Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности Штотланд Татьяна Михайловна

Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности
<
Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Штотланд Татьяна Михайловна. Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.01 : Курск, 2003 145 c. РГБ ОД, 61:04-5/296-7

Содержание к диссертации

Введение

1. Аналитический обзор и постановка задач исследования 10

1.1. Понятия и виды функциональных состояний человека 10

1.2. Методы и средства диагностики функциональных состояний человека 24

1.3. Цели и задачи исследования 50

2. Разработка методов комплексной диагностики функциональных состояний человека по фазам динамики деятельности 53

2.1. Формирование пространства признаков определяющих функциональное состояние по фазам динамики деятельности на психологическом уровне 53

2.2. Синтез меридианных моделей управления электрическими характеристиками проекционных зон параметрами, регулируемыми функциональным состоянием человека 63

2.3. Метод синтеза нечётких комбинированных решающих правил для диагностики динамики деятельности 86

2.4. Выводы по второй главе 94

3. Разработка автоматизированной системы комплексной диагностики и управления функциональным состоянием 95

3.1. Синтез комбинированных решающих правил для диагностики фаз деятельности 95

3.2. Алгоритм управления процессом принятия решений по диагностике и коррекции фаз динамики деятельности 108

3.3. Структура автоматизированной системы поддержки принятия решений по диагностике и управлению функциональным состоянием человека 113

3.4. Выводы по третьей главе 116

4. Результаты экспериментальных исследований 117

4.1. Методика и процедуры проведения исследований 117

4.2. Формирование правил выделения стадий утомления 123

4.3. Обсуждение результатов исследования 130

4.4. Выводы по четвёртой главе 132

Заключение 133

Список литературы 135

Введение к работе

Актуальность работы. Современное состояние общества характеризуется увеличением количества энерго- и информационно-насыщенных систем, в управлении работой которых активно задействован человек. Человеческий фактор во многом определяет надежность, безотказность и качество их работы. Ошибки работы оператора могут приводить не только к снижению количественных и качественных показателей работы человеко-машинных систем и комплексов, но иногда и к фатальным последствиям. Как показывают многочисленные исследования отечественных и зарубежных ученых оценку готовности человека выполнять требуемую работу с заданными ограничениями на оперативность и качество можно проводить, оценивая его функциональное состояние (Медведев В.И., Зинченко В.П., Леонова А.Б., Плотников В.В. и др.).

Дополнительным условием в организации трудовой деятельности является требование того, что трудовой процесс не только не должен вызывать возникновение и развитие профессиональных заболеваний, но и обеспечивать восстановление израсходованных ресурсов в период, когда человек не занят основной производственной деятельностью. Для этого реакция организма должна находиться в пределах физиологической адаптации и не превышать порогов компенсации (Казначеев В.П., Баевский P.M., Дмитриева Н.В., Глазачев О.С. и др.). Такой режим работы можно организовать также на основе знаний о функциональном состоянии и адаптационных резервах человека.

Существует большой арсенал методов и средств определения функциональных состояний человека по различным системам психологических, психофизиологических и физиологических признаков. Однако проблема диагностики этих состояний и их связи с работоспособностью человека остается далекой от своего разрешения. Единство мнений отсутствует даже при определении самого понятия функционального состояния (Леонова А.Б., Забродин Ю.М., Плотников В.В. и

ДР-)-

Повысить достоверность диагностики функционального состояния человека, связав его со способностью к выполнению заданного вила деятельности с ограничениями на оперативность и качество, можно используя комплекс показателей, характеризующих различные проявления жизнедеятельности, количество и состав которых оптимизируется с помощью современных математических методов и информационных технологий.

Таким образом, исследования в области совершенствования методов и средств комплексной диагностики функциональных состояний по фазам динамики деятельности и их коррекции является актуальной задачей.

Работа выполнена в соответствие с научно-технической программой «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма 204 «Технология живых систем» и в соответствии с научным направлением Курского государственного технического университета «Разработка медико-экологических информационных технологий».

Цель работы. Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности, обеспечивающих повышение оперативности и качества диагностики и управления этими состояниями в условиях нечеткого представления исходных данных и диагностируемых классов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

обосновать возможность использования информации, снимаемой с проекционных зон, включая биологически активные точки, для решения задач диагностики и управления функциональным состоянием человека на физиологическом уровне;

выбрать комплекс признаков, описывающих состояние человека на психологическом уровне, обеспечивающих диагностику и управление его функциональным состоянием по фазам динамики деятельности;

синтезировать набор меридианных моделей управления энергетическими характеристиками проекционных зон сигналами, параметры которых зависят от функционального состояния человека;

предложить метод синтеза нечетких решающих правил диагностики функциональных состояний по комплексу показателей, характеризующих психологическую и физиологическую компоненты;

сформировать пространство информативных признаков и разработать диагностические правила для классификации функциональных состояний по фазам динамики деятельности;

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, теории управления, моделирования, теории нечетких множеств, рефлексологии, экспертного оценивания и принятия решений.

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

меридианальные модели для диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики работоспособности, отличающиеся возможностью учета и анализа всех существенных связей по классам: активация, эмоциональное напряжение и утомление, позволяющие обеспечивать выбор минимальных наборов информативных признаков и синтезировать правила диагностики и коррекции этих состояний;

метод синтеза нечетких решающих правил диагностики состояний по фазам динамики работоспособности с использованием признаков психологической и физиологической природы, позволяющий получать диагностические выводы по классам состояний: норма, активация, эмоциональное напряжение, утомление и, определять их стадии с высокой степенью уверенности при не полностью определенной исходной информации;

алгоритм управления процессом принятия решений по диагностике и коррекции фаз динамики деятельности, отличающийся возможностью гибко менять тактику управления функциональным состоянием в зависимости от индивидуальных электрических характеристик проекционных зон, позволяющий повысить оперативность и качество диагностических заключений;

решающие правила для диагностики и управления функциональными состояниями по фазам динамики деятельности, позволяющие решать поставленные задачи с приемлемыми для практики показателями качества с выделением стадий диагностируемых классов.

Практическая значимость и результаты внедрения. Разработанные методы, модели и алгоритмы составили основу построения автоматизированной системы поддержки принятия решения по управлению процессами диагностики и коррекции функциональных состояний, практические испытания которой показали ее высокую диагностическую эффективность и приемлемое качество рекомендаций по коррекции фаз динамики работоспособности. Рекомендации системы могут использоваться для принятия решений о теїсущей работоспособности операторов информационно-насыщенных систем и о необходимости проведения возможных реабилитационных процедур.

Результаты работ внедрены в учебном процессе Курского государственного технического университета при подготовке специалистов по направлению 553900 - «Биомедицинская инженерия» и используются при проведении научно-исследовательских работ в Центрально-Черноземном научном центре РАМН

Полученные результаты позволяют научно обосновать способы определения работоспособности операторов человеко-машинных систем и проводить целенаправленную коррекцию их состояний.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических

конференциях и семинарах: 67-й межвузовской научной конференции студентов и молодых ученых (Курск, 2002), на научно-технической конференции «Биомедицинские информационные технологии» (Махачкала, 2003), на пятой и шестой международных научно-технических конференциях «Медико-экологические информационные технологии» (Курск 2002, 2003), XXXI вузовской научно-технической конференции «Молодежь и XXI век» (Курск, 2003), 6-й Международной научно-технической конференции РАСПОЗНАВАНИЕ-2003 (Курск, 2003).

Публикации. Самостоятельно и в соавторстве по теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 112 отечественных и 17 зарубежных наименований. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 44 рисунка и 11 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе исследуется современное состояние вопроса и показывается, что повышение качества диагностики фаз динамики работоспособности и их стадий может быть достигнуто при сочетанном использовании признаков физиологической и психологической природы с применением современных информационных технологий.

Во второй главе разрабатываются методы комплексной диагностики функциональных состояний человека по фазам динамики работоспособности. Синтезируются модели взаимодействия функциональных систем с поверхностными проекционными зонами и нечеткие комбинированные решающие правила.

В третьей главе разрабатываются основные элементы автоматизированной системы комплексной диагностики и управления фазами динамики работоспособности.

В четвертой главе предлагается методика проведения исследований, формируются правила выделения стадий состояния утомления и обсуждаются результаты экспериментальных исследований.

В заключении сформулированы научные и практические результаты исследования.

Понятия и виды функциональных состояний человека

Как было показано во введении исследованиями отечественных, и зарубежных ученых было установлено, что готовность и способность человека и выполнению той или иной деятельности, оперативность и качество выполняемой работы во многом определяется его функциональным состоянием [24, 29, 38, 63]. Понятие функционального состояния связывают так же с таким фундаментальным понятием как адаптационные возможности организма, функциональный запас, уровень здоровья и т.д. [17, 35, 40, 63].

Первоначально термин функциональное состояние (ФС) возник в физиологии, а содержание исследований в этой области было связано с анализом мобилизационных возможностей и энергетических затрат работающего организма. Дальнейшими исследованиями в этой области было установлено, что понятие функционального состояния выходит за рамки только физиологических представлений и предполагает разработку ее психологических и социально-психологических аспектов. При этом функциональное состояние формируется и активно преобразуется в процессе включения человека в любой вид деятельности.

Вариации функционального состояния достаточно полно определяются в рамках теории функциональных систем П.К. Анохина [2], основные положения которой базируются на том, что состояние организма является результатом деятельности его функциональных систем.

В целом, состояние организма является обобщенным понятием, которое отражает способность организма находится в равновесии с окружающей средой при заданных уровнях регуляции, а также возможность его адаптации к изменяющимся условиям среды [17]. Любая функциональная система организма имеет однотипную структуру (рис. 1.1), ядром которой является системообразующий фактор - полезный для метаболизма приспособительный результат. При отклонении жизненно важной функции от оптимального для метаболизма уровня, включается специальный рецепторный аппарат, широко представленный в организме. Рецепторы являются первым звеном формирования так называемой обратной афферентации - обратной связи, играющей пусковую роль в регуляции функций и информирующей эти же центры о результатах действий, совершенных функциональной системой. Обратная афферентация является той основой, которая определяет целенаправленную деятельность каждой функциональной системы.

Для удержания полезного результата на заданном уровне, каждая функциональная система имеет различные исполнительные механизмы, которые реализуются посредством поведенческой, вегетативной, гормональной регуляции. Эффекторный аппарат функциональных систем является в определенной степени универсальным, так как одни и те же исполнительные механизмы могут быть включены для выполнения различных функций организма.

Совместный характер деятельности различных функциональных систем в организме приводит к обобщенному результату, который зависит от совокупности всех систем. Примером обобщенной функциональной системы организма может служить совокупность физиологических систем, обеспечивающих регуляцию гомеостатических показателей внутренней среды организма.

Внутри обобщенной системы отдельные функциональные системы обладают определенной иерархией, устанавливаемой иерархией достигаемых результатов. Главенство функциональных систем определяется в соответствии с принципом доминанты А.А. Ухтомского [101]. По отношению к каждой, доминирующей в данный момент, функциональной системе образуется иерархический порядок, причем на всех уровнях организации, начиная от молекулярного вплоть до социально-общественного.

Таким образом, состояние организма, отражающее гомеостаз и адаптацию, является результатом действия обобщенной функциональной системы, определяющей течение метаболических и поведенческих процессов. Необходимость в использовании корректирующих лечебных воздействий возникает в тех случаях, когда эндогенные механизмы соответствующих функциональных систем не в состоянии скомпенсировать влияние раздражающего патологического фактора. При этом величины показателей, характеризующие состояние организма, выходят за рамки гомеостатическои нормы.

По P.M. Баевскому [17], состояние организма определяется следующими основными факторами:

- уровнем функционирования системы;

- степенью напряжения регуляторных механизмов;

- функциональным резервом.

Уровень функционирования целостной системы определяется как относительно стабильная величина специфических реакций организма, обусловленная природой раздражителя и свойствами системы [17]. На уровень функционирования системы влияют биологические свойства организма, исходное функциональное состояние, интенсивность раздражающего воздействия, определяемая амплитудно-временными характеристиками раздражения.

Методы и средства диагностики функциональных состояний человека

Изменение функциональных состояний человека сопровождается изменением множества показателей, характеризующих его жизнедеятельность, часть из которых может быть измерена различной аппаратурой или получена методами опросов и осмотров.

Все многообразие показателей принято характеризовать двумя большими группами: физиологические и психологические [63].

В группе физиологических методов исследования для оценки функционального состояния традиционно используются разнообразные показатели работы центральной нервной системы и вегетативные сдвиги [71, 129]. К их числу относятся прежде всего электрофизиологические показатели: электроэнцефалограмма (ЭЭГ), электромиограмма (ЭМГ), кожно-гальваническая реакция (КГР), а также частота сердечных сокращений, тонус сосудов, величина диаметра зрачка и многие другие. Кроме того, интенсивно развиваются исследования биохимических сдвигов в организме при различных функциональных состояниях [103]. Изменения параметров электрической активности мозга традиционно рассматриваются в качестве непосредственного индикатора уровня активации [20, 117]. Различным видам функциональных состояний ставят в соответствие характерные изменения в ЭЭГ. Так, проявлением развивающегося утомления считается реакция десинхронизации альфа-ритма в сочетании с появлением периодов медленной активности: дельта- и тета-ритмов [71]. По мере утомления продолжительность этих периодов увеличивается и имеет место картина «гиперсинхронизации» ЭЭГ.

К числу наиболее информативных показателей динамики функциональных состояний обычно относят различные параметры деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем: частоту сердечных сокращений, величину артериального давления, состояние различных отделов сосудистого русла, частоту и глубину дыхания и др. [19, 71, 129]. Развитие состояний напряженности и утомления, связанных с увеличением энергетических затрат, приводит к возрастанию частоты сердечных сокращений, усилению газообмена и других параметров, свидетельствующих об изменениях в энергетическом балансе организма. В качестве одного из критериев оценки уровня активации используют кожно-гальванический рефлекс (КГР) [71, 74]. Для исследования непроизвольных тонических сдвигов уровня активации изучают динамику изменения таких вегетативных показателей: температуры тела, функционирования пищеварительных и выделительных систем и др. [114, 120]. Другие сведения об использовании группы физиологических показателей для решения задач диагностики ФС можно найти в соответствующей литературе [63].

Несмотря на отработанность многих методов физиологических исследований исследователи отмечают ряд трудностей, возникающих при их использовании для оценки функциональных состояний. К их числу относятся: сложность создания и выбора адекватных исследуемому материалу теоретических средств анализа (математические модели и концептуальные схемы); проблемы эталонного уровня функционирования и нелинейности шкал измерений; погрешности измерений; ограничения на время и стоимость измерений и т.д. [63, 82]. Для разных состояний характерны определенные сдвиги в протекании основных психических процессов: восприятия, внимания, памяти, мышления и изменения в эмоционально-волевой сфере, оцениваемые с помощью различных психометрических процедур. Многочисленны состояния, которым сопутствуют комплексы отчетливо выраженных субъективных переживаний. Так, например, при сильных степенях утомления человек испытывает чувства усталости, вялости, бессилия. Состоянию монотонии свойственны переживания скуки, апатии, сонливости. В состояниях повышенной эмоциональной напряженности ведущими являются чувства тревоги, нервозности, переживания опасности и страха.

В психологической практике диагностика функциональных состояний чаще всего проводится на основании оценки успешности выполнения определенного вида деятельности. При этом анализируются динамика показателей количества, качества и скорости выполнения задачи, а также лежащие в ее основе изменения соответствующих психологических функций. В качестве предмета анализа может выступать реальная трудовая деятельность человека. Основными показателями изменения состояния в этом случае служат сдвиги количественных и качественных характеристик эффективности работы, главным образом по их внешним проявлениям [26, 63, 116].

Для диагностики состояний может быть использована практически любая из разработанных в экспериментальной психологии методик, оценивающая эффективность процессов восприятия, внимания, памяти, мышления и др. [4, 63, 73, 94]. Существующим методикам психологического тестирования с точки зрения оценки ФС присущи те же недостатки, что и методикам физиологического тестирования и кроме того для них остро стоит вопрос стандартизации проведения тестовых испытаний.

Результатами многочисленных исследований было показано, что всем известным в настоящее время методическим подходам, используемым при оценке функциональных состояний присущь ряд существенных недостатков, которые значительно уменьшаются при использовании комплексного подхода, когда исследуемый объект описывается множеством параметров, возможно различной природы. Основной проблемой при этом является выбор из большого числа имеющихся методик наиболее важных и удобных для практического использования.

Говоря о пригодности того или иного показателя для оценки функционального состояния, прежде всего должна учитываться его информативность. Во-первых, необходимо, чтобы используемый показатель наиболее полно отражал состояние исследуемой системы. Это достижимо в том случае, если он адекватен работе, которую выполняет последняя. Кроме того, важно чтобы выбираемый показатель обладал определенной степенью устойчивости, отражая не любые спонтанные колебания регистрируемых параметров,а фиксируя изменения состояния. В то же время неуместно использование слишком грубых показателей, способных уловить только ярко выраженные изменения [63].

Формирование пространства признаков определяющих функциональное состояние по фазам динамики деятельности на психологическом уровне

Анализ материалов первой главы позволяет сделать вывод, что изменение функционального состояния в процессе реализации трудовой деятельности ведет к изменению как физиологических так и психологических параметров, отражающих состояние человека и качество диагностики повышается, если соответствующие решающие правила будут использовать оба этих компонента целостного организма.

Как показали результаты предварительных исследований в качестве притендентов на информативные, целесообразно использовать признаки, характеризующие основные психологические свойства и процессы человека (внимание, психомоторика, память, мышление, сенсорные системы и личность).

По названным психическим свойствам и процессам имеется набор хорошо отработанных методик с соответствующим аппаратным и программным обеспечением [86].

При этом, с точки зрения надежности функционирования информационно-насыщенных систем, одним из важных свойств, которые по мере изменения функционального состояния человека должны сохраняться в заданных пределах являются свойства его внимания. Отсюда, в качестве исходной, нами была принята гипотеза о том, что именно показатели этого свойства будут достаточно информативны по отношению к таким фазам динамики работоспособности как активация, эмоциональное напряжение и утомление. Кроме этого именно по показателям свойств внимания был получен ряд диагностических правил, разделяющих различные фазы динамики работоспособности, а так же было показано, что изменения функционального состояния приводит к изменению структуры связей между известными свойствами внимания.

С учетом сказанного и накопленного опыта в диагностике функциональных состояний по фазам динамики работоспособности нами было принято решение использовать в качестве классификационных признаков такие свойства внимания как селективность, переключаемость, объем, распреде-ляемость, устойчивость и концентрированность. В наших исследованиях были использованы модифицированные под компьютерный вариант методики предложенные в работе [86].

Для исследования селективности зрительного внимания используется следующая методика: испытуемому на экране монитора в случайном порядке и в заданном темпе предъявляются цифры натурального ряда и измеряется среднее время его реакции на их появление. Затем цифры предъявляются на фоне визуального шума.

Переключаемость внимания исследуется по следующей методике. Испытуемому предлагается реагировать на один из двух предупредительных сигналов (зеленый и красный) и на один пусковой (белый) сигнал. По инструкции испытуемый при появлении зеленого предупредительного сигнала ожидает появление белого сигнала, и в момент его появления как можно быстрее нажимает на реактивный ключ. При появлении красного предупредительного сигнала испытуемый ждет белого пускового сигнала и нажимает реактивный ключ после его исчезновения. В такой ситуации испытуемому ужно гибко реагировать на изменение существующей установки и экстренно создавать в промежутке между предупредительными и пусковым сигналами предварительную готовность к новому типу реакций, что при достаточной скорости чередования сигналов создает значительную нагрузку на пере-ключаемость сенсорного внимания. Эффективность переключаемости внимания отражается временем реакции и числом совершаемых ошибок.

Для исследования объема внимания используется модифицированная методика Шульта-Горбова, реализуемая следующим образом. На экране монитора создается таблица размерностью 8x8, в клетках которой в случайном порядке расположены цифры от 1 до 64. Испытуемый получает задание находить цифры в строгом порядке их возрастания и как можно быстрее, с помощью мыши указывать на них меткой на экране, сопровождая эту процедуру «щелканьем» мыши.

Тер - среднее время реакции; Кроме этого косвенной оценкой внимания может быть показатель среднего отклонения времени реакции от его среднего значения. Распределяемость зрительного внимания тесно связана с его объемом и заключается в способности человека одномоментно концентрировать внимание не на одном, а на двух и большем числе разнородных объектов, что дает возможность одновременно совершать несколько родов действий и следить за несколькими независимыми процессами, не теряя ни одного из них из поля своего внимания.

В предлагаемой методике распределяемость зрительного внимания исследуется с помощью измерения и сравнения среднего времени двигательных реакций в условиях постепенного увеличения числа зрительных стимулов, которые необходимо удерживать в поле внимания. С этой целью испытуемому последовательно предъявляют в определенном помеченном месте экрана заранее известную цифру и измеряют среднее время двигательных реакций. Затем ему предлагают в поемеченных местах удерживать в поле внимания два известных цифровых стимула, причем, испытуемому в случайном порядке предъявляется то одна, то другая цифра. Измеряется среднее время двигательных реакций в условиях распределенного внимания между двумя стимулами. Подобным же образом измеряется среднее время реакции в условиях распределения внимания между четырьмя, шестью и восьмью помеченными стимулами. Показатели средних времен реакции сравниваются. Чем пропорциональнее зависимость между уменьшением скорости реакций и увеличением числа удерживаемых в поле внимания стимулов, тем более выражена у испытуемого способность равномерно распределять зрительное внимание.

Синтез меридианных моделей управления электрическими характеристиками проекционных зон параметрами, регулируемыми функциональным состоянием человека

На основании анализа исследований отечественных и зарубежных учёных, а также с учетом данных собственных исследований нами, было установлено, что изменение фаз динамики деятельности будет приводить к изменению энергетических характеристик проекционных зон и в частности электрических характеристик меридианных биологически активных точек (БАТ). Однако многосвязность единичных БАТ с различными органами и системами организма, а так же иерархические меридианные и межмеридианные взаимодействия не позволяют использовать прямые измерения электрических характеристик биологически активных точек для ответа на вопрос какие факторы привели к изменению этих характеристик - патологические изменения в органах и системах связанных с ними или изменение фаз динамики деятельности. Неясным остается ответ на вопрос и о том, сколько и ка 65 кие БАТ связанные с изменением функциональных состояний необходимо исследовать для конечной классификации искомых состояний.

Работами кафедры Биомедицинской инженерии КурскГТУ было показано, что поиск информативных зон и синтез решающих правил и алгоритмов диагностики и управления внутренними органами и функциональными системами организма целесообразно производить с использованием так называемых меридианных моделей взаимодействий внутренних органов и систем со «своими» проекционными зонами. В работах [21,30,36,46,53] приведены общие правила синтеза таких моделей и примеры построения меридианных моделей для некоторых типов заболеваний.

В этом разделе, пользуясь общими рекомендациями процитированных работ, решается задача синтеза моделей для диагностики состояний активации, эмоционального напряжения и утомления. Подобных моделей для этих классов состояний по данным литературы нами обнаружено не было.

Для дальнейших рассуждений введём ряд необходимых понятий и определений, связанных со спецификой решаемой задачи.

1. Внутренние органы и функциональные системы со «своими» проекционными зонами связываются через объединения нейронов ствола спинного мозга, которые в специальной литературе называются микрозонами ретикулярной формации спинного мозга - МРФс.

2. Совокупность нейронов МРФс взаимодействующих и управляющих работой одной биологически активной точки будем называть ассоциацией первого уровня Aj где j - номер биологически активной точки в общем списке меридиана с номером (именем) h, h=l,...,Н; Н - количество меридиан имеющих точки «связанные» с исследуемым ФС. Совокупность нейронных ансамблей связанных с меридианами и формирующем его «общее энергетическое состояние» будем называть ассоциацией второго уровня AMh. К ассоциациям третьего уровня будем относить нейронные ансамбли, обеспечивающие межмеридианные энергетические взаимодействия - AMMh. 3. Список синдромов, симптомов, патологий, функциональных состояний представляемых на проекционных зонах (в частности на БАТ) будем называть ситуациями Xj={xi,...,Xj,...}, где i= 1,...,1, I - номер ситуаций выводимых на БАТ входящих в состав точек интересующих пользователя. Состояния являющиеся предметом исследования будем отмечать нулевым индексом (х0). Список ситуаций, относящийся к одной БАТ, будем объединять именем (идентификатором) Zj.

4. При построении графической модели ассоциации второго уровня AMh будем представлять прямоугольником, к которому линиями со стрелками подводятся существенные для решаемой задачи связи. Ассоциации первого уровня будем изображать кружками малого диаметра, точки меридиана - точками, а объединенный список ситуаций Zj будем сопровождать квадратной скобкой. Для упрощения схемы моделей на ней представляются только те ассоциации первого уровня со своими списками Zj которые имеют связь с состоянием Хо.

В качестве примера рассмотрим построение фрагмента меридианной модели почек (R) на точку R8 которой выводится ситуация х0 - эмоциональная лабильность. Графическое представление этой модели приведено на рис. 2.2.

Согласно атласу меридиан с точкой R8 связан следующий список ситуаций.

ZR8 = {х0, хьх2, х3},где

X! — нарушение мочеиспускания, отеки, боли в уретре, эпидидинит, ор-хит;

х2 — выпадение матки, расстройство менструального цикла, менструальное кровотечение в период климакса;

хз - запор, понос.

К существенным связям, формирующим энергетическое состояние меридиана R, следует отнести следующие. Энергетическое взаимодействие AMR с центральными управляющими

структурами (включая головной мозг) - Эцусд. Энергетическое взаимодействие с функциональными системами, взаимодействующими с меридианом R

Похожие диссертации на Разработка методов и средств комплексной диагностики и управления функциональным состоянием человека по фазам динамики деятельности