CC BY
72
Медицинские информационные системы
www.idmz.ru SO4! 3, №1
■■■■
гш
М.Я. ЭЙГЕЛЬ,
к.э.н., доцент, заместитель директора Медицинского информационно-аналитического центра (МИАЦ) РАМН, г. Москва, Россия, eygmaxim@gmail.com П.П. КУЗНЕЦОВ,
д.м.н., профессор, начальник управления информатизации и связи со СМИ РАМН, г. Москва, Россия, ppk@mcramn.ru Н.Б. ПАНКОВА,
д.б.н., чл.-корр. РАЕ, ведущий научный сотрудник лаборатории полисистемных исследований ФГБУ «НИИ общей патологии и патофизиологии» (НИИ ОПП) РАМН, г. Москва, Россия, nbpankova@gmail.com
А.Г. ФЕСЕНКО,
соискатель Института биоэлементологии ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», г. Оренбург, Россия, labpolys@gmail.com М.Ю. КАРГАНОВ,
д.б.н., профессор, заведующий лабораторией полисистемных исследований ФГБУ «НИИ общей патологии и патофизиологии» (НИИ ОПП) РАМН, г. Москва, Россия, mkarganov@mail.ru
ИННОВАЦИОННЫЕ ПОДХОДЫ К СОЗДАНИЮ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАБОЧЕГО МЕСТА (АРМ) СПОРТИВНОГО ВРАЧА
УДК 004.9:616.12-073.97-71:616-072.85
Эйгель М.Я., Кузнецов П.П., Панкова Н.Б., Фесенко А.Г., Карганов М.Ю. Инновационные подходы к созданию автоматизированного рабочего места (АРМ) спортивного врача (Медицинский информационноаналитический центр РАМН, Российская академия медицинских наук, ФГБУ НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН, г. Москва, Россия; ГОУ ВПО Оренбургский государственный университет, г. Оренбург, Россия) Аннотация. Предложен программно-аппаратный комплекс, позволяющий на основе анализа регуляторных процессов в сердечно-сосудистой, дыхательной, психомоторной и других системах организма решить задачу индивидуальной оценки механизмов саногенеза. Данный комплекс способен повысить информативность мониторинговых исследований функционального состояния здоровья спортсменов и может быть использован для создания автоматизированного рабочего места спортивного врача и электронного медицинского паспорта спортсмена.
Ключевые слова: автоматизированное рабочее место; спортивная медицина; мониторинг здоровья; электрокардиография; психофизиологическое исследование
UDC 004.9:616.12-073.97-71:616-072.85
Eygel M.Y., Kuznetsov P.P., Pankova N.B., Fesenko A.G., Karganov M.Yu. Innovative Approaches to the Creation of the Sports Doctor Workstation (Medical Information and Analytical Center of RAMS, Russian academy of medical sciencies, FSBI Institute of General Pathology and Pathophysiology under the RAMS, Moscow, Russia; Orenburg State University, Orenburg, Russia).
Abstract. Propound a hardware and software system that enables to solve the problem is individual evaluation for sanogenesis on the base of the analysis of regulatory processes in the cardiovascular, respiratory, psychomotor and other body systems. This complex is able to improve information monitoring studies of the functional state of the health of athletes and can be used to create a workstation sports doctor and an electronic medical passport athlete. Keywords: workstation; sports medicine; health monitoring; electrocardiography; psychophysiological study.
Задачи медицинского обеспечения высококвалифицированных спортсменов решаются, в первую очередь, в процессе углубленных медицинских исследований, включающих комплекс высокоинформативных диагностических методов,
© М.Я. Эйгель, П.П. Кузнецов, Н.Б. Панкова, А.Г. Фесенко, М.Ю. Карганов, 2013 г.
■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■ 27 ■
“■ и информационные
технологии
Медицинские информационные системы
которые на уровне определения клинических маркеров позволяют выявить степень развития предпатологических или патологических состояний, развивающихся в организме спортсмена в виде долговременной компенсаторной или адаптационной реакции, связанной с напряжением систем, обеспечивающих спортивную деятельность. Эта направленность углубленных медицинских обследований во многом позволяет прогнозировать возможность достижения высокого спортивного результата. Однако возможность его достижения во многом зависит от соответствующего медицинского сопровождения в динамике тренировочного процесса в виде этапного, текущего и оперативного контроля состояния спортсмена, обеспечивающего адекватную организацию тренировок с учетом изменений физической подготовленности спортсмена и функционального состояния его организма.
Оптимальной методикой подготовки спортсменов высшей квалификации является та, которая позволяет достигать интенсивного роста спортивного мастерства при наибольшей сбалансированности отдельных показателей и интегрального уровня функциональных систем, определяющих адаптационные резервы организма спортсмена. Однако границы колебаний показателей гомеостаза спортсменов намного шире, нежели у лиц, не занимающихся спортом, причем достаточно часто различные показатели превышают граничные популяционные и могут трактоваться как предпатологические и патологические. Эти изменения свидетельствуют о более высокой адаптационной емкости организма спортсмена.
Диагностика и коррекция функционального состояния спортсменов должна проводиться с учетом результатов интегральных методов исследования и максимально использовать индивидуально подобранные режимы тренировок, объемы и интенсивность физических нагрузок, циклы соревнований и отдыха. Общепринятым на сегодня, в плане выявления наиболее информативных параметров и мето-
дов обследований спортсменов, является метод моделирования различных сторон подготовленности, основная цель которого — определение и научное обоснование конкретных количественных модельных характеристик функциональной, технико-тактической, психологической подготовленности, при достижении которых данный спортсмен с наибольшей степенью вероятности может выиграть данные соревнования или установить рекорд.
Для организации автоматизированного рабочего места (АРМ) спортивного врача предложен программно-аппаратный комплекс, позволяющий решить не только теоретически важную проблему индивидуальной оценки механизмов саногенеза на основе анализа регуляторных процессов в сердечнососудистой, дыхательной и психомоторной и других системах организма, но и обеспечить эффективную объективную экспертизу целого ряда практико-ориентированных проблем, повышающих информативность мониторинговых исследований функционального состояния здоровья спортсменов. Приборы комплекса обеспечивают одновременное исследование функций регуляции обмена веществ, гуморального иммунитета, сердечного ритма, кровяного давления, легочной вентиляции и психомоторного статуса. Экспертная система выявляет признаки функционального напряжения организма на стадиях, задолго предшествующих функциональной дизрегуляции, являющейся источником большинства донозологических и патологических процессов.
Аппаратная база комплекса включает в себя 3 основных прибора, адаптированных к массовым неинвазивным обследованиям:
— спироартериокардиоритмограф (САКР) предназначен для записи биотоков сердца, непрерывного неинвазивного измерения пальцевого артериального давления (АД), и объемов вдыхаемого и выдыхаемого воздуха; целью комплексной регистрации параметров является анализ состояния резервных возможностей сердечно-сосудистой системы и поли-
28
Медицинские информационные системы
www.idmz.ru SO4! 3, №1
■■■■
гш
системная оценка состояния здоровья по динамике изменения зафиксированных параметров [5]. Сбор информации осуществляется путем непрерывной регистрации биологических параметров, с записями фиксированной длительности (от 75 сек до 5 мин).
— устройство компьютеризированное экспресс-оценки психомоторной активности человека по двигательным тестам (УПМД) предназначено для объективной количественной оценки состояния мозговых структур, осуществляющих программирование, инициацию («запуск»), реализацию и сенсорный контроль двигательной активности человека [4]. В результате выполнения простых двигательных тестов, прибор определяет 25 цифровых параметров движения.
— лазерный корреляционный спектрометр (ЛКС) предназначен для измерения диаметров частиц в растворах, при исследовании сыворотки и плазмы крови, ликвора, мочи и других биологических жидкостей [6]. В основе метода ЛКС лежит регистрация спектральных характеристик монохроматического когерентного излучения в результате светорассеяния при прохождении через дисперсную систему, что позволяет интерпретировать полученные результаты в плане интегральной оценки гомеостаза.
В состав комплекса входит ноутбук, на котором установлена специализированная экспертная система (ЭС) для приема, обработки, анализа баз данных (БД) всех комплексов, объединенных в систему, выработки индивидуальных заключений и рекомендаций. Ядро ЭС образует программа, осуществляющая автоматизированную экспертную оценку результатов обследований, заполнение и ведение общей базы данных. Ее основу составляет реляционная база данных. ЭС позволяет ранжировать в баллах все измеренные показатели в шкале гипо- и гиперфункция с учетом «индивидуальной нормы», вычисленной по частным корреляциям, определить наиболее напряженные системы сано-генеза и выявить источник напряжения. Фор-
маты файлов баз данных всех приборов унифицированы и читаются экспертной системой.
ЭС обеспечивает [1]:
— получение в автоматическом режиме необходимых для физиологической интерпретации параметров электрической активности сердца, сердечного ритма, артериального давления, дыхания, психомоторной деятельности на основе анализа паттернов, спектральных характеристик, переходных процессов, кинематограмм и т.д.;
— архивацию данных исследований для получения поло- и возраст- зависимых статистических закономерностей;
— методики ранжирования параметров физиологических процессов с учетом половых и возрастных популяционных распределений;
— диагностический алгоритм математикобиологической оценки показателей, учитывающий внутри- и межсистемный характер взаимодействий функциональных систем организма (ранжир уровней функциональной достаточности);
— представление результатов многопараметрового саногенетического анализа в понятной для восприятия форме.
Предусмотренное во всех приборах математическое обеспечение позволяет оперативно оценить основные результаты тестов с учетом возраста и пола испытуемого и вести унифицированную с другими приборами базу данных, чем и достигается объединение приборов в единый комплекс. В программное обеспечение введены базы медицинских нормативов параметров, измеряемых данным прибором (если такие нормативы существуют). Это позволяет уже на уровне обследования выявить патологические отклонения в измеряемых параметрах. В случае обнаружения такого рода отклонений оператору предлагается вначале провести повторное обследование для исключения ошибки, а в случае воспроизведения отклонений рекомендовать направить обследуемого к тому или иному медицинскому специалисту.
■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■ 29 ■
“■ и информационные
технологии
Медицинские информационные системы
В составе функциональной схемы ЭС можно выделить пять основных блоков:
— заполнения информации в БД,
— просмотра и редактирования БД,
— статистического анализа данных,
— вывода индивидуальных показателей сбалансированности систем организма в наглядной графической форме,
— вывода групповых показателей в табличной форме.
Блок заполнения информации в БД обеспечивает возможность просмотра баз данных и переноса информации в базу данных ЭС. Через блок просмотра и редактирования осуществляется поиск результатов всех видов обследований в базе данных по фамилии и коду организации и при необходимости их редактирование. Блок статистического анализа предназначен для вычисления центильных границ показателей в выбранной подгруппе обследованного контингента. В блоке вывода индивидуальных показателей осуществляется поиск необходимых данных по фамилии и коду организации, а также вывод динамики результатов обследования в наглядной форме.
Все приборы разрешены Комитетом по новой медицинской технике М3 РФ [6].
С помощью полисистемного саногенетиче-ского мониторинга и разрабатываемого на его основе Электронного Медицинского Паспорта Спортсмена (ЭМПС) возможно решение следующих задач:
1. Исследование и оценка функционального состояния различных систем организма для определения функциональной готовности спортсмена.
2. Своевременное выявление предпатологических состояний и факторов риска, приводящих к развитию патологии у спортсменов.
3. Представление индивидуальных рекомендаций врачам и тренерам по коррекции тренировочных и соревновательных режимов.
4. Не приводящая к развитию патологии мобилизация остаточных адаптивных возможностей организма у спортсменов с ограни-
ченными возможностями (параолимпийское движение).
С помощью предлагаемого программноаппаратного комплекса были обследованы представители различных видов спорта. Так, показано, что в возрасте 13-14 лет по показателям, регистрируемых в состоянии покоя, у неспортивных подростков наблюдается относительное отставание функционального развития систем вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы, по сравнению с юными спортсменами (баскетбол, плавание, спортивные танцы, фигурное катание, таэквон-до) [2]. Это отставание компенсируется к 15-16 годам, но достаточный уровень вегетативной активности достигается путем активации центральных регуляторных механизмов (симпатических и гуморальных), при относительно низком вкладе периферических вагусных и барорефлекторных механизмов. Данное заключение подтверждается результатами оценки реактивности сердечно-сосудистой системы подростков с разным уровнем двигательной активности в функциональной пробе, ограничивающей легочную вентиляцию.
Оценка реактивности показателей сердечно-сосудистой системы и нейровегетативной регуляции у девушек-регбисток в функциональной пробе с увеличением «мертвого» дыхательного пространства выявила, что статистические значимые изменения происходят только в показателях, отражающих активность симпатической нервной системы [3]. Характер этих изменений свидетельствует о повышении устойчивости организма к нагрузочной пробе, имитирующей последствия физической нагрузки.
Таким образом, предложенный программноаппаратный комплекс позволяет на основе анализа регуляторных процессов в сердечнососудистой, дыхательной, психомоторной и других системах организма решить задачу индивидуальной оценки механизмов саноге-неза. Данный комплекс способен повысить информативность мониторинговых исследований функционального состояния здоровья
30
Медицинские информационные системы
www.idmz.ru SO4! 3, №1
■■■■
гш
спортсменов и может быть использован для создания автоматизированного рабочего места спортивного врача и электронного медицинского паспорта спортсмена.
Работа проводилась при финансовой поддержке Министерства образования и науки
Российской Федерации, в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» и госконтракта №07.514.11.4124 на выполнение научно-исследовательских работ от 31.05.12.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алчинова И.Б, Архипова Е.Н, Афанасьева Е.В., Лебедева М.А, Хлебникова Н.Н. Практическое руководство по инструментальному саногенетическому мониторингу [Под ред. М.Ю. Кар-ганова]. — М.: МИОО, 2012. — 96 с.
2. Панкова Н.Б., Богданова Е.В., Любина Б.Е., Назаркина Н.И., Архипова Е.Н., Карга-нов М.Ю. Влияние двигательной нагрузки на возрастную динамику функционального созревания вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы подростков//Физиология человека. — 2009. — Т. 35. — № 3. — С. 64-73.
3. Панкова Н.Б, Фесенко А.Е, Алчинова И.Б., Архипова Е.В., Карганов М.Ю. Результативность выполнения функциональной пробы с увеличением «мертвого» дыхательного пространства у спортсменов разного квалификационного уровня//Валеология. — 2011. — № 1. — С. 34-40.
4. Пивоваров В.В. Компьютеризированный измеритель движений//Мед. техника. — 2006. — № 2. — С. 21-24.
5. Пивоваров В.В. Спироартериокардиоритмограф//Мед. техника. — 2006. — № 1. — С. 38-41.
6. Сборник нормативно-методических документов по оценке влияния образовательных технологий на здоровье детей и подростков [Под ред. Н.Н.Хлебниковой, И.Б.Алчиновой]. — М.: МИОО, 2010. — 160 с.
С места событий
------------------------------------------------f
СЕРИЯ СЕМИНАРОВ, ПОСВЯЩЕННАЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ МЕЖДУНАРОДНОГО ОТКРЫТОГО СТАНДАРТА OPENEHR КАК ОСНОВЫ СИСТЕМЫ ИНТЕГРИРОВАННОЙ МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
5-7 февраля в Москве прошла вторая часть цикла семинаров, посвященных использованию международного медицинского открытого стандарта управления, хранения и обмена электронными медицинскими картами (openEHR). Организаторами семинара являются Департамент информационных технологий города Москвы совместно с компанией IBS.
Первая часть серии семинаров была посвящена применению медицинского стандарта openEHR, который лег в основу Системы интегрированной медицинской информации как части Единой медицинской информационно-аналитической системы (ЕМИАС) города Москвы. Целью семинара было не только обучение отечественных специалистов методологическим и практическим аспектам использования openEHR для предоставления медицинской информации, но и обсуждение мирового опыта в данной области.
Второй семинар был посвящен использованию инструментария openEHR для клинического моделирования и управления жизненным циклом архетипов и медицинских документов. Докладчиками были британские разработчики и ведущие консультанты медицинского стандарта openEHR Иан Макниколл и Томас Биль.
■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■■■ ■ ■ ■ ■ ■ ■■■ ! п ■■ ■ ■ ■■■ ■■ ■■ ■ ■ ■ ■■■ ■■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■■ ■ ■
