Содержание к диссертации
Введение
Глава I Некоторые подходы к оценке здоровья, адаптационного потенциала организма и риска развития артериальной гипертензии у студентов вуза
Глава II Характеристика обследованного контингента, специальные методы исследования, используемые в работе
Глава III Разработка информационно-аналитической системы мониторинга здоровья студентов высшей школы
Глава IV Развитие артериальной гипертензии у студентов: опыт прогнозирования риска с использованием данных о вариабельности ритма сердца
Глава V Разработка способа оценки адаптационного потенциала организма в молодом возрасте
Заключение 90
Выводы 95
Практические рекомендации 97
Список литературы 98
Приложение
- Некоторые подходы к оценке здоровья, адаптационного потенциала организма и риска развития артериальной гипертензии у студентов вуза
- Характеристика обследованного контингента, специальные методы исследования, используемые в работе
- Разработка информационно-аналитической системы мониторинга здоровья студентов высшей школы
- Развитие артериальной гипертензии у студентов: опыт прогнозирования риска с использованием данных о вариабельности ритма сердца
Введение к работе
Сохранение и укрепление здоровья учащейся молодежи являются приоритетными задачами общества и государства [А.Г. Ильин и др. 1999; Л.А. Щеп-лягина, 2002]. На состояние здоровья подрастающего поколения оказывает влияние сложный комплекс разнообразных факторов [Е.П. Усанова, 1999], среди которых особое место принадлежит учебной нагрузке [А.Г. Ильин и др., 1999; А.П. Спицин, 2007], связанной с интенсивной умственной деятельностью, нарушением режима труда и отдыха, гиподинамией, психоэмоциональным напряжением, стрессовыми ситуациями. В этой связи во многих странах мира студенчество, как социальная группа, подверженная опасности развития многих болезней, выделено в отдельную группу риска. Следует отметить, что наблюдающаяся интенсификация учебной нагрузки в сочетании с ухудшающимися в 90-е годы XX века социальными, экологическими и экономическими условиями привели к тому, что на сегодня лишь 9 % выпускников общеобразовательных учреждений России могут быть признаны здоровыми [Т.П. Калашникова и др., 2001], а распространенность среди молодежи разнообразных болезней и функциональных расстройств превышает 50 % [О.В. Шарапова и др., 2004].
В последние годы Президент и Правительство Российской Федерации уделяют все больше внимания проблемам здоровья подрастающего поколения. В стране приняты и действуют национальные проекты «Здоровье» и «Образование». Вместе с тем, реализация планов укрепления здоровья молодежи до сих пор сталкивается со многими трудностями. Указанные трудности связаны с необходимостью контроля за профилактическими и лечебными мероприятиями, упорядочением потоков информации о здоровье обследуемых групп населения, обеспечением активного вызова больных для очередного осмотра и лечения и т. д. Эти мероприятия невозможно проводить без создания единой системы мониторинга и управления, обеспечивающей интеллектуальную поддержку врача-организатора. В этой связи следует признать информатизацию перспективным
направлением развития здравоохранения [Ю.В. Михайлова^ Г.С. Лебедев, 2006; В.К. Тасников и др., 2006; Л.А. Сковердяк и др., 2007]. При этом для молодого возраста необычайно важны не просто констатация наличия заболеваний;, а прогноз и определение риска развития таковых, оценка уровня адаптационных возможностей организма.
Среди преимуществ, которые наблюдаются при использовании во вра-т чебной практике информационных технологий, можно выделить следующие: возможность поиска и оперативного контроля информации, уменьшение числа ошибок, возможность быстрого получения необходимых отчетов, увеличение скорости работы с медицинской информацией, экономия времени и затрат на ее обработку и т. д.. [В.Ф; Мартыненко, 2006; Г.С. Лебедев, 2006]
Надо сказать, что большинство из имеющихся на сегодня программных продуктов, касающихся анализа общественного здоровья, ориентированы в, первую очередь на учет уже имеющихся заболеваний [И.А. Красильников, ЗЛ?і Усеинов; 1998, ВЛС Гасников и др., 2006; А.А. Бабко и др., 2007]. Между тем; качество здоровья молодых детерминировано в первую очередь способностью к адаптации и необходимостью определения потенциального риска развития того или иного заболевания. [P.M. Баевский и др., 1999, 2001; С.Б; Пономарев, 2000];
В этой связи возникает проблема необходимости разработки как методов оценки адаптационных ресурсов организма, так и методов прогнозирования развития заболевания применительно к самым начальным его стадиям. Естественно, что проводить такое прогнозирование и принимать соответствующие профилактические меры необходимо как можно раньше, в частности — во время учебы в школе или институте [P.M. Баевский; 1999].
'' Известно, что прогнозирование состояний на грани нормы и патологии относится к числу наиболее приоритетных проблем современной профилактической'медицины. При этом превентивному принципу в последние десятилетия уделяется все большее внимание [А.А. Баранов, 1995; Н.П. Соболева, Л.А. Сковердяк, 2006; С.Л. Гусева и др., 2007]. Однако несмотря на всю значимость и ак-
туальность этой проблемы, большинством авторов признается, что она разработана на сегодня явно недостаточно. Так, до последнего времени вопросы медицинского прогнозирования рассматривались преимущественно в связи с прогнозами течения и исхода уже имеющихся заболеваний.
Одной из значительных проблем здоровья подрастающего поколения является высокая распространенность артериальной гипертензии (АГ), вопросы диагностики, профилактики и лечения которой являются актуальными в связи с его тяжелыми жизнеугрожающими последствиями. Доказано, что ведущим фактором возникновения и прогрессирования АГ являются значительные эмоциональные и умственные перегрузки, которыми сопровождается процесс обучения в вузе [Э.М. Казин и др., 1999; В.А. Бароненко и др., 2003; А.В. Смирнов, 2003; СВ. Булатецкий, 2003; А.П. Спицин, 2007]. Адаптация к комплексу условий, специфичных для интенсивного обучения, представляет собой сложный социально-психофизиологический процесс и сопровождается напряжением компенсаторно-приспособительных систем организма, способствующим развитию AT [N.I. Shlyk et al., 1998; N.I. Shlyk, E. Sapoznikova, 1998; И.Н. Гаврилова, Н.П. Горбунов, 2003]. В состоянии умеренного и выраженного стресса, обусловленного учебой, находятся, по разным данным, от 20 % до 32 % учащихся [M.S. Silvetti et al., 2001; A.A. Шеломатов, Л.Ф. Игнатова 2003]. «Гипертензив-ные состояния» (т. е., по существу, «предболезнь» ГБ) наблюдаются при этом примерно у половины исследуемых [А.А. Шеломатов, Л.Ф. Игнатова, 2003]. На сегодня представляет значительные сложности определение риска развития АГ и выработка долгосрочного прогноза в отношении динамики АД. Представляется, что в качестве интеллектуальной поддержки врача в решении проблемы могут выступить современные технологии «искусственного интеллекта», в частности — построение искусственной нейронной сети.
Цель работы: научное обоснование и создание информационно-аналитической системы мониторинга здоровья студентов с разработкой новых
методов оценки адаптационного потенциала организма и определения риска развития артериальной гипертензии.
Задачи исследования
Научно обосновать и создать информационно-аналитическую систему мониторинга и оценки здоровья студентов высшей школы.
Разработать систему оценки риска развития артериальной гипертензии у студентов вуза.
Оценить состояние здоровья студентов, оздоравливаемых в санатории-профилактории Ижевского государственного технического университета.
Разработать новый метод определения адаптационного потенциала организма молодого человека, удовлетворяющего требованиям надежности, доступности и простоты в выполнении.
Внедрить указанные методы в практическую деятельность медицинских подразделений вуза.
Научная новизна. Впервые была создана информационно-аналитическая система (ИАС) мониторинга здоровья учащихся вуза с применением разработанного в Ижевском государственном техническом университете (ИжГТУ) оригинального концептуального подхода, использующего передовые информационные технологии - систему управления ресурсами предприятия (ERP-систему) (акт внедрения № 01/1412). Автором использовались методы оптимизации с применением генетических алгоритмов на основе положений теории нечеткой логики - аппарат искусственных нейронных сетей. Доказана высокая информативность разработанной системы мониторинга здоровья студентов, определения риска артериальной гипертензии и оценки адаптационного потенциала организма. Доказана связь между особенностями формирования АГ в молодом возрасте и индивидуальным типом вариабельности сердечного ритма (ВСР). Разработан и апробирован на практике новый индекс оценки адаптационных ресурсов организма (патент на изобретение № 2248747 от 27.03.2005 г.) Оценено состояние здоровья студентов, оздораливаемых в санатории-профилактории
ИжГТУ, разработан алгоритм оздоровительных мероприятий. Продемонстрирована возможность эффективного применения информационных технологий в медицинской практике.
Практическая значимость работы
Разработанная информационно-аналитическая система мониторинга здоровья студентов может быть использована для динамической оценки валеоло-гической ситуации в среде студенчества, обеспечения управления, обратной связи и принятия решений при анализе здоровья студентов. Ведение единой электронной базы помогает в обеспечении профилактических и лечебных мероприятий в медицинских подразделениях вуза.
Модуль данной системы, использующий аппарат искусственной нейронной сети, может быть применен для определения адаптационного ресурса организма и риска развития АГ в условиях студенческой поликлиники. Использование системы мониторинга артериального давления (АД) и ряда клинических параметров позволяет идентифицировать лиц, склонных к повышению АД, и проводить своевременные лечебные и профилактические мероприятия. Разработанный новый индекс оценки эффективности гемодинамики может быть использован для анализа адаптации организма молодого человека. Предложенный алгоритм оздоровительных мероприятий может быть применен в условиях специализированного студенческого санатория.
Положения, выносимые на защиту
1. Использование созданной информационно-аналитической системы по
зволяет обеспечить динамическую оценку валеологической ситуации в среде
студенчества, управление, обратную связь и принятие решений при анализе
здоровья студентов.
2. Разработанный алгоритм обследования и модуль информационно-
аналитической системы, определяющий склонность к развитию артериальной
гипертензии, повышают эффективность работы студенческой поликлиники.
Для определения тенденции к повышению артериального давления у лиц молодого возраста целесообразно использование аппарата «искусственного интеллекта» — искусственной нейронной сети.
Новый метод оценки адаптационного потенциала организма молодого человека.(патент на изобретение № 2248747 от 27.03.2005) повышает качество диагностики в условиях студенческой поликлиники.
Разработанный алгоритм оздоровительных мероприятий целесообразно применять в работе специализированного студенческого санатория.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на Российском национальном конгрессе кардиологов «От исследований к стандартам лечения» (Москва, 2003), III Международном симпозиуме «Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение» (Ижевск, 2003), I Конгрессе кардиологов, стран ЄНГ (Москва, 2003), научно-практической конференции «Пути снижения заболеваемости и смертности от сердечнососудистых заболеваний» (Москва, 2003), IV Международном симпозиуме «Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия» (Санкт-Петербург, 2004), X Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов*(Мо-сква, 2004), Российском национальном конгрессе кардиологов «Российская кардиология: от центра к регионам» (Томск, 2004), V Международном симпозиуме «Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия» (Санкт-Петербург, 2006), Российской научно-практической конференции с международным участием «Развитие информационных технологий и проблемы-управления здоровьем и здравоохранением» (Ижевск, 2006), научно-практической конференции? «Проблемы энерго- и ресурсосбережения» и охраны окружающей среды» (Ижевск, 2007), круглом столе «Медицинские информационные технологии» (Ижевск, 2007), на совместных клинических конференциях сотрудников кафедр госпитальной терапии, внутренних болезней и военно-полевой терапии, кафедры терапии с курсом поликлинической терапии факультета последиплом-
ной подготовки Ижевской государственной медицинской академии, заседаниях кафедр «Информационные системы» и «Инженерная экология» ИжГТУ.
Внедрение в практику. Результаты исследований внедрены в практику работы медицинских подразделений ИжГТУ (акт внедрения № 01/1411): Методические рекомендации «Информационно-аналитическая система «Электронная поликлиника», содержащие ряд выводов из настоящей работы, рекомендованы к внедрению в практику лечебно-профилактических учреждений Министерства здравоохранения Удмуртской Республики. Основные положения диссертации используются в учебном процессе и в научно-исследовательской деятельности на кафедрах «Информационные системы» и «Инженерная экология» ИжГТУ (акт внедрения № 01/1415 и акт внедрения № 01/1412).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 18 работ (в том числе 1 монография, 7 работ в реферируемых ВАК изданиях), получен* патент на изобретение.
Объем и структура работы. Объем диссертации - 130 страниц. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, приложения, содержит 24 таблицы, 20 рисунков. Список литературы содержит 263 наименования (183 отечественных и 80 зарубежных изданий).
Некоторые подходы к оценке здоровья, адаптационного потенциала организма и риска развития артериальной гипертензии у студентов вуза
Не вызывает сомнения, что сохранение и укрепление здоровья учащейся молодежи является приоритетной социальной задачей государства [А.Г. Ильин и др. 1999; Л.А. Щеплягина, 2002]. Известно, что на здоровье молодых людей оказывает влияние сложный комплекс социально-экономических, социально-гигиенических, экологических и других факторов [Е.П. Усанова, 1999], среди которых важнейшая роль принадлежит учебной нагрузке [А.Г. Ильин и др. 1999]. Следует особо отметить, что в последние годы отмечается интенсификация учебного процесса в результате существенного обновления содержания образования, форм и методов обучения и т. д. В современных условиях учебная деятельность часто бывает не адаптирована к особенностям развития и состояния здоровья учащихся, что создает предпосылки дальнейшего ухудшения здоровья молодых людей [Е.П. Усанова, 1999].
Данные статистики свидетельствуют, что лишь 9 % выпускников общеобразовательных учреждений могут быть признаны здоровыми [Т.П. Калашникова и др., 2001]. По данным Всероссийской диспансеризации (2002), наибольшую распространенность в период обучения получают функциональные расстройства [О.В. Шарапова, 2004]. Среди них ведущая роль принадлежит эндокринным нарушениям и расстройствам питания, патологии сердечнососудистой и костно-мышечной системы [А.Г. Ильин и др., 1999]. Последние 10 лет отмечены стремительным ростом нарушений ритма сердца, детской и подростковой гипертензии [В.Р. Вебер, А.Н. Бритов, 2002].
Следует особо подчеркнуть, что студенческий возраст — это не только хронологический период роста, развития и качественных изменений в организме, это еще и время активной учебы, получения и закрепления информации об окружающем мире [А.Г. Ильин, 1999; М.А. Негашева, Т.А. Мишкова, 2005]. В связи с этим во всем мире студенты и школьники выделяются в качестве группы повышенного риска, так как в этом возрасте они чаще страдают различными соматическими заболеваниями и нервно-психическими расстройствами [В.Н. Соловьев, 2004]. Как отмечает В.Н. Соловьев [В. Н.Соловеьев, 2005], здоровье и обучение взаимосвязаны и взаимообусловлены. При этом наблюдается прямая положительная корреляция между продуктивностью обучения и здоровьем обучаемого. Разработка проблем укрепления здоровья студентов и школьников имеет исключительное значение не только в теоретическом, но и в практическом аспекте: установление гармонической связи между процессом обучения и здоровьем обеспечивает не только ценность конечной цели обучения, но также в значительной мере способствует становлению молодого человека как личности, обуславливая успешность его дальнейшей жизненной судьбы. Последние годы отмечены повышением внимания общества к здоровью молодежи. В стране принят ряд законодательных актов, действуют национальные программы «Здоровье» и «Образование». Вместе с тем, реализация системы мер по оздоровлению учащейся молодежи сталкивается со значительными трудностями. Не в последнюю очередь эти трудности связаны с организацией мониторинга здоровья подрастающего поколения, обеспечения контроля за профилактическими и лечебными мероприятиями, необходимостью упорядочения потоков информации о здоровье населения и т. д. [А.П. Берсенева, 1991; В.К. Гасников, 2003].
Таким образом, актуализируется проблема информатизации здравоохранения, возрастает потребность в автоматизации основных функций врача-организатора, возникает необходимость в создании средств интеллектуальной поддержки принятия решений врача [В.А. Княжев, К.В. Судаков, 2002; Г.И. Назаренко и др., 2005; М.М. Эльянов, 2002, 2005]. Среди преимуществ, которые наблюдаются при использовании во врачебной практике информационных технологий, можно отметить возможность поиска и оперативного контроля информации, получения необходимых отчетов, увеличение скорости работы с медицинской информацией, снижение числа ошибок, экономию времени и ресурсов и т. д. [В.Ф. Мартыненко, 2006; Г.С. Лебедев, 2006].
В этой связи следует особо отметить, что существующие на сегодня-программные, продукты, посвященные анализу общественного здоровья, ориентированы в первую очередь на учёт уже имеющихся заболеваний и зачастую не предполагают обратной связи с анализируемой системой [И.А. Красильников, Э.Р. Усеинов, 1998; В.К. Гасников и др., 2006; А.А. Бабко, и др., 2007]. Между тем, качество здоровья молодых определяется в первую очередь способностью к адаптации и возможностью определения потенциального риска развития того или иного заболевания [P.M. Баевский, 1997, P.M. Баевский, 1999, СБ. Пономарев и др., 2000]. При этом переход от здоровья к болезни, от нормы к патологии справедливо рассматривается многими авторами как ряд последовательных стадий процесса адаптации, одним из возможных исходов; которого может быть «срыв» адаптационного механизма,и развитие заболевания. Именно в области состояний, которые условно могут быть названы донозологиче-скими [P.M. Баевский; 1979], формируются будущие болезни, являющиеся по своей сути следствием истощения адаптационных механизмов. Данная система научных воззрений (в основу которой легли такие фундаментальные концепции, как теория адаптации Г. Селье, учение И.П. Павлова, теория функциональных систем А.К. Анохина, положения медицинской кибернетики w системного анализа) в-течение многих лет развивается в нашей стране талантливой плеядой отечественных ученых..
Теория F. Єелье [Н. Selye, 1956; Г. Селье, 1960] об общем- адаптационном синдроме объясняет характер адаптационных реакций и обосновывает ведущую роль истощенияфегуляторных систем при стрессе в развитии патологических процессов [ S. Julius, 1985]. При этом по анализу фазности сердечного ритма можно судить об уровне активации регуляторных механизмов, связанных с ответом организма на дистрессовое воздействие путем активации многочислен 16 ных регуляторних механизмов с вовлечением в первую очередь симпатоадре-наловой и гипофизарно-надпочечниковой систем [A. Herd, 1991, М. Hirch et al., 1995; Р.М. Баевский, 2002].
Характеристика обследованного контингента, специальные методы исследования, используемые в работе
В ходе выполнения работ было обследовано 483 человека. Это студенты различных курсов Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ) и школьники старших классов ряда школ г. Ижевска. Работы проводились на основе информированного согласия испытуемых, в соответствии с международными этическими требованиями ВОЗ (правила GCP - Good Clinical Practice), предъявляемыми к медицинским исследованиям с участием человека (Женева, 1993).
При создании информационно-аналитической системы мониторинга здоровья студентов вуза было обследовано 226 человек (средний возраст — 18,5±0,8 лет, 110 юношей, 116 девушек, все обследованные - студенты ИжГТУ, оздоравливаемые в санатории-профилактории ИжГТУ). Было обследовано 20 студентов первого и второго годов обучения , 68 человек третьего года обучения, 92 и 46 человек четвертого и пятого годов обучения. Молодые люди прошли осмотр окулиста, невропатолога, терапевта, психолога, гастроэнтеролога. Результаты обследования представлены в таблице 2.1.
Как видно из таблицы, среди обследованных студентов отмечается высокий процент нарушений осанки и болезней позвоночника. Очень велика доля вегето-сосудистой дистонии, особенно протекающей по гипертоническому типу. Эти студенты относятся к группе риска развития артериальной гипертензии. Весьма широко представлена неврологическая патология и заболевания глаз — миопия различной степени, ангиопатия сетчатки. Обращает на себя внимание достаточно высокая распространенность неврозов и заболеваний желудочно-кишечного тракта. При этом наблюдается наличие у одного и того же студента сразу нескольких болезней. В целом полученные данные свидетельствуют о высокой распространенности у молодых людей различных заболеваний и функциональных расстройств, что свидетельствует о важности разработки системы профилактических и лечебных мероприятий.
Для создания информационно-аналитической системы «Электронная поликлиника ИжГТУ» использовались средства Borland Delphi 7.0, а также СУБД MS SQL Server 2000 - реляционная система управления базой данных (СУБД), использующая язык Transact-SQL. Система создавалась с использованием разработанного в ИжГТУ оригинального» концептуального подхода к функционированию систем управления ресурсами предприятия (ERP-систем). К работе над ИАС были привлечены ученые кафедр «Высшая математика», «Информационные системы» и «Инженерная экология» ИжГТУ. Для анализа заболеваемости использовались методы оптимизации с применением генетических алгоритмов на основе положений теории нечеткой логики — аппарат искусственных нейронных сетей. Разработанная информационно-аналитическая система позволяет: вести единую базу данных о проведенных обследованиях; при необходимости корректировать информацию; обеспечивать ведение необходимой статистики; обеспечивать мониторинг, управление и обратную связь в ходе контроля здоровья студентов.
Преимущества данной ИАС заключаются в том, что она построена на основе реляционной СУБД, которая отличается эффективным способом организации информации и основана на математической теории множеств. СУБД отвечает за поддержку структуры базы данных и решает следующие задачи: поддерживает связи между данными в базе; гарантирует корректное хранение данных и выполнение правил, регламентирующих связи между ними; восстанавливает данные после сбоя системы, переводя их в согласованное состояние, зафиксированное изначально.
База данных SQL Server 2000 представляет собой реляционную базу данных, совместимую с SQL (Structured Query Language) с интегрированной поддержкой XML для интернет-приложений. Подобно большинству типов файлов данных, база данных не представляет информацию непосредственно пользователю - пользователь запускает приложение, которое обращается к данным базы и представляет их в понятном для него формате. В разработанной ИАС отсутствуют дублирующиеся данные, которые не приходится обновлять одновременно. Связанные данные сгруппированы в единую структуру - запись, причем между этими структурами (записями) можно определять связи. Для практического использования файлов данных приложение запрограммировано для работы с конкретной структурой каждого файла данных, а база данных содержит каталог, с помощью которого приложения определяют способ организации данных. Кроме того, каталог позволяет приложениям баз данных динамически представлять пользователям информацию из различных баз данных, поскольку данные не связаны с каким-либо определенным форматом. Помимо описанных преимуществ важной частью разработанной системы является модуль, использующий технологию искусственных нейронных сетей и позволяющий оценивать риск развития артериальной гипертензии и уровень адаптации организма. При разработке системы оценки риска развития артериальной гипертензии было обследовано 230 человек. Возраст обследуемых— от 13 до 23 лет (средний возраст— 18,7 ±2,1 лет). Среди них лиц мужского пола — 120 человек, женского пола—110 человек. Группа состояла из 190 студентов различных курсов Ижевского государственного технического университета, а также 40 школьников старших классов ряда школ г: Ижевска.
Выбор испытуемых проводился методом случайной выборки среди учащихся, ранее не имевших диагноза «артериальная гипертензия». Обследование испытуемых осуществлялось в несколько этапов, общий алгоритм исследования представлен на рисунке 4.8 (глава IV диссертации).
Как видно из рисунка 4.8, алгоритм исследования включает в себя ряд последовательно» выполняемых действий; Студенты проходят психологическое тестирование с определением качества жизни и уровня тревожности по «шкале: Спилбергера и шкале депрессий центра эпидемиологических исследований США. У всех студентов измеряется АД. На основании анализа вариабельности сердечного ритма выделяется = группа с повышенным; риском развития артериальной гипертензии. При необходимости студентам проводится велоэргометрия с целью оценки прессорной реакции на задаваемую нагрузку, определяется предложенный автором и зарегистрированный государственно-патентным путем индекс оценки эффективности гемодинамики (патент на изобретение № 2248747 от 27.03.2005 г.). В течение учебного года у студентов динамически измеряется АД (рисунок 4,8), а план профилактических и лечебных мероприятий составляется исходя из того, в какую группу диспансерного учета попадает тот или иной молодой І человек. Лицам со склонностью к повышению АД назначаются консультации «узких» специалистов: офтальмолога, невропатолога, терапевта. Таким образом, в течение года за всеми испытуемыми осуществлялось динамическое наблюдение с троекратным измерением артериального давления. Группа, участвующая в данном исследовании (230 человек), была разбита на 2 выборки: «обучающую» (196 человек) и «контрольную» (34 человека) случайным образом.
Поскольку ряд стоящих перед исследователями задач носил признаки, характерные для сложной биокибернетической системы [СБ. Пономарев и др., 2000]: наличие интегральной функции отклика (цифры АД) и многоконтурная, иерархическая система аргументов (клинические параметры и данные о ВСР), то для ее решения был выбран адекватный математический аппарат — искусственная нейронная сеть (ИНС) [М.Л. Минский, С. Пейперт, 1971; Ф. Уоссермен, 1992; В.В. Круглов, В.В. Борисов, 2002; С.Л. Оссовский, 2002].
Следует отметить, что в настоящее время ИНС наиболее широко представлены в таких передовых отраслях, как военная промышленность, аэронавтика, промышленное производство, биомедицинская промышленность, нефтяная и химическая промышленность, банковское и страховое дело, телевидение и связь.
Разработка информационно-аналитической системы мониторинга здоровья студентов высшей школы
Известно, что в рамках реализации национальных проектов «Здоровье» и «Образование» поставлены конкретные задачи в области улучшения здоровья молодежи. Вместе с тем до сих пор наблюдаются значительные объективные трудности, связанные с организацией качественного мониторинга здоровья учащихся.
Эти трудности связаны, в частности, с необходимостью получения качественной информации о здоровье населения, возможности контроля за профилактическими и лечебными мероприятиями, активного вызова больных для очередного осмотра и лечения и т. д. Особенно проблематично провести указанные мероприятия тогда, когда отсутствует единая система мониторинга и управления, а количество наблюдаемых (в нашем случае студентов, обучающихся в вузе) достаточно велико. Так, в Ижевском государственном техническом университете, на базе которого были проведены описываемые в диссертации исследования, на 15 факультетах обучаются свыше 20 тысяч студентов; медицинская служба ИжГТУ представлена студенческой поликлиникой, студенческим санаторием-профилакторием и летним спортивно-оздоровительным комплексом.
Известно, что перспективным направлением развития здравоохранения является его информатизация, позволяющая автоматизировать основные функции врача-организатора. Среди преимуществ, которые наблюдаются при использовании во врачебной практике информационных технологий, можно выделить следующие: возможность поиска и оперативного контроля информации, уменьшение числа ошибок, возможность быстрого получения необходимых отчетов, увеличение скорости работы с медицинской информацией, экономия времени и затрат на ее обработку и т. д. В целях оптимизации деятельности медицинских подразделений ИжГТУ, для преодоления вышеизложенных трудностей нами была разработана информационно-аналитическая система «Электронная поликлиника ИжГТУ», касающаяся оценки здоровья студентов, обследовавшихся в поликлинике и студенческом санатории-профилактории ИжГТУ. ИАС создавалась с участием кафедр «Высшая математика», «Информационные системы» и «Инженерная экология». При работе над ИАС впервые был использован современный подход, применяемый в так называемых ERP-системах (системы управления ресурсами предприятия) [М.М. Горохов и др., 2007]. Преимуществом указанных систем являются высокая эффективность и гибкость управления, возможность быстрого получения информации, обеспечения обратной связи с анализируемым явлением. ERP-системы широко применяются в настоящее время в развитых странах мира при управлении крупными корпорациями, сетями предприятий массового обслуживания, в банковском деле и т. п. В нашей стране ERP-системы до последнего времени применялись недостаточно широко, в частности на сегодня нет примеров использования подобных систем в медицине и управлении здравоохранением, несмотря на то, что их структура может быть с успехом адаптирована под конкретные медицинские задачи. Для качественного анализа информации использовались методы оптимизации с применением генетических алгоритмов на основе положений теории нечеткой логики.
Разработанная информационно-аналитическая система позволяет: вести единую базу данных о пройденных студентами обследованиях й выявленных в ходе этих обследований болезнях; заполнять и при необходимости корректировать результаты проведенных обследований; обеспечивать ведение необходимой статистики; обеспечивать мониторинг, управление и обратную связь в ходе контроля здоровья студентов; поддерживать ручной ввод и корректировку информации; система отвечает современным требованиям по быстродействию, эргономичности, использованию современной системы управления базами дан ных (СУБД) с возможностью совершенствования системы. Для разработки информационной системы использовались средства Borland Delphi 7.0, а также СУБД MS SQL Server 2000 - реляционная СУБД, использующая язык Transact-SQL.
Известно, что при решении задач с большими объемами исходных данных, а также для организации работы в многопользовательском режиме, целесообразно использовать архитектуру «клиент-сервер» [А.Г. Цимбал, М.В. Ан-шина, 2003]. База данных (БД) SQL Server 2000 представляет собой реляционную структуру данных, совместимую с SQL (Structured Query Language), содержащую интегрированную поддержку XML интернет-приложений [Р. Вье-ра, 2004]. Применение указанной СУБД позволяет решать следующие задачи: многопользовательское обращение к данным; корректное хранение данных и выполнение правил, регламентирующих связи между ними; восстановление данных после сбоя системы. Структура данных информационной системы представлена на рисунке 3.1. Как видно из рисунка, каждое медицинское подразделение имеет собственную базу данных, которая посредством репликации собирается на центральном сервере «Центр мониторинга», обеспечивающем качественный контроль состояния общественного здоровья. Система сбора-данных представляет собой клиентское приложение (рабо чее место медицинского специалиста) с удобным интерфейсом для ввода и кор ректировки данных. Витринами данных является модуль, который производит выборку и переформование данных для их последующей обработки и анализа. Публикующий сервер - один из модулей системы, который обеспечивает взаи мосвязь и передачу данных на сервера более высокого уровня (посредством ре пликации или при помощи формирования файла передачи данных).
Развитие артериальной гипертензии у студентов: опыт прогнозирования риска с использованием данных о вариабельности ритма сердца
Проблема диагностики, профилактики и лечения артериальной гипертен-зии (АГ) является очень актуальной в связи с широким распространением этого заболевания и его тяжелыми жизнеугрожающими последствиями [J.E. Sealey, J.H. Laragh, 1990; Г.И. Сидоренко, 1998]. Доказано, что ведущим фактором возникновения и прогрессирования АГ являются значительные эмоциональные и умственные перегрузки, которыми сопровождается, в частности, процесс обучения в вузе [Э.М. Казин и др., 1999; В.А. Бароненко и др., 2003; А.В. Смирнов, 2003; СВ. Булатецкий, 2003]. Известно, что адаптация к комплексу условий, специфичных для интенсивного обучения, представляет собой сложный социально-психофизиологический процесс и сопровождается напряжением компенсаторно-приспособительных систем организма [N.I. Shlyk et al., 1998; N.I. Shlyk, E. Sapoznikova, 1998; И.Н. Гаврилова, Н.П. Горбунов, 2003]. В состоянии умеренного и выраженного стресса, обусловленного учебой, находятся от 20 до 32 % учащихся. А «гипертензивные состояния», характеризующиеся умеренной и выраженной активностью вазомоторного центра, регулирующего сосудистый тонус, наблюдаются у половины учащихся [А.А. Шеломатов, Л.Ф. Игнатова, 2003].
Общеизвестно, что на ранних стадиях протекания АГ важную роль играют вегетативные расстройства, так как приспособление организма к различным видам учебных нагрузок происходит за счет изменения регуляции сердечного ритма, осуществляемой вегетативной нервной системой [S.Guzzeti et al., 1991; Е.В. Плышевская и др., 2003; А.А. Половникова и др, 2003]. При этом реакция системы кровообращения рассматривается как один из основных индикаторов напряженности адаптационных механизмов [C.V.A. Rewenwaajj-Arts et al., 1993; P.M. Баевский, Г.Г. Иванов, 2001].
По данным литературы [В.М. Михайлов, 2000; Л.Н. Игишева и др., 2003; Е.А. Беликова, Т.С. Колмакова, 2003], одним из наиболее информативных исследований при идентификации ранних изменений системы регуляции кровообращения может считаться анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) [Н.Р. Geiyn et al., 1980; P.M. Баевский и др., 1984; Г.В. Рябыкина, А.В. Соболев, 1996; Baevsky et al., 1998], отражающий особенности вегетативной регуляции сосудистого тонуса [F. Lombardi et al., 1992; A. Malliani et al., 1994]. Анализ ВСР широко используется при оценке уровня стресса, степени напряжения ре-гуляторных систем [М. Brovelli, 1983; G. Sugihara, 1996; А.А. Половникова, М.А. Главатских, 2004], в том числе при массовых профилактических (донозо-логических) обследованиях населения. При этом метод может быть использован с целью оценки прогноза течения AT [P. Coumel, 1992], в связи с тем, что ранние отклонения адаптационных механизмов в большинстве случаев предшествуют стойкому нарушению кровообращения.
Вместе с тем известно, что метод анализа ВСР, обладая высокой чувствительностью, отличается недостаточной специфичностью, в связи с чем его активное использование в качестве патогномонического маркера того или иного заболевания затруднено [Ю.Л. Кузелин, 2004]. Общеизвестно также, что в диагностике ранних стадий АГ представляет определенные сложности своевременная фиксация повышения артериального давления (АД), которое в начальном периоде заболевания возможно зарегистрировать только в стессовых ситуациях (например, во время экзамена) или при нагрузочных пробах.
В качёЪтве тёЬрёт ичёск6й прёдп осылкй7 лёжащёй в основе описываемых исследований, нами было использовано положение о том, что результаты анализа ВСР являются по существу не чем иным, как интегральным показателем, отражающим степень адаптации организма к изменениям окружающей среды. Поскольку одни и те же механизмы нарушения симпатико-адреналовой регуляции лежат в основе как общих нарушений адаптации, так и в развитии ранних форм AT [G. Parati, 1990, 1996; Л.М. Беляева 1990, М. Pagany 1998], имеется теоретическая возможность «связать воедино»: с одной стороны — механизмы формирования АГ у молодых людей, с другой стороны - механизмы общего адаптационного ответа, поскольку оба этих процесса, как следует из данных многочисленной литературы, отражаются в единых показателях интервалокар-диограммы.
Второй отправной точкой была научная концепция генетически детерминированных типов регуляции вариабельности сердечного ритма [Н.И. Шлык, 1999, 2003; В.Н. Неверов, 1999; А.А. Яйленко, 2000; Е.Н. Сапожникова, 2003], что обусловило использование математического обеспечения, способного учитывать эту особенность анализируемого статистического материала.
Известно, что уровень АД являет собой по существу интегральную переменную, зависящую от множества параметров, характеризующих жизнедеятельность организма, среди которых можно выделить следующие: количество крови, поступающей в единицу времени в сосудистую систему (минутный объем), интенсивность оттока крови на периферию, емкость артериального отрезка сосудистого русла, упругость стенок сосудов, скорость крови в период систолы сердца, вязкость крови, соотношение времени систолы и диастолы, частоту сердечных сокращений, количество крови, поступающей в сосудистое русло в период систолы (ударный объем) и многие другие; хотя в значительной мере артериальное давление зависит только от нескольких ведущих факторов. Это уровень периферического сопротивления, насосная функция сердца, и объем циркулирующей крови. Традиционно сущность АГ трактуется как болезнь нарушенной регуляции двух основных гемодинамических механизмов [М.Н. Ма-медов, Р.Г. Оганов, 2005]-.сердечного выброса и общего периферического сопротивления. Эти ведущие параметры определяются, в свою очередь, кругом других самостоятельных величин. Так, периферическое сопротивление зависит от степени спазма сосудов, состояния стенок капилляров, объема циркулирующей крови и т. д. Насосная функция сердца зависит от частоты сердечных со крашений, силы сокращений сердца, ударного объема и т. д. Перечисленные параметры также находятся в сложной взаимосвязи с другими показателями.
Таким-образом, налицо признаки сложной биокибернетической системы: наличие интегральной функции отклика (артериальное давление) и многоконтурная иерархическая система аргументов [Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко, 1989; В .Н. Волкова, А.А. Денисов, 1999]. Исходя из сказанного, представляется уместным использовать для анализа причин развития артериальной гипертен-зии комплексно-системный подход [Б.А. Кобринский, 1996; СБ. Пономарев; 2000, 2001], основными отличительными признаками которого являются применение аналитических и модельных методов, пригодных для» изучения сложных систем с большим числом переменных [Б.А. Якимович, В.А. Тененев, 2001]. При этом объект рассматривается с позиций динамической взаимосвязи, элементов в системе.
![Социологические методы изучения взаимосвязи стоматологического и общего здоровья студентов вузов [Электронный ресурс]](/i/i/4606/177054.png "Социологические методы изучения взаимосвязи стоматологического и общего здоровья студентов вузов [Электронный ресурс] Михайлова Марина Александровна")
