Цифровой комплекс "Юный нейрофизиолог-инженер"

В соответствии с реализацией задач Программы «Цифровая экономика», проекта «Кадры и образование», национального проекта «Образование» и Дорожных карт НТИ разработано оборудование, предназначенное для подготовки пользователей старше 12 лет к перспективным профессиям в области нейротехнологий, нейрофизиологии и психофизиологии человека.
ОСНОВНЫЕ НАБОРЫ
НЕЙРОГАРНИТУРА

НЕЙРОГАРНИТУРА

Нейрогарнитура ЭЭГ предназначена для удобного съема сигнала Электроэнцефалограммы с поверхности головы и передачи ее на компьютер или устройство его заменяющее.

• Усилительный блок нейрогарнитуры.
• Сухие электроды не менее 8 шт. для регистрации ЭЭГ
• Референтные ЭЭГ-электроды не менее 2 шт.
• Электрод заземления- 1 шт.
• Комплект аккумуляторная батарея на 5 В c micro USB.
• Система креплений для головы и плеча.
• microUSB- USB для подключения усилительного блока к компьютеру.

Усилительный блок нейрогарнитуры предназначен для регистрации биоэлектрической активности мозга через подключаемые электроды ЭЭГ и дальнейшей обработки и передачи поверхностной ЭЭГ или сигналов, полученных на ее основе, на ПК или устройство, заменяющее его.

• Тип контакта кожа-электрод сухой (без геля)
• Диапазон измерения сопротивления контакта кожа-электрод (импедансометр) от 0,02 МОм до 2,0 МОм
• Число ЭЭГ-отведений (число электродов регистрации ЭЭГ) 8 шт.
• Число референтных - ЭЭГ-отведений 2 шт.
• Число отведений для электродов заземлений- 1 шт.
• Коэффициент ослабления синфазного сигнала 90 дБ
• Регистрируемый диапазон амплитуды входного ЭЭГ-сигнала в max полосе ±1,0…300,0 мкВп-п
• Собственный амплитудный шум канала усиления, приведенный ко входу в min полосе ±0,3мкВп-п
• Время непрерывной работы в режиме регистрации ЭЭГ 90 мин.
• Индикация контакта электрода с кожей не менее 8 индикаторов.
• Индикация подключения питания 1 индикатор.
• Индикация подключения к ПК 1 индикатор.
• Масса нейрогарнитуры без источника питания и ЭЭГ электродов 600 г
• Способ зарядки источника питания нейрогарнитуры - проводной
• Интерфейс взаимодействия с внешними устройствами как проводной, так и беспроводной (Wi-Fi).
• Блок усилителя помещен в пластиковый корпус.

• Электроды для регистрации ЭЭГ удовлетворяют требованиям ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009.
• Электрод ЭЭГ обеспечивает регистрацию поверхностной ЭЭГ без использования электропроводящего геля.
• Предусмотрено два варианта электрода ЭЭГ:

- для регистрации поверхностной ЭЭГ с части головы, имеющей волосяной покров;
- для регистрации ЭЭГ с части головы без волосяного покрова;

• Электрод ЭЭГ обеспечивает не менее 100-х циклов повторного использования.

• Входное напряжение 5 В.
• Выходное напряжение 5 В.
• Емкость батареи 6000 мАч.
• Габариты 13 х 7 х 1 см.
• Наличие индикации заряда-разряда.

• Крепление для фиксации 8 сухих электродов на голову, с цифровым обозначением позиций установки электродов.
• Крепление для фиксации аккумуляторной батареи на плечо.
• Подстройка под окружность головы пользователя от 51 см. до 60 см.
• Крепление блока усилителя нейрогарнитуры не менее.
• Позиции фиксации электродов максимально приближены к международной схеме расположения электродов «10-20» Fp1, F3, F4, P3, Pz, P4, O1, Oz, O2, A1, A2
• Крепление-стяжка для фиксации проводов электродов ЭЭГ.

ЭЛЕКТРОГАРНИТУРА

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

• 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.

• 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.

• Электрокардиографический блок
• Электромиографический блок
• Фотоплетизмографический блок

• 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

• 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

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

• 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

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

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.

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

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

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

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

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

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).

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