Юный нейрофизиолог-инженер ЭЛЕКТРОГАРНИТУРА

Электрогарнитура предназначена для регистрации, обработки и передачи ЭКГ, ЭМГ, ФПГ или сигналов, полученных на их основе, на ПК или устройство, заменяющее его.

В Комплект Электрогарнитуры должны входить следующие элементы:

• Электронный блок Электрогарнитуры.
  
• Одноразовые электроды для измерения сигналов ЭКГ и ЭМГ- не менее 50 штук.
  
• Touch proof кабель для подключения электродов к Электронному блоку Электрогарнитуры не менее 3 шт.
  
• miniUSB- USB для подключения Электронного блока Электрогарнитуры к компьютеру не менее 1 шт.
  
• Система крепления Электронного блока Электрогарнитуры к руке.
  

Электронный блок электрогарнитуры (ЭБЭ)

Технические характеристики:

• Место фиксации ЭБЭ на теле пользователя плечо или предплечье, в зависимости от проводимых экспериментов.
  
• Возможность адаптации ЭБЭ под антропометрические параметры пользователя.
  
• Время непрерывной работы ЭБЭ в монорежимах ЭКГ или ЭМГ или ФПГ - 90 мин.
  
• Масса ЭБЭ - 650 г.
  
• Способ зарядки источника питания ЭБЭ - проводной.
  
• Интерфейс взаимодействия ЭБЭ с внешними устройствами как проводной , так и беспроводной (Wi-Fi).
  
• Тип подключения электродов регистрации ЭМГ к ЭБЭ - проводное
  
• Оптический сенсор блока ФПГ встроенный в ЭБЭ.
  
• Тип подключения электродов регистрации ЭКГ к ЭБЭ - проводной.
  
• Сенсорный цветной дисплей- встроенный в ЭБЭ. Используется для вывода значений сигналов ЭКГ,ЭМГ,ФПГ
  
• Модуль ЭБЭ помещен в пластиковый корпус.
  

Модуль электронного блока электрогарнитуры состоит из:

• Электрокардиографический блок
  
• Электромиографический блок
  
• Фотоплетизмографический блок
  

Электрокардиографический блок ЭБЭ:

• Тип контакта кожа-электрод
  
• Диапазон измерения сопротивления контакта кожа-электрод (импедансометр) 0,02 … 2,0 Мом
  
• Число ЭКГ-каналов 1 шт.
  
• Число RLD-каналов 1 шт.
  
• Регистрируемый диапазон амплитуды входного ЭКГ-сигнала в max полосе ±0,1…10,0 мВп-п
  
• Собственный амплитудный шум канала усиления, приведенный ко входу в min полосе ±0,015мВп-п
  
• Диапазон отображаемой ЧСС от 40 до 200 уд. Мин.
  
• Точность измерения ЧСС ±1 % от среднего
  
• Разрядность АЦП (эффективная, без шума) 18 бит (110 дБ)
  
• Частота выборок АЦП 150 Гц
  

Электромиографический блок ЭБЭ

• Тип контакта кожа-электрод
  
• Диапазон измерения сопротивления контакта кожа-электрод (импедансометр) 0,02 … 2,0 Мом
  
• Число ЭМГ-каналов 1 шт.
  
• Коэффициент ослабления синфазного сигнала 90 дБ
  
• Регистрируемый диапазон амплитуды входного ЭМГ-сигнала в max полосе ±0,1…5,0 мВп-п
  
• Разрядность АЦП (эффективная, без шума) 16 бит (98 дБ)
  
• Частота выборок АЦП 1500 Гц
  

Фотоплетизмографический блок ЭБЭ

• Тип датчика оптический
  
• Число ФПГ- каналов 1 шт.
  
• Диапазон отображаемой ЧСС 40 …160 уд. Мин.
  

Цветной сенсорный дисплей

• Диагональ экрана (дюймов) – 5,2
  
• Разрешение экрана 480*120 точек
  
• Цветной интерфейс
  
• Емкостный сенсорный экран
  
• Минимальный угол обзора 55 градусов
  
• Яркость 880 кд/м2
  
• Размер 140.4×49.87 мм
  
• Рабочая температура -20…70 градусов
  

Программа занятий курса "Юный нейрофизиолог-инженер"

67 занятий, предполагающих теоретический материал (67 занятий, лабораторные работы 5-ти типов: нейрофизиология, нейрофизиология + робототехника, интерактив по нейрофизиологии, робототехника, лабораторная работа в системе «полиграф».

Раздел 1. Введение в нейротехнологии

Количество часов: 6
Количество занятий: 3
Содержание занятий раздела
Знакомство обучающихся с высокими технологиями, формирующимися рынками, перспективами их развития в рамках профориентации, значением нейротехнологий в современном мире. Знакомство с биоэлектрической активностью живых организмов, причиной ее возникновения и способами оценки на примере фотоплетизмограммы.

Раздел 2. ЭКГ (Электрокардиограмма)

Количество часов: 22
Количество занятий: 11
Получаемые компетенции

• Обучающийся ознакомится с понятием электрической оси сердца и научится строить ее
  
• Сформирует первичные знания об основных структурных элементах при расшифровке ЭКГ Проведет анализ сердечного ритма
  
• Научится расшифровывать электрокардиограмму Обучающийся изучит:
  
• Физиологию сердечной деятельности Строение и принципы работы сердца Систему кровообращения человека
  
• Основные механизмы работы сердца и его электрофизиологическую активность Технологию снятия ЭКГ и порядок наложения электродов
  
• Типы и виды отведений, используемых для ЭКГ
  

Раздел 3. ЭМГ (Электромиография)

Количество часов: 12
Количество занятий: 6
Содержание занятий раздела
Изучение видов мышц человека и их активности, понятие «иннервации» и мышечной деятельности. Изучение основного метода регистрации сигналов (потенциалов) мышц человека. Изучение свойств проводимости периферических нервов. Формирование знаний об основных понятиях раздела «кожно-гальваническая реакция». Изучение основных показателей электрической активности кожи Получаемые компетенции
Обучающийся изучит:

• Виды мышц человека и их активность
  
• Понятие «иннервации» и «мышечной деятельности»
  
• Основной метод регистрации сигналов (потенциалов) мышц человека Свойства проводимости периферических нервов
  
• Основные показатели электрической активности кожи Основные понятия раздела «кожно-гальваническая реакция»:
  
• Кожа Потоотделение
  
• Психоэмоциональное состояние человека
  

Раздел 4. Головной мозг. Функции ГМ

Количество часов: 12
Количество занятий: 6
Содержание занятий раздела
Изучение строения и основных функций отделов головного мозга (зон и долей мозга). Формирование основных знаний о принципах работы, функциях нервных клеток (нейронов) и их значении в работе организма человека. Получаемые компетенции
Обучающийся:

• Изучит строение и основные функции всех отделов головного мозга
  
• Сформирует основные знания о принципах работы, функциях нервных клеток (нейронов) и их значении в работе организма человека
  

Раздел 5. Электрофизиологические методы изучения мозга

Количество часов: 8
Количество занятий: 4
Содержание занятий раздела
Изучение истории развития нейро- и психофизиологии. Формирование знаний об основных окрытиях в 20-м веке. Формирование основных навыков работы с нейрогарнитурой. Изучение понятия «электрическая активность мозга». Изучение ЭЭГ и знакомство с существующими видами отведений, используемых для создания схем наложения электродов. Изучение основных схем расположения датчиков (отведений) для съема ЭЭГ и изучение основных методов исследования головного мозга. Получаемые компетенции
Обучающийся сформирует:

• Знания об основных открытиях в 20-м веке Основные навыки работы с нейрогарнитурой
  
• Обучающийся изучит:
  
• Историю развития нейро- и психофизиологии
  
• ЭЭГ и основные схемы расположения датчиков (отведений) для съема ЭЭГ Основные методы исследования головного мозга
  

Раздел 6. Основные ритмы ЭЭГ, подготовка к записи ЭЭГ

Количество часов: 8
Количество занятий: 4
Содержание занятий раздела
Изучение принципа работы современных энцефалографов, знакомство с ритмами и элементами ЭЭГ. Изучение процесса выделения сигналов эЭЭГ, не связанных с сигналами мозга. Изучение биоритмов человека и основных характеристик и условий съема альфа-ритма. Получаемые компетенции
Обучающийся познакомится с основными биоритмами и элементами ЭЭГ. Обучающийся изучит:

• Принцип работы современных энцефалографов
  
• Процесс выделения сигналов ЭЭГ, не связанных с сигналами мозга Ритмы человека
  
• Основные характеристики и условия съема альфа-ритма
  

Раздел 7. Ритмы

Количество часов: 10
Количество занятий: 5
Содержание занятий раздела
Продолжение изучения ритмов ЭЭГ. Формирование основных знаний о состояниях человека (бодрствование, состояние покоя).
Получаемые компетенции

• Обучающийся продолжит изучение ритмов ЭЭГ сформирует основные знания о состояниях человека (бодрствование, состояние покоя).
  

Раздел 8. Вызванные потенциалы

Количество часов: 12
Количество занятий: 6
Содержание занятий раздела
Формирование понимания термина «вызванный потенциал» и изучение видов паттернов. Изучение основных компонентов вызванных потенциалов и слуховой P-200. Изучение вызванных потенциалов и зрительного P-300. Изучение вызванных потенциалов, мю-ритм.
Изучение вызванных потенциалов и компонента волны отклика мозга - сигнала P-300. Знакомство с методиками исследования вызванных потенциалов для решения когнитивных задач.
Получаемые компетенции
Обучающийся сформирует понимание термина «вызванный потенциал», познакомится с методиками исследования вызванных потенциалов для решения когнитивных задач.
Обучающийся изучит:

• Виды паттернов
  
• Основные компоненты вызванных потенциалов
  
• Слуховой сигнал P-200 и зрительный сигнал P-300 Мю-ритм
  

Раздел 9. Нейрокомпьютерный интерфейс

Количество часов: 12
Количество занятий: 6
Содержание занятий раздела
Знакомство с понятием «интерфейс 'мозг-компьютер'», изучение истории его возникновения и развития. Знакомство с базовыми принципами работы системы беспроводной передачи данных. Знакомство с разделом математической экономики, изучающим оптимальность выбора стратегий. Изучение истории развития командных игр. Формирование знаний о современных направлениях развития нейрокомпьютерных интерфейсов «мозг-компьютер». Изучение основных видов деятельности группы профессии «инженер». Получаемые компетенции
Обучающийся познакомится с:

• Понятием «интерфейс 'мозг-компьютер'»
  
• Базовыми принципами работы системы беспроводной передачи данных
  
• Разделом математической экономики, изучающим оптимальность выбора стратегий
  
• Обучающийся сформирует знания о современных направлениях развития нейрокомпьютерных интерфейсов «мозг-компьютер». Обучающийся изучит:
  
• Историю возникновения и развития этого интерфейса Историю развития командных игр
  
• Основные виды деятельности группы профессий «инженер»
  

Раздел 10. Области применения нейротехнологий. Психофизиология человека.

Количество часов: 16
Количество занятий: 8
Содержание занятий раздела
Изучение основ психофизиологии человека, его функционального состояния. Формирование знаний об эффективности деятельности. Изучение понятия биологической обратной связи (БОС). Обучение БОС на практике. Обучение съему показателей в режиме «полиграф». Лабораторные работы по нагрузочным пробам. Получаемые компетенции
Обучающийся познакомится с:

• Понятием «нагрузочные пробы» и их использованием в обычной жизни Анализом показателей в режиме «полиграфа»
  

Обучающийся изучит:

• Понятие «биологической обратной связи» и «регуляция функционального состояния человека»
  

Раздел 11. Управление устройствами.

Количество часов: 10
Количество занятий: 5

Содержание занятий раздела

• Принципы управления современными устройствами.
  
• Принципы работы виртуальной и дополненной реальности.
  
• Формирование знаний о науке «бионика» и принципах управления в двумерном и трехмерном пространстве.
  
• Знакомство с нейропрограммированием.
  

Раздел 12. Профориентация

Количество часов: 4
Количество занятий: 2
Содержание занятий раздела

• Формирование знаний о профессиях, связанных с нейротехнологиями, и понятии «профориентация».
  
• Знакомство с методами профориентации.
  
• Использование методов саморанжирования, а также тестирование обучающихся с целью профориентации, выявление профессионально важных качеств с использованием экспертной системы комплексного анализа личности (авторская разработка, патент к.м.н., профессора кафедры военной психофизиологии ВМА им. С. М. Кирова, врача-психофизиолога А. М. Билого).