Автореферат и диссертация по медицине (14.03.11) на тему:Разработка диагностического аппаратно-программного модуля оценки функциональных резервов организма и выявления лиц групп риска развития сердечно-сосудистых заболеваний

На правах рукоииси

00501"°'-'

ЯКОВЛЕВ Максим Юрьевич

Разработка диагностического аппаратно-программного модуля оценки функциональных резервов организма и выявления лиц групп риска развития сердечно - сосудистых заболеваний

14.03.11-восстановительная медицина, лечебная физкультура и спортивная медицина, курортология и физиотерапия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

- 1 ( 2012

Москва-2012

005010874

Работа выполнена в ФГБУ «Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии Минздравсоцразвития РФ»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, доцент

Лебедева Ольга Даниаловна

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Нагорнев Сергей Николаевич Мухарлямов Федор Юрьевич

доктор медицинских наук

Ведущая организация: Государственный научный центр Российской Федерации Институт медико-биологических проблем РАН.

Защита диссертации состоится » февраля 2012 г. в ___5аседании

Диссертационного совета Д.208.060.01. в ФГБУ «Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии Минздравсоцразвития РФ» по адресу: 121069, Москва. Борисоглебский пер. 9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «Российского научного центра медицинской реабилитации и курортологии Минздравсоцразвития РФ» по адресу: 121069,Москва Борисоглебский пер. 9. ';;'■"•

Автореферат разослан « Й » _ 2012 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета: Х-' -

доктор биологических наук, профессор В.К. Фролков

1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Одной из важнейших задач в сфере восстановительной медицины является разработка технологий оценки функциональных резервов организма и алгоритмов выявления лиц групп риска развития распространенных заболеваний, и, прежде всего, сердечно - сосудистых (Разумов А.Н., Бобровницкий И.П., 2009).

Сердечно - сосудистые заболевания занимают первое место среди причин смертности населения во всем мире. Одним из самых распространенных сердечно -сосудистых заболеваний является ишемическая болезнь сердца (ИБС). При этом 53% людей имеют не диагностированную артериальную гипертонию (АГ) и узнают о своем заболевании на более поздних стадиях ее развития, когда появляются осложнения данного заболевания. ИБС и АГ являются основными причинами инвапидизации в трудоспособном возрасте. Поэтому встает вопрос о необходимости ранней диагностики этих заболеваний и предотвращении их дальнейшего развития (Braunwald Е., Libby Р., 2010).

В соответствии с положением о Центрах здоровья, созданных в субъектах РФ, одной из важнейших задач, решаемых Центрами, является: оценка функциональных и адаптивных резервов организма с учетом возрастных особенностей, прогноз состояния здоровья; осуществление мониторинга реализации мероприятий по формированию здорового образа жизни, снижению факторов риска развития заболеваний.

Существенная роль в этом отношении отводится применению диагностических комплексов оценки соматического здоровья и функциональных резервов организма, среди которых в практике Центров здоровья наиболее часто используются аппаратно-программные комплексы «Здоровье-экспресс» (Орлова Н.В., Чукаева И.И., 2010) и «Диамед-МБС» (Разинкин С.М., 2009).

Вместе с тем, нельзя не отметить их ограниченные возможности в оценке функциональных резервов ввиду небольшого количества соответствующих тестов и алгоритмов количественной оценки резервных возможностей организма, также как и выраженности факторов риска развития распространенных соматических заболеваний.

Ранее доказана информативность следующих критериев снижения функциональных резервов организма: гиперактивация или истощение стресс-инициирующих механизмов; нарушение психофизиологического статуса; пограничная АГ; наличие метаболического синдрома; признаки невротизации личности и повышенной эмоциональной и реактивной тревожности; ухудшение самочувствия, активности и

3

настроения; наличие косвенных функциональных критериев и предикторов пониженной переносимости функциональных нагрузочных проб и др. (Бобровницкий И.П., Василенко А.М.,2010).

Несмотря на кажущееся изобилие самых различных способов оценки функционального состояния организма человека (Пономаренко В.А. с соавт., 1993, Соколов В.А., 2001, Ушаков И.Б., 2004), следует отметить, что до настоящего времени не было разработано автоматизированного диагностического модуля, позволяющего на практике проводить системную количественную оценку функциональных резервов организма и рисков развития сердечно - сосудистых заболеваний.

Все вышеизложенное определило цели и задачи данной работы.

Цель работы - Разработка автоматизированной системы оценки функциональных резервов организма и расчета риска развития сердечно - сосудистых заболеваний.

Задачи исследования:

1. Обосновать и определить состав аппаратно - программного комплекса для по-системной оценки функциональных резервов организма и расчета риска развития сердечно - сосудистых заболеваний.

2. Разработать шкалы и алгоритмы показателей функциональных резервов организма на основе методик, используемых в диагностическом аппаратно -программном модуле.

3. Разработать алгоритмы количественной оценки рисков развития распространенных заболеваний сердечно - сосудистой системы.

4. Изучить взаимосвязь отдельных и интегральных показателей оценки функциональных резервов организма.

5. Определить возможность использования системы как инструмента расчета предикторов эффективности технологий медицинской реабилитации.

Научная новизна

Обоснован и определен перечень методик, которые позволяют оценить уровень функциональных резервов организма, и рассчитать риски развития распространенных заболеваний сердечно - сосудистой системы. Разработана единая четырехуровневая интегральная десятибалльная шкала, которая позволяет наглядно интерпретировать на

практике количественную оценку функциональных резервов и рисков развития распространенных сердечно - сосудистых заболеваний.

Определены взвешенные коэффициенты и оценена информативность факторов риска развития распространенных сердечно - сосудистых заболеваний.

Предложены формулы расчета общего интегрального показателя физического состояния (произведение показателей динамометрии кистей рук и гибкости позвоночника) и интегрального показателя резервов функционального состояния сердечно - сосудистой системы (произведение показателей частоты сердечных сокращений, систолического артериального давления и индекса напряжения). Доказано, что интегральный показатель физического состояния имеет высокую корреляционную связь с индексом физического развития (тест Пироговой Р.А), а интегральный показатель резервов функционального состояния сердечно - сосудистой системы - с адаптационным потенциалом (по Баевскому P.M.).

Получены дискриминантные функции, позволяющие с вероятностью 95% прогнозировать эффективность применяемых немедикаментозных технологий в медицинской реабилитации больных с сердечно - сосудистыми заболеваниями.

Практическая значимость и рекомендации по внедрению.

По результатам исследования для практического здравоохранения разработан, обоснован и внедрен диагностический модуль комплексной оценки функционального состояния организма в четырехуровневой шкале с количественной оценкой функциональных резервов и рисков развития сердечно - сосудистых заболеваний.

Диагностический программный модуль позволяет оценить динамику состояния пациента в процессе медицинской реабилитации и определить предикторы эффективности применения ее технологий.

Высокая вероятность реализации полученных в работе классификационных правил в отношении разделения обследуемых индивидов по различным уровням эффективности медицинской реабилитации больных с сердечно - сосудистыми заболеваниями позволяет рекомендовать использовать данный подход при разработке экспертных систем оценки предикторов эффективности и использовать диагностический модуль в качестве инструмента определения исходных данных.

Аппаратно - программный модуль может быть использован при проведении диспансеризации и скрининг - дйагностики в лечебно - профилактических учреждениях, включая санатории и Центры здоровья.

Положения, выносимые на защиту

1. Полученные алгоритмы математической обработки результатов исследований, выполненных с применением методик, входящих в состав разработанного аппаратно - программного модуля, позволяют проводить посистемную и интегральную количественную оценку функциональных резервов организма, что может быть использовано, как для назначения индивидуальных оздоровительных и реабилитационных программ, так и для оценки их эффективности.

2. Разработанный диагностический аппаратно - программный модуль, позволяет проводить количественную оценку рисков развития распространенных сердечно -сосудистых заболеваний.

3. Получены дискриминантные функции прогноза эффективности медицинской реабилитации пациентов с сердечно - сосудистыми заболеваниями.

Внедрение в практику

Разработана конструкторская документация, программное обеспечение и опытный образец аппаратно - программного модуля. Проведены технические и клинические испытания опытного образца аппаратно - программного модуля. Подготовлено и утверждено на федеральном уровне Пособие для врачей.

Апробация работы и публикации

Результаты работы представлены и обсуждены на VII Международном конгрессе «Восстановительная медицина и реабилитация 2010», на Всероссийских форумах «Здравница - 2008,2009 и 2010», конгрессе «Лига здоровья нации 2010, 2011».

Диссертация апробирована и рекомендована к защите на научно-методическом совете ФГБУ «Российского научного центра медицинской ребилитации и курортологии Минздравсоцразвития России» 15 декабря 2011 года. ,

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 105 страницах машинописного текста, иллюстрирована 7 рисунками и 26 таблицами. Состоит из введения, 3 глав, включающих обзор литературы, характеристику методов исследования и лечения, результатов собственных исследований

и их обсуждения, заключения, выводов, списка литературы, состоящего из 132 источника, из них 85 отечественных и 47 зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материал исследования

Было проведено две серии исследований.

1) Определение информативности аппаратно - программного модуля.

Группа практически здоровых студентов и аспирантов, проходящих диспансеризацию в клинике ФГОУ ВПО «МГУ им. Ломоносова» - 67 человек.

2) Изучение диагностической задачи по определению эффективности применения немедикаментозных оздоровительных технологий.

Группа пациентов реабилитационного комплекса, с сердечно - сосудистой патологией (ГБ и ИБС). Исследование проводились на момент поступления и за 2-3 дня до выписки (в среднем время нахождения в стационаре составляло 21 день). Пациенты получали базисную медикаментозную терапию и немедикаментозные методы медицинской реабилитации: лечебная физкультура, массаж, йодобромные ванны. Общим принципом исследовательской работы явилось обследование всех пациентов в стандартных условиях.

Методы исследования

Обследование с помощью диагностического АПМ включало:

1. Анкетирование по выраженности жалоб (по авторской методике). За основу выбрана анкета из определения биологического возраста (Войтенко В.П., 1988), в которой были расширены и уточнены вопросы, имеющие патогенетическое отношение к сердечно - сосудистым заболеваниям, а также изменен алгоритм количественного расчета балльной оценки.

2. Измерение частоты сердечных сокращений и артериального давления (АД) по методу Н.С. Короткова.

3. Оценка содержания общего холестерина в плазме крови методом экспресс -диагностики на основе отражательной фотометрии с применением индикаторных полосок (биохимический анализатор Accutrend Plus).

4. Анкетирование по наличию вредных привычек и неблагоприятных условий жизни (авторская методика). Соответствующие анкеты позволяют учесть факторы риска развития заболеваний, связанных с наследственностью, неблагоприятным воздействием среды и деятельности, а также с наличием вредных привычек, в первую очередь табакокурение. Методика позволяет учесть и оценить следующие факторы риска:

- табакокурение;

- употребление алкоголя;

- гипокинезия;

- чрезмерная физическая нагрузка;

- нарушения режима и качества питания; '

- частые конфликтные ситуации дома и в быту, информационные нагрузки;

- профессиональные вредности, неблагоприятные условия среды обитания и деятельности.

5. Исследование вариабельности сердечного ритма (ВСР) с расчетом показателя активности регуляторных систем (ПАРС) по P.M. Баевскому.

6. Тест на переносимость физической нагрузки (проба А. Мартине).

7. Оценка содержания глюкозы в плазме крови методом экспресс - диагностики на основе отражательной фотометрии с применением индикаторных полосок (биохимический анализатор Accutrend Plus). " "

8. Измерение антропометрических данных и показателей функциональных систем (определение длины и массы тела, показатели гибкости позвоночника, динамометрии кистей рук, значение жизненной емкости легких).

Росто - весовые характеристики. ;

Анализ показателя массы тела применительно к росту индивида в значительной степени объективизирует оценку. После измерения роста с точностью до одного сантиметра и взвешивания с точностью до 50 г проводился расчет индекса массы тела.

Измерение динамометрии кистей рук.

Измерение силы мышц кисти руки производилось при помощи динамометра электронного ручного ДЭР 150-0,5, с точностью до I кг. Обследуемый находился в положении стоя, свободно отведя руку немного вперед и в сторону, обхватывал силомер кистью и максимально сжимал его, не сгибая руку в локте. Фиксировался лучший результат из 2-х попыток и соответствующая цифра заносилась в суммарную таблицу.

Оценка гибкости позвоночника.

Методика определения гибкости позвоночника заключалась в следующем: испытуемый в положении стоя на скамье наклонялся вперед до предела, не сгибая ног в

8

коленях. Гибкость позвоночника оценивались с помощью линейки или ленты по расстоянию в миллиметрах от нулевой отметки (стопа, кончики пальцев ноги) до третьего пальца руки. Если при этом пальцы не доставали до нулевой отметки, то измеренное расстояние обозначалось знаком «минус» (—), а если опускалось ниже нулевой отметки -знаком «плюс» (+).

Определение жизненной емкости легких.

Обследование проводилось спирометром УСПЦ - 01 в утренние часы, натощак, после 15-20 минутного отдыха. Как минимум за час до исследования рекомендовалось воздержаться от курения и употребления крепкого кофе. Результат тестирования сравнивался с должными показателями и по полученному коэффициенту делался вывод о функциональном состоянии дыхательной системы.

9. Психологическое исследование:

- Тест «САН», («самочувствие», «активность», «настроение» (Доскин В.А.,

Лаврентьева Н. А., 1973);

- Тест реактивной и личностной тревожности Спилбергера-Ханина

(Spielberger C.D., 1970, Ханин Ю.Л., 1976);

- цветовой тест Люшера, отражающий эмоциональную реактивность человека

(Lusher М., 1970);

10. Психофизиологическое исследование;

- простая сенсомоторная реакция;

- реакция на движущийся объект (Бойко Е. И., 1964).

Кроме аппаратно - программного модуля во время исследования использовались другие методики оценки функционального состояния. Индекс физического состояния, который учитывает антропометрические параметры и функциональные параметры сердечно-сосудистой и дыхательной системы во время нагрузки (тест Пироговой Р.А); кардиореспираторный индекс (КРИ), который характеризует согласованность работы дыхательной и сердечно - сосудистой систем, определяли как отношение частоты сердечных сокращений к частоте дыхания. С целью комплексной характеристики уровня здоровья определялся расчетный интегральный показатель, характеризующий адаптационные резервы системы кровообращения - адаптационный потенциал (по Баевскому P.M.). Для характеристики функциональных резервов кардиореспираторной системы использовалась проба Генча с произвольной задержкой дыхания на выдохе, которая позволяет судить о резервах аппарата кислородообеспечения обменных потребностей организма;

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием компьютерного пакета прикладных программ SPSS 16 (Плис А.И., Сливина Н.А, 2004), непараметрическими методами и применением других видов анализа. Для определения информативности модуля и взаимосвязи между показателями применялся корреляционный анализ. Дискриминантный анализ использовался для выведения математических моделей, используемых при определении предикторов эффективности применения немедикаментозных технологий. Кроме того, использовался математический анализ при шкалировании полученных результатов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Определение состава методик, входящих в состав диагностического модуля

На первом этапе работы был отработан перечень методик, которые отражают сниженные функциональные резервы организма и отвечают принципам резервометрии. Под первым номером в состав методик была включена анкета выраженности жалоб, отражающая самооценку здоровья, а также предусматривающая возможность определения схем углубленного обследования. Для выявления пограничной АГ, как фактора риска развития заболеваний сердечно - сосудистой системы, и определения показателя функционального состояния сердечно - сосудистой системы, был внесен блок оценки АД. Проведение нагрузочных проб позволяло определить адаптационные возможности сердечно - сосудистой системы.

Обмен веществ является одной из важнейших саморегулируемых функциональных систем человека. Вполне очевидно, что нарушения обмена веществ, его регуляции ведут к снижению функциональных резервов всех прочих систем и сопровождаются снижением устойчивости к воздействию неблагоприятных факторов среды и деятельности, а также развитием различных патологических состояний, имеющих большое медико-социальное значение. Среди них выделяют метаболический синдром^ В связи с вышеизложенным, был введен блок оценки уровня холестерина и глюкозы в плазме крови методом экспресс -диагностики. 1 " .•■■■■.■■-■

Для аппаратно - программного модуля был сформирован блок «анкетирование по наличию вредных привычек и неблагоприятных условий жизни», который благодаря заложенным алгоритмам позволял сформировать анамнез-и оценить факторы риска развития распространенных заболеваний, в первую очередь табакокурение.

В модуль также был включен анализ вариабельности ритма сердца. В настоящее время исследование вариабельности ритма сердца является наиболее информативным и в

10

то же время достаточно простым методом количественной оценки механизмов нейрогуморальной регуляции физиологических функций, адаптационной способности организма в целом и сердечно - сосудистой системы в частности. Анализу подвергались следующие величины: индекс напряжения, среднее квадратичное отклонение, активность парасимпатического звена вегетативной регуляции (RMSSD) и показатель интегральной оценки адаптационной способности сердечно - сосудистой системы и организма в целом -ПАРС.

Блок измерения антропометрических данных и показателей функциональных систем (длина и масса тела, показатели гибкости позвоночника и динамометрии кистей рук, жизненная емкость легких) необходим для определения физического состояния организма, функционального состояния дыхательной системы и факторов риска развития метаболического синдрома.

Поскольку повышение эмоциональной и реактивной тревожности, а также снижение показателей самочувствия, активности и настроения являются критериями снижения функциональных резервов организма, в модуль был включен блок психологического тестирования, состоящий из: теста САН, теста реактивной и личностной тревожности Спилбергера - Ханина и цветовой тест Люшера, позволяющий определить внутреннюю тревогу. Блок психофизиологического исследования позволял оценить быстроту реакции и уравновешенность процессов возбуждения и торможения, а также свидетельствовал о состоянии функциональных резервов организма.

По результатам сравнительного анализа были получены взаимосвязи между показателем самооценки здоровья, самочувствием и активностью, свидетельствующие о том, что анкета выраженности жалоб на плохое самочувствие позволяет проводить адекватный анализ самочувствия пациента. Высокая степень корреляции между уровнем глюкозы и холестерина (г = 0,711, р<0,01) свидетельствует об однонаправленности патологических биохимических изменений при развитии сердечно-сосудистых заболеваний, что также находит отражение в результатах методик, входящих в АПМ. Обратная корреляционная взаимосвязь показателя настроения и результата теста Спилберегера - Ханина (г = - 0,579, р<0,01), отражает психологическое состояние, а именно, тревогу, настроение, что в целом с проведением цветового теста Люшера и анкетирования, формирует психологическую картину пациента. Взаимосвязь показателей активности и реакции на движущийся объект с результатами динамометрии кистей рук свидетельствует о взаимозависимости физического и психофизиологического состояния организма. .,,....,,■

Таблица 1

Корреляционная взаимосвязь (г) показателей, входящих в аппаратно-программный модуль

между собой

Показатели ПСО Уровень глюкозы Уровень холестерина Динамометрия кистей рук а сь Самочувствие Активность Настроение Шкала реактивной тревожности

ПСО 1 0,330 0,041 0,244 0,310 0,565* 0,529* 0,305 -0,356

Уровень глюкозы 0,330 1 0,711* 0,040 0,809* 0,246 0,198 0,216 -0,407

Уровень холестерина 0,041 0,711* 1 -0,127 0,068 -0,121 -0,097 -0,081 -0,132

Динамометр ия кистей рук 0,244 0,040 -0,127 1 0,445 0,152 0,387 0,373 -0,134

РДО 0,310 0,809* 0,068 0,445 1 0,183 0,000 0,279 -0,105

Самочувств ие 0,565» 0,246 -0,121 0,152 0,183 1 0,638* 0,697* -0,586*

Активность 0,529* 0,198 -0,097 0,387 0,000 0,638» 1 0,541 -0,364

Настроение 0,305 0,216 -0,081 0,373 0,279 0,697* 0,541 1 -0,579*

Шкала реактивной тревожности -0,456 -0,407 -0,132 -0,134 -0,105 -0,586' -0,364 -0,579* 1

* р < 0,01

Разработка шкалы и уровней оценки показателей функциональных резервов

В ходе анализа всех имеющихся данных по разработке оценочных шкал уровня здоровья, в том числе шкалы функциональных резервов и адаптационных возможностей (Соколов A.B., Баевский P.M.) была разработана: интегральная четырехуровневая десятибалльная шкала оценки функциональных резервов организма и выведены расчетные формулы.

Измеренные показатели были приведены к 4 уровням оценки:

- неудовлетворительное состояние - менее 2,5 баллов;

- удовлетворительное состояние - от 2,5 до 4,99 баллов;

- хорошее состояние - от 5,0 до 7,49 баллов;

- очень хорошее состояние - от 7,5 до 10 баллов.

Шкалирование проводили с учетом диапазона референтных величин нормы и наличия отклонений от нее. При расчете величина медианы соответствовала 10 баллам, а крайние значения интервала нормы соответствовали 2,5 баллам. Отклонение от медианы ±16,66% соответствовали 7,5 баллам, а отклонение от медианы ±33,3 % соответствовали 5 баллам.

Формула пересчета от величин измеренных величин к десятибалльной шкале интегральной оценки функциональных резервов организма была выведена эмпирическим путем и выглядит следующим образом:

Ts = V + (((z-N)*2,5)/R);

где Ts - величина, рассчитанная с помощью формулы. V - нижняя граница интервала, принадлежащего десятибалльной шкале. Z - измеренный показатель во время обследования.

N- нижняя граница интервала, в котором находится измеренный показатель. R - разность между верхней и нижней границами интервала, в котором находится измеренный показатель.

Принцип шкалирования на примере расчета АД

Границы нормы значения систолического АД находятся в диапазоне от 114 мм. рт. ст. до 130 мм. рт. ст. Рассчитывают медиану, которая и будет соответствовать 10 баллам: Median = (114+130)/2=122, соответственно, 122 мм. рт. ст. = 10 баллам в интегральной шкале. От медианы откладывают по 16,66%, результатам являются границы 119 мм. рт. ст. и 125 мм. рт. ст., соответствующие 7,5 баллам, и интервал очень хорошего уровня выглядит следующим образом: (119 - 122 - 125) - в измеренных показателях, (7,5 - 10 -7,5) - в десятибалльной шкале. Далее от медианы откладываются 33,3%, получаются границы 117 мм.рт.ст. и 127 мм.рт.ст, соответствующие 5 баллам. Отклонение от медианы в 49,89% равно границам нормы и соответствует 2,5 баллам. Показатели, не попавшие в вышеуказанные интервалы, соответствуют интервалу от 0 до 2,49 баллов.

В результате проведенного исследования получили величину АД систолического, равную 123 мм. рт. ст., данная величина лежит в пределе от 122 мм. рт. ст. до 125 мм. рт. ст. Используя формулу пересчета, получают величины в десятибалльной шкале:

Ts = 7,5 + ((123-125)*2,5/(-3)) = 9,16;

где 9,16 -рассчитанный показатель, принадлежащий десятибалльной шкале.

Интегральный принцип оценки позволяет учитывать значимость каждого показателя и произвести дифференцированный подход к оценке функционального состояния организма.

Разработка алгоритмов расчета рисков развития распространенных сердечно -сосудистых заболеваний

В расчет интегральной оценки рисков включали следующие показатели: значения АД, уровень холестерина в крови, табакокурение, возраст и пол. Интегральные показатели рисков рассчитывали с учетом взвешенных коэффициентов. Взвешенные коэффициенты получали путем анализа экспертных оценок.

Полученные риски приведены к четырехуровневой шкале, градация и формулы расчета представлены в таблице 2

Таблица 2

Расчет рисков развития распространенных заболеваний в десятибалльной шкале.

Границы рассчитанного риска Границы риска в десятибалльной шкале Уровень риска Формула пересчета в десятибалльную шкалу

1-3 (10-7,5) Низкий Ts = (7,5+(z-3)x2,5/(-2))

3-9 (7,5-5) Средний ' ; Ts =(5+(z-9)x2,5/(-6))

9-14 (5-2,5) Высокий Ts = (2,5+(z-14)x2,5/(-5))

14 и больше (2,5-0) Очень высокий Ts = 0

Для оценки информативности рассчитанного показателя риска развития сердечно -сосудистых заболеваний был проведен корреляционный анализ между рассчитанным показателем риска и показателями проведенного, обследования: показатель самооценки здоровья, индекс массы тела, уровень глюкозы. При обработав полученных данных был

проведен корреляционный анализ с расчетом коэффициента корреляции по Спирмену. Результаты анализа представлены в таблице 3.

Таблица 3

Корреляционная взаимосвязь (г) исследуемых показателей риска развития сердечно - сосудистых заболеваний и показателей проведенного исследования.

Показатели Риск развития заболеваний сердечно - сосудистой системы (КадхКхсхКткхКпв)**

Интегральный показатель самооценки здоровья 0,453 *

Индекс массы тела 0,833 *

Уровень глюкозы 0,796 *

* р<0,01

** Кад - взвешенный коэффициент АД систолического, Кхс - взвешенный коэффициент уровня холестерина, Ктк - взвешенный коэффициент табакокурения, Кпв - взвешенный коэффициент поло - возрастной характеристики.

Как следует из таблицы 3 очевидны высокие степени корреляции между риском развития сердечно - сосудистых заболеваний и уровнем глюкозы в крови, индексом массы тела -показателями, являющимися факторами, влияющими на развитие сердечно -сосудистой патологии. Корреляция проводилась с величинами, которые не входят в состав множителей риска развития распространенных сердечно - сосудистых заболеваний. Полученные коэффициенты, свидетельствуют о взаимосвязи между рассчитанными рисками и результатами, полученными при прохождении проведенных тестов, высокая степень корреляции также говорит об информативности рассчитанного интегрального показателя риска развития сердечно - сосудистых заболеваний.

Изучение информативности методик аппаратно-программного модуля в ннтегралыюй оценке функциональных резервов организма

Благодаря унификации результатов исследований в единой интегральной шкале были рассчитаны общие интегральные показатели для разного количества величин.

Для двух величин:

I а*А + «хВ

Интегральный показатель (1)= -------- х (а*А + вхВ) = ----------------;

а+в а+в

где А и В - интегрируемые показатели, а и в - весовые коэффициенты, обратно пропорциональные интегрируемым показателям, т.е. а/в = В/А! Следовательно, а=В х в/А.

Полученная формула позволяет рассчитать общие интегральные показатели уровня функциональных резервов. В результате были получены следующие общие интегральные показатели: интегральный показатель самооценки здоровья, показатель функционального состояния сердечно - сосудистой системы, показатель физического состояния, биохимический статус и показатель психологического состояния.

Интегральный показатель самооценки здоровья (ИПСЗ):

ИПСЗ = 2*ПСЗ (показатель самооценки здоровья по результатам ответов на вопросы анкеты выраженности жалоб) хСамочувствие (показатель самочувствия тест САН)/(ПСЗ + Самочувствие).

Интегральный показатель резервов функционального состояния сердечно -сосудистой системы (ИПСС):

ИПСС = 3 х ЧСС *АДсист у-Ддиаст/(АДсист *АДдиаст + ЧССхАДсист» +ЧСС хАДдиаст).

Интегральный показатель физического состояния (ИПФС):

ИПФС = 2 хД (Динамометрия кистей рук) х ГП (Гибкость позвоночника)/(Д + ГП).

При изучении информативности общих интегральных показателей оценки был проведен корреляционный анализ по результатам исследования, которые проводились в клинике ФГОУ ВПО «МГУ» во время диспансеризации, возраст обследуемых участвовавших в исследовании составлял от 15 до 30 лет. Параллельно с применением методик, входящих в состав модуля, у обследуемых оценивались следующие параметры: индекс физического состояния (безнагрузочный комплексный тест Пироговой Е.А.), проба Генче (произвольная задержка дыхания на выдохе), адаптационный потенциал сердечно - сосудистой системы (по формуле. Баевского Р.М), кардиореспираторный индекс (КРИ).

Таблица 4

Взаимосвязь исследуемых интегральных показателей с индексом физического состояния, адаптационным потенциалом и КРИ.

Показатели ИПСО ИПФС ИПСС Индекс физического состояния (тест P.A. Пироговой) Адаптацио нный потенциал (по P.M. Баевскому) КРИ

ИПСО 1 0,506 -0,571 0,381 -0,413 -0,369

ИПФС 0,506 I 0,458 -0,731 * 0,499 0,456

ИПСС -0,571 0,458 1 0,889 * 0,875 * 0,853 *

Индекс физического состояния (тест Р.А. Пироговой) 0,381 -0,731 * -0,889 * 1 -0,855 -0,917

Адаптационн ый потенциал (по P.M. Баевскому) -0,413 0,499 0,875 * -0,855 1 0,674

КРИ -0,369 0,456 0,853 * -0,917 0,674 1

* р < 0,01

В таблице 4 отражены высокие степени корреляции между интегральным показателем функционального состояния сердечно - сосудистой системы и значениями адаптационного потенциала, индекса физического состояния и КРИ (г = 0,875, р < 0,01, г = -0,889, р < 0,01 и г = 0,853, р < 0,01, соответственно). Также была получена высокая степень корреляции между интегральным показателем физического состояния и индексом физического состояния (г = -0,731, р < 0,01).

Вычисленные коэффициенты свидетельствуют о взаимосвязи между показателями, полученными в результате применения диагностического модуля, и результатами, полученными при прохождении тестов, не входящих в состав модуля, при этом высокая степень корреляции также говорит об информативности полученных результатов для решения диагностической , задачи по оценке эффективности применения реабилитационных технологий.

Использование диагностического модуля как инструмента расчета предикторов и показателей критериев эффективности технологий медицинской реабилитации

Высокая информативность методик, входящих в состав аппаратно - программного модуля в оценке предикторов эффективности применения немедикаментозных технологий на основе корреляционного анализа позволила сформулировать решающие правила разделения лиц по группам с различной эффективностью лечения.

Одновременно в ходе обследования был проведен анализ историй болезни. При анализе учитывалось: жалобы, данные осмотра, исход лечения. В итоге был произведен расчет доли пациентов по категориям «улучшение» - «без изменений» - «ухудшение». При этом 98% пациентов по результатам анализа истории болезни были выписаны с улучшением. Данная группа по результатам, полученным при помощи аппаратно -программного модуля, была разделена на 3 группы: группа со значительным улучшением (от 10 до 7,5 по десятибалльной шкале), группа со средним улучшением (от 7,49 до 5 по десятибалльной шкале), группа с улучшением (от 4,99 до 0,1 по десятибалльной шкале).

Математический анализ переменных, полученных при обследовании модулем, показал, что наиболее информативной является следующая их совокупность: интегральный показатель самооценки здоровья (ИПСЗ) и интегральный показатель резервов функционального состояния сердечно - сосудистой системы (ИПСС).

Для решения диагностической задачи были рассчитаны и использованы дискриминантные функции Р1 и имеющие суммарный вклад в дисперсию анализируемых показателей 100%. При этом дискриминантные функции имеют вид:

Я = 1,142* ИПСО + 0,039*ИПСС-3,535;

« = -0,362*ИПСО + 0,554*ИПСС-1,253.

Были получены средние значения для дискриминантных показателей групп Нормированные значения координат центроидов представлены в таблице 6.

Нормированные значения координат центроидов дискриминатных функций П и Р2

Группа Центроиды функций

обследованных 1 2

1,00 3,059 -0,083

2,00 -0,317 0,140

3,00 -1,574 -0,150

- центроиды. Таблица 6

Проведение внутригрупповых ковариаций и корреляций показателей между собой показало, что переменные слабо коррелируют (г = 0,412), т.е. каждая из них в отдельности несет свою информацию об эффективности лечения. При классификации результатов получено, что 95% значений распределены верно, что еще раз подтверждает возможность применения аппаратно - программного модуля в качестве инструмента определения предикторов и показателей эффективности.

Графическое решение классификационной задачи, представленное на рисунке 1, содержит 3 наиболее вероятные области координат индивидов с той или иной степенью эффективности применения немедикаментозных технологий медицинской реабилитации.

Области вероятного распределения координат лиц с различной эффективностью применения немедикаментозных технологий медицинской реабилитации.

-1.5 0 1.5 3 4.5 б

Диекриминатная функция Р1

1- вероятная область координат лиц, выписавшихся с улучшением.

2- вероятная область координат лиц, выписавшихся со средним улучшением.

3- вероятная область координат лиц, выписавшихся со значительным улучшением.

Рисунок 1

Таким образом, разработанный аппаратно - программный модуль позволяет: -оценить функциональные резервы организма в единой четырехуровневой десятибалльной шкале;

-рассчитать риски развития распространенных сердечно - сосудистых заболеваний у лиц групп риска;

- получить общую интегральную оценку функционального состояния организма;

- решить диагностическую задачу по определению предикторов эффективности применения немедикаментозных технологий.

Представленные данные доказывают, что общие интегральные показатели являются информативными в оценке физического, психологического состояния, а также функционального состояния сердечно - сосудистой системы. При сравнительном анализе получены следующие степени корреляции, между ИПФС и индексом физического состояния (безнагрузочный комплексный тест Е.А. Пироговой), (г = -0,731, р < 0,01); ИПСС с адаптационном потенциалом и КРИ, (г = 0,875, р < 0,01 и г = 0,853, р < 0,01, соответственно).

Данные, полученные в результате проведения дискриминантного анализа, позволяют рассчитать предикторы эффективности применения технологий реабилитации.

Таким образом, аппаратно-программный модуль является информативным инструментом для оценки и прогноза эффективности стандартных реабилитационных мероприятий у пациентов с сердечно - сосудистой патологией.

Выводы

1. Обоснован и определен состав диагностического программного модуля, который отвечает принципам резервометрии в восстановительной медицине, позволили количественно оценить функциональные резервы организма и рассчитать риски развития распространенных сердечно - сосудистых заболеваний.

2. Разработаны алгоритмы количественной оценки функциональных резервов организма и расчета риска развития распространенных сердечно - сосудистых заболеваний в единой десятибалльной шкале, предусматривающей выделение четырех уровней:

- очень хорошее состояние, низкий уровень риска - от 7,5 до 10 баллов;

- хорошее состояние, средний уровень риска - от 5,0 до 7,49 баллов; -удовлетворительное состояние, высокий уровень риска - от2,5 до 4,99 баллов; -неудовлетворительное состояние, очень высокий уровень риска - менее 2,5

баллов.

3. Для проведения количественной оценки рисков развития заболеваний сердечно -сосудистой системы разработана методика расчета интегрального показателя, учитывающего значения уровня артериального давления, показатели общего холестерина в крови, табакокурения, возраста и пола. Доказано, что интегральный показатель риска развития сердечно - сосудистых заболеваний достоверно коррелирует с дополнительными факторами риска: уровнем глюкозы в крови (г = 0,796, р < 0,01) и индексом массы тела (г = 0,833, р < 0,01).

4. Доказана высокая информативность и валидность методик, входящих в состав аппаратно-программного модуля для оценки функциональных резервов организма, о чем свидетельствуют высокие степени корреляции между интегральным показателем функционального состояния резервов сердечно - сосудистой системы и значениями адаптационного потенциала, индекса физического состояния и кардиореспираторным индексом (г = 0,875, р < 0,01, г = -0,889, р < 0,01 и г = 0,853, р < 0,01, соответственно).

5. Разработан алгоритм реализации решающих правил по определению предикторов эффективности применения немедикаментозных технологий медицинской реабилитации больных с сердечно - сосудистыми заболеваниями. Выведены дискриминантные функции, включающие интегральный показатель резервов

функционального состояния сердечно - сосудистой системы и интегральный показатель самооценки здоровья и позволяющие с высокой степенью вероятности (>95%) прогнозировать успешность применения восстановительных технологий в зависимости от индивидуальных особенностей функционального состояния пациентов.

Практические рекомендации

Рекомендовано применение диагностического аппарапю - программного модуля в практике Центров здоровья, санаторно-курортных учреждений и других лечебно -профилактических учреждений реабилитационного профиля, как в плане оценки функциональных резервов организма и выраженности рисков развития распространённых сердечно - сосудистых заболеваний, так и в отношении разработки индивидуальных дифференцированных программ профилактики заболеваний и медицинской реабилитации. Аппаратно - программный модуль может быть рекомендован для оценки прогноза реабилитационных программ.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1) Яковлев М.Ю., Бобровницкий И.П. Шкалирование критериев функционального состояния организма при разработке АРМ врача по восстановительной медицине // Современные тенденции и перспективы развития курортного дела в Российской Федерации Материалы Российского Форума «Здравница 2008». - Москва,- 2008,-С.226.

2) Яковлев М.Ю., Бобровницкий И.П. Алгоритмы программного обеспечения автоматизированной системы оценки функциональных резервов для врача по восстановительной медицине // Материалы X Международной конференции «Асвомед-2008».- Сочи,.-2008. - С. 313-315.

3) Яковлев М.Ю. Алгоритмы программного обеспечения автоматизированной системы оценки функциональных резервов для врача по восстановительной медицине. // Современные тенденции и перспективы развития курортного дела в Российской Федерации Материалы Российского Форума «Здравница 2008». -Москва,-2009,-С.219-220.

4) Бобровницикий И.П., Разинкин С.М., Яковлев М.Ю. Структура и алгоритмы диагностического модуля оценки функциональных резервов здоровья АРМ врача по воостановительной медицине // Труды международного конгресса «Восстановительная медицина и реабилитация».- Москва.- 2009. - С. 36.

5) Бобровницкий И.П., Лебедева О.Д., Яковлев М.Ю. Оценка функциональных резервов организма и выявление лиц групп риска распространенных заболеваний // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры, №6,2011, с. 40-43.

6) Яковлев М.Ю., Бобровницкий И.П., Лебедева О.Д.. Применение диагностического программного модуля мониторинга функциональных резервов организма для оценки эффективности оздоровительно-реабилитационных мероприятий. // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры, №2,2012, с. 23-27.

7) Бобровницкий И.П., Лебедева О.Д., Яковлев М.Ю. Разработка диагностического программного модуля оценки функциональных резервов организма и алгоритмов по выявлению лиц групп риска распространенных заболеваний. И Сборник трудов к 90-летию ФГУ «РНЦ ВМиК». - Москва. -2011. - С. 255-259.

8) Яковлев М.Ю., Лебедева О.Д. Диагностический программный модуль оценки функциональных резервов и выявления лиц групп риска распространенных

заболеваний. // Материали за VII международна научна практична конференция «Найновите постижения на европейска наука - 2011», Том 31 Лекарство, София, Бял ГРАД-БГ ООД. 2011, р. 17-25.

9) Бобровницкий И.П., Лебедева О.Д. Яковлев М.Ю. Применение диагностического программного комплекса оценки функциональных резервов для анализа эффективности лечения.// Журнал «Вестник восстановительной медицины», №6, с. 7-9.

10)Бобровницкий И.П., Лебедева О.Д., Яковлев М.Ю. Применение диагностического программного модуля оценки функциональных резервов организма и алгоритмов по выявлению лиц групп риска развития распространенных заболеваний.// Международный конгресс реабилитации и санаторно-курортного лечения. Современные этапы послеоперационной реабилитации,- Москва,-2011.-С. 29-30.

11) Лебедева О.Д., Яковлев М.Ю., Бельчаева Ю.В. Разработка алгоритмов для оценки психического и психофизиологического статуса организма человека. // Материалы XII Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы восстановительной медицины и санаторно - курортного лечения в здравницах России. Сочи 2011».- Сочи.-2011.-С. 107-109.

Список сокращений:

АГ- артериальная гипертония

АД - артериальное давление

АПМ - аппаратов - программный модуль

ВСР - вариабельность сердечного ритма

ИБС - ишемическая болезнь сердца

ИМТ - индекс массы тела (Индекс Кетле)

КРИ - кардиореспираторный индекс

ПАРС - показатель активности регуляторных систем

ПСО - показатель самооценки здоровья

РДО - реакция на движущийся объект

Подписано в печать:

16.01.2012

Заказ № 6603 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Объем: 1 усл.п.л. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru