Текст книги "Детектор лжи"

Глава IV
Методы регистрации и способы обработки психофизиологической информации

«Вместе с ходом времени меняются значения вещей».

Лукреций

1. Техника наложения датчиков

При подготовке к процедуре тестирования сначала следует подсоединить к полиграфу (компьютерной системе) датчики психофизиологических показателей, которые будут использоваться при тестировании, закрепить их на теле обследуемого, а затем включить систему в сеть. Если подключиться к сети, а затем подсоединять датчики к прибору, то вы увидите на экране дисплея, как нулевая линия канала резко уйдет вверх или вниз до возможного предела. Это объясняется тем, что входные цепи усилителей в большинстве полиграфов имеют большие сопротивления и процесс подключения датчика вызывает значительный «заброс».

Рис. 29. Влияние времени восстановления кривой на результаты измерения.

А – величина «заброса» кривой при включении датчика; t – время измерения; Ф¹, Ф², Ф³ – время регистрации «фона» после включения датчика.

Иногда, в зависимости от настройки канала, нулевая линия может совсем уйти за пределы экрана. Через некоторое время она начинает возвращаться к исходному уровню. Сначала этот процесс идет быстро, потом замедляется, и время полного возвращения к исходному уровню может достигать нескольких минут. Начинать проведение тестирования до завершения этого процесса не имеет смысла. В большинстве полиграфов для повышения точности тестирования в качестве исходного отсчета используют показатели, зафиксированные в фоне. Если Ф¹ (фон) зарегистрировать через 0,5 минуты (рис. 29), то он будет превышать реальные показатели на 40 %. Теперь представим, что «фон» мы записали через 0,5 минуты, а тестирование провели через 4 минуты. Реакция (Р) была положительной и составляла 20 % к исходному уровню. Но так как результаты сравниваются с «нашим фоном», то итоговый показатель будет равен Р – Ф¹: где Р (20 %) – Ф¹ (40 %), или 20 % – 40 % = – 20 %, что не соответствует действительности. Поэтому фоновые измерения лучше проводить через 3–4 минуты после включения прибора. Кривая на рис. 29 отражает восстановление АД, если фон зарегистрирован через минуту после подключения датчиков (Ф²). Он будет отличаться от реального на 20 %. Сравнивая его с тем же результатом теста, мы получим:

Р – Ф² = 20 % – 20 % = 0.

Таким образом, может сложиться неверное представление, что под влиянием вопроса показатели АД резко снизились или не изменились вообще. На самом деле это не соответствует действительности. Фон, который был взят нами для оценки, попал на период восстановления изолинии канала АД, вызванный подключением датчика. Это явление неустранимо простыми техническими средствами. Чем быстрее после заброса изолинии того или иного канала возвращаются к исходному уровню, тем хуже регистрируются медленно изменяющиеся сигналы, например АД, КР или дыхание (задержка дыхания, медленные вдохи и выдохи). Если фиксация фона (Ф³), будет произведена в период полного восстановления изолинии канала, то результаты, полученные в процессе тестирования, будут отображать реальное состояние организма. В нашем примере – кривая АД.

Результаты теста: Р (20 %) – Ф³ (0 %) = 20 % – 0 = 20 %.

На примере регистрации АД мы видим, что неправильно снятый фон может изменить результаты от – 20 % до +20 %.

Сколько бы мы ни отодвигали время регистрации фона, после возвращения кривой к нулевой линии – точность измерения изменяться не будет. Это положение относится к трем типам датчиков КР, АД и дыхания, и желательно учитывать его при работе с любыми типами полиграфа.

Специфика крепления датчиков дыхания определяется их типом. Пневматические, менее чувствительные к микроперемещениям, крепятся следующим образом: датчик верхнего дыхания – по центру грудной клетки на уровне 3–4-го ребра, а датчик нижнего дыхания на 2–3 пальца выше пупка (рис. 30). Пьезокерамические, имея высокую чувствительность, могут одновременно с дыханием фиксировать и микроперемещения ткани грудной клетки под влиянием сердечных сокращений. Для устранения этой помехи возможно верхний датчик дыхания переместить вправо, в район подмышечной впадины. Для его успешной работы требуется, чтобы он обязательно был прижат к телу человека. Принцип работы этого типа датчиков показан на рис. 31. При вдохе за счет расширения грудной клетки увеличивается натяжение резины, а следовательно, и давление на пьезопреобразователь, сигнал с которого поступает на вход усилителя.

Существуют датчики, работающие по принципу растяжения. В них чаще используют тензоэлементы или специальные гофрированные трубки. Техника их крепления приводится в инструкции по эксплуатации.

Рис. 30. Установка датчиков дыхания.

А – линия установки датчика верхнего дыхания; Б – линия установки датчика нижнего дыхания.

Рис. 31. Принцип работы пьезокерамического датчика.

1 – корпус датчика; 2 – соединительный провод; 3 – пьезокристалл; 4 – контактный элемент; 5 – бандаж для крепления датчика.

Датчики КР крепятся на пальцы руки с определенным шагом – через палец. Чтобы сохранить требования к установке датчиков, они должны быть закреплены на 2-м и 4-м или 3-м и 5-м пальцах (рис. 32). Последний вариант встречается редко.

Рис. 32. Нумерация пальцев, принятая в тексте

Рис. 33. Крепление датчика КР.

1 – соединительный провод; 2 – датчик; 3 – первая фаланга; 4 – вторая фаланга; 5 – третья фаланга; 6 – ноготь.

Контактная пластинка устанавливается на подушечке первой фаланги пальца (рис. 33). В американских методических источниках рекомендуют крепление электродов на второй фаланге пальца. Если кожа очень грубая, то место крепления электрода может быть смещено на боковую поверхность пальца. Кожную реакцию можно снимать и с ладони, но показатели, регистрируемые с этого места, по амплитуде будут ниже. С учетом физиологических законов датчики КР устанавливаются на отдаленных, так называемых, дистальных, участках тела – стопе, кисти, – где чувствительность максимальна. Выбор руки, на которой устанавливаются датчики (правая или левая), в литературе не нашел серьезного обоснования. В случае регистрации артериального давления при помощи манжетки, находящейся на левой руке, датчик КР лучше крепить на пальцах правой руки.

Так как ФПГ фактически регистрирует периферическое кровообращение, то обязательным условием является установление датчика на пальцах правой руки. Обычно он устанавливается на первой фаланге свободного пальца (рис. 34).

Рис. 34. Крепление датчика ФПГ.

1 – соединительный провод; 2 – датчик; 3 – первая фаланга; 4 – вторая фаланга; 5 – третья фаланга; 6 – ноготь.

Учитывая повышенную светочувствительность датчика ФПГ, следует предусмотреть при его установке отсутствие перепадов в уровне освещения.

Они предназначены для фиксации противодействия обследуемого проведению полиграфной проверки.

Существуют два основных типа датчиков. Датчики первого типа выполняются в виде пластин, подставляемых под передние ножки кресла, в котором сидит испытуемый. Установка датчика не представляет технической сложности. После выбора места расположения кресла под его передние ножки подкладываются плоские датчики.

Датчики второго типа крепятся на икроножные мышцы обследуемого. При установке необходимо помнить, что активная часть датчика прижимается к телу испытуемого (возможна установка на колготки, спортивные брюки, лосины и т. п.).

При измерении АД в полиграфных системах не ставится задача фиксировать максимальное и минимальное давление крови обследуемого. При полиграфных проверках информационную ценность представляют изменения его показателей в процессе тестирования.

Существуют два типа датчиков, используемых для измерения динамики артериального давления.

В основе датчиков первого типа используется традиционный медицинский набор: манжетка, груша для нагнетания воздуха и манометр. Величина давления, создаваемого в манжетке, определяется типом полиграфа.

Работа датчиков второго типа основана на измерении объема крови, протекающей через биологические ткани (так называемое окклюзное кровообращение). При данной методике датчик закрепляется в том же месте, где обычно расположена манжетка. Предварительное исходное давление в этом случае, создаваемое только элементами крепления, незначительно – в пределах 5–10 мм, что избавляет обследуемого от дискомфорта, вызываемого датчиком первого типа.

2. Правосторонний и левосторонний съем информации

Вопрос, с какой руки – правой или левой – снимать информацию при регистрации фотоплетизмограммы и кожной реакции, является дискуссионным. То, что артериальное давление надо измерять на левой руке ни у кого не вызывает сомнения. Что же касается ФПГ и КР, тут существует несколько мнений – от необходимости установки датчиков только на пальцах правой или левой руки, до обязательного крепления их при съеме КР на левой руке, а ФПГ – на правой. Последний вариант обосновывается тем, что при измерении АД по первому типу манжетка закрепляется на левой руке. Наличие ее частично нарушает кровообращение. Негативные последствия усиливаются еще и постепенно нарастающим отеком руки, что непременно сказывается на амплитуде кривой фотоплетизмограммы.

Для уточнения информативности показателей ФПГ и КР, полученных с левой и правой рук, был рассчитан процент изменений реакции на значимый вопрос по отношению к изменениям на нейтральный (контрольный). Всего проанализировано 98 полиграфных процедур. В 50 случаях наиболее четкими являлись показатели, регистрируемые с левой руки, а в 48 – с правой. В абсолютных величинах различия этих показателей незначительны. Для того чтобы использовать это явление на практике, необходимо разработать методику экспресс анализа индивидуальных особенностей опрашиваемого.

У среднестатистического обследуемого субъекта при предъявлении словесной информации разницы в информативности показателей ФПГ и КР, полученных с правой или левой руки, не обнаружено.

3. Время регистрации психофизиологической информации

Вопросу времени регистрации психофизиологической информации с первых дней становления полиграфа уделялось значительное внимание. На первых этапах время, в течение которого регистрировалась эта информация, составляло 10 секунд. За это время фиксировались все изменения психофизиологических показателей, вызванные реакцией организма на предъявляемые вопросы. Впоследствии в некоторых методиках время их регистрации увеличивалось до 20 секунд и более. Такое резкое изменение связано с некоторыми взаимоисключающими моментами.

Изменение длительности регистрации с 10 до 20 секунд, то есть в два раза, приведет к двукратному увеличению количества сердечных сокращений, дыхательных движений, зарегистрированных в этот период. Казалось бы, чем дольше фиксируются психофизиологические показатели, тем точнее мы определяем реальную частоту пульса, дыхания и т. д. Но реакция организма на ожидание, иногда соизмерима с реакцией на значимый вопрос (рис. 35) и может исказить реальную информацию, полученную при компьютерной обработке. Поэтому оптимальное время между измерениями психофизиологической реакции составляет 10–15 секунд, так как регистрируемые показатели во времени нестабильны.

Рис. 35. Изменение КР на значимый вопрос и стресс «ожидания».

Б – реакция на значимый вопрос; В – реакция, вызванная стрессом ожидания; t¹ – время 30 секунд; А – амплитуда реакции.

Частота пульса меняется даже в состоянии покоя, хотя и в ограниченных пределах, на коротких отрезках времени. Для нас особенно важен характер этих изменений при реакции на значимый вопрос. Если человек совершил преступление, то в норме у него по реакции на стрессовую ситуацию должно произойти кратковременное увеличение пульса, которое затем возвращается к исходному уровню, а в отдельных случаях становится даже ниже.

Время этих изменений определяется важностью значимого вопроса для тестируемого и индивидуальными особенностями его нервной системы. Оценить это в условиях полиграфных проверок практически очень сложно. Более значительное увеличение времени регистрации физиологической информации нецелесообразно еще и потому, что у обследуемого развивается так называемый стресс ожидания. В общих чертах его можно описать так: после предъявления вопроса обследуемый воспринимает информацию, заложенную в нем, оценивает ее с позиций негативных последствий для себя, относительно успокаивается и готовится к восприятию следующего. Если время его предъявления затягивается, то возникает реакция стресса ожидания.

При длительной регистрации фиксируется не только ответная реакция на вопрос, но и изменение общего эмоционального состояния обследуемого в процессе тестирования.

4. Способы обработки психофизиологической информации

Обработкой результатов тестирования решаются две самостоятельные проблемы:

• отбор показателей для дальнейшего анализа;

• использование приемов для получения достоверных результатов.

В целях повышения информативности и надежности, создаются программы, позволяющие исключить из дальнейшей обработки материалы, в которых выявляются противодействия полиграфу, или имеются другие искажения информации (чихание, почесывание и т. п.). Это осуществляется повторением вопросов тестирования или простым удалением искаженных участков записи. На этапе анализа результатов тестирования можно исключать из обработки любые каналы регистрации, менять способы обработки по каждому из них отдельно или вместе. Возможно суммирование любых измерений и получение итогового результата из 3–5 тестов.

Таблица 1

Форма представления результатов тестирования

Фиксируется время задержки ответа обследуемого от начала измерения с учетом знака ответа, причем полуавтоматически. В качестве примера можно рассмотреть таблицу, в которой представлены результаты обработки тестов, используемых в одних из лучших, на наш взгляд, полиграфах типа «Барьер», «Риф», «Крис» (табл. 1). В ней по вертикали слева обозначены вопросы, а по горизонтали – регистрируемые физиологические реакции, выраженные в относительных величинах, знак ответа и время его запаздывания, приводятся статистические показатели. Таблица может быть составлена по одному или по нескольким тестам, количество которых устанавливается самим оператором полиграфа.

Сложность обработки результатов тестирования заключается еще и в том, что приходится оперировать различными величинами. Например, кожное сопротивление измеряется в килоомах, амплитуда фотоплетизмограммы – в милливольтах или кубических миллиметрах. Как сравнить милливольты с килоомами? Метр с килограммом не сравнишь – полный абсурд.

Для решения этой задачи все показатели используемых методик приводят к единой системе измерения, например переводят их в проценты. Для этого все исходные (фоновые) данные принимаются за 100 %. В процессе тестирования полученные результаты физиологических реакций сравниваются с фоном в процентах. Допустим, что исходная средняя амплитуда верхнего дыхания составляла 100 милливольт. Эта величина принимается за 100 %. При реакции на значимый вопрос она увеличилась до 108 mV, то есть на 8 % по сравнению с фоном. Таким образом, от милливольт мы перешли к процентам. Проведя такую же процедуру с показателями кожного сопротивления, мы переведем киллоомы в проценты. Этот способ стандартизации измеряемых величин хорош еще и тем, что все методики как бы уравниваются по динамичности. Например, амплитуда дыхания в фоне составляла 90 mV, а ФПГ – 2 mV, средняя величина этих двух показателей будет равна (90 mV + 2 mV): 2 = 46 mV. Если при реакции на значимый вопрос амплитуда ФПГ увеличится на 100 % и составит 4 mv, а дыхание не изменится, тогда средняя величина будет равна (90 mV + 4 mV): 2 = 47 mV. Таким образом, получается, что по двум реакциям на значимый вопрос она увеличилась всего на 1 mV, то есть на 2 %. Следовательно, 100 %-ое изменение показателя ФПГ, имеющего малую абсолютную величину, как бы растворяется в большой исходной величине (амплитуда дыхания). Способ преобразования измеряемых величин в проценты позволяет устранить это явление, значительно повысив точность конечных результатов.

Что касается методик выявления самих реакций, то здесь существует несколько разных направлений. Одно из них – выявление возможных реакций по уже готовым шаблонам. Они разработаны для каждого канала и имеют список параметров, по которым отслеживается изменение реакций. Информацию несет любое отклонение в кривых, если это не артефакт, вызванный движениями или попыткой противодействия.

Существует метод введения в процесс проверки с использованием нескольких тестов стимуляции, например на имена, при котором обследуемый должен отвечать на все вопросы только словом «нет» (включая и вопрос о собственном имени). Целями этого метода являются установление тех физиологических параметров опрашиваемого, которые при предъявлении значимых вопросов будут изменяться в большей степени, чем при предъявлении фоновых или нейтральных, а кроме того, демонстрация обследуемому возможности выявления скрываемой информации с помощью полиграфа.

При ручной обработке первичные измерения проводятся обычной линейкой или с помощью специально нанесенной координатной сетки. В результате получаются числа, которые затем используются в дальнейшей оценке степени различия между реакциями. В основу положены приведенные ниже приемы получения исходной информации по некоторым каналам (по данным зарубежных источников).

Для ручного измерения и последующего обсчета реакций по каналу дыхания, как правило, берутся 3–4 полных цикла, следующих за ответом (рис. 36), и по ним измеряются два основных параметра: общая длительность и амплитуда каждого дыхательного цикла (измерения проводятся в миллиметрах). Далее цифры, выражающие их значения, складываются и затем общая длительность делится на эту сумму. Формула расчета предельно проста:

где: И – обобщенная информация о дыхании;

n^1–4 – амплитуда дыхательных циклов;

L – общая длительность дыхательных циклов, включая паузы между ними.

Рис. 36. Информативные признаки при ручной обработке кривых дыхания.

h – амплитуда (для расчета используются 3–4 цикла); L – длительность обсчитываемых четырех циклов.

Рис. 37. Информативные признаки при ручной обработке КР.

h – амплитуда; L – длительность.

Для ручного измерения и последующего обсчета реакций по каналу кожной реакции измеряется длительность кривой, а затем ее амплитуда. Далее эти две цифры перемножаются по формуле (рис. 37).

И = L×h

где И – обобщенная информация о реакции КР;

L – длительность реакции;

h – амплитуда реакции.

Для ручного измерения и последующего обсчета реакций по каналу сердечной активности измеряется в основном уровень подъема базовой линии, иногда длительность самой реакции, если пульсограмма получена при помощи манжеты давления (рис. 38). Если она получена при помощи датчика фотоплетизмограммы (рис. 39), измеряются уровень понижения базовой линии, ее длительность, причем для канала давления более информативным параметром может являться амплитуда, а для канала ФПГ – длительность.

Рис. 38. Информативные признаки при ручной обработке кривой пульса, полученной при помощи воздушной манжета АД.

h – амплитуда.

Рис. 39. Информативные признаки при ручной обработке кривой пульса, полученной при помощи датчика ФПГ.

L – длительность волны третьего порядка; h – амплитуда волны третьего порядка; А – максимальная величина волны третьего порядка; Б – минимальная величина волны третьего порядка.

Некоторые специалисты используют для получения обобщенной информации и ряд других признаков (частота пульса, частота дыхания и т. п.), хотя отношение к ним отдельных авторов неоднозначно.

5. Ручные и смешанные методы комплексной оценки полиграмм

В классических чернильно-пишущих полиграфных системах принято регистрировать следующие основные физиологические показатели:

• кожная реакция;

• пульс;

• давление;

• дыхание (грудное и диафрагмальное).

Реакции обследуемого на каждый из вопросов анализируются автономно, а затем в конце теста выводится общий показатель. Также необходимо четко различать собственно саму реакцию, последствия, непреднамеренное искажение и противодействие.

Во время визуального анализа данных оператор просматривает полную кривую полиграммы, затем отдельные ее фрагменты. Выявляются наличие или отсутствие реакций на предъявленные вопросы, случайные артефакты, возможные противодействия со стороны тестируемого. Затем производится их обсчет вручную или с помощью специальных компьютерных программ.

В настоящее время существует несколько разных взглядов на способы сравнения контрольных и значимых вопросов, причем, множество не только мнений, но и обоснований по поводу необходимости использования исключительно того или иного подхода. Например, по мнению Capps and Ansley (1992), имеет смысл сравнивать значимый вопрос с самым сильным контрольным. Некоторые специалисты сравнивают значимый с максимальным (по уровню реакции) контрольным вопросом теста, другие – с самым слабым. Это не может не сказываться, прежде всего, на ошибках в принятии решений. В первом случае мы получаем результат с уклоном в сторону виновности тестируемого субъекта, а во втором – в сторону невиновности.