Содержание к диссертации
Введение 4
1. ОБЗОР МЕТОДОВ й СРВДОТВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОРРЕКЦИИ СОСТОЯНИЯ ОПОРНО-ДЩГАШЬНОІО АППАРАТА ЧЕЛОВЕКА В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ 9
1.1. Экспериментальные методы определения биомеханических и физиологических параметров, характеризующих состояние опорно-двигательного аппарата человека 9
1.2. Методы оценка качества функционирования биотехнических систем типа "человек - протезно-ортопедическое изделие" 19
1.3. Постановка задачи оценки, исследования и коррекции состояния опорно-двигательного аппарата человека в норме и при патологии 34
2. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПЕРАТИВНОЙ ОЦЕНКИ И КОРРЕКЦИИ СОСТОШИЯ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ЧЕЛОВЕКА В НОРМЕ ПРИ ПОЛЬЗОВАНИИ 42
2.1. Информационная модель и структура биотехнической измерительно-вычислительной и управляющей системы протезно-ортопедического назначения 44
2.2 Формирование критериев оценки состояния опорно-двигательного аппарата человека 56
2.3. Ранжирование критериев оценки состояния опорно-двигательного аппарата человека 64
2.4 Сравнение многокритериальных оценок состояния опорно-двигательного аппарата человека
2 5 Использование многокритериальных оценок я результатов их сравнения для выработки управляющих воздействий на БТС 32
3 1 Техническое описание средств съема биомеханической информации 36
3.2. Структура измерительно-вычислительное и управляющего комплекса 33
3.3. Структура пакета прикладных программ ЮЗ
4.1. Методика проведения лабораторных исследований ПО
4.2. Результаты исследования и оценки состояния опорно-двигательного аппарата человека в норме П4
4.3. Результаты обработки информации от экспертов об относительной важности критериев и о взаимосвязи корректирующих воздействий с биомеханическими параметрами 22
4.4. Результаты исследования, оперативной оценки и коррекции состояния ОДАЧ при различных видах патологии 133
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 159
ВЫВОДА 163
УКАЗАТЕЛЬ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 165
ПРИЛОЖЕНИЕ
Введение к работе
Вопросы объективной оценки состояния опорно-двигательного аппарата человека в норме и при патологии приобрели в последнее время первостепенное значение в связи с реализацией планов по созданию высокоэффективных и функциональных средств протезно-ортопедической помощи населению с применением новейших достижений современной науки и техники,
В связи с этим возникают две задачи. Первая - это задача оперативной оценки и коррекции состояния опорно-двигательного аппарата человека (0Д№ путем подгонки протезно-ортопедических изделий или дополнительной подготовки человека. Вторая связана с необходимостью сравнивать функциональность различных конструкций протезно-ортопедических изделий. Успешное решение обеих задач требует как обеспечения оценки состояния ОДА., так и возможности сравнения этих оценок.
При оперативной оценке состояния ОДА возникает необходимость обработки большого объема биомеханической и физиологической информации. Эта задача в принципе не может быть решена без применения соответствующих математических методов и средств вычислительной техники»
Поэтому для обеспечения исследований состояния опорно-двигательного аппарата человека, его оценки, выбора корректирующих воздействий и сравнения различных состояний ОДАД необходима как -адаптация существующих методов, так и разработка новых подходов, а также разработка и применение необходимых устройств съема и обработки информации.
Для решения поставленных задач с точки зрения методологии возможны два подхода, наиболее распространенных в настоящее время в различных научно-технических приложениях. Один из этих подходов хорошо разработан, известны области его приложения, достоинства и недостатки. Он основан на построении закрытой математической модели функционирования изучаемой системы. При этом сравнение идет по параметрам модели для эталона "нормы" и патологии. Данный подход, применительно к биотехническим системам типа "человек-протез" описывается законами классической механики и использует известные в аналитической механике методы /10, 11,22,24,79/.
Другим подходом, развиваемым в настоящей работе, является подход, аналогичный задачам медицинской диагностики, когда по набору определенных признаков реальной системы сравниваются различные объекты или различные состояния объектов.
Принятым подходом является метод многокритериальной оценки и принятия решения, введенный В.Парето и развитый далее В.В.По-диновским, Р.Л.Кани и др. Многокритериальные оценки содержат достаточно полную информацию о состоянии рассматриваемых систем.
В диссертации рассматривается метод многокритериальной оценки и сравнения состояний 0ДА.Ч в норме и при пользовании протезно-ортопедическими изделиями. При исследовании и оценке естественно сравнивать каждое состояние О ДАЧ со среднестатистической "нормой" при выполнении однотипных двигательных задач. На этом подходе и основан разработанный в работе метод формирования минимизируемых локальных критериев, как степени приближения к среднестатистической "норме". Теоретическая реализация предлагаемого подхода требует также ранжирования сформированных критериев и обеспечения сравнения многокритериальных оценок для выбора наилучшей. При сравнении последних используются усиленный метод Парето и метод минимакса.
Адаптация существующих методов и разработка новых подходов позволила разработать алгоритм, обеспечивающий поддержку принятия решения врачом в процессе оценки и выбора вида корректирующих воздействий на пациента.
При решении всех этих вопросов необходимо обработать большое количество информации, характеризующей состояние 0ДА.Ч.
Для обеспечения исследований на современном экспериментальном уровне был разработан и создан проблемно-ориентированный измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) электронной аппаратуры на базе микро-ЭВМ. Комплекс аппаратуры совместно с разработанной методикой был успешно применен при практическом исследовании состояния ОДАЯ в норме и при пользовании различными протезно-ортопедическими изделиями. Разработаны алгоритмы и программы для решения поставленных задач Определены на основе знаний опытных врачей-экспертов виды корректирующих воздействий во взаимосвязи с рассматриваемым биомеханическим параметром для различных групп испытуемых.
Настоящая работа содержит введение, четыре главы, заключение и выводы.
Первая глава представляет собой краткий обзор существующих методов исследования и оценки состояния опорно-двигательного аппарата человека.
Во второй главе разрабатываются методы оперативной оценки и коррекции состояния опорно-двигательного аппарата человека в "норме" или биотехнической системы "человек-протезно-ортопедическое изделие". В основу положен метод многокритериальной оцен ки и формализованных процедур поддержки принятия решений. Раскрываются вопросы построения и ранжирования критериев. Рассматриваются особенности применения методов сравнения многокритериальных оценок с учетом относительной важности критериев. Разработана алгоритмическая процедура взаимодействия врача с комплексом электронной аппаратуры в процессе оценки ж коррекции состояния ОДА.
В третьей главе описываются средства съема биомеханической информации и работа с ниш, структура и функционирование разработанного измерительно-вычислительного комплекса (ИНК) для исследования, оперативной оценки и поддержки принятия решения при коррекции состояния опорно-двигательного аппарата человека» Приводится структура пакета прикладных программ, разработанных для обеспечения функционирования ИЖ.
В четвертой главе представлены результаты экспериментального исследования состояния опорно-двигательного аппарата человека в норме и при пользовании протезно-ортопедическими изделиями (ПОИ), Обосновывается выбор исследуемых биомеханических параметров и дается описание методики. Исследуется закон распределения параметров в "норме", значения множества локальных критериев для среднестатистической норш. Приводятся результаты обобщения экспертных мнений по поводу относительной важности локальных критериев и по взаимосвязи биомеханических параметров с видом корректирующих воздействий для различных контингентов обследуемых. Рассматриваются результаты оценки, коррекции и последовательного улучшения состояния ОДA при пользовании протезно-ортопедическими изделиями.
