RU2165733C2

RU2165733C2 - Способ оценки общего функционального состояния человека

Info

Publication number: RU2165733C2
Application number: RU99105091A
Authority: RU
Inventors: И.В. Кондратьев; Г.А. Переяслов; С.С. Слива; В.И. Усачев
Original assignee: Слива Сергей Семенович; Усачев Владимир Иванович
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2001-04-27

Abstract

Изобретение относится к медицине и позволяет оценить функциональное состояние человека. Для этого тестирование проводят в несколько этапов с разной степенью сложности заданий по поддержанию вертикальной позы, моделирующих различное количество получаемой человеком информации. На каждом этапе тестирования измеряют и фиксируют траекторию движения центра давления человека на стабилографическую платформу. После чего анализируют траекторию движения центра давления (статокинезиограммы) путем векторного анализа. На оси координат статокинезиограммы точками отмечают вершины всех векторов, начала которых предварительно приводят в центр оси координат. Полученное облако значений векторов разделяется концентрическими кругами равной площади на несколько зон. Далее производится подсчет количества вершин векторов, попавших в каждую зону, подсчет относительной частоты вершин векторов в каждой зоне. Строится график кумулятивной зависимости относительной частоты вершин векторов в зоне порядкового номера зоны. Полученный график аппроксимируют по экспоненциальному закону f(n) = 1 - e^λn. При этом коэффициент λ принимают за показатель, характеризующий качество функции равновесия. Этот интегральный стабилографический показатель рассчитывается для каждого этапа теста. Чем больше значение коэффициента качества функции равновесия, тем лучше качество равновесия человека. Сравнивая полученные значения коэффициента качества функции равновесия с заранее заданными значениями или интервалом значений, делают вывод об общем функциональном состоянии человека. Способ позволяет определить уровень работоспособности, оценить функцию и объективизировать общее состояние пациента с различными заболеваниями. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к области медицинской диагностики и позволяет выяснить функциональное состояние оператора любого профиля (от оператора ЭВМ, авиадиспетчера, водителя автотранспорта до машиниста тепловоза, летчика, космонавта) с целью определения уровня работоспособности, оценить функцию равновесия и объективизировать общее состояние пациента с различными заболеваниями организма.

Для оценки новизны и изобретательского уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения.

Известны способы оценки общего функционального состояния организма человека, представляющие собой, как правило, сложнейшие дорогостоящие лабораторные и компьютерные комплексы, требующие наложения на пациента огромного количества электродов, инвазивных вмешательств и значительного времени на проведение обследования, см., например, патент РФ N 2016543. A 61 М 5/05.

Известен способ контроля общего функционального состояния человека, включающий тестирование обследуемого пациента на стабилографической платформе, съем, запись и анализ стабилографических показателей и формирование конечной оценки общего функционального состояния, см., например, патент РФ N 2020869, A 61 М 5/11.

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Стабилография пока не нашла широкого применения среди методов интегральной оценки функционального состояния организма человека. Она рассматривается преимущественно как метод количественного пространственно-временного анализа поддержания человеком вертикальной позы в биомеханике, физиологии, диагностике заболеваний вестибулярного аппарата и центральной нервной системы. Тем не менее, функция равновесия тела человека является одной из базисных и интегральных в организме. Качество функции равновесия индивидуально для каждого человека. В зависимости от функционального состояния организма здорового человека качество функции равновесия изменяется в небольших пределах, но в результате острого или хронического заболевания, употребления алкоголя или наркотиков функциональное состояние человека значительно ухудшается и качество функции равновесия также существенно изменяется и выходит за пределы индивидуальной нормы.

Недостатками прототипа, не позволяющими достичь поставленной нами цели, является отсутствие методики определения интегральной количественной и качественной оценки общего функционального состояния организма человека по результатам анализа стабилографической информации, а также отсутствие возможности сравнения нормы и патологии функции равновесия человека.

Задачей изобретения является оценка общего функционального состояния организма человека по интегральному показателю качества функции равновесия.

Сущность заявляемого изобретения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше технического результата.

Согласно изобретению способ оценки общего функционального состояния человека, включающий тестирование обследуемого человека на стабилографической платформе, съем, запись и анализ стабилографических показателей и формирование конечной оценки общего функционального состояния, характеризующийся тем, что тестирование проводят в несколько этапов с разной степенью сложности выполняемых человеком заданий по поддержанию вертикальной позы, моделирующих различное количество получаемой человеком информации и степень экстремальности ситуации, измеряют и фиксируют траекторию движения центра давления тела человека на стабилографическую платформу, после чего анализируют траекторию движения центра давления при каждом этапе тестирования путем векторного анализа полученной статокинезиограммы, формируют интегральный показатель качества функции равновесия в виде коэффициента λ экспоненциальной зависимости f(n) = 1 - e^λn, аппроксимирующей график кумулятивной зависимости относительной частоты вершин векторов в равных по площади концентрических зонах статокинезиограммы, сравнивают показатель качества функции равновесия с заранее заданным значением или интервалом значений и по результатам сравнения делают вывод об общем функциональном состоянии человека.

В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Кроме этого, заявленное решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, конкретные формы его материального воплощения либо особые условия его использования, а именно:
- первый этап тестирования проводят в течение 20 секунд с открытым глазами, второй этап тестирования проводят в течение 20 секунд с закрытыми глазами, а на третьем этапе предлагают человеку минимизировать колебания своего тела с использованием зрительной биологической обратной связи,
- показатель качества функции равновесия представляют в виде процентного отношения площади, ограниченной экспоненциальной зависимостью f(n) = 1 - e^λn и осью абсцисс, и площади, ограниченной асимптотой данной экспоненциальной зависимости и осями координат.

Заявленное техническое решение является новым, так как характеризуется наличием новой совокупности признаков, отсутствующей во всех известных нам объектах техники аналогичного назначения.

Непосредственный технический результат, который может быть получен при реализации заявленной совокупности признаков заключается в новом методе тестирования и анализа стабилографической информации.

Получение упомянутого технического результата обеспечивает появление у объекта изобретения в целом ряда новых полезных свойств, а именно, возможность формировании нового интегрального показателя качества функции равновесия и с его помощью достоверного определения интегральной количественной и качественной оценки общего функционального состояния организма человека.

Указанное позволяет признать заявленное техническое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен график экспоненциальной зависимости f(n) = 1 - e^λn, на фиг.2 - пример области графического представления результатов исследований.

Способ реализуют следующим образом.

Датчиком, с помощью которого происходит съем информации, является стабилографическая платформа. С ее помощью измеряются координаты центра давления испытуемого человека на плоскость опоры платформы. ПЭВМ, входящая в исследовательский комплекс, производит анализ траектории перемещения центра давления (статокинезиограммы) с помощью специальной программы с использованием методов векторного анализа и.т.п. По траектории перемещения центра давления рассчитываются стабилографические показатели, которые оценивают качество поддержания человеком вертикальной позы или позную регуляцию, на которую накладывает отпечаток функционирование всех систем организма, поэтому любые нарушения в организме ведут к изменению стабилографических показателей.

Тестирование проводят в несколько этапов с разной степенью сложности выполняемых человеком заданий по поддержанию вертикальной позы, моделирующих различное количество получаемой человеком информации и степень экстремальности ситуации. Испытуемый человек становится на стабилографическую платформу и, сохраняя вертикальную позу, стоит на ней в течение 20 секунд сначала с открытыми глазами. Этот первый этап эквивалентен работе человека при условии достаточного количества внешней информации. Второй этап длится также 20 секунд, но с закрытыми глазами. Этот этап моделирует работу человека в условиях недостатка информации. Третий этап тестирования заключается в том, что глядя на экран монитора, человек в течение 20 секунд пытается минимизировать колебания своего тела, наблюдая за маркером, отражающим координаты его тела (используется зрительная биологическая обратная связь). Этот этап эквивалентен экстремальной ситуации.

На каждом этапе тестирования измеряют и фиксируют траекторию движения центра давления тела человека на стабилографическую платформу, после чего анализируют траекторию движения центра давления (статокинезиограммы) путем векторного анализа. На оси координат статокинезиограммы точками отмечают вершины всех векторов, начала которых предварительно приводят в центр оси координат. Полученное облако значений векторов разделяется концентрическими кругами равной площади на несколько зон. Далее производится подсчет количества вершин векторов, попавших в каждую зону, подсчет относительной частоты вершин векторов в каждой зоне и строится график кумулятивной, т.е. накопительной, зависимости относительной частоты вершин векторов в зоне от порядкового номера зоны. Полученный график аппроксимируют по экспоненциальному закону f(n) = 1 - e^λn, при этом коэффициент λ принимают за показатель, характеризующий качество функции равновесия. Этот интегральный стабилографический показатель рассчитывается для каждого этапа теста. Чем больше значение коэффициента качества функции равновесия, тем лучше качество равновесия человека.

Сравнивая полученные значения коэффициента качества функции равновесия с заранее заданными значениями или интервалом значений, делают вывод об общем функциональном состоянии человека.

Для удобства представления окончательных результатов показатель качества функции равновесия представляют в виде процентного отношения площади S₁, ограниченной экспоненциальной зависимостью f(n) = 1 - e^λn и осью абсцисс, и площади S₂, ограниченной асимптотой данной экспоненциальной зависимости и осями координат.

Проведение всех расчетов обеспечивается соответствующим программным обеспечением, после чего на экране монитора появляется область графического представления результатов в виде диаграммы в координатных осях. На вертикальной оси откладываются значения качества функции равновесия на трех этапах исследования, выраженные в процентах, на фоне затемненного коридора допуска, определяемого разработчиком для каждой конкретной задачи.

В случае предрейсового контроля в базу данных предварительно записываются несколько индивидуальных нормообразующих значений качества функции равновесия заведомо годных к данному виду деятельности операторов, с которыми в дальнейшем сравнивается текущие значения качества функции равновесия тестируемого человека. На основании различных вариантов результатов обследования экспертная система ЭВМ выдает сообщение о годности испытуемого человека или рекомендацию повторного обследования.

Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается результатами успешных испытаний данной методики при профотборе летчиков, наличием разработанного программно-методического обеспечения работы компьютерного стабилографического комплекса.

Использование заявленного решения по сравнению со всеми известными средствами аналогичного назначения обеспечивает следующие преимущества:
- возможность оперативного и достоверного определения функционального состояния оператора любого профиля с целью определения уровня работоспособности при проведение предрейсового контроля.

- метод может быть использован в медицине непосредственно для оценки функции равновесия, позволяющей объективизировать общее состояние пациента с различными заболеваниями организма, что необходимо для вынесения экспертного врачебного заключения о трудоспособности.

- с помощью данного метода можно оценить природные данные спортсмена или артиста балета, а также прогнозировать его профессиональный рост.

Claims

1. Способ оценки общего функционального состояния человека, включающий тестирование обследуемого человека на стабилографической платформе, съем, запись и анализ стабилографических показателей и формирование конечной оценки общего функционального состояния, отличающийся тем, что тестирование проводят в несколько этапов с разной степенью сложности выполняемых человеком заданий по поддержанию вертикальной позы, моделирующих различное количество получаемой человеком информации и степень экстремальности ситуации, измеряют и фиксируют траекторию движения центра давления тела человека на стабилографическую платформу, после чего анализируют траекторию движения центра давления путем векторного анализа полученной статокинезиограммы, формируют интегральный показатель качества функции равновесия в виде коэффициента λ экспоненциальной зависимости f(n) = 1 - e^λn, аппроксимирующей график кумулятивной зависимости относительной частоты вершин векторов в равных по площади концентрических зонах статокинезиограммы, сравнивают показатель качества функции равновесия с заранее заданным значением или интервалом значений и по результатам сравнения делают вывод об общем функциональном состоянии человека.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый этап тестирования проводят в течение 20 с с открытыми глазами, второй этап тестирования проводят в течение 20 с с закрытыми глазами, а на третьем этапе предлагают человеку минимизировать колебания своего тела с использованием зрительной биологической обратной связи.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что показатель качества функции равновесия представляют в виде процентного отношения площади, ограниченной экспоненциальной зависимостью f(n) = 1 - e^λn и осью абсцисс, и площади, ограниченной асимптотой данной экспоненциальной зависимости и осями координат.