СПОСОБ ОБУЧЕНИЯ САМОРЕГУЛЯЦИИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ОСНОВЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

СПОСОБ ОБУЧЕНИЯ САМОРЕГУЛЯЦИИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ОСНОВЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ


RU (11) 2124370 (13) C1

(51) 6 A61M21/00, A61B5/16 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 10.08.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1999.01.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 96121962/14 
(22) Дата подачи заявки: 1996.11.12 
(45) Опубликовано: 1999.01.10 
(56) Аналоги изобретения: Сохадзе Э.М. и др. Микрокомпьютерная система биотехнической обратной связи. Вестник АМН СССр - 1989, N 3, с. 75 - 83. RU 2035892 C1, 1995. 
(71) Имя заявителя: Институт медицинской и биологической кибернетики СО РАМН; Штарк Маркс Борисович; Шульман Ефим Иосифович 
(72) Имя изобретателя: Штарк М.Б.; Шульман Е.И.; Донская О.Г.; Иутин В.С. 
(73) Имя патентообладателя: Институт медицинской и биологической кибернетики СО РАМН; Штарк Маркс Борисович; Шульман Ефим Иосифович 
(98) Адрес для переписки: 630128 Новосибирск, а/я 128, Шульману Е.И. 

(54) СПОСОБ ОБУЧЕНИЯ САМОРЕГУЛЯЦИИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ОСНОВЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ 

Изобретение относится к области медицины и предназначено для обучения релаксации, снятия синдрома психоэмоционального напряжения, подготовки к поведению в стрессовых ситуациях. На экране монитора предъявляют значение физиологического параметра в виде скорости движения одной из фигур участников соревнования по преодолению дистанции. Одновременно обучающемуся демонстрируют фигуру "соперника", которого надо "опередить" на дистанции. При этом скорость движения фигуры обучающегося устанавливают в зависимости от степени приближения значения его физиологического параметра к желаемому значению. Скорость движения фигуры "соперника" при отставании от нее фигуры обучающегося более чем на 0,6% от длины дистанции снижают, а при таком же отставании "соперника" увеличивают на 0,1 величины разности между скоростями обучающегося и "соперника". Обучение проводят в несколько этапов, на каждом этапе обучающемуся предлагают выбрать "соперника" из предложенного перечня "соперников" по их "спортивным показателям" и в случае победы обучающегося на дистанции последующий выбор ему предлагают сделать из числа более сильных "соперников", в случае поражения обучение начинают с первого этапа. Способ позволяет повысить эффективность обучения. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к профилактической медицине и предназначено для обучения саморегуляции физиологических параметров, например релаксации, контингента людей с синдромом напряжения, а также для подготовки к поведению в стрессовых ситуациях, позволяющему избежать отрицательные последствия для здоровья.

Известен способ обучения саморегуляции физиологических параметров [1], включающий непрерывное измерение физиологического параметра у обучающегося, предъявление ему значения данного параметра в реальном масштабе времени в виде звука, тон которого зависит от степени приближения измеряемого параметра к желаемому значению, выполнение обучающимся действий, направленных на достижение им желаемого значения физиологического параметра.

Недостатком известного способа является его монотонность, которая приводит к быстрому утомлению и понижению уровня мотивации к обучению. Другими недостатками известного способа является его низкая разрешающая способность, обусловленная тем, что пациент различает по звуку незначительные, но с физиологической точки зрения важные изменения значения параметров, а также невозможность для пациента количественно отследить динамику изменения физиологического параметра в процессе обучения.

Наиболее близким к заявленному является способ обучения саморегуляции физиологических параметров [2], принятый за прототип, включающий непрерывное измерение физиологического параметра у обучающегося, предъявление ему его значения на экране дисплея в реальном масштабе времени в виде графика динамики регистрируемого параметра с указанием желаемого значения, которое необходимо достичь в процессе обучения, выполнение обучающимся действий, направленных на достижение последнего.

Недостатком известного способа, как и для указанного выше аналога является его монотонность, снижающая уровень мотивации к обучению. Это обусловлено тем, что значения физиологического параметра предъявляются пациенту в графическом виде, что при необходимости многократного повторения сеансов обучения приводит к быстрому утомлению.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности обучения путем повышения уровня мотивации к обучению. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что на экране дисплея обучающемуся предъявляют значения его физиологического параметра в виде фигуры одного из участников соревнования по преодолению дистанции, скорость движения которой тем выше, чем ближе значения физиологических показателей обучающегося (участника) к желаемым величинам, которых надо достичь в процессе "соревнования" (обучения). Одновременно на экране обучающемуся демонстрируют движущуюся фигуру "соперника", при этом скорость движения фигуры "соперника" при отставании от нее фигуры обучающегося более чем на 0,6 процента от длины дистанции снижают, а при "отставании" "соперника" увеличивают на 0,1 величины разности между скоростями обучающегося (участника) и "соперника".

Способ осуществляется следующим образом.

Перед началом обучения каждый испытуемый получает инструкцию, согласно которой он должен удобно расположиться в кресле перед экраном монитора и по возможности расслабиться. На указательном пальце руки ему прикрепляют фотодатчик, регистрирующий длительность межпульсового интервала и входящий в состав детектора пульса, подключенного к последовательному порту микрокомпьютера, который производит преобразование в реальном масштабе времени цифрового сигнала в скорость движения участника соревнования, в данном случае лодки в спортивных соревнованиях по заплыву на гребном канале. Скорость движения лодки участника (обучающегося) зависит от степени релаксации обучающегося и соответствует степени достижения желаемого значения межпульсового интервала при оптимальном уровне релаксации. Движение лодки обучающегося как участника соревнования представляется на экране дисплея одновременно с лодкой "соперника", которого он может выбрать себе из предложенного перечня "соперников" по их "спортивным показателям", соразмерив их со своими возможностями. Для имитации реальности соревнований обучающемуся могут быть предъявлены имена, страны и личные рекорды "соперников". Далее обучающийся производит произвольные или рекомендуемые инструкцией действия, направленные на максимальное расслабление, начало этих действий соответствует старту участника и "соперника" в гонке на дистанцию, при этом действия обучающегося (участника) в реальном масштабе времени отражаются на скорости движения его лодки. Скорость лодки соперника определяется его личным рекордом на данной дистанции и может быть фиксированной лишь до того времени, пока расстояние между двумя лодками не превысит 0,6% длины дистанции. Если "соперник" опережает, то его скорость уменьшается, пока не сравняется со средним значением скорости участника (обучающегося) за последние 30 секунд. Если "соперник" отстает, то его скорость увеличивается по такому же алгоритму. Скорость соперника увеличивается или уменьшается за одну секунду на 0,1 величины разности между скоростями участника и соперника. Таким образом, с улучшением результатов участника, улучшаются и результаты соперника. Для победы в гонке обучающегося (участника) требуется, чтобы средняя скорость его лодки была выше средней скорости лодки соперника. В случае победы в последующих заплывах обучающийся (участник) может выбрать себе "соперника" только с более лучшими спортивными результатами, чем у предыдущего "соперника". Таким образом, на всех этапах обучения, кроме первого, для достижения побед участнику необходимо улучшать свой собственный результат на предыдущем этапе. В случае поражения на любом этапе соревновании участие в нем можно продолжать, начиная с первого этапа. Число этапов можно варьировать в зависимости от результативности обучения, но как правило не превышает шести.

Для ощущения у обучающегося реальности происходящих соревнований ему могут предлагаться, например, гонки на короткую, среднюю или длинную дистанцию. В реальном процессе обучения релаксации это означает регулирование времени обучения, когда участнику (обучающемуся) предлагают достичь желаемого значения межпульсового интервала в соревнованиях с соперником за 2-2,5 минуты, 4-5 минут или 8-10 минут соответственно. Этапы соревнования могут быть представлены как заплывы на разных каналах в 1/32, 1/16 финала и т.д. вплоть до финальной гонки.

Реализация способ обучения в описанном выше виде позволяет обучающемуся в процессе сеанса обучения наблюдать за "прямой телевизионной трансляцией" спортивного соревнования на гребном канале, а сигнал обратной связи позволяет ему представить себя в виде одного из участников соревнования, что способствует формированию у обучающегося мотивации к обучению.

Результаты каждой гонки выводятся на экран дисплея в ходе "заплыва", результаты всех соревнований (время участника на дистанции, длительность межимпульсового интервала во время гонки) заносятся в базу данных и могут быть просмотрены после окончания последней гонки.

Для доказательства работоспособности способа на чертеже (а, б ,в) представлены результаты обучения релаксации 10 человек по предложенному способу. Все испытуемые принимали участие в 10 сеансах тренинга, каждый из которых состоял из восьми гонок. Для каждого испытуемого строились графики динамики средних значений длительностей межпульсового интервала, полученных путем усреднения по всем сеансам, по начальной и конечной частям "заплывов". Затем эти графики были усреднены для всех испытуемых. На чертеже (а) показан такой график, усредненный по всем испытуемым. По оси абсцисс отложен номер сессии ("заплыва"), а по оси ординат - изменение средней величины межпульсового интервала в сессии по сравнению с первой сессией в мс (милисекундах). На чертеже (б,в) показаны результаты такого же усреднения по начальной части сеансов (с первого по пятый) и по конечной (с шестого по десятый) соответственно. Приведенные графики отражают динамику длительностей межпульсового интервала от сессии к сессии и от начальных сеансов к конечным. Анализ графиков показывает, что все испытуемые успешно справлялись с поставленной перед ними задачей - увеличением длительности межпульсового интервала. На начальном этапе у большей части испытуемых не происходит плавного увеличения этого показателя от сессии к сессии, а на конечном этапе такое увеличение составляет от 5 до 12%, что позволяет сделать заключение об эффективности предложенного способа.

Представление на экране монитора сигнала биологической обратной связи в виде движущихся фигур обучающегося и "соперника" реализуется с помощью специальной программы для ЭВМ "Гребной канал".

Источники информации

1. Schwarts M. S. Biofeedback. A Practitioner's Guide. Second Edition. The Guilford Press. New York, London, 1995, 908 p.

2. Сохадзе Э.М., Штарк М.Б., Шульман Е.И. Микрокомпьютерная система биотехнической обратной связи. Вестник Академии медицинских наук СССР. -1989, No 3, с. 75-83. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ обучения саморегуляции физиологических параметров на основе биологической обратной связи, включающий непрерывное измерение физиологического параметра у обучающегося, предъявление ему значения этого параметра на экране монитора в реальном масштабе времени одновременно с желаемым значением, которое надо достичь в процессе обучения, выполнение обучающимся действий, направленных на достижение желаемого значения физиологического параметра, отличающийся тем, что значение физиологического параметра обучающегося представляют на экране в виде скорости движения одной из фигур участников соревнования по преодолению дистанции, одновременно обучающемуся демонстрируют фигуру "соперника", которого надо "опередить" на дистанции, при этом скорость движения фигуры "соперника" устанавливают в соответствии с желаемым значением физиологического параметра; в зависимости от степени приближения значения физиологического параметра обучающегося к желаемому значению (к фигуре "соперника") скорость движения фигуры "соперника" при отставании от нее фигуры обучающегося более, чем на 0,6% от длины дистанции, снижают, а при таком же отставании "соперника" увеличивают на 0,1 величины разности между скоростями обучающегося и "соперника"; на каждом этапе обучения обучающемуся предлагают выбрать "соперника" из

предложенного перечня "соперников" по их "спортивным показателям" и в случае победы обучающегося на дистанции последующий выбор ему предлагают сделать из числа более сильных "соперников", в случае поражения обучение начинают с первого этапа.