Компьютерная стабилография в медицинском обеспечении сотрудников энергетических предприятий

РАЗДЕЛ IV

НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В.Е.Беляев, С.С.Слива, А.С.Слива

КОМПЬЮТЕРНАЯ СТАБИЛОГРАФИЯ В МЕДИЦИНСКОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ СОТРУДНИКОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

В современных сложных человеко-машинных комплексах таких, как диспетчерское управление энергосистемами и др., важно решать задачи диагностики не только машинной части комплекса, но и его "человеческой" части. Важно иметь возможность получать оперативную и объективную информацию о состоянии человека непосредственно перед началом работы и в процессе ее выполнения. Такая возможность предоставляется при использовании метода компьютерной стабилографии.

Метод компьютерной стабилографии основан на анализе функции равновесия человека, являющейся одной из базисных и интегральных функций организма. Ее качество индивидуально для каждого человека и мало зависит от возраста, пола, роста и веса человека. Однако при заболевании или обострении болезни человека, употреблении алкоголя или наркотиков, как показали исследования, показатели качества функции равновесия значимо выходят за пределы индивидуальных показателей. Это и положено в основу компьютерных стабилографических методов оценки общего функционального состояния человека при допусковом контроле диспетчеров, водителей транспортных средств, при предполетном контроле пилотов и лиц, чья профессия сопряжена с повышенными требованиями к человеческому фактору.

В 2001 г. был сертифицирован первый отечественный компьютерный стабилограф, получивший по инициативе Комитета по новой медицинской технике Министерства здравоохранения и социального развития России длинное, но емкое название: стабилоанализатор компьютерный с биологической обратной связью «Стабилан-01». Этот комплекс был разработан и серийно выпускается в ЗАО «ОКБ «РИТМ» (г. Таганрог). По своим техническим показателям и функциональным возможностям стабилоанализатор вышел на уровень лучших мировых достижений в своем классе, а по ряду показателей стал лидером. Уже с 2002 г. начаты плановые поставки стабилоанализатора «Стабилан-01» в психофизиологические службы энергетических предприятий РАО ЕЭС с соответствии с нормативными документами.

Такой темп освоения новой технологии в оценке функционального состояния человека оправдан его высокой эффективностью и целым рядом других достоинств, а именно:

- комфортностью обследования человека, которое проводится на специальной силокоординатной платформе в одежде, в положении стоя или сидя, т.е. в условиях, не требующих специальной подготовки и крепления датчиков на тело обследуемого;

-малым временем обследования, которое складывается из времени съема информации (обычно в пределах 1^1,5 мин.), времени просмотра полученных данных и анализа результатов обработки сигнала (в пределах минуты);

-информативностью обследования, позволяющей оценивать как общее функциональное состояние человека, так и отдельных систем организма, участвующих в процессе поддержания вертикальной позы;

-высокой чувствительностью к воздействиям на человека, что позволяет объективизировать его реакцию на физические и психические воздействия, на прием лекарственных средств и даже на запахи;

-многофункциональностью, позволяющей использовать компьютерную стабилографию не только как диагностическое средство широкого спектра заболеваний и предзаболеваний, но и как средство контроля и объективации воздействия на человека, а также как средство реабилитации нарушений статокинетической функции человека, общесистемной нормализации и тренировки его координации.

Компьютерный стабилоанализатор «Стабилан-01» существенно превосходит как отечественные, так и зарубежные аналоги по ряду показателей, например, диапазону оценки координат центра давления, массе стабилоплатформы, разрешающей способности, собственной частоте колебаний стабилоплатформы, временному дрейфу. Возможность встраивания в стабилоплатформу дополнительных каналов анализа вариабельности сердечного ритма, периметрического дыхания, становой и кистевой силометрии, 4-х каналов огибающих миограмм превращает данный комплекс в стабилополиграф, аналогов которому нет.

Измерительная часть компьютерного стабилоанализатора, называемая стабилоплатформой, обеспечивает по 4-м опорным реакциям вычисление координат центра давления, оказываемого человеком на ее опорную поверхность. В итоге обеспечивается регистрация траектории центра давления на горизонтальной поверхности, называемой статокинезиграммой, и последующий ее анализ с помощью персональной ЭВМ.

На основе описанного стабилографического комплекса была разработана методика экспресс-оценки функционального состояния человека с использованием показателя интегральной оценки «качества функции равновесия» (КФР) на основе анализа векторов скоростей в точках дискретизации траектории центра давления, оказываемого испытуемым на опорную поверхность стабилоплатформы [1].

Тестирование по этой методике проводится в три этапа по 20-30 сек. Важно было выявить закон распределения показателя качества функции равновесия, взятого за основу, для экспресс-оценки функционального состояния человека на всех трех этапах тестирования условно здоровых людей. Знание закона распределения КФР позволяет объективно формировать индивидуальные и профессиональные (или групповые) нормы для допускового контроля персонала.

Данная методика прошла апробацию на пилотах сверхмалой авиации еще в 1999 г., затем в трамвайном парке г. Санкт-Петербурга. Однако основы формирования групповых и индивидуальных норм были определены после обработки и анализа около 1000 обследований летного состава военнотранспортной авиации, проведенных в 2003г.

Для примера на рис. 1 представлены гистограмма и аппроксимирующий закон распределения (логарифмически нормальный), построенный по 773 обследованиям для первого этапа обследования.

Рис. 1. Гистограмма теста ОГ и аппроксимирующая кривая логарифмически нормального распределения

Логарифмически нормальное распределение было выбрано среди стандартных двухпараметрических распределений [2] (таких, как Р-распределение,

у-распределение, распределение Вейбулла и др.) как дающее наибольшее значение

2

доверительной вероятности по критерию согласия % .

Функция логарифмически нормального распределения:

, х , _-(Щ—цУ

р = ¥(х) =—|-е 2^ Г ' &,

являясь уже неслучайной характеристикой генеральной совокупности обследований, позволяет вычислять вероятность р = F(x) попадания в интервал от 0 до х. При формировании норм допускового контроля требуется решать обратную задачу, когда задается вероятность попадания в некоторый интервал и надо вычислить величину этого интервала. Для решения этой задачи было получено из (1) выражение вероятности р через функцию Ф(х) стандартного нормального распределения:

/ 1пх — Ц

р = Ф

V Г

где ц, г - параметры логарифмически нормального распределения, вычисляемые через статистическое среднее тх и статистическое среднеквадратичное значение sx по формулам [2]:

ц =1п(т./фТо^2; Г .

Тогда решение обратной задачи получается из (2) в виде:

__ „гФ - (р)+Ц

X — е . Специфичным в этой задаче является то, что назначение

вероятности р зависит от накопления опыта у врача, использующего стабилографический комплекс.

В заключение отметим, что уникальные возможности стабилоанализатора «Стабилан-01» в экспресс-оценке функционального состояния человека в диагностике и реабилитации опорно-двигательного аппарата в доклиническом

выявлении отклонений в здоровье человека при регулярных стабилографических обследованиях привлекли внимание психофизиологов не только энергетических предприятий РАО ЕЭС, но и Российских железных дорог. С 2003г. начались поставки этого комплекса в дорожные психофизиологические лаборатории, а также центры реабилитации и восстановительной медицины. Повышенный интерес к этим возможностям стабилоанализатора проявляют психофизиологи МЧС и ГИБДД России, а также Министерства обороны РФ.

Работа поддержана грантом РФФИ 02-01-01226.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Усачев В.И. Способ качественной оценки функции равновесия./ Патент на изобретение № 2175851. - М., 2001.

2. Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных. Справочное изд. -М.: Финансы и статистика, 1983. - 471 с.

Д.Г. Лазаренко, А.М. Захаров, В.И. Финаев

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЕТИ ИНТЕРНЕТ ПРИ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ЭНЕРГОУЧЕТА

Промышленность Российской Федерации является основным потребителем энергоресурсов. Из-за многократного удорожания энергоресурсов их доля в себестоимости продукции для многих промышленных предприятий резко возросла и составляет 20-30%, а для наиболее энергоемких производств достигает 40 и более, процентов. Удорожание энергоресурсов потребовало определять целесообразный предел их потребления для каждого отдельного предприятия.

Отметим, что приборный учет энергоресурсов ограничен и относителен на многих предприятиях. В промышленности приборный энергоучет и его автоматизацию внедряли в первую очередь на крупных энергоемких производствах, а также на предприятиях энергетики для наведения порядка в энергохозяйстве. Большинство предприятий рассчитывается с поставщиками энергоресурсов на основе показаний отдельных приборов невысокой точности и надежности, либо по суммарной мощности подключенных установок и расчетным нормам энергопотребления, что было выгодно поставщикам энергоресурсов. Издержки такого энергоучета предприятия компенсируют общей плановой экономикой, обеспечивающей директивный сбыт продукции, независимо от ее энергозатратности и стоимости.

Однако рост тарифов заставляет отказываться от неточного энергоучета. Торговля энергоресурсами основана на использовании автоматизированного приборного энергоучета, сводящего к минимуму участие человека на этапе измерения, сбора и обработки данных и обеспечивающего достоверный, точный, оперативный и гибкий, адаптируемый к различным тарифным системам учет. Поставщики и потребители создают на своих объектах автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов—АСКУЭ. АСКУЭ содержат три уровня: а) нижний уровень - первичные измерительные преобразователи (ПИП) с телеметрическими выходами, осуществляющие непрерывно или с минимальным интервалом усреднения измерение параметров энергоучета потребителей по точкам учета;