Понедельник, 18.11.2019, 22:04
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту



Главная » Статьи » Культура. Общество. Психология

СОЗДАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА «АРКТИКА» ДЛЯ ОЦЕНКИ ДОНОЗОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЖИТЕЛЕЙ г. МАГАДАНА И МАГАДАНСКОЙ ОБЛАСТИ

А.В. Харин, И.В. Аверьянова, С.И. Вдовенко, Е.В. Шахов

СОЗДАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА «АРКТИКА» ДЛЯ ОЦЕНКИ ДОНОЗОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЖИТЕЛЕЙ г. МАГАДАНА И МАГАДАНСКОЙ ОБЛАСТИ

Проведена работа по созданию автоматизированного медико-биологического программного комплекса, направленного на оценку донозологического состояния жителей г. Магадана и Магаданской области на основе региональных показателей инвариант нормы функциональных показателей. Создан шаблон отклонений физиологических показателей от
среднеширотной и региональной нормы, позволяющий в автоматическом режиме проводить анализ функциональных резервов организма человека в условиях воздействия экстремальных природно-климатических факторов Северо-Востока России.

Ключевые слова: Северо-Восток, факторы среды, автоматизированный комплекс, функциональные показатели.

 

Природно-климатические условия Северо-Востока России характеризуются выраженным воздействием на организм человека весьма разнообразных абиотических факторов среды: суровым температурным и ветровым режимами, измененной светопериодикой, полугодичным преобладанием снежного покрова, возмущениями магнитного поля и др. [3; 9]. Магаданская область по праву относится к субарктической области и вполне соответствует современным научным представлениям о циркумполярных регионах [12]. Сохранение гомеостаза организма в данной среде «высоких широт» сопровождается «платой» за адаптационный процесс - изменением в работе отдельных органов и функциональных систем. Для быстрого выявления и анализа процессов, происходящих в организме в условиях Севера, была поставлена задача по созданию автоматизированного комплекса «Арктика» для оценки донозологического состояния жителей г. Магадана с выводом протокола скрининг- теста оценки функционального состояния. Для достижения поставленной цели был сформирован ряд задач. В рамках данной работы было запланировано:

1. Создание автоматизированного медико- биологического программного комплекса на основе различных программ, предназначенных для диагностики функционального состояния организма.

2. Выявление наиболее значимых маркерных физиологических характеристик, в полной мере отражающих функциональное состояние организма.

3. Создание шаблонов отклонений от физиологической региональной нормы, создание модели «идеального здоровья жителя Магаданской области».

4. Разработка содержания и структуры протокола скрининг-теста для оценки функционального состояния организма.

Материалы и методы

В соответствии с поставленной целью нами была предпринята попытка создания региональных показателей инвариантов нормы для жителей Магаданской области. Для этого у 1596 юношей (европеоидов в возрасте от 17 до 21 года) было проведено комплексное изучение морфофункцио- нальных показателей, отражающих функциональное состояние организма.

Целью первого этапа НИР являлись формирование и подготовка к опубликованию региональных инвариантов норм функционального состояния организма на основе показателей соматического статуса, показателей сердечно-сосудистой системы, кардиоритма, характеристик функции внешнего дыхания и газообмена. Для разработки инвариантов региональной нормы для физиологических показателей использовался центильный метод. В его основу положен принцип вариабельности, учитывающий процентное распределение частоты встречаемости величины конкретного признака. За норматив принимается 50 % всех значений анализируемой выборки - в пределах с 25 по 75 центиль. Значения в районе от 25 до 50 центиля свидетельствуют о незначительном снижении его относительно региональной нормы, а снижение показателя ниже 10 центиля отражает низкий его уровень. В случае если достигнутая величина показателя превышает порог 75 центиля, это говорит о том, что показатель превосходит средний уровень, а попадание величины в коридор выше 90 центиля свидетельствует о выраженном повышении этого показателя относительно региональной нормы.

Результаты и обсуждение

В результате обработки полученного материала с использованием центильного метода была сформирована база маркерных информативных критериев для оценки функциональных резервов организма в ответ на воздействие экстремальных природно- климатических факторов. В результате проведенных исследований было получено очень большое количество физиологических характеристик, описывающих функциональное состояние обследуемого. Несомненно, что такое их число не может быть представлено в выходном документе оценки функ-ционального состояния, так как такое количество параметров сделает его информационно перегруженным и нечитабельным для самого испытуемого. Для решения данной задачи нами был использован факторный анализ [2], суть которого сводится к тому, что путем проведения статистических манипуляций с массивом физиологических характеристик происходит выявление наиболее информативных критериев, в полной мере отражающих функциональное состояние испытуемого. В результате построения факторной матрицы весь массив изученных характеристик был сведен к этому количеству показателей в таблице.

В дальнейшем для предоставления этих данных на «шаблоне идеального здоровья» мы проводили следующие операции. Как видно из рис. 1, шаблон здоровья представлен 2-мя графиками, где на 1-м из них полученные физиологические характеристики соотнесены с региональной нормой, а на 2-м - со среднеширотной нормой. Для визуализации результатов в графике, на первой картинке полученная фактическая величина представлена в виде отклонения в зону снижения или повышения относительно нормативного коридора. Для референтных значений нормативного коридора были использованы среднеширотные нормативы, представленные в литературе медицинского профиля или в программном обеспечении используемых научно-исследовательских диагностических приборов. Так, для значения индекса массы тела нормативным коридором считалось значение этого показателя от 18 до 25 м2/кг [10]. Для показателя общего содержания жира диапазон равнялся от 15 до 17 % [11]; для систолического артериального давления - от 120,0 до 139,0 мм рт. ст., для диастолического артериального давления - от 80,0 до 89,0 мм рт. ст. [6]; для ЧСС - от 60,0 до 75,0 уд./мин. Для ударного объема - от 60,0 до 80,0 мл [7]; для дыхательного объема - от 380,0 до 540,0 мл [5]; для минутного объема дыхания от 6,7 до 8,8 л [5]; для уровня потребления кислорода (ПО2) - от 233 до 268 мл/мин [5]; для МОС25 % - от 5,1 до 9,4 л/с; для МОС50 % - от 3,4 до 6,6 л/с, для МОС75% - от 1,5 до 3,4 л/с [4]; для «индекса миокарда» - от 12 до 15 % [8]; для стресс-индекса от 70 до 150 усл. ед. [1].

Центильные показатели основных маркерных показателей морфофункционального состояния

В качестве референтных величин шаблона здоровья, соотнесенных с региональными нормативными показатели, были использованы данные центильного анализа, где для коридора от 25 до 75 центиля был присвоен балл, равный 3, для коридора от 10 до 25 и от 75 до 90 центиля балл был равен 2 единицам, и для крайних значений (3-й и 97-й центиль (ниже 10 и 90 центилей) балл равнялся 1. В соответствии с набранными баллами определялся уровень функционального состояния - чем выше набранный балл, тем, соответственно, выше уровень функционального состояния.

В соответствии с описанными референтными значениями коридоров для функциональных показателей для каждой изучаемой физиологической характеристики был установлен диапазон вариации в зависимости от центильного коридора с присвоением соответствующей балльной оценкой.

При получении в ходе исследования показателя индекса массы тела равного менее 18,1 и более 24,4 м2/кг (для общего содержания жира менее 4,0 и более 18,3 %; для длины тела менее 169,5 и более 187,5 см; для САД менее 114,0 и более 141,0 мм рт.ст.; для ДАД менее 63,1 и более 87,0 мм рт.ст.; для ЧСС менее 64,0 и более 103,0 уд./мин; для УО менее 60,6 и более 82,2 мл; для ДО менее 353,6 и более 967,4 мл; для потребления кислорода (ПО2) менее 214,1 и более 517,7 мл/мин; для МОД менее 5,2 и более 13,4 л; для показателя энергозатрат в состоянии покоя менее 1,2 и более 2,7 ккал/мин; для SI менее 24,5 и более 152,3 усл. ед.; для индекса миокарда менее 10,0 и более 17,0 %; для МОС25% менее 7,2 и более 10,8 л/с; для МОС50% менее 4,9 и более 8,2 л/с; для МОС75 % менее 2,7 и более 5,2 л/с) - присваивается балл равный 1, что свидетельствует о выраженном снижении и, соответственно, о выраженном повышении изучаемого показателя. В выходном шаблоне данному показателю присваивается крайняя графа слева и, соответственно, справа с интерпретацией полученного состояния как «выраженное снижение»/«выра- женное повышение» полученного показателя с присвоением красного цвета в шаблоне.

При получении в ходе исследования показателя индекса массы тела от 18,1 до 19,3 м2/кг и от 22,4 до 24,4 м2/кг (для общего содержания жира от 4,0 до 7 % и от 14,0 до 18,3 %; для длины тела от 169,5 до 173,5 см и от 182,5 до 187,5 см; для САД от 114,0 до 120,0 мм рт. ст. и от 135,0 до 141,0 мм рт. ст.; для ДАД от 63,1 до 70,0 мм рт. ст. и от 81,0 до 87,0 мм рт. ст.; для ЧСС от 64,0 до 72,0 уд./мин и от 92,0 до 103,0 уд./мин; для УО от 60,6 до 66,0 и 77,2 до 82,2 мл; для ДО от 353,6 до 512,0 мл и от 801,0 до 967,4 мл; для ПО2 от 214,1 до 272,6 мл/мин и от 415,5 до 517,7 мл/мин; для МОД от 5,2 до 6,7 л и от 10,6 до 13,4 л; для показателя энергозатрат в состоянии покоя от 1,2 до 1,3 ккал/мин и от 2,2 до 2,7 ккал/мин; для SI от 24,5 до 38,0 усл. ед. и от 115,8 до 152,3 усл. ед.; для индекса миокарда от 10,0 до 14,0 % и 15,5 до 17,0 %; для МОС25 % от 7,2 до 7,9 л/с и от 9,7 до 10,8 л/с; для МОС50 % от 4,9 до 5,7 л/с и от 7,2 до 8,2 л/с; для МОС75 % от 2,7 до 3,1 л/с и 4,4 до 5,2 л/с) - присваивается балл равный 2, что свидетельствует о некотором снижении и, соответственно, о повышении изучаемого показателя, и, в выходном шаблоне данному показателю присваивается 2-я и 4-я графа слева и справа с интерпретацией данного состояния как «сниже- ние»/«повышение» полученного показателя с присвоением малинового цвета в шаблоне.

При получении в ходе исследования показателя индекса массы тела от 19,3 до 22,4 м2/кг (для общего содержания жира от 7,4 до 14,0 %; для длины тела от 173,5 до 182,5 см; для САД от 120,0 до 135,0 мм рт. ст.; для ДАД от 70,0 до 81,0 мм рт.ст.; для ЧСС от 72,0 до 92,0 уд./мин; для УО от 66,0 до 77,2 мл; для ДО от 512,0 до 801,0 мл; для ПО2 от 272,6 до 415,5 мл/мин; для МОД от 6,7 до 10,6 л; для показателя энергозатрат в состоянии покоя от 1,3 до 2,2 ккал/мин; для SI от 38,0 до 115,8 усл. ед.; для индекса миокарда от 14,0 до 15,5 %; для МОС25 % от 7,9 до 9,7 л/с; для МОС50 % от 5,7 до 7,2 л/с; для МОС75 % от 3,1 до 4,4 л/с) присваивается балл равный 3 усл. ед., что свидетельствует о нахождении изучаемого показателя в нормативном диапазоне, характерном для данной территории проживания (региональная инварианта физиологических показателей юношей Магаданской области). Данному показателю присваивается центральная графа с интерпретацией данного состояния как - «норма» с присвоением зеленого цвета в шаблоне.

Техническая сторона проекта АПК «Арктика» заключалась в том, чтобы получить доступ к базам данных различных приборов, произвести анализ и расчет результатов в автоматическом режиме, а также произвести визуализацию отклонений от общепринятых нормативов. Интерфейс «АПК "Арктика" - медико-биологический комплекс» был разработан и реализован на языке Delphi (ранее носившем название Object Pascal) в интегрированной среде разработки ПО для Microsoft Windows - Embarcadero DELPHI XE5. Для подключения к различным источникам данных использовался ADO - интерфейс программирования приложений для доступа к данным, разработанный Microsoft (MS Access, MS SQL Server) и основанный на технологии компонентов ActiveX. ADO позволяет представлять данные из разнообразных источников (реляционных баз данных, текстовых файлов и т. д.). Используемый механизм предоставления данных дает возможность без серьезных вмешательств в программный код АПК «Арктика» подключиться к различным базам данных устройств для расширения функционала и информативности шаблона. Масштабируемость шаблона достигается за счет использования библиотеки генератора отчетов FastReport VCL. Отчеты могут не зависеть от приложения, а АПК «Арктика» не требует перекомпиляции при изменении требований к этим отчетам. На рис. 1 редставлено главное окно программы.

Для начала сбора функциональных характеристик нового обследуемого нужно ввести его данные, полностью идентичные тем, что были указаны при обследовании (рис. 2). При добавлении нового обследуемого индекс массы тела рассчитывается автоматически.

После сбора данных и обработки информации доступны возможность редактирования собранных данных и выгрузка шаблона «идеальной модели здоровья» (рис. 3). Таким образом, можно констатировать успешное выполнение поставленной задачи по разработке автоматизированного программно-аппаратного комплекса «Арктика», предназначенного для оценки донозологи- ческого состояния жителей г. Магадана и Магаданской области. В ходе комплексных научно-исследовательских работ было проведено выявление маркерных информативных критериев для оценки функциональных резервов организма в ответ на воздействие экстремальных природно-климатических факторов Северо-Востока России.

Рис. 1. Главное окно программы

Рис. 2. Окно добавления нового обследуемого

Рис. 3. Шаблон «Идеальной модели здоровья»

На основе полученных данных произведена разработка автоматизированного программно-аппаратного комплекса «Арктика», предназначенного для оценки донозологи- ческого состояния жителей г. Магадана и Магаданской области на основе региональных показателей инвариант нормы функциональных показателей. Создан шаблон отклонений физиологических показателей от физиологической нормы - как среднеширотной (общепринятой), так и региональной. В ходе комплексных научно-исследовательских работ было проведено выявление маркерных информативных критериев для оценки функциональных резервов организма в ответ на воздействие экстремальных природно-климатических факторов Северо- Востока России.

Библиографический список

1. Баевский РМ. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации / Р.М. Баевский, Г.Г. Иванов, Л.В. Чирейкин // Уральский кардиологический журнал. - 2002. - № 1. - С. 22-38.
2. Боровиков В.П. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере: для профессионалов / В.П. Боровиков. - СПб. : Питер, 2003. - 688 с.
3. Доршакова Н.В. Особенности патологии жителей Севера / Н.В. Доршакова, Т.А. Карапетян // Экология человека. - 2004. - № 6. - С. 48-52.
4. Клемент Р.Ф. Инструкция по применению формул и таблиц должных величин основных спирогра- фических показателей / Р.Ф. Клемент [и др.]. - М. ; Л. : МЗ СССР, ВНИИ пульмонологии, 1986. - 79 с.
5. Попова О.Н. Характеристика адаптивных реакций внешнего дыхания у молодых лиц трудоспособного возраста, жителей европейского Севера : автореф. дис. ... д-ра мед. наук / О.Н. Попова. - М., 2009. - 39 с.
6. Профилактика, диагностика и лечение артериальной гипертензии. Российские рекомендации (второй пересмотр) // Приложение к журналу «Кардиоваскулярная терапия и профилактика». - М., 2004. - 20 с.
7. Солодков А.С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная / А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб. - М. : Спорт, 2015. - 620 с.
8. Сула А.С. Метод дисперсионного картирования ЭКГ Биофизические основы методы дисперсин- ного картирования / А.С. Сула, Г.В. Рябкина, В.Г. Гришин // Новые методы электрокардиографии / под ред. С.В. Грачева, Г.Г. Иванова, А.Л. Сыркина. - М. : Техносфера, 2007. - С. 369-425.
9. Чеснокова В.Н. Оценка адаптационных возможностей организма студентов на начальном этапе обучения в вузе по данным донозологических исследований в условиях северного региона / В.Н. Чеснокова, И.А. Варенцова, О.А. Голубина // Ученые зап. Орловск. гос. ун-та. - 2010. - № 4. - С. 143-149.
10. Юрьев В.В. Рост и развитие ребенка / В.В. Юрьев, А.С. Симаходский, Н.Н. Воронович, М.М. Хомич. - СПб. : Питер, 2007. - 272 с.
11. De Lorenzo A. Predicting body cell mass with bioimpedance by using theoretical methods: a technological review / A. De Lorenzo, A. Andreoli, J. Matthie P. Withers // Journal of Applied Physiology. - 1997. - V. 82. - № 5. - P. 1542-1558.
12. Snodgrass J. J. Health of Indigenous Circum- polar Populations // Journal Article published. - 2013. - Annual Review of Anthropology - Vol. 42. - №. 1. - P. 69-87.

Источник: Вестник Северо-Восточного государственного университета, 2019. - Вып. 31.


Категория: Культура. Общество. Психология | Добавил: x5443 (22.10.2019)
Просмотров: 31 | Теги: донозологическое состояние | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2019 Обратная связь