но не исследовано влияние этих факторов на точность измерений КЧСМ.

В связи с выбором для определения ФС метода КЧСМ актуальной остается и разработка устройств вычислительной техники (ВТ) для измерения КЧСМ, обеспечивающих необходимую точность и достоверность измерений.

Цель работы. Целью диссертационной работы является создание устройств для измерения КЧСМ, обеспечивающих повышение точности и достоверность измерений, разработка метода определения уровня ФС организма человека и степени его утомления по динамике КЧСМ.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

- выполнить анализ существующих методов определения ФС;

- разработать модель зрительной функции КЧСМ;

- разработать метод определения ФС человека и степени его утомления по динамике КЧСМ;

- разработать устройства для измерения КЧСМ, обеспечивающие повышение точности и достоверность измерений;

- разработать методику измерения КЧСМ;

- разработать аппаратно-програмные средства ВТ для автоматизации определения ФС человека и степени его утомления.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использован аппарат теории случайных процессов, теории автоматического регулирования, а также методы алгоритмизации и математического программирования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- предложена модель зрительной функции КЧСМ как низкочастотной фильтрации световых мельканий. Моделью служит идеальный фильтр низких частот (ФНЧ), отображающий низкочастотный случайный процесс (СП);

- разработан метод определения ФС человека и степени его утомления, параметром, характеризующим ФС, предложен интервал корреляции (ИК), вычисляемый по значению КЧСМ, уровень ФС человека и степень его утомления определяются по результатам анализа фазовой траектории (ФТ), отображающей динамику КЧСМ;

- исследовано влияние способа предъявления СМ на точность измерений КЧСМ;

- исследовано влияние методики измерения на точность измерений КЧСМ, рассмотрены причины погрешностей измерений, выполненных по методике, принятой в клинической практике, а также различными исследователями по известным методикам;

- на основе анализа теоретических и экспериментальных исследований разработана методика измерения КЧСМ, использующая метод последовательного приближения.

Г] раки! ческ ая не 1 щ о сть работы:

- разработаны и внедрены опытные экземпляры устройств ВТ для измерения КЧСМ - индикаторы ИКЧСМ-1, ИКЧСМ-1М. ИКЧСМ-2. ИКЧСМ-2М, ИКЧСМ-3, ИКЧСМ-4 и ИКЧСМ-5. обеспечивающие повышение точности и достоверность измерений. Практическая цепносп» разработок подтверждена пятью а. с. СССР и одним патентом РФ. Индикаторы используются в Марийском государственном техническом университете и в Марийском государственном педагогическом институте им. Н. К. Крупской для определения ФС спортсменов и степени их утомления в процессе тренировок;

- разработан и внедрен опытный экземпляр аппаратно-программных средств ВТ, позволяющий автоматизировать определение ФС и степени утомления организма человека, наглядно отобразить в виде ФТ динамики КЧСМ на фазовой плоскости процессы врабатывання, адаптации к нагрузке с учетом индивидуальных особенностей конкретного организма и принять решения о моменте наступления у томления и перехода от состояния утмления к состоянию переутомления:

- результаты проведенных исследований использованы при выполнении договора № 136 о научно-техническом содружестве, заключенном между кафедрами «Техническая кибернетика» и «Физическое воспитание» Марийского поли технического института имени М. Горького, действовавшем с 1 ноября 1988 г-, по 31 декабря 1990 т.. договора о научно-техническом содружестве, заключенном между Марийским государственным техническим университетом и Марийским государственным педагогическим институтом им. Н. К. Крупской, действующем с 10 июня 1996 г. по настоящее время;

-результаты проведенных исследований используются и учебном процессе специальности 220500 «Конструирование и 1ехнология электронно-вычислительных средств» кафедрой «Проектирование и производство электронно-вычислительных средств» Марийского государственного технического университета при проведении занятий по дисциплине СД-13 «Учебная научно-исследовательская работа студентов». в учебном процессе специальности 022300 «Физическая культура и спорт» кафедрами «Спортивные дисциплины» и «Теоретические основы физического воспитания» Марийского государственного педатотческого института им. Н. К. Крупской при проведении занятии по дисциплинам ПР.04 «Педагогическое физкультурно-спортивное совершенствование» и ПР.05 «Биомеханика и спортивная метрология».

Использование материалов диссертационной работы при выполнении договоров и в учебном процессе подтверждается актами о внедрении.

На защиту выносятся:

- модель зрительной функции КЧСМ;

- метод определения уровня ФС человека и степени его утомления, основанный на построении и анализе ФТ;

- структура устройств ВТ для измерения КЧСМ, обеспечивающих повышение точности и достоверность измерений;

-методика измерения КЧСМ, использующая метод последовательного приближения.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции «Биомедицинское и экологическое приборостроение: наука, промышленность, рынок» (г. Рязань, 1992 г.), всероссийской методической конференции по проблемам современного бадминтона (г. Йошкар-Ола, 1993 г.), российской межвузовской методической конференции «Вопросы физического воспитания студенческой молодежи» (г. Йошкар-Ола, 1993 г.), научно-практической конференции «Совершенствование системы подготовки специалистов физической культуры и спорта» (г. Калининград, 1995 г.), республиканской научно-методической конференции, посвященной 100-летию радио «Прикладные исследования в электронике и новые технологии в обучении студентов» (г. Йошкар-Ола, 1996 г.), всероссийской конференции «Цифровая обработка многомерных сигналов» (г. Йошкар-Ола, 1996 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Марийского государственного технического университета (1998 - 1999 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 21 работе, включая 5 а. с. СССР и 1 патент РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков и 2 таблицы, состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 185 наименований и приложения на 21 странице.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цель и задачи исследования, перечислены положения, выносимые на защиту, приведена структура диссертации.

Первая глава диссертационной работы содержит обзор методов определения ФС и утомления организма человека.

Неизбежным следствием деятельности человека является утомление. Необходимость контроля ФС вызвана тем, что при несоответствии нагрузок ФС и индивидуальным особенностям конкретного человека появляется переутомление, ухудшаются защитные механизмы, возможно появление различных пред- и патологических состояний.

Сопоставлены возможности и проанализированы недостатки используемых методов определения ФС и утомления человека. Для диагностики отдельных систем организма человека используется комплекс методов определения их состояния, в качестве интегральной оценки ФС человека используются КЧСМ, время сенсомоторной реакции, температура и электропроводность кожи и другие параметры.

Показан ряд преимуществ метода КЧСМ, что позволяет сделать вывод о целесообразности его использования как метода экспресс-диагностики. Из анализа литературных источников следует, что значение КЧСМ помимо утомления зависит от множества Й1 параметров, характеризующих предъявляемый световой раздражитель, множества психо-физиологических параметров, характеризующих состояние организма человека, и множества П3 параметров, характеризующих среду, в которой находится человек, причем множество находится в некоторой зависимости от множества В целом множества параметров в каждом конкретном случае образуют случайную совокупность, поэтому определение ФС человека по значению КЧСМ является статистической задачей.

Во второй главе предложена модель зрительной функции КЧСМ, рассмотрена процедура определения ФС и утомления человека методами спектрального и корреляционного анализа, предложен метод определения ФС и степени утомления по динамике КЧСМ, рассмотрены составляющие погрешности измерений КЧСМ, представлены структуры устройств ВТ, разработанных для измерения КЧСМ.

Предложенная модель основана на представлении зрительной функции КЧСМ, как низкочастотной фильтрации световых мельканий. Это позволяет в качестве модели выбрать идеальный ФНЧ с изменяющейся частотой среза, отображающий низкочастотный СП, при этом значение КЧСМ интерпретируется как частота среза ФНЧ.

Рассмотрена процедура определения ФС и утомления человека методом спектрального анализа, моделью зависимости КЧСМ от влияющих факторов является система с несколькими входами и одним выходом, как показано на рис. 1.

x,(t) X2(t) Xi(t) xa(t)

Рис. 1. Модель зависимости КЧСМ от влияющих факторов

Система состоит из q линейных подсистем с параметрами, задаваемыми частотными характеристиками Hj(f), i = 1, 2, ... , q, на входы подсистем поступают наблюдаемые входные процессы Xj(t), которые преобразуются в один наблюдаемый выходной процесс y(t). В ненаблюдаемый шум n(t) включены все отклонения от идеальной модели, в том числе ненаблюдаемые входные процессы, нелинейные и нестационарные эффекты. Вклад исследуемого фактора в значение КЧСМ определяется через функцию когерентности (ФК). В случае, когда n(t) не коррелирован ни с одним из Xj(t) и входные процессы попарно не коррелированны, ФК для входного процесса'xj(t), i = 1, 2, ... , q и выходного процесса y(t) находится по спектральным плотностям по формуле

; iGiy(f)i27iGU(f);iiGyy(f)i

и удовлетворяет неравенствам 0 < у?у (f) < 1.

' Отмечено, что метод спектрального анализа имеет существенные недостатки, связанные с появлением ложных спектральных составляющих в процессе дискретизации, размыванием спектральных составляющих, паразитной амплитудной модуляцией спектра, необходимостью больших 'вычислительных процедур V' сложностью получения эффективных оценок. , " *

Рассмотрена процедура определения* ФС человека методом корреляционного анализа, который предпочтителен при исследовании статистических связей между последовательными значениями наблюдаемых процессов, когда один из факторов зависит не только от данного второго, но и от ряда других меняющихся условий, среди которых могут быть общие для них обоих, что характерно для определения ФС и утомления методом КЧСМ. ' 1 " - :

Для характеристики связи исследуемых факторов и ФС человека применимы корреляционные функции (КФ) и коэффициенты корреляции (КК). Несмещенные оценки КФ rio выборочным данным при сдвигах г = О, 1,..., ш, m < N, находятся по формуле

Я,у(гД1) = —!— 1хпуп+г,

N - г П = 1

где N - число отсчетов, Аг - интервал выборки.

Оценка КК вычисляется по выборочной оценке КФ:

Л , л , ЯхуСгМ) п ,

Рчу0'ДО = г = О, 1,... , т ,

д/Кхх(0)Куу(0)

непосредственно по выборочным данным определяется по формуле

N _ _ N __

ХХх1 -х)(У| -у) Ех;у;-Ыху

1 = 1 1 = 1

¿(X; - х)2 ¿(у. - у)2 ^¿х2-Кх2)(£у2-;Ку2) : ¡=1 ¡=1 У'=1 1=1

При исследовании СП, каким является изменение ФС человека, удобны параметры, характеризующие их общие, интегральные свойства. Таким параметром является ИК, который исходя из принятой модели зрительной функции КЧСМ определяется простым вычислением но формуле

тк = 1/4Рс,

где Рс - частота среза ФНЧ, равная значению КЧСМ.

Предложенный метод определения ФС и степени утомления человека по динамике КЧСМ основан на использовании ФТ. В рассматриваемом методе каждая точка на фазовой плоскости несет следующую информацию:

- абсолютное значение КЧСМ в данный момент отображается значением координаты по оси X;

- скорость изменения КЧСМ отображается координатой по оси У;

- если скорость изменения положительна - точка находится над осью X, если отрицательна - под осью X.

В предложенном в диссертационной работе подходе процедура определения времени врабатывания, характера адаптации к нагрузке конкретного организма, принятия решения о моменте наступления утомления и переутомления заключается в анализе ФТ и определении момента изменения ее направления на фазовой плоскости.

Анализ составляющих погрешности измерения КЧСМ показал, что наибольший вклад в погрешность вносят погрешность метода и методики измерений, а также субъективные погрешности проводящего измерения исследователя и испытуемого. Погрешность методики измерений и меры по ее уменьшению рассмотрены в главе 3. Для уменьшения субъективной погрешности проводящего измерения исследователя

и испытуемого предусмотрен ряд мер, в частности, предварительное обучение испытуемого перед измерениями. Известно, что организм человека является сложной динамической системой, поэтому для получения объективной оценки необходимо сокращать время измерений. Это позволяет также уменьшить субъективные погрешности испытуемого, уменьшить утомление его зрительных анализаторов и за счет этого уменьшить случайную составляющую погрешности измерений.

Рассмотрены характеристики и принцип работы известных устройств для измерения КЧСМ. Частота СМ в устройствах регулируется вручную или автоматически, плавно или дискретно.

При разработке устойств для измерения КЧСМ автором использованы известные способы: кварцевая стабилизация частоты, цифровая обработка результатов измерений, сокращение времени измерений. Развитие способов позволило получить новые технические решения, обеспечивающие достижение поставленной цели.

В результате экспериментов установлено, что случайная составляющая погрешности измерений уменьшается при использовании линейно-точечного источника света (ЛТИС), состоящего из линейно расположенных точечных источников, с поочередным проблеском каждого точечного источника по сравнению с одиночным источником света, что использовано во всех разработанных устройствах.

Структурная схема индикатора ИКЧСМ-1, защищенного а. с. СССР 1627130, представлена на рис. 2. Индикатор содержит генератор 1 импульсов длительностью 1 с, пульт 2 управления, табло 3 индикации, содержащее ЛТИС и цифровые индикаторы КЧСМ, генератор 4 частоты СМ и схему 5 счета частоты СМ.

1 5

/ 3

2 1 N

/

_

Рис. 2. Структурная схема индикатора ИКЧСМ-1

Индикатор работает следующим образом. При включении питания генератор 1 вырабатывает импульсы, поступающие на схему 5 и разрешающие прохождение в течение 1 с импульсов с генератора 4, при этом на выходе схемы 5 формируется код частоты генератора 4 в гер-

цах. Испытуемый подает питание на ЛТИС и вращением ручки потенциометра пульта 2 увеличивает частоту генератора 4, фиксирует момент слияния СМ и снимает питание с ЛТИС. Для считывания показания КЧСМ испытуемый подает питание на цифровые индикаторы КЧСМ.

Недостатком индикатора ИКЧСМ-1 является периодическое мелькание показаний индикаторов КЧСМ с периодом 1 с, что затрудняет их считывание, вызывает дополнительное утомление зрительных анализаторов, вследствие чего увеличивается погрешность измерений.

Для устранения указанного недостатка предложен индикатор ИКЧСМ-1М, защищенный а. с. СССР 1741778, генератор 1 импульсов которого дополнительно содержит элементы НЕ и И (см. рис. 2). Индикатор работает аналогично индикатору ИКЧСМ-1, но при считывании показаний на индикаторах постоянно отображается значение КЧСМ.

С целью обеспечения автоматического режима работы при многократных измерениях для исследования динамики КЧСМ разработаны индикаторы ИКЧСМ-2 и ИКЧСМ-2М, защищенные а. с. СССР 1623605. 1704764 соответственно.

Для индикатора ИКЧСМ-2 предложена временная диаграмма

работы, представленная на рис. 3. {

ЬА РЗ \ 52 Б2 ✓

Р4 81/

1 1 ( 1 1

Т1 Т2 ТЗ Т4 Т5 Т6 Т7

Рис. 3. Временная диаграммы работы индикатора ИКЧСМ-2

На первом этапе измерений на интервале времени Т1 ... Т2 частота СМ увеличивается быстро с крутизной 81, в момент времени Т2 определяется оценочное значение КЧСМ Р2. На втором этапе измерений на интервале времени Т2 ... ТЗ частота СМ уменьшается с большой крутизной Я2 на фиксированную величину 5 Гц и затем на интервале времени ТЗ ... Т4 возрастает медленно с крутизной 83 до фиксации в момент времени Т4 испытуемым надпорогового значения КЧСМ РЗ = Б + ДРВ,

где Е - действительная частота КЧСМ, ДЕВ - изменение частоты СМ, обусловленное временем сенсомоторной реакции с момента определения испытуемым КЧСМ до момента ее фиксации.

На третьем этапе измерений на интервале времени Т5 ... Т6 частота СМ увеличивается с большой крутизной Б2 на фиксированную величину 5 Гц, после чего на интервале времени Т6 ... Т7 медленно уменьшается с крутизной 83 до фиксации в момент времени Т7 испытуемым подпорогового значения КЧСМ Р4 = Е - АЕН,

где АРН - изменение частоты СМ, также обусловленное временем сенсомоторной реакции.

Временная диаграмма реализует предложенную модификацию методики измерений Н. М. Пейсахова. По методике Н. М. Пейсахова КЧСМ измеряется дважды - при увеличении частоты СМ от минимально возможного значения и при их уменьшении от максимально возможного значения до критического, а истинное значение КЧСМ определяется как среднее арифметическое результатов двух измерений. Модификация методики заключается в уменьшении диапазона изменения частоты СМ на интервалах времени ТЗ ... Т4 и Т6 ... Т7 до заданной фиксированной величины.

Среднее арифметическое значений КЧСМ, зафиксированных испытуемым,

( ЕЗ + Р4) / 2 = [{¥ + ДЕВ) + ( Е - ДЕН)] /2^2¥ 12 = ¥ в случае равенства времен сенсомоторной реакции на втором и третьем этапах, т. е. при ДЕВ = ДР„ , будет равно действительному значению КЧСМ.

Введение оценочного цикла и модификация методики Н. М. Пейсахова позволяют сократить диапазон изменения частоты СМ, что уменьшает общее время испытаний, утомление зрительных анализаторов, вследствие чего уменьшается погрешность измерений. Кроме того, в отличие от известных устройств для измерения КЧСМ, погрешность измерений, вызванная временем сенсомоторной реакции испытуемого, сведена к минимальной и определяется разбросом ее показателей на втором и третьем этапах измерения.

Структурная схема индикатора ИКЧСМ-2 представлена на рис. 4. Индикатор содержит кнопку 1 испытуемого, схему 2 управления частотой СМ, состоящую из сдвигающего регистра, пяти триггеров, трех ждущих мультивибраторов, переключателя режимов и элемента ИЛИ, генератор 3 частоты СМ, вычислитель 4 среднего значения, компаратор 5 и табло 6 индикации, содержащее источник световых импульсов, цифровые индикаторы КЧСМ и индикатор сбоя.

Рис. 4. Структурная схема индикатора ИКЧСМ-2

Индикатор работает следующим образом. В исходном состоянии триггеры схемы 2 выключены, в регистр записан код 10000, генератор 3 выдает начальную частоту СМ Р1. В момент времени Т1 испытуемый нажимает кнопку 1, состояние регистра схемы 2 сдвигается на один разряд вправо, что выполняется при каждом нажатии кнопки 1, генератор 3 устанавливается в режим генерации быстро меняющейся частоты с крутизной Б1, которая предъявляется испытуемому. При определении слияния СМ испытуемый в момент времени Т2 нажимает кнопку 1 и определяет оценочное значение КЧСМ Г2. Генератор 3 уменьшает частоту на 5 Гц, после чего устанавливается в режим генерации медленно меняющейся частоты с крутизной 83. При определении слияния СМ испытуемый в момент времени Т4 нажимает кнопку 1 и определяет над-пороговое значение КЧСМ. Генератор 3 сохраняет на выходе частоту БЗ, которая записывается в вычислитель 4. Генератор 3 увеличивает частоту на 5 Гц. В момент времени Т6 генератор 3 устанавливается в режим генерации медленно меняющейся частоты с крутизной БЗ. При определении слияния СМ испытуемый в момент времени Т7 нажимаем кнопку 1 и определяет подпороговое значение КЧСМ. Генератор 3 сохраняет на выходе частоту Р4, которая записывается в вычислитель 4, где определяется среднее арифметическое частот РЗ и Р4. Результат вычислений выводится на табло 6 индикации.

Интервалы времени Т2 ... ТЗ, Т4 ... Т5 и Т5 ... Т6 определяются длительностью импульса, вырабатываемого мультивибраторами схемы 2. триггеры устанавливают заданный режим генератора 3.

В том случае, когда испытуемый пропустит момент слияния световых мельканий на интервалах времени Т1 ... Т2, ТЗ ... Т4 или Т6 ... Т7, теряет смысл дальнейшее проведение испытаний, и компаратор 5, установленный на максимальное значение КЧСМ человека, включает индикатор сбоя и приводит устройство в исходное состояние.

Опыт эксплуатации данного устройства показал, что для части испытуемых из-за большого времени сенсомоторной реакции и (или)

отсутствия навыка работы с устройством уменьшение частоты СМ на втором этапе на 5 Гц недостаточно, они уже не видят СМ и измерения приходится повторять несколько раз, начиная их вновь с первого этапа.

Для устранения указанного недостатка разработан индикатор ИКЧСМ-2М, временная диаграмма его работы соответствует временной диаграмме работы индикатора ИКЧСМ-2 (см. рис. 3). Отличие заключается в том, что если уменьшение частоты СМ на интервале времени Т2 ... ТЗ на 5 Гц для испытуемого недостаточно, предложено при повторном измерении увеличить уменьшение частоты СМ для данного испытуемого на большую величину, например, 10 Гц.

Схема 2 управления частотой СМ индикатора дополнительно содержит делитель на два, вентиль, шестой триггер и коммутатор (см. рис. 4).

Индикатор работает аналогично индикатору ИКЧСМ-2, но если уменьшение частоты СМ на интервале времени Т2 ... ТЗ на 5 Гц недостаточно, то испытуемый на интервале времени ТЗ ... Т4 не нажимает кнопки 1. Компаратор 5 через вентиль схемы 2 включает шестой триггер, который задает через коммутатор на интервале времени Т2 ... ТЗ уменьшение частоты при последующем измерении на 10 Гц. Одновременно компаратор 5 приводит схему в исходное состояние, за исключением шестого триггера схемы 2, который остается во включенном состоянии. В этом случае испытания возобновляются нажатием кнопки 1.

С целью обеспечения контроля достоверности измерения КЧСМ предложен индикатор ИКЧСМ-3, защищенный а. с. СССР 1762897. Временная диаграмма его работы соответствует временной диаграмме работы индикатора ИКЧСМ-2 (см. рис. 3).

Для контроля достоверности измерения КЧСМ предложено сравнивать частоты, зафиксированные испытуемым в моменты времени Т4 и Т7. При объективном определении КЧСМ из-за наличия определенного времени сенсомоторной реакции частота БЗ, зафиксированная испытуемым в момент времени Т4, должна быть больше частоты Р4, зафиксированной испытуемым в момент времени Т7. В противном случае из-за ошибки испытуемого в определении КЧСМ измерения будут не достоверными.

Структурная схема индикатора представлена на рис. 5. Индикатор содержит узлы 1 ... 6, аналогичные соответствующим узлам индикатора ИКЧСМ-2, схему 7 контроля достоверности измерений, состоящую из триггера, ждущего мультивибратора, двух счетчиков, элемента сравнения и одновибратора, кнопку сброса 8.

Индикатор работает аналогично индикатору ИКЧСМ-2, но при не объективном определении КЧСМ, т. е. при БЗ < Б4 триггер схемы 7 вы-

рабатывает сигнал сбоя. Устаиов триггера в исходное состояние производится нажатием кнопки 8.

Рис. 5. Структурная схема индикатора ИКЧСМ-3

Для сравнительного анализа степени утомления нескольких испытуемых в процессе работы или тренировки необходимо учитывать индивидуальный уровень КЧСМ, его начальное значение, зависящее от большого числа факторов, индивидуальные особенности адаптации испытуемых к нагрузке. Для этой цели предложен диагностический параметр - величина изменения частоты СМ за время сенсомоторной реакции, т. е. за промежуток времени с момента определения КЧСМ до момента фиксации ее испытуемым. Такой диагностический параметр определяется в разработанном индикаторе ИКЧСМ-4, предложенная временная диаграмма его работы представлена на рис. 6.

Рис. 6. Временная диаграммы работы индикатора ИКЧСМ-4

На первом этапе измерений на интервале времени Т1 ... Т2 частота СМ увеличивается медленно с крутизной до фиксации в момент времени Т2 испытуемым надпорогового значения КЧСМ Р2 = Р + ДР„,

где Р - действительная частота КЧСМ, АРВ - изменение частоты СМ, обусловленное временем сенсомоторной реакции с момента определения испытуемым КЧСМ до момента ее фиксации.

На втором этапе измерений на интервале времени ТЗ ... Т4 частота СМ увеличивается с большой крутизной 82 на фиксированную величину 5 Гц, после чего на интервале времени Т4 ... Т5 медленно уменьшается с крутизной 81 до фиксации в момент времени Т5 испытуемым подпорогового значения КЧСМ Р4 = Р - ДР„,

где ДРН - изменение частоты СМ, также обусловленное временем сенсомоторной реакции.

Затем в индикаторе определяется разность частот Т2 - РЗ = ДР„ + ДР„, т. е. изменение частоты на двух этапах измерений за промежуток времени с момента определения испытуемым КЧСМ до момента ее фиксации. Данный параметр является относительным, не зависит от уровня КЧСМ, который у разных людей существенно отличается, позволяет сравнить степень утомления нескольких испытуемых в одинаковых условиях работы или тренировки. Кроме того, в индикаторе уменьшено число этапов измерения до двух, что уменьшает утомление зрительных анализаторов, и как следствие, уменьшает погрешность измерений.

Структурная схема индикатора соответствует рис. 4. В индикаторе в отличие от индикатора ИКЧСМ-2 схема 2 управления частотой СМ содержит три триггера и два ждущих мультивибратора. Индикатор работает аналогично индикатору ИКЧСМ-2, но вычислитель определяет разницу частот Р2 и РЗ, которая является диагностическим параметром.

В третьей главе предложена методика, обеспечивающая повышение точности измерений, представлены результаты экспериментальных исследований влияния способа предъявления СМ и методики измерения на точность измерений КЧСМ, рассмотрены аппаратно-программные средства ВТ, разработанные для автоматизации исследования ФС человека и степени его утомления.

В известных методиках измерения КЧСМ частота СМ увеличивается или уменьшается до критической, что приводит к различным результатам измерений. Наиболее совершенной считается методика Н. М. Пейсахова. При исследовании ФС испытуемых, выполненных автором, экспериментально обнаружено, что измеренные значения КЧСМ индикатором ИКЧСМ-1М, в котором управление частотой СМ производится испытуемым, не совпадают с измеренными значениями КЧСМ индикатором ИКЧСМ-2М, в котором частота СМ изменяется автоматически и

определяется по методике Н. М. Пейсахова. Анализ показал, что это

происходит из-за ошибок в определении момента слияния СМ при увеличении и при уменьшении их частоты до критического значения.

Для определения действительного значения КЧСМ предложено после увеличения частоты СМ до надпорогового значения на первом этапе измерений и последующего их уменьшения до подпорогового значения на втором этапе измерений поочередным увеличением и уменьшением частоты СМ методом последовательного приближения определить действительное значение КЧСМ, как показано на рис. 7.

Рис.7. Временная диаграмма измерения КЧСМ по методу последовательного приближения

Экспериментальные исследования показали, что предложенная методика позволяет уменьшить случайную составляющую погрешности

измерений по сравнению с известной методикой H. М. Пейсахова на 59,9 ... 88,2 %.

Исследовано влияние способа предъявления СМ на точность измерения КЧСМ. В результате экспериментов установлено, что случайная составляющая погрешности измерений уменьшается при использовании ЛТИС с поочередным проблеском каждого точечного источника по сравнению с одиночным источником света на 38,0 ... 47,5 %.

Для апробации предложенных метода определения ФС и степени утомления человека, методики измерения КЧСМ разработаны аппаратно-программные средства ВТ, позволяющие автоматизировать исследования. В составе средств индикатор ИКЧСМ-5, реализующий метод последовательного приближения к действительному значению КЧСМ и персональный компьютер, совместимый с IBM PC. Программное обеспечение написанно под руководством автора на языке TURBO PASCAL 7.0, работает под управлением ОС MS DOS версии 6.2 и поддерживает «дружественный» многооконный интерфейс.

Разработана схема алгоритма программного обеспечения, согласно которому в компьютере определяется частота поступающих с ИКЧСМ-5 импульсов, скорость изменения частоты, отображается динамика изменения КЧСМ в виде ФТ в координатах «значение КЧСМ -скорость изменения КЧСМ» и формируется файл данных результатов измерений для документирования.

Приведены результаты тестирования испытуемых с использованием велоэргометра ВЭ-05 "Ритм" ТУ 200 УССР 45-86 при работе сидя. Величина нагрузки постоянной мощности принималась равной 75 % должного максимального поглощения кислорода, определяемого по номограммам Б. П. Преварского. Во время тестирования выполнялся постоянный контроль общего состояния и внешнего вида испытуемого, его частота сердечных сокращений и артериальное давление, изменения которых служили основанием для определения времени врабатывания, наступления утомления и переутомления. Измерение КЧСМ производилось в начале тестирования и через каждые 100 оборотов велоэргометра.

Часть ФТ динамики КЧСМ, полученных по результатам тестирования, представлена на рис. 8-9, где пунктиром отображены процессы врабатывания. Анализ ФТ в сопоставлении с медицинскими показателями позволяет сделать вывод, что при наличии количественных отличий их графический вид отображает характер адаптации к нагрузке конкретного человека, позволяет определить время врабатывания, время наступления утомления и переутомления, а также ФС данного человека. При этом наступление переутомления по ФТ выявляется раньше, чем по медицинским показателям. Кроме того, результаты измерений КЧСМ при тестировании подтверждают колебательность приспособления организма к внешним воздействиям, что согласуется с теорией функциональной системы, разработанной П. К. Анохиным, из которой следует способность организма объединять разнородные органы на функциональной основе путем получения информации о конечном полезном результате, в итоге функциональной системой принимается решение, создающее новое состояние

Использование предложенного метода определения ФС человека и его утомления по ФТ, отображающей динамику КЧСМ, в процессе физической или умственной работы или спортивной тренировки, позволит своевременно внести коррективы объема и (или) интенсивности нагрузки, не допуская переутомления организма.

В приложении приведены акты о внедрении результатов диссертационной работы, протоколы результатов измерений КЧСМ, программа построения ФТ динамики КЧСМ.

V. Гц 'об.

0.100 0.008 0.006 0.00-1 0.002 0

-0.002 -0.004 -0.006

-0.008 -0.1 00

Рис. 8. Фазовая фаекторпя пс. резулы ачам чес I ироинния Л-ои Т.. 44 гола, физическом культ_\роп и спортом не занимается.

V, Гц /об.

Рис. 9. Фазовая траектория по результатам тестирования У-ко О., 36 лет, занимается спортом, кандидат в мастера спорта по бадминтону.

Г Гц

-I—»—♦—1—:—ч—

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложена модель зрительной функции КЧСМ как низкочастотной фильтрации световых мельканий. Значение КЧСМ интерпретируется как частота среза идеального ФНЧ, отображающего низкочастотный случайный процесс.

2. Предложен метод определения ФС человека, степени его утом-, ления и характера адаптации к нагрузке, основанный на построении и

анализе фазовых траекторий динамики КЧСМ;

3. Исследовано влияние способа предъявления световых мельканий на точность измерений КЧСМ. Использование предложенного линейно-точечного источника света позволяет уменьшить случайную составляющую погрешности измерений по сравнению с одиночным источником на 38,0 ... 47,5 %.

4. Разработаны устройства вычислительной техники для измерения КЧСМ, обеспечивающие повышение точности и достоверность измерений, защищенные пятью а. с. СССР и одним патентом РФ.

5. Предложена методика измерения КЧСМ, основанная на использовании метода последовательного приближения. Предложенная методика позволяет уменьшить случайную составляющую погрешности измерений по сравнению с известной методикой Н. М. Пейсахова на 59,9 ... 88,2%.

6. Разработаны аппаратно-программные средства вычислительной техники, позволяющие автоматизировать определение ФС человека и степени его утомления, наглядно отобразить в виде вазовых траекторий динамики КЧСМ процессы врабатывания, адаптации к нагрузке конкретного организма и принять решения о моменте наступления утомления и переутомления.

Основные материалы диссертации опубликованы в работах:

1.A. с. 1623605 СССР. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий / Д. В. Гаскаров, М. М. Полевщиков, В. В. Роженцов, О. В. Роженцов//Б. И. - 1991. -№ 4.

2. А. с. 1627130 СССР. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий / Б. Ф. Лаврентьев, М. М. Полевщиков, В. В. Роженцов, О. В. Роженцов // Б. И. - 1991. - № 6.

3. Полевщиков М. М., Роженцов В. В. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий // Тезисы научных работ / Марийский республиканский союз научных и инженерных обществ. - Йошкар-Ола, 1991.-С. 29.

4. Роженцов В. В.. Соколов Э. В. Индикатор критической частоп>1 слияния световых мельканий // Биомедицинское и экологическое приборостроение: наука, промышленность, рынок: Тезисы докладов научно-технической конференции 2-4 июня 1992 г. - Рязань. 1992. - С. 41.

5. А. с. 1704764 СССР. Устройство для измерения критической частоты слияния мелькании ' О. В. Роженцов, В. В. Роженцов " К И ■ 1992. 2.

6. А. с. 1741778 СССР. Устройство для измерения критической частоты слияния световых мельканий / Б. Ф. Лаврентьев, В. В. Роженцов, О. В. Роженцов//Б. И. - 1992. -№23.

7. А. с. 1762897 СССР. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий / В. В. Роженцов // Б. И. - 1992. - № 35.

8. Лаврентьев Б. Ф., Полевщиков М. М., Роженцов В. В. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий ИКЧСМ-1. -Йошкар-Ола, 1993. - 2 с. - (Информ. лисгок - MapLJ.l l 1И; X» 20-93 ).

9. Полевщиков М. М.. Роженцов В. В. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий ИКЧСМ-2. - Йошкар-Ола. 1 993. -2 с. - (Информ. листок,' МарЦНТИ; № 16-93).

10. Роженцов В. В. Индикатор критической частоты слияния световых мелькании ИКЧСМ-2М. - Йопткар-Ола,1993. - 2 с. - (Информ. лисгок / МарЦНТИ; № 68-93).

1 1. Роженцов В. В. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий ИКЧСМ-3. - Йошкар-Ола, 1993. - 2 с. - (Информ. листок / МарЦНТИ; № 78-93).

12. Роженцов В. В.. Лаврентьев Б. Ф., Полевщиков VI. М. Индикатор критической частотт,т слияния световых мельканий ИКЧСМ-1 М. -Йошкар-Ола, 1993. - 2 с. - (Информ. листок / МарЦНТИ; № 98-93).

13. Полевщиков М. М., Роженцов В. В. Контроль влияния нагрузки на организм с помощью индикатора критической частоты световых мельканий (ПКЧСМ)// Вопросы физического воспитания студенческой молодежи: Тезисы докладов Российской межвузовской методической конференции 19-20 октября 1993 г. - Йошкар-Ола, 1993. - С. 17.

14. Патент 2026008 РФ. Устройство для исследования критической частоты слияния мельканий / В. В. Роженцов // Б. И. - 1995. - -М< 1.

15. Роженцов В. В. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий ИКЧСМ-4. - Йошкар-Ола, 1995. - 2 с. - (Информ. листок / МарЦНТИ; № 51 -95).

16. Полевщиков М. М., Роженцов В. В. Использование индикатора критической частоты световых мельканий в учебно-тренировочном процессе // Совершенствование системы подготовки специалистов физической культуры и спорта: Тезисы докладов научно-практической

конференции - Калининград, 1995. - С. 82.

17. Лаврентьев Б. Ф., Роженцов В. В., Полевщиков М. М. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий // Прикладные исследования в электронике и новые технологии в обучении студентов: Материалы республиканской научно-методической конференции, посвященной 100-летию радио. - Йошкар-Ола, 1996. - С. 61.

18. Роженцов В. В. Измерение КЧСМ методом последовательного приближения // Цифровая обработка многомерных сигналов: Материалы Всероссийской научной конференции - Йошкар-Ола, 1996. -С. 117-118.

19. Роженцов В. В. Статистическая оценка функционального состояния человека методом КЧСМ // Цифровая обработка многомерных сигналов: Материалы Всероссийской научной конференции - Йошкар-Ола, 1996.-С. 118-120.

20. Роженцов В. В. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий ИКЧСМ-5. - Йошкар-Ола, 1998. - 2 с. - (Информ. листок / МарЦНТИ; № 77-98).

21. Роженцов В. В. Методы определения степени утомления человека //Труды научной конференции по итогам научно-исследовательских работ Марийского государственного технического университета 20-22 апреля 1998 г. Секция проектирования и разработки электронных вычислительных систем. - Йошкар-Ола, 1998. - С. 2-5. -Деп. в ВИНИТИ 21.10.98, № 3045-В98.

ПРИНЯТЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ЗАДАЧ И МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА.

1.1. Здоровье человека и его функциональное состояние.

1.2. Контроль функционального состояния человека.

1.3. Анализ методов определения функционального состояния человека.

1.3.1. Методы тестирования организма человека.

1.3.2. Методы диагностики систем организма человека.

1.3.3. Методы интегральной оценки функционального состояния человека.

1.3.4. Системность показателей функционального состояния человека.

1.4. Критическая частота световых мельканий как параметр функционального состояния человека.

1.4.1. Зрительные функции человека.

1.4.2. Критическая частота световых мельканий как мера реакции зрительной системы человека.

1.4.3. Критическая частота световых мельканий как параметр функционального состояния зрительной системы и организма человека в целом.

1.4.4. Анализ причин изменения критической частоты световых мельканий.

1.5. Выводы.

2. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА ПО ЗНАЧЕНИЮ КРИТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ СВЕТОВЫХ МЕЛЬКАНИЙ. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРИТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ СВЕТОВЫХ МЕЛЬКАНИЙ.

2.1. Разработка модели зрительной функции критической частоты световых мельканий.

2.2. Методы определения функционального состояния человека по значению критической частоты световых мельканий.

2.2.1. Определение функционального состояния человека методом спектрального анализа.

2.2.2. Определение функционального состояния человека методом корреляционного анализа.

2.2.3. Интервал корреляции как оценка связи исследуемых процессов при определении функционального состояния человека методом критической частоты световых мельканий.

2.2.4. Определение функционального состояния человека и его утомления по изменению критической частоты световых мельканий методом фазовой плоскости.

2.3. Устройства для измерения критической частоты световых мельканий.

2.3.1. Характеристики и принцип работы существующих устройств для измерения критической частоты световых мельканий.

2.3.2. Разработка устройств для измерения критической частоты световых мельканий с использованием линейно-точечного источника света.

2.3.2.1. Устройства для измерения критической частоты световых мельканий с ручным регулированием частоты.

2.3.2.2. Устройства для измерения критической частоты световых мельканий с автоматическим регулированием частоты.

2.4. Выводы.

3. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА ПО ЗНАЧЕНИЮ КРИТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТЫ

СВЕТОВЫХ МЕЛЬКАНИЙ.

3.1. Методика измерения критической частоты световых мельканий.

3.2. Результаты экспериментальных исследований определения функционального состояния человека и его утомления по значению критической частоты световых мельканий.

3.2.1. Результаты экспериментальных исследований точности измерения критической частоты световых мельканий.

3.2.2. Результаты экспериментальных исследований определения функционального состояния человека и степени его утомления по динамике значения критической частоты световых мельканий.

3.3. Выводы.

Все большее развитие и значение в последнее время приобретает наука о здоровье - валеология, которая означает переход медицины и здравоохранения на новый уровень, когда задача состоит не в воздействии на болезни, а в сохранении, восстановлении и воспроизводстве здоровья, под которым понимается длительно сохраняющаяся способность к восстановлению после физических, инфекционных, психологических или социальных воздействий [1,2]. Показателем здоровья служит определенный уровень функционального состояния (ФС) организма, являющийся «. характеристикой его резервных возможностей и качества их регулирования» [3].

Количественная оценка уровня ФС дает ценные сведения о возможностях организма. Установлено, что развитие хронических заболеваний происходит на фоне снижения уровня ФС до определенной критической величины. При массовом обследовании лиц с различным ФС обнаружено, что заболеваемость возрастает пропорционально снижению уровня ФС [4].

Занятия физической культурой и спортом положительно влияют на здоровье, но чрезмерные физические нагрузки вызывают переутомление, что способствует возникновению ряда заболеваний. При интенсивных нагрузках понижаются барьерные свойства кожи и слизистых, отмечено повышение числа микробных штаммов, имеющих признаки патогенности, наблюдается уменьшение способности фагоцитов к поглощению и перевариванию микроорганизмов, угнетение бактерицидной активности сыворотки крови, изменяется ферментная активность лимфоцитов, ухудшаются защитные свойства организма в целом [5].

Исходя из вышеизложенного, определение ФС организма человека с целью контроля и воспроизводства его здоровья, разработка устройств вычислительной техники (ВТ) для измерения параметров, характеризующих ФС, являются важной и актуальной задачей для всего населения и имеет большое народнохозяйственное значение.

Известны многочисленные работы в области диагностики ФС, а также значительное количество патентов и авторских свидетельств, что говорит о большом интересе к этой проблеме. Решению задач определения ФС посвящены работы ученых Баевского Р. М., Берсеневой А. П., Бутченко Л. А., Гарка-ви Л. X., Годика М. А., Гориневского В. В., Граевской Н. Д., Гржимайло Е. М., Данько Ю. И., Дембо А. Г., Дибнер Р. Д., Забелина С. Г., Ивановского Б. А., Игнатьева В. Е., Иорданской Ф. А., Карпмана В. Л., Красновой А. Ф., Кряч-ко И. А., Кузнецовой Т. Н., Лесгафта П. Ф., Летунова С. П., Мотылянской Р. Е., Мошкова В. Н., Муравьева А. В., Протасова А. И., Семашко Н. А., Ступницкого Ю. А., Фалалеева А. Г. и многих других.

В отечественной и зарубежной литературе рассматривается широкий комплекс методов определения ФС и степени утомления организма человека и его отдельных систем, подробный анализ которых выполнен в разделе 1.3 диссертационной работы. В то же время недостаточно изучены процессы врабаты-вания, адаптации к нагрузке с учетом индивидуальных особенностей конкретного организма, отсутствует простой и наглядный инструментальный метод принятия решения о моменте наступления утомления и перехода от состояния утомления к состоянию переутомления. Актуальна проблема метода интегральной оценки ФС, простого в использовании, комфортного для исследуемого, легкого в обработке материала.

Анализ литературных источников показал, что таким методом является метод критической частоты световых мельканий (КЧСМ), т. е. частоты мельканий света в секунду, при которой наступает слияние мельканий и зрительный анализатор воспринимает источник светящимся непрерывно. Экспериментально установлена зависимость значения КЧСМ от различных факторов, но не исследовано влияние этих факторов на точность измерения КЧСМ.

Целью диссертационной работы является создание устройств для измерения КЧСМ, обеспечивающих повышение точности и достоверность измерений, разработка метода определения уровня ФС организма и степени его утомления по динамике КЧСМ.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

- выполнить анализ существующих методов определения ФС;

- разработать модель зрительной функции КЧСМ;

- разработать метод определения ФС человека и степени его утомления по динамике КЧСМ;

- разработать устройства для измерения КЧСМ, обеспечивающие повышение точности и достоверность измерений;

- разработать методику измерения КЧСМ;

- разработать аппаратно-програмные средства ВТ для исследования динамики ФС человека и его утомления.

Решение задачи определения ФС человека происходит при реально существующей неопределенности, обусловленной рядом причин: невозможностью учета всех влияющих факторов, разбросом начальных значений исследуемых параметров, индивидуальными особенностями и т. д. В этих условиях определение ФС может быть выполнено только статистическими методами, поэтому в диссертационной работе используются методы исследования случайных процессов: статистический анализ, спектральный анализ (СА), корреляционный анализ (КА), а также методы теории автоматического регулирования, алгоритмизации и математического программирования.

В процессе решения перечисленных выше задач в диссертационной работе получены новые научные результаты:

- предложена модель зрительной функции КЧСМ как низкочастотной фильтрации световых мельканий. Моделью служит идеальный фильтр низких частот (ФЕИ), отображающий низкочастотный случайный процесс (СП);

- разработан метод определения ФС человека и его утомления. Параметром, характеризующим ФС, является интервал корреляции (ПК), вычисляемый по значению КЧСМ. Уровень ФС человека и степень его утомления определяются по результатам анализа фазовой траектории (ФТ), отображающей динамику КЧСМ;

- исследовано влияние способа предъявления световых мельканий на точность измерения КЧСМ. Экспериментально установлено, что использование линейно-точечного источника света (ЛТИС), состоящего из линейно расположенных одиночных точечных источников, с поочередным проблеском каждого точечного источника, позволяет уменьшить случайную составляющую погрешности измерений по сравнению с одиночным точечным источником на 38,0 . 47,5 %;

- исследовано влияние методики измерения на точность измерения КЧСМ. Рассмотрены причины погрешностей измерений, выполненных по методике, принятой в клинической практике, а также различными исследователями по известным методикам;

- разработана методика измерения КЧСМ, использующая метод последовательного приближения. Экспериментально установлено, что предложенная методика позволяет уменьшить случайную составляющую погрешности измерений по сравнению с известной методикой Н. М. Пейсахова на 59,9 . 88,2 %.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в следующем:

- разработаны и внедрены опытные экземпляры устройств ВТ для измерения КЧСМ - индикаторы ИКЧСМ-1, ИКЧСМ-1М, ИКЧСМ-2, ИКЧСМ-2М, ИКЧСМ-3, ИКЧСМ-4 и ИКЧСМ-5, обеспечивающие повышение точности и достоверность измерений, практическая ценность которых подтверждена пятью а. с. СССР и одним патентом РФ;

- разработаны и внедрены аппаратно-программные средства ВТ, позволяющие автоматизировать определение ФС и степени утомления организма человека, наглядно отобразить процессы врабатывания, адаптации к нагрузке с учетом индивидуальных особенностей конкретного организма и принять решения о моменте наступления утомления и перехода от состояния утомления к состоянию переутомления;

-результаты проведенных исследований использованы при выполнении договора № 136 о научно-техническом содружестве, заключенном между кафедрами «Техническая кибернетика» и «Физическое воспитание» Марийского политехнического института имени М. Горького, действовавшем с 1 ноября 1988 г. по 31 декабря 1990 г., договора о научно-техническом содружестве, заключенном между Марийским государственным техническим университетом и Марийским государственным педагогическим институтом имени Н. К. Крупской, действующем с 10 июня 1996 г. по настоящее время;

- результаты проведенных исследований используются в учебном процессе специальности 220500 «Конструирование и технология электронно-вычислительных средств» кафедрой «Проектирование и производство электронно-вычислительных средств» Марийского государственного технического университета при проведении занятий по дисциплине СД-13 «Учебная научно-исследовательская работа студентов», в учебном процессе специальности 022300 «Физическая культура и спорт» кафедрами «Спортивные дисциплины» и «Теоретические основы физического воспитания» Марийского государственного педагогического института при проведении занятий по дисциплинам ПР.04 «Педагогическое физкультурно-спортивное совершенствование» и ПР.05 «Биомеханика и спортивная метрология».

Использование результатов работы при выполнении договоров и в учебном процессе подтверждается актами о внедрении.

По результатам выполнения диссертационной работы сформулированы научные положения, выносимые на защиту:

- модель зрительной функции КЧСМ;

- метод определения уровня ФС человека и степени его утомления, основанный на построении и анализе ФТ;

- структура устройств ВТ для измерения КЧСМ, обеспечивающих достоверность и повышение точности измерений;

- методика измерения КЧСМ, использующая метод последовательного приближения.

С целью апробации основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- научно-технической конференции «Биомедицинское и экологическое приборостроение: наука, промышленность, рынок» (г. Рязань, 1992 г. );

- всероссийской методической конференции по проблемам современного бадминтона (г. Йошкар-Ола, 1993 г.);

- российской межвузовской методической конференции «Вопросы физического воспитания студенческой молодежи» (г. Йошкар-Ола, 1993 г.);

- научно-практической конференции «Совершенствование системы подготовки специалистов физической культуры и спорта» (г. Калининград, 1995 г.);

- республиканской научно-методической конференции, посвященной 100-летию радио «Прикладные исследования в электронике и новые технологии в обучении студентов» (г. Йошкар-Ола, 1996 г.);

- всероссийской конференции «Цифровая обработка многомерных сигналов» (г. Йошкар-Ола, 1996 г.);

- на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Марийского государственного технического университета (1998 - 1999 г.г.).

Основное содержание диссертационной работы отражено в 21 публикации, включая 5 а. с. СССР и 1 патент РФ. Личный вклад автора состоит в постановке задачи исследования, ее конкретной реализации на всех этапах работы, в том числе разработке модели, метода, методики, алгоритма работы и устройств вычислительной техники для измерения КЧСМ, теоретической обработке экспериментальных данных, формулировке научных положений. Соавторами публикаций оказана помощь в изготовлении устройств для измерения КЧСМ (Э. В. Соколов, О. В. Роженцов), разработке методик проведения экспериментов (Д. В. Гаскаров, Б. Ф. Лаврентьев), проведении экспериментов по измерению КЧСМ (О. В. Роженцов, М. М. Полевщиков), анализе экспериментальных данных (М. М. Полевщиков).

Структура диссертационной работы. Диссертация содержит введение, три главы основного текста, заключение, список использованной литературы из

3.3. Выводы

1. Дан анализ существующих методик измерения КЧСМ. Сделан вывод, что результаты измерений, выполненные разными авторами, не совпадают из-за выполнения измерений по разным методикам. Проанализированы причины погрешностей измерения КЧСМ при традиционной методике, принятой в клинической практике, когда частота световых мельканий увеличивается от минимальной до критической исследователем, а испытуемый сообщает исследователю о достижении КЧСМ.

2. На основе анализа экспериментальных и теоретических исследований предложена методика измерения КЧСМ, основанная на методе последовательного приближения.

3. Исследовано влияние способа предъявления световых мельканий на точность измерений КЧСМ. Использование предложенного линейно-точечного

107 источника света позволяет уменьшить случайную составляющую погрешности измерений по сравнению с одиночным источником на 38,0 . 47,5 %.

4. Исследовано влияние методики измерений на точность измерения КЧСМ. Предложенная методика измерения КЧСМ позволяет уменьшить случайную составляющую погрешности измерений по сравнению с методикой Н. М. Пейсахова на 59,9 . 88,2 %.

5. Разработаны аппаратно-программные средства, позволяющие автоматизировать определение ФС человека и степени его утомления, наглядно отобразить в виде фазовой траектории динамики КЧСМ процессы врабатывания, адаптации к нагрузке конкретного организма и принять решение о моментах наступления утомления и перехода от состояния утомления к состоянию переутомления.

6. Получены экспериментальные данные, свидетельствующие, что процессы приспособления организма к внешним воздействиям реализуются как колебательные.

108

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ проблемы определения ФС организма человека показал наличие многочисленных методик, большинство которых позволяет сделать вывод о уровне ФС с некоторой задержкой времени. Параметры, определяющие ФС, с развитием тренированности теряют чувствительность и информативность, обработка данных ориентирована в основном на сравнение индивидуальных показателей со средними, особенностями их динамики и реже с установлением и анализом взаимоотношений с другими параметрами ФС, не учитываются индивидуальные особенности конкретного организма, отсутствует методика анализа процесса врабатывания конкретного человека, характера его адаптации к нагрузке, определения момента наступления утомления и переутомления.

Для достижения сформулированной цели в диссертационной работе поставлены задачи, в результате решения которых получены следующие основные научные и практические результаты:

1. Предложена модель зрительной функции КЧСМ как низкочастотной фильтрации световых мельканий. Модель позволила обосновать выбор КЧСМ, связанной с интервалом корреляции, как интегрального параметра, характеризующего ФС;

2. Предложен метод определения ФС человека, его утомления и характера адаптации к нагрузке, основанный на анализе фазовых траекторий динамики КЧСМ. Время врабатывания, наступления утомления и переутомления конкретного организма человека определяются по изменению направления фазовой траектории.

3. Исследовано влияние способа предъявления световых мельканий на точность измерений КЧСМ. Использование предложенного линейно-точечного источника света позволяет уменьшить случайную составляющую погрешности измерений по сравнению с одиночным источником на 38,0 . 47,5 %.

4. Разработаны устройства вычислительной техники для измерения КЧСМ, обеспечивающие повышение точности и достоверность измерений, защищенные пятью а. с. СССР и одним патентом РФ. При разработке устройств использован линейно-точечный источник света.

5. Предложена методика измерения КЧСМ с использованием метода последовательного приближения. Предложенная методика позволяет уменьшить случайную составляющую погрешности измерений по сравнению с методикой H. М. Пейсахована 59,9 . 88,2 %.

6. Разработаны аппаратно-программные средства, позволяющие автоматизировать исследования динамики ФС человека и его утомления. Создано необходимое программное обеспечение, написанное на языке TURBO PASCAL 7.0, работающее под управлением ОС MS DOS версии 6.2.

Практическое использование результатов диссертационного исследования в Марийском государственном техническом университете и Марийском государственном педагогическом институте имени Н. К. Крупской для определения ФС спортсменов и степени их утомления в процессе тренировок подтвердило работоспособность разработанных метода и методики, справедливость основных научных положений. Результаты определения ФС спортсменов используются для непосредственного управления тренировочным процессом, а также представляют теоретический интерес, углубляя представление о процессе адаптации организма к мышечной работе.

Результаты диссертационного исследования могут быть использованы в медицине при диагностике зрения, в офтальмоэргономике, при профориентации, в физиологии труда и спорта, при оперативном контроле работоспособности, при определении утомленности в процессе трудовой деятельности, а также при проведении массовой оздоровительной работы среди населения. Сдерживающим фактором расширения использования является отсутствие в необходимом количестве серийно выпускаемых средств измерения КЧСМ.

1. Goldsmith Ed. The ecology of health // Ecologist. 1980. - Vol. 10. -№6/7.-P. 235-245.

2. Брехман И. И. Валеология наука о здоровье. - М.: Физкультура и спорт, 1990. - 208 с.

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

4. Мильнер Е. Г. Формула жизни: Медико-биологические основы оздоровительной физической культуры. М.: Физкультура и спорт, 1991. -112 с.

5. ШубикВ. М. Иммунологические исследования при гигиеническом нормировании физических нагрузок у спортсменов (обзор) // Теория и практика физической культуры. 1987. - № 4. - С. 43-45.

6. Спортивная медицина. Руководство для врачей / Под ред. А. В. Чого-вадзе, Л. А. Бутченко. М.: Медицина, 1984. - 384 с.

7. Журавлева А. И., Граевская Н. Д. Спортивная медицина и лечебная физкультура: Руководство. М.: Медицина, 1993. - 432 с.

8. De Zwart Bart С. Т., Broersen Jake P. J., Frings-Dresen Monique H. W., van Dijk Frank J. H. Repeated survey on changes in musculoskeletal complaints relative to age and work demands // Occup. and Environ. Med. 1997. - Vol. 54. -№ 11.-P. 793-799.

9. Дембо А. Г. Актуальные проблемы современной спортивной медицины. M.: Физкультура и спорт, 1980. - 295 с.

10. Розенблат В. В., Полежаев Е. Ф., Тонкова-Ямпольская Р. В. Утомление // Большая медицинская энциклопедия. 3-е изд. - Т. 26. - С. 401-407.

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

12. Lehmann M. J., Lormes W., Opitz-Gress A., Steinacker J. M., Netzer N., Foster С., Gastmann U. Training and overtraining: an overview and experimental resuits in endurance sports // J. Sports Med. and Phys. Fitness. 1997. - Vol. 37. -№ l. - p. 7-17.

13. Дембо А. Г. Врачебный контроль в спорте. M.: Медицина, 1988.288 с.

14. Карпман В. JI. Спортивная медицина // Большая советская энциклопедия. 3-е изд. - Т. 24. - Кн. 1. - С. 1002-1006.

15. Солодков А. С., Судзиловский Ф. В. Адаптивные морфо-функцио-нальные перестройки в организме спортсменов // Теория и практика физической культуры. 1996. - № 7. - С. 23-26, 39.

16. Мотылянская Р. Е. Методологические основы научных исследований в перспективном плане развития спортивной медицины // Теория и практика физической культуры. 1986. - № 4. - С. 19-22.

17. Фарфель В. С. Физиология спорта. М.: Физкультура и спорт, 1960.384 с.

18. Гуменер П. И., Глушкова Е. К., Сапожникова Р. Г. Характеристика влияния физической нагрузки на организм школьников Л.: Медицина, 1967. -246 с.

19. Анохин П. К. Очерки по физиологии функциональных систем.-М.: Медицина, 1975. 448 с.

20. Анохин П. К. Узловые вопросы теории функциональной системы. -М.: Наука, 1980.- 196 с.

21. Фалалеев А. Г. Динамика взаимосвязей между двигательными и вегетативными функциями при физических нагрузках // Актуальные вопросы медико-биологической оценки функциональной подготовленности спортсменов: Сб. науч. тр. Л.: ЛНИИФК, 1981. - С. 47-56.

22. Солодков А. С. Адаптация в спорте: теоретические и прикладные аспекты // Теория и практика физической культуры. 1990. - № 5. - С. 3-5.

23. Калинин В. М. Проблемы гомеостаза в спорте: Кислотно-основное состояние крови при адаптации к мышечной деятельности // Теория и практика физической культуры. 1996. - № 2. - С. 6-8.

24. Аветисов Э. С., Розенблюм Ю. 3. Вопросы офтальмологии в кибернетическом освещении. М.: Медицина, 1973. - 224 с.

25. Дембо А. Г. Основные принципы функциональной диагностики в спортивной медицине: Лекция. Л.: Изд-во ГДОИФК, 1986. - 37 с.

26. Благуш П. К теории тестирования двигательных способностей: Пер. с чешс. М.: Физкультура и спорт, 1982. - 165 с.

27. Карпман В. Л., Белоцерковский 3. Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. М.: Физкультура и спорт, 1988. - 208 с.

28. Фарфель В. С. Дискуссия о критериях тренированности // Теория и практика физической культуры. 1972. - № 1. - С. 69-72.

29. Купер К. Новая аэробика: Пер. с англ. М.: Физкультура и спорт, 1976. - 125 с.

30. Макарова Г. А., Якобашвили В. А., Алексанянц Г. Д., Локтев С. А. О принципах оценки медико-биологических критериев функционального состояния организма спортсменов // Теория и практика физической культуры. -1991.-№12.-С. 8-10.

31. Баевский P. M. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. М.: Медицина, 1979. - 298 с.

32. Казначеев В. П., Баевский Р. М., Берсенева А. П. Донозологическая диагностика в практике массового обследования населения. Л.: Медицина, 1980.-207 с.

33. Муравьев А. В., Симаков М. И. Комплексная оценка состояния кровообращения при мышечной деятельности (обзор литературы) // Теория и практика физической культуры. 1983. - № 10. - С. 15-17.

34. Ткачук В. Г., Цырульников В. А., Поспелов А. М., Пушкарь М. П. Методика определения респираторной влагопотери и анализа экспирата в оценке физического состояния человека // Теория и практика физической культуры. -1994.-№1-2.-С. 9-10.

35. Watts P., Newbury V., Sulentic J. Acute changes in handgrip strength, endurance, and blood lactate with sustained sport rock climbing // J. Sports Med. and Phys. Fitness. 1996. - Vol. 36. - № 4. - P. 255-260.

36. Гаркави Л. X., Квакина E. Б., Уколова M. А. Адаптационные реакции и резистентность организма. 2-е изд., доп.- Ростов на-Дону: Изд-во Рост, ун-та, 1979. 128 с.

37. Купер К. Аэробика для хорошего настроения: Пер. с англ. М.: Физкультура и спорт, 1987. - 192 с.

38. Краснова А. Ф., Родионова М. А. К вопросу об информативности методов биохимического контроля при оценке подготовленности гребцов

39. Актуальные вопросы медико-биологической оценки функциональной подготовленности спортсменов: Сб. науч. тр. Л.: ЛНИИФК, 1981. - С. 72-79.

40. Снеговская В. Г. Использование показателей кортизола и соматотро-нина крови в текущем интервальном контроле за подготовкой гребцов-академистов // Теория и практика физической культуры. 1984. - № 10. -С. 20-22.

41. Bosco С., Tihanyi J., Rivalta L., Parlato G., Tranquilli C., Pulvirenti G., Foti C., Viru M., Viru A. Hormonal responses in strenuous jumping effort // Jap. J. Physiol. 1996. - Vol. 46. - № 1. - P. 93-98.

42. Piazzini M., Fatini C., Guazeli R., Ocello G., Strazzula G., Bigozzi U. Modifications of the response of beta-endorphin to physical exercise after a period of training // Acta med. auxol. 1997. - Vol. 29. - № 2. - P. 81-85.

43. Аникеева С. П., Трояновская М. Л. Измерение жирнокислотного спектра общих липидов крови при физических нагрузках // Теория и практика физической культуры. 1986. - № 2. - С. 41-43.

44. Потапович Г. M., Утешев А. Б., Мусагалиева Г. М. Значение марганца в оценке уровня адаптации организма к физическим нагрузкам // Контроль как фактор управления тренировочным процессом: Сб. науч. ст. Алма-Ата: Каз-ИФК, 1985.-С. 71-79.

45. Матвиенко Л. А. Особенности кровотворения у спортсменов, тренирующихся на выносливость // Теория и практика физической культуры. -1982.-№4.-С. 27-29.

46. Корейская Э. Ф. К вопросу о проявлении рекции гипофизадреналовой системы при работе умеренной мощности // Матер. 7-й научн. конф. по вопросам морфологии и биохимии мышечной деятельности. Тарту, 1962. -С. 143-144.

47. Баранов H. H., Кахана M. С. Нейрогормональные механизмы тренированности. Кишинев: Штиинца, 1979. - 118 с.

48. Виру А. А. Гормональные механизмы адаптации и тренировки. JL: Наука, 1981.- 155 с.

49. Алев M. JL, Виру А. А. Изучение состояние механизма общей адаптации по изменениям экскреции 17-оксикортикоидов у юных лыжников-гонщиков // Теория и практика физической культуры. 1982. - № 12. - С. 16-18.

50. Борисова И. Г., Журавлев А. И., Сейфулла Р. Д., Кочеров Н. В. Общие закономерности динамики спонтанной биохемилюминесценции биологических жидкостей у гребцов // Теория и практика физической культуры. 1986. -№ 2. - С. 26-28.

51. Lac G., Pantelidis D., Robert A. Salivary Cortisol response to a 30 mn submaximal test adjusted to a constant heart rate // Sports Med. and Phys. Fitness. -1997. Vol. 37. -№ 1. - P. 56-60.

52. Способ определения утомления человека: А. с. 1235493 СССР, МКИ4 А 61 В 5/16, G 01 N 33/00 / В. Г. Шахбазов, Т. В. Колупаева, А. Л. Набоков, А. А. Кононенко, Н. Б. Щекина (СССР). 2 с.

53. Храмов В. А., Уртенова 3. Ю. Кожные тесты, отражающие изменения азотистого обмена у спортсменов в условиях физической нагрузки // Теория и практика физической культуры. 1987. - № 8. - С. 20-21.

54. Храмов В. А. Определение в одной пробе лактата и ряда азотистых шлаков, экскретируемых кожей человека // Теория и практика физической культуры. 1996. - № 9. - С. 14-15.

55. Табеева Д. М. Руководство по иглорефлексотерапии. М.: Медицина, 1980. - 560 с.

56. Горбачев О. М., Гулей А. Б., Иванов В. Г., Чеглюков А. В. Способ определения функционального состояния спортсмена методом электропунктур-ной диагностики // Теория и практика физической культуры. 1982. - № 9. -С. 17-18.

57. Фрибус А. Г. Электрофизиологические исследования у спортсменов // Теория и практика физической культуры. 1994. - № 9. - С. 45-47.

58. Макарова Г. А. Гематологический контроль за переносимостью тренировочных нагрузок аэробной направленности // Теория и практика физической культуры. 1987. - № 5. - С. 46-48.

59. Муравьев А. В., Зайцев Л. Г., Симаков М. И., Сулоев Е. П. Сравнительная информативность показателей функционального состояния организма спортсменов // Теория и практика физической культуры. 1996. - № 9. -С. 25-26, 39.

60. Волков Н. И., Карпова Ж. И., МикешинаН. Г., МоховаЕ. Н., Савельев И. А., Ямутова Л. М. Влияние напряженной мышечной работы на гематологические показатели спортсменов // Теория и практика физической культуры. -1984. № 9. - С. 22-24.

61. Корженевский А. Н. Информативность энергетических показателей для оценки физической работоспособности и подготовленности спортсменов // Теория и практика физической культуры. 1994. - № 9. - С. 25-30.

62. Chicharro J. L., Perez M., Vaquero A. F., Lucia A., Legido J. C. Lactic threshold vs ventilatory threshold during a ramp test on a cycle ergometer // J. Sports Med. and Phys. Fitness. 1997. - Vol. 37. - № 2. - P. 117-121.

63. Шестков Б. П. Измерение микроколебаний конечностей как метод оценки функционального состояния спортсмена // Теория и практика физической культуры. 1985. - № 8. - С. 39-40.

64. Ендриховский С. Н. Время сенсомоторной реакции в исследовании зрительных функций // Клиническая физиология зрения: Сб. науч. тр. М., 1993. - С. 261-276.

65. Иоффе Л. А. Теоретические и практические аспекты изучения терморегуляции в условиях спортивной деятельности и занятий физической культурой // Теория и практика физической культуры. 1986. - № 7. - С. 51-55.

66. Шевцова Л. И. Контроль нагрузок по электрокожному сопротивлению при обучении движениям гимнастов 8-10 лет // Теория и практика физической культуры. 1982. - № 11. - С. 34-35.

67. Зуев В. А. Информативность показателей электрической проводимости кожи для комплексной оценки переносимости физических нагрузок //Комплексный медико-биологический контроль подготовленности спортсменов: Сб. науч. тр. Л.: ЛНИИФК, 1986. - С. 106-111.

68. Устройство для исследования психоэмоционального состояния: А. с. 1680077 СССР, МКИ5 А 61 В 5/16 / Л. А. Максименко (СССР). 3 с.

69. Способ определения утомления человека и устройство для его осуществления: А. с. 1531991 СССР, МКИ4 А 61 В 5/16 / М. А. Шевандин, О. И. Грибков, Г. В. Таратынова, И. М. Подклетнова (СССР). 3 с.

70. Сапов И. А., Солодков А. С., Щеголев В. С., Кулешов В. И. Некоторые возможности оценки работоспособности корабельных операторов

71. Космическая биология и авиокосмическая медицина. 1976. - Т. 10. - № 2. -С. 50-54.

72. Моногаров В. Д. Развитие и компенсация утомления при напряженной мышечной деятельности // Теория и практика физической культуры. 1990. -№ 4.- С. 43-46.

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

74. Яковлев А. А., Розенблюм Ю. 3. Новое в клинической физиологии органа зрения // VI Всесоюзный съезд офтальмологов: Тез. докл. М., 1985. -Т. V.-С. 3-11.

75. Камилов X. М., Туракулов X. А. Системный подход при исследовании зрительной системы. Ташкент: Фан, 1990. - 104 с.

76. AutzenT., WorkR. The effect of learning and age on short-term fluctuation and mean sensitivity of automated static perimetry // Acta Ophthalmol (Copenh.). 1990. - Vol. 68. - № 3. - P. 327-330.

77. Квацион Г. В. Влияние неблагоприятных производственных факторов современных коксовых печей на орган зрения: Автореф. дис. . канд. мед. наук. Алма-Ата, 1976. - 20 с.

78. Ульданов Г. А., МамбетовЕ. К., ЛобахЛ. Б. Состояние зрительных функций у рабочих конверторного цеха Карагандинского металлургического комбината в офтальмо-эргономическом аспекте // Офтальмологический журнал. 1988.-№ 5. - С. 296-299.

79. Tandon О. P., Kumar V. Visual evoked potential in rubber factory workers // Occup. Med. 1997. - Vol. 47. - № 1. - P. 11-14.

80. Кравков С. В. Глаз и его работа. Психофизиология зрения, гигиена освещения. 4-е изд., перераб. и доп. - M.-JL: Изд-во АН СССР, 1950. - 531 с.

81. Охременко О. Р. Особенности зрительного утомления, развивающегося в процессе выполнения прецизионных работ // Офтальмологический журнал. -1989.-№ 5. С. 272-275.

82. Портных Ю. И., Макаров Ю. М. Динамика показателей КЧСМ в зависимости от направленности тренировочной нагрузки // Теория и практика физической культуры. 1987. - № 1. - С. 46-47.

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

84. Сапов И. А., Солодков А. С. Состояние функций организма и работоспособность моряков. JL: Медицина, 1980. - 192 с.

85. Мацевич JI. М. Охрана здоровья моряков. М.: Транспорт, 1986.200 с.

86. Нетудыхатка О. Ю. Роль критической частоты слияния мельканий в оценке напряженности труда моряков // Офтальмологический журнал. 1987. -№ 5. - С. 300-303.

87. Бахтин М. Ю., Чепрасов В. Ю. Интегральная оценка утомления пилотов при полетах на тренажере // Клинико-физиологические аспекты медицинской реабилитации летного состава: Тез. докл. научн.-практ. конф. 24 мая 1996 г. Гатчина, 1996. - С. 17-18.

88. Псядло Э. М. Физиолого-гигиеническая оценка работоспособности лоцманов в динамике суточной вахты // Медицина труда и промышленная экология. 1996. - № 2. - С. 34-37.

89. Медведев В. И. Утомление // Большая советская энциклопедия. 3-е изд. - Т. 27. - С. 408-409.

90. Савченко В. А., Бирюков А. А. О проблеме восстановления работоспособности в спорте // Теория и практика физической культуры. 1998. -№ 5. - С. 39-40.

91. Розенблат В. В. Проблемы утомления в свете данных современной науки // Теория и практика физической культуры. 1958. - Т. XXI. - Вып. 3. -С. 195-201.

92. Розенблат В. В. Проблемы утомления. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 1975. - 240 с.

93. Многотомное руководство по глазным болезням: В 5 т. Т. 1. -Кн. 1. - История офтальмологии. Анатомия и физиология органа зрения. Оптическая система глаза и рефракция. - М.: Медгиз, 1962. - 519 с.

94. Рогатина Е. В., Голубцов К. В. Критическая частота слияния мельканий в дифференциальной диагностике патологии зрительного анализатора у детей // Вестник офтальмологии. 1997. - Т. 113,- №6. - С. 20-22.

95. Макашова Н. В. Клиническая ценность исследования циркулярной КЧСМ в зоне Бьеррума у больных глаукомой. М., 1992. - 5 с. - Деп. в ГЦНМБ 07.02.92, № Д-22134.

96. Борисова С. А. Современная компьютерная кампиметрия: новые тенденции // Вестник офтальмологии. 1997. - Т. 113. - № 5. - С. 44-47.

97. Daley М. L., Swank R. L., Ellison С. М. Flicker Fusion Thresholds in Multiple Sclerosis. A Functional Measure of Neurological Damage // Arch. Neurol. -1979. Vol. 36. - № 5. - P. 292-295.

98. Frank C., Harrer G., Schiner P. Diagnostische Bedeutung der Flimmerverschmelzungsfrequenz bei der Multiplen Sklerose? // Nervenarzt. 1980. -Vol. 51. -№3. -P. 168-175.

99. Матюшко H. Г., СкицюкС. В. Определение критической частоты слияния световых мельканий у больных рассеянным склерозом // Врачебное дело. 1990.-№2.-С. 92-93.

100. Семеновская Е. Н., Богословский А. И. Взаимодействие центров и периферии при нормальном и патологическом состоянии органа зрения // Материалы II Всероссийской конференции офтальмологов 27-30 июня 1960 г. -Горький, 1960. С. 228-230.

101. Гундорова Р. А., Зуева М. В., Цапенко И. В. Электрофизиологические исследования в офтальмотравмотологии. Роль отечественной школы клинической физиологии зрения // Клиническая физиология зрения: Сб. науч. тр. -М.: Русомед, 1993. С. 102-114.

102. Celesia G. G., Daly R. F. Visual electroencephalographic computer analysis (VECA). A new electrophysiologic test for the diagnosis of optic nerve lesions // Neurology. 1977. - Vol. 27. - № 7. - P. 637-641.

103. Cohen S.N., SyndulkoK., Tourtellotte W. W., Pot-vinA.R. Critical frequency of photic driving in the diagnosis of multiple scklorosis. A comparison to pattern evoked responses // Arch. Neurol. 1980. - Vol. 37. - № 2. - P. 80-83.

104. Шпак А. А. Исследования зрительных вызванных потенциалов на вспышку света у больных с атрофией зрительного нерва // Офтальмологический журнал. 1990. - № 6. - С. 366-369.

105. Меркулов И. И. Введение в клиническую офтальмологию. Харьков: Изд-во Харьк. ун-та, 1964. - 310 с.

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

107. Бокс Дж. Е. П. Устойчивость в стратегии построения научных моделей // Устойчивые статистические методы оценки данных / Под ред. P. JI. JIo-нера, Г. Н. Уилкинсона: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1984. - С. 164-188.

108. ТьюкиДж. Анализ результатов наблюдений. Разведочный анализ: Пер. с англ. М.: Мир, 1981. - 695 с.

109. Тьюки Дж. Изучение устойчивости моделированием: частичное улучшение подгонкой и комбинированием // Устойчивые статистические методы оценки данных / Под ред. P. JI. Лонера, Г. Н. Уилкинсона: Пер. с англ. -М.: Машиностроение, 1984. С. 64-83.

110. Устройство для исследования критической частоты слияния мельканий: А. с. 980688 СССР, МКИ3 А 61 В 3/00, 5/16 /Е.П.Балашов, Е. Е. Владимиров, В. А. Долженков, В. Е. Маслов (СССР). 4 с.

111. Способ оценки функционального состояния человека: А. с. 1380727 СССР, МКИ4 А 61 В 5/16 / С. М. Жужгин, Г. А. Жужгина (СССР). 3 с.

112. Способ определения степени утомления человека: А. с. 1436991 СССР, МКИ4 А 61 В 5/16 /Ф. Г. Алекперов, А. Д. Вдовиченко, Г. С. Гроссу, А. С. Парсаданян (СССР). 2 с.

113. Крамер Г., Лидбеттер М. Стационарные случайные процессы. Свойства выборочных функций и их приложения: Пер. с англ. М.: Мир, 1969.-398 с.

114. Кендалл М., Стьюарт А. Многомерный статистический анализ и временные ряды: Пер. с англ. М.: Наука, 1976. - 736 с.

115. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 540 с.

116. Мирский Г. Я. Характеристики стохастической взаимосвязи и их измерения. М.: Энергоиздат, 1982. - 320 с.

117. Котюк А. Ф., Ольшевский В. В., Цветков Э. И. Методы и аппаратура для анализа характеристик случайных процессов. М.: Энергия, 1967. - 240 с.

118. Бриллинджер Д. Временные ряды. Обработка данных и теория: Пер. с англ. М.: Мир, 1980. - 536 с.

119. Рабинер JI., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов: Пер. с англ. М.: Мир, 1978. - 848 с.

120. Bartlett М. S., MedhiJ. On the efficiency of procedures for smoothing periodograms from time series with continuous spectra // Biometrika. 1955. -Vol. 42. - P. 143-150.

121. Toman K. The spectral shift of truncated sinusoids // J. Geophysical Res. -1965. Vol. 70. - № 1. - P. 1749-1750.

122. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения: Пер. с англ. -М.: Мир, 1971. Вып. 1. - 316 с.

123. Грибанов Ю. И., Мальков В. Л. Спектральный анализ случайных процессов. М.: Энергия, 1974. - 240 с.

124. Prewitt J. F. Amplitude bias in the Fourier transforms of noisy signals // IEEE Trans. Antennas Propagat. 1978. - Vol. AP-26. - P. 730-731.

125. Carter G. C., Nuttall A. N. A brief summary of a generalized framework for power spectral estimation // Signal Processing. 1980. - Vol. 2. - P. 387-390.

126. Кей С. M., Марпл С. Л. Современные методы спектрального анализа: Обзор//ТИИЭР. Т. 69. - 1981. -№ 11. - С. 5-51.

127. Прохоров А. В. Корреляция // Математическая энциклопедия. Т. 3. -С. 26-29.

128. Ланге Ф. Корреляционная электроника. Основы и применение корреляционного анализа в современной технике связи, измерений и регулирования: Пер. с нем. М.: Судпромгиз, 1963. - 447 с.

129. Езекиэл М., Фокс К. А. Методы анализа корреляций и регрессий линейных и криволинейных: Пер. с англ. М.: Статистика, 1966. - 560 с.

130. Бендат Дж., Пирсол А. Применения корреляционного и спектрального анализа: Пер. с англ. М.: Мир, 1983. - 312 с.

131. Галушкин А. И., Зотов Ю. Я., Шикунов Ю. А. Оперативная обработка экспериментальной информации. М.: Энергия, 1972. - 360 с.

132. Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1972. - 456 с.

133. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных: Пер. с англ. М.: Мир. 1980. -610 с.

134. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. -3-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1989. - 656 с.

135. Кузнецов В. П. Интервальные статистические модели. М.: Радио и связь, 1991. -352 с.

136. Роженцов В. В. Статистическая оценка функционального состояния человека методом КЧСМ // Цифровая обработка многомерных сигналов: Матер. Всеросс. научн. конф. Йошкар-Ола, 1996. - С. 118-120.

137. Липкин И. А. Основы статистической радиотехники, теории информации и кодирования. М.: Сов. радио, 1978. - 240 с.

138. Жовинский А. Н. Оценивание интервала корреляции с позиций теории проверки гипотез // Радиотехника и электроника. 1975. - № 9. -С. 1962-1964.

139. Семенова Т. Д. Суточные ритмы физиологических ритмов при экстремальных воздействиях // Теоретические и прикладные аспекты анализа временной организации биосистемы. М.: Наука, 1976. - С. 120-130.

140. Айзерман М. А. Теория автоматического регулирования. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1966. - 452 с.

141. Основы автоматического управления / Под ред. В. С. Пугачева. 3-е изд., исправл. и доп. - М.: Наука, 1974. - 720 с.

142. Андронов А. А., ВиттА. А., Хайкин С. Э. Теория колебаний. 3-е изд. - М.: Наука, 1981.- 568 с.

143. Коровин С. К., Миловидов Н. Н. Метод фазовой плоскости // Большая советская энциклопедия. 3-е изд. - Т. 27. - С. 542-544.

144. Плисс В. А. Качественная теория дифференциальных уравнений // Математическая энциклопедия. Т. 2. - С. 765-771.

145. Кулик Н. Г. Радиотелеметрические исследования сердечной ритмики борцов // Теория и практика физической культуры. 1969. - № 7. - С. 38-42.

146. Пасичниченко В. А. Радиопульсометрия в подготовке пловцов // Теория и практика физической культуры. 1983. - № 1. - С. 28-29, 44.

147. Ашрапова Г. А. Определение режима тренировочных нагрузок в спортивных танцах на льду // Контроль как фактор управления тренировочным процессом: Сб. науч. ст. Алма-Ата: КазИФК, 1985. - С. 22-27.

148. Скицюк С. В., Ращенко В. О. Прибор для определения критической частоты слияния мельканий // Офтальмологический журнал. 1988. - № 8. -С. 504-505.

149. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий: A.c. 663371 СССР, МКИ2 А 61 В 3/00 / М. А. Грицевский, Д. П. Короткое (СССР). 2 с.

150. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий: А. с. 982647 СССР, МКИ3 А 61 В 3/00 / А. Ю. Чижов (СССР). 4 с.

151. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий: A.c. 1373399 СССР, МКИ4 А 61 В 5/16 / А. В. Романенко, А.С.Суворов, И. Е. Андреева, Н. В. Арвентьев (СССР). 3 с.

152. Устройство для определения критической частоты слияния световых мельканий: А. с. 1609469 СССР, МКИ5 А 61 В 5/16 / В. В. Рыбин, А. А. Анто-ненко, А. Б. Бабердин (СССР). 2 с.

153. Способ оценки критической частоты слияния световых мельканий: А. с. 1641276 СССР, МКИ 5 А 61 В 5/16 / С. М. Жужгин (СССР). -1 с.

154. Способ оценки критической частоты слияния световых мельканий: А. с. 1715315 СССР, МКИ5 А 61 В 5/16 /В. В. Рыбин (СССР). 2 с.

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

156. Антошин В. А., Копок А. Ф., Розенберг В. Я. Измерение статистических характеристик случайных процессов. М.: Машиностроение, 1979. - 52 с.

157. Логай И. М., Пекелис В. Л., Лернер Г. Р., Сердюченко В. И. К вопросу о точности офтальмологических измерений // Офтальмологический журнал. -1990.-№8.-С. 449-451.

158. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий: A.c. 1623605 СССР, МКИ5 А 61 В 3/00, 5/16 / Д. В. Гаскаров, М. М. Полевщиков, В. В. Роженцов, О. В. Роженцов (СССР). 4 с.

159. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий:

160. A. с. 1627130 СССР, МКИ5 А 61 В 5/16 / Б. Ф. Лаврентьев, М. М. Полевщиков,

161. B. В. Роженцов, О. В. Роженцов (СССР). 3 с.

162. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий: A.c. 1704764 СССР, МКИ5 А 61 В 5/16 / О. В. Роженцов, В. В. Роженцов (СССР). 4 с.

163. Устройство для измерения критической частоты слияния световых мельканий: А. с. 1741778 СССР, МКИ5 А 61 В 5/16 / Б. Ф. Лаврентьев, В. В. Роженцов, О. В. Роженцов (СССР). 3 с.

164. Устройство для измерения критической частоты слияния мельканий: А. с. 1762897 СССР, МКИ5 А 61 В 5/16 / В. В. Роженцов (СССР). 4 с.

165. Устройство для исследования критической частоты слияния мельканий: Патент 2026008 РФ, МКИ6 А 61 В 5/16 /В. В. Роженцов (РФ). 3 с.

166. Лаврентьев Б. Ф., Полевщиков М. М., Роженцов В. В. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий ИКЧСМ-1. Йошкар-Ола, 1993. - 2 с. - (Информ. листок / МарЦНТИ; № 20-93).

167. Роженцов В. В., Лаврентьев Б. Ф., Полевщиков М. М. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий ИКЧСМ-1 М. Йошкар-Ола, 1993. - 2 с. - (Информ. листок / МарЦНТИ; № 98-93).

168. Полевщиков М. М., Роженцов В. В. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий ИКЧСМ-2. Йошкар-Ола, 1993. - 2 с. - (Информ. листок / МарЦНТИ; № 16-93).

169. Роженцов В. В. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий ИКЧСМ-2М. Йошкар-Ола, 1993. - 2 с. - (Информ. листок / МарЦНТИ; № 68-93).

170. Роженцов В. В. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий ИКЧСМ-3. Йошкар-Ола, 1993. - 2 с. - (Информ. листок / МарЦНТИ; № 78-93).127

171. Роженцов В. В. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий ИКЧСМ-4. Йошкар-Ола, 1995. - 2 с. - (Информ. листок / Map -ЦНТИ;№ 51-95).

172. Чередниченко В. М., Бездетко П. А. Аппарат для исследования поля зрения методом критической частоты слияния мельканий // Офтальмологический журнал. 1979. - № 1. - С. 56-57.

173. Роженцов В. В. Измерение КЧСМ методом последовательного приближения // Цифровая обработка многомерных сигналов: Матер. Всеросс. на-учн. конф. Йошкар-Ола, 1996. - С. 117-118.

174. Роженцов В. В. Индикатор критической частоты слияния световых мельканий ИКЧСМ-5. Йошкар-Ола, 1998. - 2 с. - (Информ. листок / Мар-ЦНТИ; № 77-98).

175. ГОСТ1 8.207-76. ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения. -М.: Изд-во стандартов, 1986. 10 с.

176. Проректор по научной работе Марийского государственного ^ ;; '^тех,йического университета

177. Н. К. Бобков ,« 9 » октября 1995 г.1. АКТо внедрении результатов диссертационной работы Роженцова Валерия Витальевича на соискание ученой степени кандидата технических наук

178. Индикаторы и методика измерения используются для определения степени утомления спортсменов в процессе тренировок.

179. Декан радиотехнического факультета,к. т. н., доцент1. Ю. В. Захаров

180. Заведующий кафедрой «Проектирование и производство электронно-вычислительных средств», к. т. н., доцент

181. Заведующий кафедрой «Физическое воспитание»,к. п. н., доцент1. В. Г. Соколов

182. Проректор по научной работе ^^^г^Цфш с ко го государственного ^^Н^^вщЪтческого института,1. АКТо внедрении результатов диссертационной работы Роженцова Валерия Витальевича «Устройства для измерения критической частоты световых мельканий»

183. Декан радиотехнического факультета1. МарГТУ, к. т. н., доцент1. Ю. В. Захаров

184. Заведующий кафедрой «Проектирование и производство электронно-вычислительных средств» МарГТУ, к. т. н., доцент

185. Декан факультета физического воспитания МарГПИ, к. п. н., доце1. М. М. Полевщиков

186. Заведующий кафедрой «Теоретические основы физического воспитания» МарГПИ, к. м. н., доцент1. А. М. Шрага

187. Проректор по учебной работе Марийского государственного1. АКТоб использовании результатов диссертационной работы Роженцова Валерия Витальевича

188. Устройства для измерения критической частоты световых мельканий» в учебном процессе университета

189. Начальник учебно-методического управления

190. Декан радиотехнического факультета к. т. н., доцент1. Ю. М. Полушин1. Ю. В. Захаров

191. Заведующий кафедрой «Проектирование и производство электронно-вычислительных средств», к. т. н., доцент1. Б. Ф. Лаврентьев

192. Декан факультета физического воспитания, к. п. н., доцент1. М. М. Полевщиков

193. Заведующий кафедрой «Спортивные дисциплины», к. п. н., доцент1. А. Н. Москвичев

194. Измерения проводились в лаборатории кафедры «Проектирование и производство электронно-вычислительных средств» Марийского государственного технического университета.

195. В обследовании приняли участие 30 здоровых испытуемых возрастом 17 . 20 лет.

196. Результаты измерений представлены в таблицах.

197. Результаты измерений КЧСМ при использовании одиночного источника световых мельканий