Научная статья на тему 'Вычисление индивидуальных норм для оценки функционального состояния человека'

Вычисление индивидуальных норм для оценки функционального состояния человека Текст научной статьи по специальности «Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук»

95
21
Поделиться

Похожие темы научных работ по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук , автор научной работы — Беляев В.Е., Девликанова Е.М., Девликанов Э.О., Слива С.С.,

Текст научной работы на тему «Вычисление индивидуальных норм для оценки функционального состояния человека»

УДК 612.76

ВЫЧИСЛЕНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ НОРМ ДЛЯ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА

В.Е. Беляев, Е.М. Девликанова, Э.О. Девликанов, С.С. Слива

ЗАО «ОКБ «РИТМ», Россия, 347900,Таганрог, ул. Петровская, 99, тел.:(8634) 363-190, факс:36-31-70, stabilan@scenar.com.ru

Уже в одной из первых монографий, посвященных стабилографии, было отмечено, что устойчивость вертикальной позы существенно зависит от состояния нервной системы [1]. В более поздних работах также подтверждалась возможность оценки функционального состояния человека с использованием различных стабилографических показателей.

Для оценки функционального состояния человека в исследованиях, проводимых в интересах ЗАО «ОКБ «Ритм» с 1999 года, используется интегральный показатель качества функции равновесия (КФР) [2,3]. Этот показатель характеризует распределение векторов скорости движения центра давления человека на опорную поверхность стабилоплатформы и является наименее вариабельным по сравнению с другими стабилографическими показателями, например, площадью

статокинезиграммы 8, длиной Ь, скоростью перемещения центра давления V и др.

Проведя около 1000 стабилографических обследований профессионально пригодного летного состава военно-транспортной авиации, нам удалось показать, что закон распределения показателя КФР в различных тестах для совокупности испытуемых подчиняется логарифмически нормальному распределению плотности вероятности (ЛНР).

При формировании индивидуальных норм (коридоров) исходили из предположения, что для индивидуума показатель КФР также подчиняется этому закону, что позволило расширить программное обеспечение 81аЬМЫ2.0 (в версии 2004 г.) для вычисления индивидуальных норм.

Логарифмически нормальное распределение плотности вероятности полностью определяется двумя числовыми параметрами ц и с, которые однозначно связаны с матожиданием тх и дисперсией Вх, вычисляемыми, в свою очередь, по стандартным формулам матстатистики:

тх= хср = — V xi; Вх = —1— V (х - х )2,

х ср N N -1 1

где N - количество значений показателя КФР; х = 100 - КФР.

Связь между параметрами ц, с и вычисленными значениями тх, Бх определяется формулами:

хс

ср

а =

Вх V

1+

хср

1 Вх 1п(1 + “г)

хср

Параметры ц и с определяют плотность вероятности ЛНР:

п г л ,.\2

1

/(х) =-----1= е 2а , где 0 < х < да.

ха 2п

Кривая Дх) показана на рисунке 1, на котором для удобства восприятия на горизонтальной оси показаны не значения х, а значения КФР.

МИС-2004

Модели и методы оценки и коррекции психофизиологического состояния

человека-оператора

0.04

КФР

Рис. 1

Логарифмически нормальное распределение и границы зон

Диапазон возможных значений КФР от 0 до 100% разбивается на 4 интервала точками х1, х2, х3 (рисунок 1). Между точками х1 и х2 находится зона "индивидуальной нормы" (“зеленая” зона). Границы “зеленой” зоны располагаются, как правило, по обе стороны от пика кривой, т.е. моды распределения, которая соответствует наиболее вероятному значению х и вычисляется по формуле:

Хмод = е^2 •

По обе стороны от “зеленой” зоны предусмотрены две “желтые” зоны, или зоны "условной индивидуальной нормы" (от х3 до х2 и от х1 до точки, где КФР равен 100%). “Красная” зона находится слева от точки х3.

В программном обеспечении предусмотрено не назначение границ зон, а назначение вероятностей попадания в интервалы, соответствующие зонам. Назначаются три вероятности:

рзел - вероятность попадания в "зеленую" зону;

ржел1 - вероятность попадания в "желтую" зону справа от “зеленой“ зоны и ржел2 - вероятность попадания в "желтую" зону слева от “зеленой“ зоны.

Назначаемые вероятности соответствуют площадям под кривой Дх) в границах зон (см. раскраску на рисунке 1). Поскольку площадь под всей кривой Дх) равна 1, то вероятность попадания в “красную” зону вычисляется как

ркрасн 1 (рзел + ржел1 + ржел2).

По умолчанию в программе назначаются значения

Рзел = 0.70;

ржел1 — 0.05; ржел2 — °-20,

тогда

ркрасн — 0-05

При необходимости эти значения можно изменить.

Техника вычисления границ зон по назначенным вероятностям состоит в следующем. Вычисляется ряд вероятностей:

р1 — ржел1; р2 — р1 + рзел; р3 — р2 + ржел2.

Затем по таблице функции стандартного нормального распределения находятся числа

V, = Ф(х)-1(р,), г = 1, 2, 3,

1 Л 1 „2

1 Г 2

где Ф(х) = -- I е 2 д.2 - функция стандартного нормального распределения.

л/2п

Границы зон тогда вычисляются по формулам

х = ^ +м. х = eov2 +М. х = eovз +М •Л-1 — с ^ 2 — ^ 3 — "

Чтобы получить значения границ в величинах КФР, надо вычисленные значения х1 отнять от 100.

Выводы

1. Знание индивидуальных норм позволяет осуществлять мониторинг функционального состояния человека и построение индивидуальных “коридоров”.

2. Выход показателей КФР из индивидуального “коридора” свидетельствует об отклонении в здоровье человека до клинического проявления болезни.

3. Индивидуальные “коридоры” позволяют оценивать эффективность различных видов лечения.

ЛИТЕРАТУРА

1 Гурфинкель В.С., Коц Я.Я., Шик М.Л. Регуляция позы человека. М., Наука,

1965.

2 Патент на изобретение № 2165733 РФ МКИ А 61В 5/130, 5/00. Способ оценки общего состояния человека /И.В. Кондратьев, Г. А. Переяслов, С. С. Слива, В .И. Усачев.

3 Айвазян С.А. и др. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных. Справочное издание. М.: Финансы и статистика. 1983, 471с.

УДК 612.014

ПРИМЕНЕНИЕ ФАЗИРОВАННЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК ДЛЯ ОЦЕНКИ И КОРРЕКЦИИ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА

П.В. Хало, И.И. Турулин

В настоящее время широкое распространение получила скальповая электроэнцефалография (ЭЭГ), которая обусловлена в основном синхронным возникновением большого числа микрогенераторов под воздействием синаптических процессов на мембране нейронов и пассивным затеканием внеклеточных токов в области регистрации. К сожалению, это мало отражает реальные процессы, протекающие в мозге.

Мозг окружен четырьмя основными слоями ткани, существенно отличающихся по электропроводности и влиянию на изменения потенциалов. Такая электропроводящая структура существенно уменьшает плотности токов, протекающих в скальпе, и сглаживает локальные неоднородности токов вызванных активностью в центральной нервной системе (ЦНС). Электрически активная площадь, отводимая поверхностными электродами, занимает всего 5-6см2. Это