Спосіб тестування функціонального стану організму людини

Реферат: Спосіб тестування функціонального стану організму людини, який включає визначення співвідношення маси тіла і зросту, артеріального тиску, частоти серцевих скорочень до і після навантажень, життєвої ємкості легень, часу затримки дихання на вдиху і на видиху, показника статичного балансування і обчислення показника рівня функціонального стану, визначають фізико-механічні властивості міокарда лівого шлуночка, а саме, градієнт модуля пружності міокарда лівого шлуночка, і вміст цукру в крові, проводять обчислення показника рівня функціонального стану и при значеннях показника рівня функціонального стану обстежуваного менше ніж 0,38 стан організму людини оцінюють як незадовільний, при значеннях показника більше ніж 0,80 - як відмінний, а в діапазоні 0,38-0,8 - стан організму людини оцінюють як нормальний. UA 77196 U (54) СПОСІБ ТЕСТУВАННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНОГО СТАНУ ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ UA 77196 U UA 77196 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до медицини, зокрема до спортивної медицини і функціональної діагностики, і може бути використано для визначення рівня функціонального стану (ФС) організму при масових обстеженнях, професійному відборі кандидатів для роботи в екстремальних умовах з високим рівнем фізичного навантаження і моніторингу ФС в процесі професіональної діяльності, зокрема дітей і підлітків при заняттях їх на уроках фізичної культури. Відомий спосіб оцінки функціонального стану організму людини [Патент України № 9053, А61В 5/00, 2005] шляхом визначення показників серцевого індексу, показників споживання кисню та показників доставки кисню, представлення показників у стандартизованому вигляді і порівняння їх з нормальними показниками та виявлення відхилень від норми, з визначенням редукованого артеріального тиску, загрозонебезпеки, біостійкості, біонестійкості, біоадекватності або біонеадекватності. Недоліком цього способу є складність апаратури, що реалізовує спосіб, що у свою чергу обмежує масовість його вживання. Методика займає багато часу для її проведення. Найбільш близьким прототипом до корисної моделі, що заявляється, є спосіб оцінки рівня функціонального стану організму людини [Патент України № 5663, А61В 5/0205, 2005]. Спосіб включає визначення співвідношення маси тіла і зросту, артеріального тиску, частоти серцевих скорочень до і після навантажень, життєвої ємкості легень, часу затримання дихання на вдиху і видиху, показника статичного балансування і обчислення показника рівня функціонального стану за формулою: Pc P Fc Fn VT TiT ToT BT (M / L) R  [         ]/B , PcT PT FcT FnT V Ti To B (M / L)T де R  - показник рівня функціонального стану; Pc , PcT - артеріальний тиск систолічний (мм рт. ст.) фактичне та табличне значення 25 30 показника відповідно; P , PT - артеріальний тиск діастолічний (мм рт. ст.) фактичне та табличне значення показника відповідно; Fc , FcT - частота серцевих скорочень у спокої (уд./хв) фактичне та табличне значення показника відповідно; Fn , FnT - частота серцевих скорочень після навантаження (уд./хв) фактичне та табличне значення показника відповідно; 3 V , VT - життєва ємкість легень (дм ) фактичне та табличне значення показника відповідно; Ti , TiT - час затримки дихання на вдиху (с) фактичне та табличне значення показника 35 40 45 50 55 відповідно; To , ToT - час затримки дихання на видиху (с) фактичне та табличне значення показника відповідно; В - показник статичного балансування (с); М - маса тіла (г); L - зріст (см); Індекси: ф - фактичне значення показника; Т - табличне значення показника, при значеннях показника 0,85 і менше визначають як високий, 0,86-0,90 - вище середнього, 0,91-1,10 як середній і 1,11-1,3 як низький рівень функціонального стану людини. Недоліком відомого способу є те, що цим тестом недостатньо оцінюються функціональні можливості і прогноз працездатності обстеженого. Спосіб через його складність більш придатний для застосування кумулятивного стану ніж миттєвого. Запропонована формула незадовільно оцінює ступінь взаємовпливу показників, які в неї входять, формула не має чітко виражених меж, до яких вона прямує, не використовуються ознаки, що характеризують залежність функціональних можливостей від морфологічних особливостей людини, що обстежується (наприклад, фізико-механічних властивостей міокарда лівого шлуночка) або від можливої наявності ознак діабету (вміст цукру в крові). В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу тестування функціонального стану організму людини шляхом визначення залежності функціональних можливостей від морфологічних особливостей обстежуваного та наявності ознак діабету, внаслідок чого результати тестування будуть більш вірогідні. Поставлена задача вирішується тим, що в способі тестування функціонального стану організму людини, який включає визначення співвідношення маси тіла і зросту, артеріального 1 UA 77196 U 5 тиску, частоти серцевих скорочень до і після навантажень, життєвої ємкості легень, часу затримки дихання на вдиху і на видиху, показника статичного балансування і обчислення показника рівня функціонального стану за формулою, визначають фізико-механічні властивості міокарда лівого шлуночка, а саме, градієнт модуля пружності міокарда лівого шлуночка, і вміст цукру в крові, а обчислення показника рівня функціонального стану проводять за формулою функції бажання показників [І.А. Павлюченко, В.В. Перемітько, Ю.И. Рейдерман, Математичне моделювання процесу вибору матеріалів для деталей машин. Математичне моделювання № 2, 2005, стор. 45]: n K  n  Z i  ai , (1) i 1 10 де K - узагальнений критерій всієї сукупності окремих показників, який можна назвати комплексним критерієм, критерієм придатності; n - число окремих показників здоров'я; ai - вагомість окремих показників, 15 Z i - значення власних функцій, які визначаються по залежностям ' Ζi=exp(-exp(-y ib)) (2) - для показників з одностороннім обмеженням, ' Ζi=exp(-exp(1-y ib)) (3) 20 25 - для показників з двостороннім обмеженням; аі - вагомість окремих показників; ' y i - безрозмірне значення окремого показника; b - деяке додатне число; Переклад натуральних (абсолютних) значень показників з одностороннім обмеженням в безрозмірну форму здійснюється по апроксимаційній лінійній залежності. Для показника, збільшення якого бажано ' y i=1,53(уі-уіk)/(уіk-уіgr), 30 або за формулою для показника, зменшення якого бажано ' y i=1,53(уіgr-уі)/(уіgr-уіk), 35 (4) (5) уі - натуральне значення показника, який маємо, yigi - найгірше натуральне значення необхідного показника, відповідає Ζ i=0,37; уіk - найкраще значення (натуральне) необхідного показника (відповідає Ζi=0,80). Переведення натуральних значень показників з двостороннім обмеженням у безрозмірну форму здійснюється за допомогою залежності: ' y i=2уі(уіmax+уіmin)/(уіmax-уіmin). (6) 40 45 50 В групі обстежених, статус яких аналізується, гідним для виконання роботи буде той, у кого значення комплексного критерію придатності найбільший (при умові що це значення більше 0,5). При значеннях показника рівня функціонального стану обстежуваного менше ніж 0,38 стан організму людини оцінюють як незадовільний, при значеннях показника більше ніж 0,80 - як відмінний, а в діапазоні 0,38-0,80 - стан організму людини оцінюють як нормальний. Задача вирішується за допомогою алгоритму в основі якого покладене використання даних ехокардіографії та глюкозовмісту в крові. Кожен обстежений один раз на рік проходить ехокардіографію. В спокої йому на апараті УЗД вимірюють кінцеві розміри лівого шлуночка в діастолу і систолу, та товщину стінки міокарда в спокою. [Н.М. Мухарлямов, Ю.Н. Беленков. Ультразвукова діагностика в кардіології, "Медицина", М, стор.17-20, 33]. Визначаємо К градієнт модуля пружності лівого шлуночка 2 UA 77196 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 обстежуваного [Дзяк Г.В., Чибісов В.И., Рейдерман Ю.И., Беляев В.П., Логинов СВ., Дзяк В.В., Пчелов В.М., Серце спортсмена - аналіз біомеханіка, "Пороги", Дніпропетровськ, 2002, стор. 167]. 3 КСО=7·(КСР) /(2,4+КСР); 3 КДО=7 (КДР) /(2,4+КДР); 3 КДО(n)=7 (КДР+ТМД) /(2,4+КДР+ТМД); ОММ=КДО-КСО; КСО, КДО - кінцеві систолічний і діастолічний об'єми внутрішньої порожнини лівого шлуночка, КСР, КДР - кінцеві систолічний і діастолічний розміри внутрішньої порожнини лівого шлуночка, ТМД - товщина міокарда в діастолу. К=0,75(КСО+ОММ)·КСР·1,33/((КДР-КСР)·ОММ); Вимірюємо дані, характерні на момент обстеження: тиск по Короткову систолічний і діастолічний в спокої і після навантаження; частота серцевих скорочень в спокої и після навантаження; відношення фактичної ваги до нормальної; час затримки дихання в спокої і після навантаження; вміст цукру в крові. За допомогою аускультативного способу Короткова визначають артеріальний діастолічний і систолічний тиск. Як показав досвід використання вказаного способу - прототипу, недоліком його є те, що в якості ознак використовуються ознаки мало інформативні. Наприклад, ознаки 6.7.8. В той же час не використовуються ознаки, що характеризують залежність функціональних можливостей від морфологічних особливостей обстежуваного (наприклад, фізико-механічних властивостей міокарда лівого шлуночка) або від можливої наявності ознак діабету (вміст цукру в крові). Застосування запропонованої методики проілюструємо на прикладі. Приклад: Треба визначити оцінку функціонального стану обстежуваного. Дані ехокардіографії, проведеної при цьому: в покої кінцеві діастолічний і систолічний розміри порожнини лівого шлуночка відповідно КДР=5 см і КСР =3 см, товщини міокарда в діастолу ТМД=1 см, тиск по Короткову Рсф=у2=120 мм. рт. ст., Рф=у3=80 мм. рт. ст., частота серцевих скорочень ударів за хвилину в спокої Fcф=у1=70, ваговий фактор L/M=у4=1.2, вміст цукру в крові у5=6, частота серцевих скорочень після навантаження Fнф =y6=140 ударів в хвилину, затримка дихання в спокої y8=150 секунд, затримка дихання після навантаження у9=20 секунд, 3 3 3 3 Результати обчислень:КСО=35 см ; КДО=118 см ; КДО(n)=180 см ; ОММ=62 см ; Градієнт модуля пружності з у7=7.76 безрозмірне; Оцінка результатів: Показники результатів уi, у2, у3, у4, у5, у6, відносяться до показників з двостороннім обмеженням, і оцінка їх виконується за формулою (6).,тобто уіmах=0,9уі; уіmах=1,1уі, де відповідно і=1, 2, 3, 4, 5, 6. Показник у7 відноситься до показників зменшення яких бажано і оцінка його виконується за формулою (5)., у7gr=1,1у7, у7k=0,9у7. Показники у8, у9, відносяться до показників збільшення яких бажано і оцінка їх виконується за формулою (4), тобто, уіk=1,1уi, уigr=0,9уі, Де відповідно і=8,9. ' Частота серцевих скорочень в спокої y i=0,8054 ' Тиск в спокої у систолу y 2=0,8054 ' Тиск у діастолу y 3=0,8054 ' Ваговий фактор y 4=0,3676 ' Вміст цукру y 5=0,6281 ' Частота серцевих скорочень при навантаженні y 6=0,5485 ' Градієнт модуля пружності y 7=0,7268 ' Затримка дихання в спокої y 8=0,6281 ' Затримка дихання після навантаження y 9=0,8054 Показник фізичного стану обстежуваного К=0,6113 Висновок: до виконання роботи придатний. Запропонований спосіб вирішує задачу визначення діагностики функціонального стану серцево-судинної системи і наявності резервних можливостей організму та є мало затратним і загальнодоступним для медичних пунктів учбових закладів. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Спосіб тестування функціонального стану організму людини, який включає визначення співвідношення маси тіла і зросту, артеріального тиску, частоти серцевих скорочень до і після навантажень, життєвої ємкості легень, часу затримки дихання на вдиху і на видиху, показника 3 UA 77196 U статичного балансування і обчислення показника рівня функціонального стану за формулою, який відрізняється тим, що визначають фізико-механічні властивості міокарда лівого шлуночка, а саме, градієнт модуля пружності міокарда лівого шлуночка, і вміст цукру в крові, а обчислення показника рівня функціонального стану проводять за формулою: n 5 K  n  Z i  ai , i 1 10 де K - узагальнений критерій всієї сукупності окремих показників, n - число окремих показників здоров'я; Z i - значення власних функцій, які визначаються по залежностям характерним для функції бажання, ai - вагомість окремих показників, при значеннях показника рівня функціонального стану обстежуваного менше ніж 0,38 стан організму людини оцінюють як незадовільний, при значеннях показника більше ніж 0,80 - як відмінний, а в діапазоні 0,38-0,8 - стан організму людини оцінюють як нормальний. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4