авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

«Министерство образования и науки РФ Академия медико-технических наук РФ Технологический институт Южного федерального университета ОКБ “Ритм” ...»

-- [ Страница 3 ] --

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА Основной результат работ заключался в том, что в нейронах возникали отклики на внешнюю электростимуляцию, осуществляемую через нанотрубки с помощью подсоединенного к подложке Ag-электрода. Таким образом, нанотрубки не только хорошая поверхность для выращивания нейронной сети. Они могут способствовать повышению эффективности работы мозга благодаря передаче электрического сигнала по нанотрубке [3].

На рисунке 2 изображена блок-схема, иллюстрирующая систему распознавания образов, которая может быть осуществлена с физическим устройством нейронной сети на углеродных нанотрубках.

Постоянная Оперативная Дисплей Клавиатура память память Центральный процессор Фильтр Нейрочип Входной сигнал Рисунок 2 – Блок-схема системы распознавания образов, осуществляемая с физическим устройством нейронной сети на углеродных нанотрубках Система представлена центральным процессором, который выполняет различную обработку и управление функциями, такими как распознавание образов.

Он связан с постоянной и оперативной памятью, дисплейным блоком, клавиатурой, фильтром и физическим устройством нейронной сети (нейрочипом) Нанотрубки оказались полезными на стыке 2 высокотехнологичных дисциплин нанотехнологий и искусственного интеллекта.

Применяя нанотрубки мы получаем малую наноразмерную, сверхбыструю,помехоустойчивую сеть, пригодную для решения поставленных задач [4].

1.«Нейроны формируют искусственный мозг с помощью нанотрубок».Интернет источник.:

http://old.nanonewsnet.ru/index.php?module=Pagesetter&func=viewpub&tid=4&pid= // Дата обращения – 01.07.2011.

ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- 2. «Искусственный нейрон.Функция активации».Интернет источник.:

http://www.neurones.ru/neuro_base.php// Дата обращения – 01.07. 3. «Углеродные нанотрубки и нейроны».Интернет источник.:

http://www.nanonewsnet.ru/news/2009/uglerodnye-nanotrubki-neirony// Дата обращения – 01.07.2011.

4. «Введение в искусственные нейронные сети».Интернет источник.:

http://www.scorcher.ru/neuro/science/neurocomp/mem52.htm// Дата обращения – 02.07.2011.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРЕССА ИНФУЗОРИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕТОДОВ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ВОДНЫХ СРЕД НА БАЗЕ ТЕСТ-РЕАКЦИИ ГАЛЬВАНОТАКСИСА Захаров И. С., Казанцева А. Г.

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им.

Ульянова (Ленина) "ЛЭТИ" Sergeich188@gmail.com Ганс Селье изначально назвал стресс общим адаптационным синдромом, подразумевая под этим термином неспецифическую реакцию организма на воздействие внешней среды. Он также выделял два вида стресса: эустресс и дистресс.

Разница между ними заключается в том, что в первом случае за стадией реакции следует реабилитация, то есть восстановление первоначального состояния организма, когда как во втором – этой стадии не наблюдается. Первоначально считалось, что реакция стресса характерна только для человека и высших животных в связи с наличие у них развитой нервной системы, но последние исследования показали, что эта реакции присуща еще и микроорганизмам [1], [2] и даже экосистемам, где за антропогенным воздействием часто следует стадия реабилитации.

Методы биоиндикации часто ориентированы на выявление эффекта стресса организмов, живущих в естественной среде, на ее загрязнение [3]. Методы биотестирования, основанные на использовании контроля тест-реакции лабораторно выращенных организмов на вредный фактор использовали в качестве информативной фазы реакции необратимую патологическую фазу (гибель организмов, блокирование важнейших метаболических систем, популяционную миграцию из зоны опасности). Современные требования к экспрессности методов (уменьшению времени реакции) обусловливают использование в качестве информативной фазы реакции организмов на загрязнения среды фазу перехода от стресса к реабилитации. Возможности этого подхода будут рассмотрены в настоящей статье на примере реакции гальванотаксиса инфузорий.

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА Гальванотаксис инфузорий P.caudatum (перемещение клеток под действием разности потенциалов на электродах) стал использоваться в качестве тест-реакции для биотестирования токсичности водных сред для уменьшения времени тестирования. Специфика реакции состоит в том, что при контроле токсичности на тест-объект действует два стрессора: электрическое поле и химическое вещество.

Тест-реакция сначала включала две фазы: при подаче напряжения на электроды, погруженные в среду с клетками, инфузории двигались к катоду, а при переключении полярности сформированный у катода слой клеток перемещался к новому катоду. Зона оптического контроля находилась в центре кюветы или у электродов [4]. Амплитуда импульса коэффициента пропускания слоя уменьшалась при воздействии токсикантов, но характеризовалась нестационарностью в токсичной среде.

Решая вопросы стационарности сигнала, авторы статьи перешли к многофазной реакции, формируемой путем многократного переключения полярности – динамике гальванотаксиса. При этом сжатый электрическим полем мутный слой инфузорий многократно двигается от одного электрода к другому. На рисунке 1 представлен характерный сигнал динамики гальванотаксиса. Эксперимент проводился при условиях, описанных в [5], в культуральной среде Л-Л с безвредной пробой.

Опт. плотн., о.е.

t, с.

Рис. 1. Сигнал динамики гальванотаксиса в контроле Как видно на рисунке, с течением времени величины амплитуд нарастают, что характеризует «уплотнение» гальванотаксического слоя, образованного при включении электродов. Огибающая амплитуд включает участок переходного и стационарного процессов (в биологическом смысле слова), подобный стационарной фазе кривой роста популяции. Такой феномен можно объяснить первоначальным стрессом организмов на электрическое поле, в результате которого только небольшая часть организмов перемещается к катоду (этап «тревоги»), а затем популяция приобретает сопротивляемость к стрессу, приспосабливаясь к электрическому полю как к внешнему источнику энергии, и доля перемещающейся популяции увеличивается и достигает насыщения.

Предположив наличие механизма стресса, авторы поставили эксперименты, при которых количество переключений полярности напряжения на электродах ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- составляло около 400 [5] и обнаружили фазу истощения, характерную для длительного стресса, наступающую через 200…250 переключений полярности управляющего напряжения. В фазе истощения амплитуда импульсов начала уменьшаться. Так при большом количестве переключений полярности напряжений на электродах в сигнале динамики гальванотаксиса инфузорий в безвредной среде проявляются три этапа стресса: тревоги, сопротивляемости, истощения. Можно заключить, что в контроле при тест-реакции динамики гальванотаксиса инфузорий по методу [5] и количестве переключений полярности напряжения (20…40) проявлялся эффект эустресса.

Эустресс проявляется при действии электрического поля и стрессора другой природы, если его параметры находятся в диапазоне адаптации организмов.

На рисунке 2 представлены результаты экспериментов по исследованию характера реакции при понижении температуры. Кювета со взвесью клеток в чистой среде перед началом эксперимента выдерживалась при температуре -5 0С в течение 5 и 2 мин. Основное влияние понижение температуры оказывает на стадию тревоги, которая при протекании реакции при отрицательных температурах затягивается.

Тем не менее, огибающая амплитуд гальванотаксических импульсов характеризуется подъемом, наклон которого тем меньше, чем более понижена температура культуральной среды взвеси инфузорий. Это означает, что популяция организмов приобретает сопротивляемость к двум стрессорам, проявляя эффект эустресса.

Контроль 2 мин. 5 мин.

Опт. плотн., о.е.

t, с Рис.2. Результаты экспериментов по исследованию температурных режимов Другая картина возникает при воздействии токсикантов, действие которых усиливается со временем. Опыты проводились с раствором CuSO4 с концентрацией мг/л. (рисунок 3). При одновременном воздействии (когда взвесь подвергалась воздействию электрического поля сразу после добавления токсиканта) наблюдается резкий переход от стадии тревоги к стадии сопротивляемости, что отличает процесс гальванотаксиса, протекающий в культуральной среде, где этот переход имеет линейный характер (см. рис.1).

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА При последовательном воздействии (взвесь инфузорий выдерживалась в пробе перед воздействием электрического поля в течении 10 мин.) при воздействии двух стрессоров возникает эффект дистресса.

Одновременное воздействие Последовательное воздействие Опт. плотн., о.е.

t, с Рис.3. Результаты экспериментов по исследованию одновременного и последовательного действия электрического поля и токсиканта CuSO При высокой концентрации токсиканта в исследуемой пробе существенное отличие сигнала наблюдается уже на стадии тревоги, различия сигналов при небольших концентрациях проявляются на более поздних стадиях реакции, причем, чем меньше концентрация токсиканта, тем позднее проявятся различия.

На рисунке 4 представлены результаты экспериментов по исследованию времени экспозиции. Стадии тревоги имеет одинаковый «спадающий» характер. А вот стадии сопротивляемости при этом различаются.

20 мин. 30 мин.

0, 0, Опт. плотн., о.е.

0, 0, 0, 0, 0 5 10 15 20 25 i,кол-во переключений полярности.

Рис. 4 Результаты экспериментов по исследованию экспозиции длительностью 20 и 30 мин ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- Для количественной характеристики фаз стресса был предложен коэффициент ингибирования эффекта гальваночувствительности популяции, определяемый по формуле:

IEG =1– Ai/Amax, где Amax, Ai – максимальная амплитуда гальванотаксического импульса в контроле, и амплитуды в опыте соответственно.

В результате исследования тест-реакции динамики гальванотаксиса в безвредной среде были выявлены условия проявления нескольких фаз стресса:

тревоги, сопротивляемости и истощения. Были исследованы факторы, определяющие переход эустресса в дистресс при влиянии стрессоров различной природы.

Предложена количественная характеристика фаз стресса.

1. Влияние кислородного стресса на углеводный метаболизм бактерий рода beggiatoa/И. В, Степанова, Н. В. Парфенова, М. Зузу и др.//Вестник ВГУ, Серия:

химия, биохимия, 2001, №2, с. 157-159.

2. «Кислородная регуляция» состава дыхательной цепи дрожжей Debaryomyces hansenii при множественном стрессе/ О.В.Шелемех, О.В. Гейдебрехт, В.К. Плакунов и др. // Микробиология. 2006. Т. 75. № 4. С. 562-569.

3. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем /Под. ред. Р. Шуберта. М., 1986.

4. Казанцева, А.Г., Захаров И. С. Исследование влияния биологических и технических факторов на тест-реакцию гальванотаксиса// Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». – СПб., 2010. – Вып.5. – С. 109 – 5. Захаров, И.С., Казанцева А.Г. Теоретические основы метода контроля токсичности водных сред с использованием тест-реакции гальванотаксиса инфузорий // Известия ЮФУ, Технические науки, Тематический выпуск.

«Медицинские информационные системы» –Таганрог, 2010. – Вып. 9 (110) - С. 122 126.

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕСТ-РЕАКЦИИ ДИНАМИКИ ГАЛЬВАНОТАКСИСА ИНФУЗОРИЙ С УЧЕТОМ ФАЗЫ СТРЕССА Захаров И.С.

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет Sergeich188@gmail.com Гальванотаксисом называется перемещение целостных организмов под действием электрического поля. Современные фотометрические исследования позволили обнаружить новые эффекты при стимуляции взвеси одноклеточных ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА организмов импульсами напряжения переменной полярности, при которой проявляется влияние стресса [1].

В данной работе излагается простая модель, которая, тем не менее, позволяет учесть фазу адаптации и стресса.

Автором разработана простая модель на основе 2-х ячеек. Общие правила перехода клеток аналогичны концепции модели в [2] и представляют переход клеток к электроду, как долю от предыдущего количества.

Пусть в кювете, где происходит гальванотаксис инфузорий, 2 ячейки с начальной долей клеток 0,5 (на рис.1 она соответствует 8 частицам в каждой ячейке). Опишем процесс ухода клеток из первой ячейки и прихода во вторую. Пусть доля клеток при первой фазе гальванотаксиса равна, а при второй –.

Получим выражение только для конечных отсчетов z=Const.

Начальные условия: равномерное распределение клеток по ячейкам U=0.

Анод: 0,5;

Катод: 0,5.

Первая фаза: полярность напряжения U( + –).

Анод: 0,5 (1– )z =0,5F ;

Катод 1–0,5(1– )z=1–0,5F. (1) Вторая фаза: полярность напряжения U( – +).

Анод: (1–0,5(1– )z))(1– )k=(1–0,5F)G.;

Катод:1– (1– 0,5F)G. (2) Первая фаза: полярность напряжения U(+ –) Анод: (1– (1-0,5F) G)F: Катод: 1–F(1– (1–0,5F) G). (3) Вторая фаза: полярность напряжения U(– +) Анод: 1–F(1–G(1–0,5F))G;

Катод: 1–G(1–F(1–G(1–0,5F))). (4) Получим формулу для катодной доли количества частиц, при k-ом переключении полярности для нечетных (нч) и четных (ч) величин k:

Nkнч=1–N(k-1)F;

Nkч=1–N(k-1)G.

При отсутствии стресса доля частиц переходящая из одной ячейки в другую при разной полярности одинаковая, т. е. =, тогда F=G =S и рекуррентная формула упрощается:

N0=0,5;

Nki=1– SNk(i-1) Анализируя вид зависимостей доли общего количества частиц при начальной доле клеток Nk0, приходим к следующим формулам для k:

N0=0,5;

Nk1=Nk0+ Nk0 (1– S);

Nk2=Nk1– Nk0 (S – S 2) = Nk0+ Nk0(1–S)(1–S);

Nk3=Nk2+ Nk0 (S 2– S 3) = Nk0+ Nk0(1–S)(1–S+S2) Nk4=Nk3– Nk0 (S 3– S 4)= Nk0+ Nk0(1–S)(1–S+S2–S3) ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- Z= =0, Z= =0, Z= =0, Z= =0, Z= =0, Рис.1 Модель перемещения инфузорий под действием полярности напряжения Выражение для доли частиц у катода от общего числа (не считая N0):

Nk= 0,5+ 0,5 (1– S)( (–1)kSk) (5) После несложных преобразований можно показать, что для нечетных значений k доля клеток у катода является убывающей функцией и может быть выражена как:

Nk(2n-1)=0,5+0,5(1–S) (1– V s2n). (6), где V=S(1–S).

Для четных значений k доля клеток у катода является возрастающей функцией, и может быть выражена как:

Nk(2n)=0,5+0,5(1–S)W( s2n) (7), где W=1–S.

По своему характеру функция Nk(i) будет периодической сходящейся функцией, которая начинается от значения N0, Nk1 будет наибольшей, а Nk2 наименьшей долей общего числа частиц (не считая N0).

Пределом знакопеременного ряда является величина 1/(1+S), поэтому предел функции, к которому стремится доля от общего количества частиц:

Nпред= Nk0(1+(1–S)/(1+S)) (8) Малое значение S, означает, что = 1, т. е. доля перемещающихся клеток велика, и функция быстрее достигает предела. Большое значение S означает, что = 0, моделируется медленное собирание клеток у катода, и функция не достигает предела даже при большом количестве переключений.

Формулы (5-7) как раз описывают изменение доли клеток у катода под действием электрического поля с многократным переключением полярности без учета стресса.

Результаты расчетов по формуле (5) показали полное совпадение с результатами расчетов по рекуррентным формулам (1–4) и представлены на рис. (график «полн»).

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА 0, полн N,о.е.

неч.

0, Полиноми альная (неч.) 0, 0 4 8 i,кол-во переключений Рис. 2. Зависимость катодной доли частиц в модели динамики гальванотаксиса без учета стресса от полного и нечетного числа переключений полярности (полн, неч.) При контроле количества инфузорий только у одного электрода, который сначала является катодом, мы получаем функцию зависимости доли клеток у одного из электродов (каждое нечетное значение) без учета стресса (рис. 2, тренд «неч»), которая должна, согласно модели, характеризоваться первоначальным подъемом и дальнейшим спадом до установления стационарной фазы.

Огибающая амплитуд в эксперименте имеет другой характер: нарастание доли клеток и затем достижение стационарной фазы (рис. 3) y = 1E-06x4 - 6E-05x3 + 0,0009x2 - 0,0013x + 0, Опт. плотн., о.е.

R = 0, i, количество переключений Рис. 3. Огибающая амплитуд гальванотаксических импульсов при регистрации динамики гальванотаксиса инфузорий (эксперимент) ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- Модель позволила прогнозировать фазу переходного процесса и стационарную фазу, наблюдаемую в реальном сигнале, но ее недостаток заключается в неверном описании фазы переходного процесса, как спада, а не подъема.

Было проведено исследование возможности учета фактора стресса путем изменения одного из значений или в рекуррентной модели (1–4) ).

0, 0,2/0, N, о.е.

0,08/0, 0, 0,2/0, 0,2/0, 0, 0 1 3 5 7 i кол-во переключений полярности Рис. 4. Модель динамики гальванотаксиса с учетом стресса. На графиках приведены функции амплитудных огибающих при разных значениях =/ str Выяснилось, что это можно сделать лишь уменьшением значения в формуле (1), т. е. при первом же собирании клеток у катода (z=1, рис. 1). В этом случае изменение одного значения на стрессовое значение str меняет характер всего переходного процесса на противоположный (рис.4) и вместо спада возникает подъем, заканчивающийся стационарной фазой.

При уменьшении без изменения на огибающей появляются изломы вниз.

При уменьшении стрессовой доли перемещающихся клеток str=0,1 происходит излом, приводящий к вогнутой огибающей, а при увеличении до str=0,5 – излом, приводящий к выпуклой огибающей.

Подытоживая результаты моделирования, можно заключить, что с помощью новой модели динамики гальванотаксиса инфузорий удалось получить аналитическое выражение для огибающей амплитуд без проявления стресса и исследовать ее трансформацию при наличии стресса с помощью введения допущения об уменьшении первичной стрессовой доли клеток по сравнению с обычной. Результаты моделирования подтвердили гипотезу о наличии стресс фактора при первоначальном воздействии поля, высказанную в работе [2] при экспериментальном исследовании динамики гальванотаксиса инфузорий.

1. Захаров И.С., Казанцева А. Г. Теоретические основы метода контроля токсичности водных сред с использованием тест-реакции гальванотаксиса инфузорий // Известия ЮФУ, Технические науки, Тематический выпуск.

«Медицинские информационные системы» –Таганрог, 2010. – Вып. 9 (110) - С. 122 126.

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА 2. Захаров, И.С., Казанцева А.Г. Рекуррентная модель гальванотаксиса для приборов контроля токсичности водных сред // Известия ЮФУ, Технические науки, Тематический выпуск. «Перспективы медицинского приборостроения» –Таганрог, 2009. – Вып. 10 (99) - С. 214 – 217.

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ НАРУШЕНИЙ СЛУХА В СРЕДЕ LABVIEW Кириченко И.И.

Южный федеральный университет Технологический институт в г. Таганроге igork@fep.tti.sfedu.ru В последнее время неуклонно растет интерес к методам анализа в базах данных и обработки данных по результатам исследований функционального состояния биологических систем, разработке новых алгоритмов анализа данных [1-3, 5]. Задача анализа результатов исследования слуха может рассматриваться как задача классификации объектов, заданных дискретными признаками. Классификация параметров пороговых потерь слуха с использованием количественных характеристик приводит к ошибкам в распознавании объектов, соответствующих начальным стадиям отдельных видов нарушений слуха.

В [1] рассмотрено применение регрессионного анализа данных аудиограмм.

Проведена оценка коэффициента корреляции для различных видов нарушений слуха. Методика регрессионного анализа аудиограмм, исследованная ранее с помощью программы Mathcad [2], может быть реализована в среде LabVIEW.

Подсистема статистической обработки тональных аудиограмм представляет собой программу, разработанную в среде визуального программирования LabVIEW. Блок диаграмма подсистемы статистической обработки тональных аудиограмм включает в себя: блок построения тональных аудиограмм;

блок расчета костно-воздушного интервала;

блок ранжирования тональных аудиограмм (ranking VPP);

подпрограмму расчета коэффициента корреляции (correlation coefficient VPP);

подпрограмму расчета коэффициента ранговой корреляции (rack correlation coefficient VPP);

подпрограмму, осуществляющую проверку полученного значения коэффициента корреляции и коэффициента ранговой корреляции на достоверность по t-критерию Стьюдента.

На рис. 1 показана блок-диаграмма подпрограммы для расчета в среде LabVIEW коэффициента корреляции по данным аудиометрии. На рис. 2 показано окно лицевой панели терминала регрессионного анализа по данным аудиометрии.

ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- Рисунок 1 - Блок-диаграмма подпрограммы для расчета коэффициента корреляции по данным аудиометрии Рисунок 2 - Окно лицевой панели терминала регрессионного анализа по данным аудиометрии Модуль регрессионного анализа аудиограмм, реализованный на основе виртуального прибора в среде LabVIEW, продемонстрировал возможность определения коэффициента корреляции Пирсона, коэффициента ранговой корреляции Спирмена и графического представления результатов тональной аудиометрии. Присвоение ранга каждому значению аудиограммы осуществляется в соответствии с условиями нормирования, принятыми в оториноларингологии [4].

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА Обобщение данных и преобразование некоторых их совокупностей в форму нечетких множеств позволяет осуществить переход от отдельных числовых значений, характеризующих свойства объекта или системы, к интервалам, каждое значение которого определяется нечеткой степенью его принадлежности некоторому свойству [5]. Методы генерации нечетких правил основаны на двух подходах.

Первый подход базируется на построении посылок правил в зависимости от функций принадлежности лингвистических значений атрибутов. Второй подход основан на кластеризации исходного множества обучающих примеров.

Для повышения точности вычислений в модуле кластерного анализа применен алгоритм k-внутригрупповых средних. В качестве примера использованы результаты исследования потерь слуха, соответствующие диагнозу гипертоническая болезнь, представленные на аудиограмме №64 [4]. Предполагалось, что возможны два состояния системы слуха, в зависимости от значений атрибутов: «норма» и «нарушение». Исходя из условий задачи, число кластеров k=2. На рис. 3 показана блок-диаграмма виртуального прибора, позволяющего реализовать алгоритм k внутригрупповых средних в среде LabVIEW.

Рисунок 3 - Блок-диаграмма виртуального прибора, реализующего алгоритм k внутригрупповых средних Результатом выполнения алгоритма являются два кластера S1 и S2, характерными которых значениями будут являться значения центров кластеров для ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- 1-го атрибута и 2-го атрибута. С помощью результатов, полученных при выполнении алгоритма, можно построить крайние левую и правую функции принадлежности нечетких множеств лингвистических меток и вычислить функции принадлежности нечетких множеств лингвистических меток, определенных на соответствующих интервалах.

На рис. 4 показано окно лицевой панели терминала, реализующего алгоритм k внутригрупповых средних, для определения центров кластеров.

Рисунок 4 - Окно лицевой панели терминала, реализующего алгоритм k внутригрупповых средних Анализ полученных результатов регрессионного и кластерного анализа позволяет сделать вывод о том, что оценка силы корреляционной связи содержит информацию об отклонении потерь воздушной проводимости от нормы и может быть использована как классификационный признак в алгоритме модуля корреляционного анализа биотехнической системы для диагностики нарушений слуха.

1.Бондаренко Р.П., Кириченко И.И., Черноморченко С.Г. Применение регрессионного анализа данных в аудиометрии // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2010. – №9(110). – С.199-200.

2.Бондаренко Р.П., Кириченко И.И. Применение программы Matcad для анализа данных тональной аудиометрии // Известия ТТИ ЮФУ — ДонНТУ.

Материалы ХI научно-практического семинара «Практика и перспективы развития партнерства в сфере высшей школы». В 3-х кн. - Таганрог. Изд-во ТТИ ЮФУ. Кн. 2. – 2010. – №10. – С.65–67.

3.Бондаренко Р.П., Заграй Н.П., Кириченко И.И., Фирсова Т.Б. Метод определения конфигурации тональных аудиограмм // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2009. – №10(99). – С. 239–241.

4.Коломийченко А.И, Шейнман Н.С. Атлас тональных аудиометрических исследований. Киев: Госмедиздат УССР. – 1962. –292с.

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА 5.Астанин С.В., Жуковская Н.К., Чепиков Э.В. Поиск нечетких правил на основе анализа базы данных // Перспективные интеллектуальные технологии и интеллектуальные системы. Таганрог: ТРТУ. №4. 2004. С.11-24.

ПОРТАТИВНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ МИОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ИНЪЕКЦИЙ БОТУЛИНОТОКСИНОВ, БОС ТРЕНИНГА И МИОСТИМУЛЯЦИИ ПРИ СПАСТИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЯХ Котляров В.В., Сахаров В.Л., Максимов И.И.

Научно-медицинская фирма «Нейротех», г. Таганрог vadim@neurotech.ru Спастические параличи как следствие необратимых органических поражений центральной нервной системы – это хронические двигательные нарушения, по поводу которых пациенты лечатся на протяжении многих лет. Медикаментозная терапия, применяемая при этих состояниях, требует больших финансовых затрат, и, кроме того, проведение ее не всегда достаточно эффективно. [1]. Основные заболевания, приводящие к спастичности, детский церебральный паралич, последствия инсультов, тяжелых травм нервной системы приносят в жизнь пациентов и общества не только физические и эмоциональные, но и экономически потери.

Проблема восстановительной терапии спастики и парезов диктует необходимость поиска новых более эффективных методов лечения. Среди разнообразных лечебных средств традиционно большую значимость имели медикаменты, лечебная физкультура и различные кинезиотерапевтические методы формирования нового двигательного паттерна, физические факторы. При этом общепризнанным научным фактом был и остается приоритет кинезиотерапевтического подхода в лечении двигательных нарушений [3].

Но особенности патофизиологической нейродинамики при формировании спастико-дистонических нарушений обуславливают и различные ответные реакции на терапию. Влияния спастики и дистонии, препятствующие проведению процедур кинезиотерапевтического профиля, (ЛФК и миографический тренинг биологической обратной связью – БОС-тренинг) общеизвестны и являются важной проблемой реабилитологии. [4,5] Пациент зачастую не может даже начать курс лечебной физкультуры и БОС-тренинга из-за деформирующих спастических реакций и связанных с ними болевых ощущений.

ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- Поэтому в современной нейрореабилитологии в последние годы уже сложился стандартный научно обоснованный комплексный подход, включающий предварительное проведение инъекций препаратов ботулотоксинов типа А с целью достижения локальной и селективной миорелаксации пораженных спастичных мышц с последующим этапным включением в реабилитационную программу миостимуляции, БОС-тренинга на фоне базовой кинезиотерапии.

Но различная профильная специфичность данных методов требует включения в реабилитационный процесс специалистов разных направлений и организацию взаимно синхронизированной и экономически оправданной работы в лечебном учреждений соответствующих кабинетов (отделений) физиотерапии, кинезиотерапии, лечебной физкультуры функциональной диагностики. Также является серьезной проблемой перемещение пациента с тяжелыми двигательными расстройствами по данным подразделениям.

Поэтому нами была поставлена задача по разработке адаптированного портативного прибора, позволяющего эффективно провести основные реабилитационные мероприятия непосредственно в палате, или на амбулаторном ординарном приеме, а, при необходимости, и в домашних условиях.

После проведения соответствующей конструкторской и инженерной работы были успешно проведены регламентированные МЗ РФ клинические испытания и получено регистрационное удостоверение Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития на портативный миографический анализатор для инъекций МИСТ, позволяющий провести в экспресс-режиме как диагностический тестирующий поиск мышц-мишеней для проведения инъекции миорелаксанта, анестетика и препаратовботулотоксина А, так и непосредственное сопровождение самой инъекции с индикацией нахождения кончика иглы в мышце.

Прибор позволяет провести зондирующие стимуляционные воздействия в момент процедуры, что повышает уверенность в правильности выбора ключевой мышцы в каждом конкретном патологическом двигательном паттерне. Непосредственно после инъекционной процедуры возможно провести ингибирующую электростимуляцию инъецированных мышц, что важно для оптимизации действия ботулотоксина.

Следующим этапом является применение этого же прибора для проведения последующих курсовых процедур миостимуляции пораженных ослабленных мышц антагонистов и психофизиологического кинезиотерапевтического тренинга методом биологической обратной связи для формирования новых моторных программ в регуляторных структурах центральной нервной системы.

Прибор прост в использовании. Специальное программное обеспечение эргономично организовано для разового овладения навыкам работы с ним и рассчитано на применение самим пациентом в домашних условиях. Портативные размеры позволяют использовать тестирующий БОС-контроль за пораженными мышцами непосредственно в движениях, при формировании навыка ходьбы.

Рассмотрим технические решения, использованные в данном приборе.

Как видно из структурной схемы (рис. 1) режимы стимуляции и усиления электромиограммы обеспечиваются независимыми блоками прибора – блоком ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА усилителя и блоком стимулятора. Коммутация входного разъема между усилителем и стимулятором обеспечивается с помощью блока входной коммутации (БВК).

КУ=8 КУ= 85–2200 Гц ДУ У АК Блок усилителя IN+ АЦП 0–50 мА БВК 10 бит IN ПС REF 150В МК ATMega Блок стимулятора Две батарейки типоразмера AA Блок 4-х строчный Клавиатура питания индикатор Рис. 1. Структурная схема прибора.

Этот блок построен на миниатюрных поляризационных электромагнитных реле. Блок усилителя построен на базе микросхемы малопотребляющего инструментального усилителя AD627 фирмы Analog Devices, которая обеспечивает высокое подовление синфазной помехи (до 90 дБ) и низкий уровень шумов (38 nV/ Hz). С выхода инструментального усилителя сигнал поступает на полосовой фильтр, состоящий из ФВЧ третьего порядка с частотой среза 85 Гц, и ФНЧ первого порядка с частотой среза 2200 Гц. АЧХ фильтра перекрывает спектр электромиограммы и в то же время обеспечивает подавление сетевой помехи 50 Гц. Усиление всего тракта равно 800, динамический диапазон входа составляет ±3мВ.

Усиленный сигнал посредством аудиокоммутатора (АК) подается на встроенный динамик или разъем наушников, а также на вход 10-ти разрядного АЦП, встроенного в микроконтроллер ATMega164 фирмы Atmel. Это 8-ми битный AVR микроконтроллер с богатым набором встроенной периферии и низким потреблением.

В данном устройстве контроллер работает на частоте 8 МГц и выполняет приблизительно 8 миллионов операций в секунду.

После оцифровки с частотой 4 кГц анализатор каждые 0,5 с вычисляет мощность миограммы и выводит ее на экран в виде шкалы в линейном масштабе.

Блок стимулятора выполнен на основе импульсного одноактного обратноходового повышающего стабилизатора. Стабилизатор тока построен на высоковольтном N ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- канальном транзисторе с управлением от микросхемы 10-ти битного ЦАП. Этот узел обеспечивает формирование достаточно мощных электроимпульсов по специальным терапевтическим режимам, сравнимых по уровню мощности с параметрами стационарных физиотерапевтических приборов. Прибор способен выдавать как одиночные, так и ритмичные импульсы с частотой повторения от 1 до 20 Гц с шагом перестройки частоты 1 Гц.

Блок питания устройства обеспечивает повышение и стабилизацию напряжения, получаемого от двух батарей типоразмера АА. Информация для пациента отображается на миниатюрном 4-х строчном индикаторе, прибор управляется 6-ю кнопками.

Для оценки эффективности работы прибора и анализа его функциональных особенностей нами проведено комплексное клинико-электрофизиологическое обследование и лечение методом БОС-тренинга на фоне комплексного реабилитационного лечения 49-ти больных со спастическими параличами вследствие детского церебрального паралича в детском психоневрологическом отделении Пятигорской клиники ГНИИ Курортологии.

Исследования проводились на группе больных спастическими формами ДЦП.

По результатам данных исследований сделаны выводы, о том, что наибольшей эффективностью у больных спастическими формами ДЦП обладал метод сочетанного воздействия ботулинотерапии, проводимой под миографическим контролем, с дальнейшим включением в реабилитационный процесс воздействия на центральные перцептивные механизмы регуляции мышечного тонуса через БОС тренинг с параллельным проведением миостимуляции ослабленных мышц антагонистов в комплексе реабилитационного лечения.

Следующим по степени эффективности было применение БОС-тренинга по общепринятой методике в комплексном курортном лечении.

Обе методики при этом превосходили по степени эффективности традиционный курс курортного лечения у изучаемого контингента больных.

Применение портативного прибора МИСТ позволило оптимизировать реабилитационный процесс физического и рефлекторного воздействия на сегментарные и центральные механизмы тонусной регуляции пораженных спастичных мышц. Что в сочетании с комплексом процедур повышает эффективность комплексного лечения больных спастическими формами ДЦП.

Оптимальным сочетанием является применение ботулинотерапии с миографическим контролем и предварительным экспресс-тестированием мышц мишеней и последующим применением селективной миостимуляции антагонистов спастичных мышц и БОС-тренинга.

1. Восстановительное лечение детей с перинатальным поражением нервной системы и с детским церебральным параличом. / Семенова К.А. – М.: ЗАКОН И ПОРЯДОК, серия «Великая Россия. Наследие» 2007 г. – 616 с.: ил. – 1500 экз.

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА 2. Применение метода функционального биоуправления на санаторно курортном этапе лечения детей больных детским церебральным параличом // Организационные и клинические проблемы детской невропатологии и психиатрии:

Тезисы докладов Шестой Всероссийской научно-практической конференции. Самара, 1993. - С. 16-17 [В.В. Котляров, Н.Г. Андриенко] 3.Применение метода биологической обратной связи в курортном лечении детей больных детским церебральным параличом // Новые технологии в реабилитации церебрального паралича: Материалы Международного Конгресса. - Донецк, 1994. С. 147 [В.В. Котляров, Л.М. Бабина] 4.Применение метода биологической обратной связи для лечения нервныхбо лезней // «Медицинские информационные системы»: Межведомственный тематический научный сборник. - Таганрог, 1995. - Выпуск 5. - С. 56-59 [В.В.

Котляров, В.Л.Сахаров] ЛИЧНОСТНЫЙ РОСТ В СИТУАЦИИ СТРЕССА Крекова М.В.

Технологический институт Южного федерального университета в г. Таганроге kisto4ke@mail.ru Под стрессом чаще всего понимается реакция организма на тяжелые и длительные воздействия (как внешние, так и внутренние), ухудшающие здоровье человека, снижающие качество жизни. Современный человек так привык к тому, что со стрессом нужно бороться, что не замечает его положительных сторон. Однако все, что проявляется в жизнедеятельности человека, выполняет свои определенные функции. Такие функции есть и у стресса. Стресс помогает человеку обратить внимание на себя и стрессовую ситуацию, в которой он находится, позволяет выйти за рамки своих возможностей, преодолеть себя и травмирующие обстоятельства, изменив свое восприятие и по-новому оценив происходящее. Данная особенность была отнесена к определенному виду стресса и получила свое название – эустресс [1]. В отличие от дистресса, оказывающего негативное воздействие на организм человека, эустресс вызван либо положительными эмоциями, либо слаб по силе воздействия на человека. Этот вид стресса способствует повышению функциональных резервов организма, мобилизует его, адаптируясь к стрессорам и преодолевая их воздействие. Эустресс помогает человеку приобрести опыт преодоления жизненных трудностей, достичь новых и качественно более высоких ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- уровней продуктивности. Это позволяет рассматривать эустресс как один из механизмов личностного роста, который функционирует на основе несколько показателей личностного роста, а именно: субъектности и стремлении к себе – лучшему.

Таким образом, важным для человека становится не научиться не бояться стресс, а быть готовым принять его и преодолеть. Личностный рост возможен в ситуации стресса. Он достигается в те мгновения, когда человек начинает преодолевать сложившиеся обстоятельства, используя для этого определенные стратегии (coping-strategy).

Р. Лазарусом и С. Фолкманом были предложены «инструментальная» и «паллиативная» модели преодоления стресса и соответствующие им проблемно- и личностно (эмоционально)-ориентированные способы (стратегии) преодоления [5].

Под копингом они понимали когнитивное использование первичной (оценка предстоящей угрозы) и вторичной (оценка последствий совладающего действия) оценок происходящего [5].

Р. Лазарус выделяет восемь стратегий совладания со стрессом: положительная переоценка, принятие ответственности, самоконтроль, бегство-избегание, планирование решения проблемы, поиск социальной поддержки, конфронтационный копинг, дистанцирование. Первые четыре стратегии относятся к проблемно-ориентированным способам преодоления стресса, а последние четыре к личностно-ориентированным. Направленность усилий человека (на ситуацию, на себя, на иной предмет) в ситуации стресса определяет предпочтение в выборе совладающей стратегии поведения. В целом выбор копинг-стратегий зависит от личностных особенностей субъекта, особенностей ситуации и опыта преодоления [5].

Все это влияет на то, каким именно образом будет происходить личностный рост человека.

Согласно Г.В. Чаплиной, личностный рост – это «фундаментальная составляющая всего жизненного пути человека, непрерывный процесс его самопознания, саморазвития и самореализации» [4]. Это также способность человека жить внутренне богаче и качественные изменения личностного потенциала, позволяющие успешно решать жизненные задачи, управлять своей жизнью.

Подобные изменения затрагивают как внутренний мир человека, так и его взаимодействие с внешним миром, социумом – гармонизируя и то, и другое. Однако человек не может пребывать в застывшем состоянии, даже и позитивном, ему необходимо не останавливаться на достигнутом, а постоянно самосовершенствоваться. Преодолеть самого себя помогает, в том числе, и эустресс.

Он создает напряжение в той области (поле), которая давно требует изменений и личностной проработки. Затем происходит накапливание ресурсов, структурный пересмотр смысловых единиц поля, который однажды преобразуется субъектом в нечто принципиально новое.

В современной психологии личностный рост становится предметом работы бизнес-психологов, бизнес-тренеров, коучеров [4]. Для людей социально активных, творческих и особенно деловых личностный рост описывается как: «менеджмент ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА личности» (Д. Осгуд), «тренинг успешности», способствующий превращению в «высокоэффективного человека» (С. Кови). В последнее время представления бизнес психологии о самосовершенствовании личности трансформируются в концепцию коучинга (coaching) (Д. Уитмор). Составляющими этой концепции являются:

психологическая адаптация к динамично меняющимся жизненным условиям, помогающая в достижении социальной успешности;

развитие творческих способностей и активности;

совершенствование навыков общения, социального взаимодействия и влияния на людей (коммуникативной компетентности);

принятия решений и их практической реализации по модели психологического роста: РОСТ = цели + реальность + выбор + воля (GROW - Goals + Reality + Opinions + Will);

более глубокого осознавания собственной личности – своих потребностей, ценностей, позиций, умения фокусироваться на них [4].

Успешный человек должен уметь преодолевать превратности судьбы, используя для этого не только имеющиеся у него умения и навыки, но и задействовать волевые усилия. Таким образом, личностный рост заключается не просто в раскрытии своей индивидуальности, но и в умении преодолевать трудные жизненные обстоятельства, ситуации стресса, конфликты.

В телесно-ориентированном подходе выделяют «левополушарные» и «правополушарные» механизмы личностного роста [3]. Если первые направлены на достижение одномерной и плоской упорядоченности, умения владеть собой и планировать свои действия, то вторые, напротив, создают объемную, многомерную организацию психики, основу творческого поиска и нестандартных решений [3, С.514-515]. Эти механизмы прекрасно дополняют друг друга. Они показывают глубину и неповторимость человеческого бытия и важность ответственности самого человека за их раскрытие, развитие и самосовершенствование.

В гуманистической психологии (К. Роджерс, С.Л. Братченко и М.Р. Миронова) часто говорят о том, что для актуализации процесса саморазвития человека необходимым становятся условия, в которых он находится [2]. Можно отметить, что в современной психологии наблюдается тенденция создания «тепличных условий», то есть таких условий, которые по максимуму будут способствовать развитию его неповторимости и индивидуальности без необходимости справляться с проблемами и трудностями. Однако, как показывает практика, создание исключительно благоприятных условий для развития человека приводит к сложностям в адаптации к современному сложному и непредсказуемому миру, а также к росту внутренней напряженности и неудовлетворенности.

Таким образом, «личностный рост – это в первую очередь обеспечение человеку доступа к необходимым для его успешной деятельности психологическим ресурсам»

(Л.С. Белгородский) [4]. Ситуация стресса может как способствовать, так и препятствовать к доступу необходимых ресурсов. Используемые человеком стратегии ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- совладающего поведения способствуют личностному росту в том случае, когда они направлены на активное взаимодействие с ситуацией стресса – изменение (когда она поддается контролю) или приспособление (в случае, когда ситуация не поддается контролю).

1. Бодров, В.А. Проблема преодоления стресса. Часть 3: Стратегии и стили преодоления стресса [Текст] // В. А. Бодров /Психологический журнал. – 2006. – Т.27.

– №3. – С.106-116.

2. Братченко, С.Л., Миронова, М.Р. Психологические проблемы самореализации личности [Текст] / Братченко С.Л., Миронова М.Р. //Личностный рост и его критерии. – СПб., 1997. – С.38- 3. Сандомирский, М.Е. Психосоматика и телесная психотерапия [Текст]:

практическое руководство/ М.Е. Сандомирский. – М: Класс, 2007. – 592 с.

4. Чаплина, Г.В. Анализ эффективности тренинга личностного роста [Электронный ресурс] / Г.В. Чаплина. – Ставрополь, 2004. – Режим доступа:

http://student.psi911.com/dip00-17.htm 5. Ялтонский, В.М. Копинг- поведение здоровых и больных наркоманией [Текст]: дис.. д-ра мед. наук: 19.00.04, 14.00.45 / Ялтонский Владимир Михайлович. – СПб.: психоневрологический институт им. В. М. Бехтерева, 1995.– 398 с.

ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ РИТМА СЕРДЦА И ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛИЧНОСТИ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ДИНАМКЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕСТА НА ВНИМАНИЕ Курушина Л.А., Савельева М.О., Комарова М.В.

ГОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)»

milane@inbox.ru, sweet_masha@inbox.ru, marinakom@yandex.ru Выявление людей, способных к быстрому и точному выполнению определнных действий, связанных с концентрацией внимания, — актуальная задача профориентации и профотбора. Успешное выполнение операторской работы при адекватном уровне психосоматического напряжения зависит как от психологических, так и физиологических качеств человека. В настоящей работе предпринята попытка взаимно увязать особенности вегетативной регуляции ритма сердца, характеризующие функциональную напряжнность основных регуляторных систем человека, с результаты корректурной пробы, оценивающими концентрацию внимания, и с типологическими особенностями личности.

Цель работы: охарактеризовать особенности вариабельности ритма сердца и типологию личности по Майерс–Бриггс в зависимости от успешности выполнения теста на внимание.

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА Материалы и методы. Исследование включало 41 молодых, практически здоровых испытуемых (30 юношей и 11 девушек) возраста 17–23 лет.

В качестве теста на внимание проводили корректурную пробу — модифицированный нами тест Тулуз-Пьерона [1]. Суть пробы состоит в сравнении испытуемым каждого квадрата строки бланка теста с каждым из трх образцов, также приведнных на бланке. В корректурной пробе учитывали количество правильно выполненных заданий (зачркнутых квадратов, совпадающих с предъявленными образцами) за 10 промежутков времени по 30 с каждый. В работе анализировали число правильно обработанных квадратов на одну строку, характеризующее скорость выполнения пробы, и среднее квадратическое отклонение (СКО) числа обработанных квадратов по строкам, характеризующее устойчивость выполнения пробы.

Вариабельность ритма сердца (ВСР) оценивали с помощью компьютерного фотоплетизмографа «Элдар» [2] и программной оболочки Eldar-Vario.

Характеристики ВСР анализировали в соответствии с евро-американским стандартом. Учитывали следующие статистические показатели ВСР: SDNN — стандартное отклонение средней длительности всех кардиоинтервалов;

RMSSD — квадратный корень из средней суммы квадратов разностей между соседними кардиоинтервалами;

рNN50 — процент пар соседних кардиоинтервалов, отличающихся на 50 мс и более;

ЧСС — частота сердечных сокращений;

Мо — мода, АМо — амплитуда моды. Спектральные характеристики ВСР: ТP — общая мощность спектра ритма сердца;

VLF — мощность спектра в диапазоне 0,00–0,04 Гц;

LF — мощность в низкочастотном диапазоне 0,04–0,15 Гц;

HF — мощность в высокочастотном диапазоне 0,15–0,40 Гц, а также нормализованные значения мощностей в низкочастотном и высокочастотном диапазонах: HF/(LF+HF) и LF/(LF+HF) и индекс вагосимпатичесиого взаимодействия: LF/HF. Запись сердечного ритма производили дважды: в состоянии покоя (5 мин) и при выполнении корректурной пробы (5 мин).

Типирование личности проводили по методике Майерс–Бриггс (MBTI), в работе анализировали баллы по четырм шкалам MBTI [3]. Шкала E/I отражает открытость или закрытость темперамента: Extroversion — экстраверсия, Introversion — интроверсия. Шкала S/N отражает способ ориентировки в ситуации: Sensation — здравомыслие, потребность в конкретной информации iNtuition — интуиция, потребность в обобщении и интерпретации информации. Шкала T/F отражает способ принятия решения: Thinking — обдумывание, логичность, взвешивание альтернатив;

Feeling — чувствование, принятие решения на основе внутреннего импульса, субъективизма, этических категорий. Шкала J/P характеризует реализацию решения: Judging — рассудительность, ориентация на результат;


Perceiving — постижение, ориентация на процесс. Полученные в ходе обработки опросника баллы нормировали максимально возможной сумой баллов шкалы и выражали в процентах. При этом сумма двух дихотомий по каждой из шкал равна 100%.

Статистический анализ данных выполняли в среде SPSS 11.5. Сравнения показателей проводили по критерию Манна–Уитни–Вилкоксона. Исследование взаимосвязей проводили с помощью корреляционного анализа Спирмена. В работе приведены средние арифметические и их стандартные ошибки (M±m).

Результаты и обсуждение. Показатели ВСР в состоянии покоя находились в физиологических границах нормы: все испытуемые имели высокую общую вариабельность ритма (SDNN=83,0±4,1 мс и TP=15685,4±1563,5 мс2), достаточную ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- вагусную активность (RMSSD=55,6±3,61 мс, pNN50=19,7±1,8%, мощность спектра в зоне HF=2728,9±362,5 мс2). В то же время отмечена повышенная ЧСС (80,4±2,1 /мин), что может быть связано с «предстартовым» состоянием — ожиданием теста на внимание. Исходную симпатизацию ритма показывает и соотношение LF/HF, которое превысило рекомендуемый верхний предел 1,1 у 80% испытуемых и составило в среднем 3,05±0,39.

При выполнении корректурной пробы отмечено статистически значимое повышение ЧСС и снижение основных показателей ВСР. Эти изменения произошли у 90% обследованных, что соответствует данным литературы о влиянии умственной деятельности на вегетативное обеспечение сердечной деятельности, приводящее к стабилизации ритма [4, 5].

Для того чтобы понять, определяется ли скорость выполнения теста на внимание каким-либо из изученных психофизиологических параметров, мы разделили обследованных на подгруппы с учетом скорости и устойчивости выполнения корректурной пробы. Применяли технологию кластерного анализа методом k-средних МакКина. Полученные кластеры стабильны, достаточно однородны, имеют хорошую содержательную интерпретацию:

1 кластер «нестабильные»: СКО строки =6, скорость выполнения пробы — любая (от 24 до 40 квадратов в строку), n=9;

2 кластер «стабильно быстрые»: СКО строки 6, скорость выполнения пробы = квадратов в строку, n=7;

3 кластер «стабильно медленные»: СКО строки 6, скорость выполнения пробы квадратов в строку, n=25.

На следующем этапе мы сравнили показатели ВСР и шкалы типологии Майерс–Бриггс в выделенных кластерах. Обследованные с нестабильным выполнением корректурной пробы (кластер 1) отличаются от стабильных (кластеры 2 и 3) менее выраженными симпатическими влияниями на ритм сердца в состоянии покоя. Так, соотношение LF/HF — симпато-вагальный индекс — составило в 1-м кластере 1,93±0,43, в то время как во 2-м — 5,04±2,10 и в 3-м — 2,97±0,30 (р1-2=0, и р1-3=0,022). Отмечена отрицательная корреляция (r= –0,42, р=0,007) между LF/HF в покое и СКО строки.

Кластер 2 (стабильно быстрые) отличается по степени изменения показателя pNN50, который характеризует преобладание парасимпатических влияний. Если в группе стабильно быстрых при выполнении корректурной пробы он оставался без изменений (разность pNN50 в пробе и в покое равна 0,83±3,45), то у нестабильных и у стабильно медленных pNN50 повышался на 9,78±1,95 и 9,40±1,62, соответственно (р1-2=0,033 и р2-3=0,048).

Рассматриваемые кластеры отличаются не только по вегетативному обеспечению сердечного ритма, но и по типологическим особенностям личности. В кластере 3 (стабильно медленные) оказались наиболее высокие баллы по шкале Е:

экстраверсии (55,2±4,4%, что статистически значимо отличается от 1-го кластера:

37,8±3,2%, р=0,010), наиболее низкие значения по шкале S: здравомыслие, прагматичность (53,1±4,6%, р=0,033 по сравнению с 1-м кластером: 72,6±6,4%) и наиболее высокие — по шкале Т: обдумывание при принятии решения (61,1±4,4%, р=0,013 по сравнению с 2-кластером: 39,2±7,9).

Вывод. Скорость и устойчивость выполнения пробы на внимание определяется как регуляцией со стороны вегетативной нервной системы, так и психологическими особенностями личности. Наиболее успешный, стабильно быстрый тип выполнения задания характеризуется значительным симатикотонусом в предстартовом состоянии, отсутствием активации парасимпатических влияний при выполнении ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА пробы и принятием решений на основе внутреннего импульса, а не на обдумывании и взвешивании альтернатив.

1. Ясюкова, Л.А. Оптимизация обучения и развития детей с ММД: Диагностика и компенсация минимальных мозговых дисфункций [Текст]: методическое руководство / Л.А. Ясюкова. — СПб: ГП «ИМАТОН», 1997. — 80 с.

2. Калакутский, Л.И. Система мониторирования показателей ритма сердца [Текст] / Л.И. Калакутский, В.Н. Конюхов. — Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. — 2002. — №1. — С. 84–90.

3. Шалаева, Т.И. Использование типологического опросника Майерс–Бриггс в практике работников службы занятости [Текст]: методическое пособие / Т.И. Шалаева. — Саратов: ПМУЦ, 2002. — 49 с.

4. Горбунов, В.В. Условия адекватности использования показателей сердечного ритма для оценки психофизиологической напряженности операторской деятельности [Текст] / В.В. Горбунов // Физиология человека. — 1997. — Т. 23. — № 5. — С. 40–43.

5. Исследование влияния выполнения задач пространственно-образного типа на вариабельность сердечного ритма [Текст] / А.Ю. Степанян, В.Г. Григорян, А.Р. Агабябян и др. — Журнал высшей нервной деятельности. — 2005. — Т. 55. — №4. — С.472–477.

ДИНАМИКА ПАРАМЕТРОВ БИОИМПЕДАНСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ В ПРОЦЕССЕ ХРАНЕНИЯ КРОВИ Малахов М.В.

1500000, г. Ярославль, Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского, e-mail: malahovmv@mail.ru Введение. Определение качества донорской крови имеет большое значение в медицине, так как в процессе хранения в ней происходят изменения, которые существенно снижают е пригодность для переливания [1]. Следовательно, разработка методов, которые позволят оценить изменения, происходящие в хранящейся крови, является важной задачей как для биологии, так и для практической медицины. В качестве одного из таких методов может быть использована биоимпедансная спектроскопия (БИС). Целью нашего исследования было оценить влияние процессов, протекающих в крови в процессе е хранения на параметры биоимпедансной спектроскопии.

Материалы и методы. Образцы венозной крови (n=18) объмом 9 мл делились на три равные порции. Электрические измерения первой порции ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- проводили в течение первого часа после забора крови (0-й день), две другие порции хранили при температуре +4 – +6оС в герметично закрытых гепаринизированных стерильных пластиковых пробирках. Измерения второй порции проводили на 10-й, а третей – на 21-й день хранения. Перед исследованием кровь в течение часа выдерживалась в помещении для исключения влияния температуры на е электрические свойства.

Параметры биоимпедансной спектроскопии (сопротивление внеклеточной, Re, Ом, и внутриклеточной Ri, Ом, жидкости, электрическая мкость, Cm, пФ, характеристическая частота, Fchar, кГц, параметр Alpha) определялись на биоимпедансном анализаторе АВС-01 «Медасс» в диапазоне частот от 5 до 500 кГц.

Оценка гематологических показателей (гематокрита, Ht, %, среднеклеточного объма эритроцитов, MCV, фл, концентрации красных клеток крови, RBC, 1012/л) производилось рутинными методами.

Данные представлены как среднее арифметическое (M) ± среднеквадратическое отклонение (s). Для выявления различий между параметрами БИС крови при анализе эффектов хранения использовался однофакторный дисперсионный анализ для повторных измерений (ANOVA). Для выявления показателя, который внс наибольший вклад в различия по параметрам БИС между образцами крови на разных сроках хранения, был использован дискриминантный анализ.

Результаты и их обсуждение. Динамика гематологических показателей в процессе хранения. По данным нашего исследования MCV повышался только в течение первых 10 дней хранения, Ht повышался в течение первых 10 дней, а потом его значение снижалось и к 21 дню достигало исходных величин. Концентрация эритроцитов уменьшалась в течение всего процесса хранения (Табл. 1).

Таблица 1.

Значения Ht, RBC и MCV крови на 0-й, 10-й и 21-й день хранения (M±s, n=18) 0-й день 10-й день 21-день Ht, % 45,9±3,9 50,8±2,5** 45,5±2, RBC, 1012/л 4,6±0,2 4,3±0,3* 3,9±0,3* MCV, фл 88,4±8,0 108,4±6,3** 104,6±6,6* *,** – p0,05;

0,01 по сравнению с 0 днм.

Рост среднеклеточного объма был связан с набуханием эритроцитов в процессе хранения из-за поступления в них воды, снижение RBC было обусловлено гемолизом эритроцитов вследствие активации процессов перекисного окисления липидов.

Повышение гематокрита в первые 10 дней хранения объяснялось ростом MCV, а дальнейшее снижение – с гемолизом красных клеток крови [1].

Динамика параметров БИС в процессе хранения. Результаты исследования показали, что Re в первые 10 дней хранения возрастало, а к 21 дню снижалось до исходных значений, Ri и Cm постоянно снижались, Alpha возрастала в течение первых 10 дней, а затем е значение существенно не менялось (Табл. 2).

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА Таблица 2.

Параметры биоимпедансной спектроскопии крови на 0, 10 и 21 день хранения (M±s, n=18) 0 день 10 день 21 день Re, Ом 113,4±9,3 119,4±12,9* 109,4±5,6^ Ri, Ом 144,6±4,4 113,3±6,2*** 65±15,1*** Cm, пФ 93,4±12,8 81,3±11,1* 54,7±6,4*** Alpha 0,312±0,005 0,318±0,007* 0,316±0,007* Fchar, 1600±201*** кГц 590±72 712±145** *, **, *** – p0,05;


0,01;

0,001 по сравнению с 0 днм, ^ – p0,05 по сравнению с 10 днм Известно, что сопротивление внеклеточной жидкости отражают общий объм соответственно внеклеточной и внутриклеточной жидкости в измеряемом биологическом объекте [2]. Очевидно, динамика Re в процессе хранения отражает изменение Ht, так как гематокрит связан с общим объмом внеклеточной жидкости, то есть в данном случае, плазмы крови. Снижение Ri в процессе хранения было обусловлено ростом Ht, а значит, и увеличением общего объма внутриклеточной жидкости, а также повышением электропроводности цитоплазмы из-за уменьшения концентрации внутриклеточного гемоглобина [3].

Электрическая мкость снижалась в течение всего процесса хранения (Табл. 2).

По данным литературы, одним из факторов, влияющих на электрическую мкость, является суммарная площадь клеточных мембран [4]. По-видимому, падение Cm в течение всего периода хранения объясняется уменьшением суммарной площади клеточных мембран из-за гемолиза эритроцитов.

Fchar увеличивалась в течение всего периода хранения крови (Табл. 2).

Известно, что характеристическая частота обратно пропорциональна электрической мкости и сумме сопротивлений внеклеточной и внутриклеточной жидкости измеряемого образца [4]. По-видимому, в нашем исследовании снижение Ri и Cm внесло больший вклад в значение характеристической частоты, чем динамика Re, чем и объясняется рост Fchar Alpha возрастала в первые 10 дней хранения, затем значение этого показателя существенно не менялось (Табл. 2). На параметр Alpha оказывают влияние неоднородность клеточных элементов в измеряемом биологическом объекте по форме и размерам, а также размер клеток [5]. Повышение Alpha в процессе хранения, вероятно, объясняется увеличением размеров эритроцитов, а также повышением однородности крови вследствие приближения формы клеток к сферической. Таким образом, все параметры БИС менялись в процессе хранения крови.

Для выявления биоимпедансного показателя, который вносил набольший вклад в различия между параметрами БИС крови на разных сроках хранения, ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- проведен дискриминантный анализ. По его результатам таким показателем была характеристическая частота, значение которой постоянно повышалось с увеличением срока хранения. Можно предположить, что этот параметр БИС может быть использован для количественной оценки изменений, происходящей в крови в процессе е хранения.

Вывод. Таким образом, процессы, протекающие в крови в процессе е хранения, оказывают влияние на все параметры биоимпедансной спектроскопии.

Динамика сопротивления внеклеточной жидкости отражает изменение гематокрита, уменьшение сопротивления внутриклеточной жидкости объясняется уменьшением внутриклеточной концентрации гемоглобина, рост Alpha связан с увеличением MCV, падение электрической мкости обусловлено снижением суммарной площади клеточных мембран вследствие гемолиза в процессе хранения крови. Наибольший вклад в различия между показателями БИС крови на разных сроках хранения вносила характеристическая частота.

1. Vandromme M.J., McGwin G. Jr., Weinberg J.A. Blood transfusion in the critically ill: does storage age matter? //Scand. J. Trauma Resusc. Emerg. Med. –2009.

17:35 doi:10.1186/1757-7241-17-35.

2. Cornisht B.H., Tomst B.J., Ward L.C. Improved prediction of extracellular and total body water using impedance loci generated by multiple frequency bioelectrical impedance analysis // Phys. Med. Biol. – 1993. – V. 38. – P. 337 – 346.

3. Pauly H., Schwan H.P. Dielectric Properties and Ion Mobility in Erythrocytes //Biophys. J. – 1966. – V. 6. – P. 621–639.

4. Grimnes S., Martinsen O.G. Bioimpedance and bioelectricity basics (2nd ed.). –L.:

Academic Press. 2008. – 391p.

5. Martinsen O.G., Grimnes S., Schwan H.P. Interface Phenomena and Dielectric Properties of Biological Tissue //Encyclopedia of Surface and Colloid Science. - Marcel Dekker Inc. – 2002. – P. 2643 – 2652.

МОДЕЛИРОВАНИЕ БИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОГО ТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ С БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ Мозговая Е.А.

Южный федеральный университет Технологический институт в г. Таганроге katjuha_1990@mail.ru Виброакустическая терапия широко применяется в современной медицинской практике [1]. В работе исследуется терапевтическая система виброакустического воздействия с биологической обратной связью с целью построения модели ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА виброакустического воздействия и выбора канала обратной связи. Моделирование механизма виброакустического воздействия позволило провести исследования в широком диапазоне частот, разработать биотехническую систему с биологической обратной связью, осуществлять коррекцию параметров виброакустического воздействия с использованием компьютерных технологий [2].

При построении обобщенной модели виброакустической терапевтической системы с обратной связью, выбран метод снятия сигнала биологической обратной связи, основанный на пульсовой волне. Рассмотрены основные характеристики сигнала пульсовой волны, а так же основные этапы анализа ритмической структуры и алгоритм выделения характерных элементов пульсового сигнала. Разработана модель сигнала пульсовой волны (рис. 1) в среде MathCad.

0. 0. 0. V( t ) 0. 0. 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0. t Рисунок 1 - Математическая модель сигнала пульсовой волны в среде MathCad Методика анализа сигнала пульсовой волны заключается в определении ряда параметров отражающих количественные и качественные характеристики сердечно сосудистой системы. Основное внимание уделено физиологической модели виброакустического воздействия, что позволило разработать схему системы виброакустического воздействия, характеризовать частотную зависимость виброакустического воздействия и построить частотную характеристику эффективности виброакустического воздействия.

Проведено моделирование элементов биотехнической системы в среде LabView и разработан виртуальный сфигмограф (рис. 2), реализующий функцию моделирования сигнала пульсовой волны, а также расчет основных диагностических показателей (рис. 3).

ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- Рисунок 2 - Виртуальный сфигмограф в среде LabView Распространение пульсовой волны происходит с некоторым коэффициентом затухания, который зависит от свойств кровеносных сосудов.

В крупных кровеносных сосудах скорость пульсовой волны определяется по формуле Моенса-Кортевега:

(1) где Е - модуль упругости сосуда;

h - толщина его стенки;

р - плотность крови;

d диаметр сосуда.

Из формулы следует, что с увеличением жесткости сосуда и толщины его стенки скорость пульсовой волны возрастает.

Значения величины толщины стенки сосуда и диаметра можно получить из ультразвуковых измерений. Значение скорости пульсовой волны мы получили с помощью виртуального прибора, представленного на рис. 3.

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА Рисунок 3 - Панель виртуального сфигмографа в среде LabView Виртуальный сфигмограф можно дополнить процедурой вычисления модуля упругости сосуда (рис. 4).

Рисунок 4 - Виртуальный блок измерения модуля упругости в среде LabView Результаты моделирования сигнала обратной связи позволяют рассчитать скорость распространения пульсовой волны и модуль упругости стенок сосудов.

1.Кириченко И.А., Пустынников И.А. Механизм виброакустического терапевтического воздействия // Известия ТРТУ. Тематический выпуск «МИС-2004». Таганрог: Изд-во ТРТУ - 2004. - №6(41).- С.213-214.

2.Чернышов И.В. Виброакустическая терапевтическая система с обратной связью. // Известия ЮФУ. Технические науки.- Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. №10 - С.256-257.

ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- МЕТОД ИНТЕРПРЕТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ В ЗАДАЧАХ ДИАГНОСТИКИ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА ПО ЕГО РЕЧИ Марьев А.А.

Технологический Институт Южного Федерального Университета в г. Таганроге, al.maryev@gmail.com Оценка психофизиологического состояния человека-оператора возможна на основе ряда характеристик его речи [1]. В случаях, когда доступен только голосовой канал связи с оператором задача диагностики по интонационным характеристикам речи приобретает особую важность.

В различных исследованиях выделяются разного рода параметры речевых сигналов, содержащие информацию об интонации: мелодические характеристики (параметры, связанные с частотой основного тона);

тембральные характеристики;

темп, расстановка и длительность пауз;

динамический диапазон речевого сигнала;

специальные характеристики (например, характеристики, получаемые методами нелинейной динамики [2]).

Полученные оценки объективных параметров интонации речевого сигнала требуют интерпретации для получения оценки состояния человека-оператора. Как правило, выработка вариантов интерпретации измеренных объективных параметров речевого сигнала в терминах психофизиологического состояния говорящего и составляет основное содержание исследований, ведущихся в данном направлении [3].

Однако, несмотря на многочисленные успехи исследователей, на сегодняшний день лучшим распознавателем психофизиологического состояния человека оператора по его речи, по-видимому, остается человек-слушатель речи. В связи с этим представляется целесообразным воспроизведение механизмов интерпретации, реализуемых человеком при восприятии. В настоящей работе предлагается возможный вариант решения такой задачи.

Фундаментальным принципом обработки информации живыми существами по Г.А. Голицыну [4] является принцип максимума информации. Организм как информационная система организует восприятие и обработку информации таким образом, чтобы максимизировать количество информации. В зависимости от конкретной ситуации может подразумеваться информация различных типов:

информация в памяти системы, информация, поступающая в систему извне, взаимная информация для содержимого памяти и поступающего извне потока данных.

На основе принципа максимума информации была разработана модель интерпретации результатов измерения параметров речевого сигнала, реализующая адаптивный обучаемый алгоритм. Опишем в общих чертах полученную модель.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 10-06-00110-а ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА На рис. 1 приведена структурная схема диагностирующего устройства. Блок измерений (далее БИ) производит измерения некоторых параметров речевого сигнала из списка, приведенного выше.

p Xn p Ym Оценка Источник состояния Блок Устройство Решающее Устройство речевого измерений интерпретации устройство вывода сигнала Рисунок 1 – Структурная схема устройства оценки психофизиологического состояния человека-оператора Результат измерения представляет собой вектор вероятностей попадания измеренных значений параметра в тот или иной интервал из области значений этого параметра (рис. 2). Пределы области значений определяются возможностями измерительного устройства. На рис. 2 область значения отображена в интервал [-1 1].

При анализе речевой сигнал разбивается 0. на фрагменты, на каждом из которых 0. получается оценка параметра. По всем 0. коротким фрагментам получается оценка p(x n) i распределения вероятностей попадания 0. измеренного значения параметра в тот или 0. иной интервал области значений.

Если блок измерения производит -1 -0.5 0 0.5 измерение N параметров, на выходе его будут Рисунок 2 – пример результатов присутствовать N векторов вероятностей n измерения параметра X p Xn, n=1,2,...,N.

p Xn Векторы вероятностей значений признаков поступают на вход устройства интерпретации (далее УИ), которое на их основе формирует M векторов p Ym вероятностей значений состояний, m=1,2,...,M. Значения состояний могут быть как числовыми, так и качественными («не выражено», «слабо выражено», «ярко выражено» и т.п.).

На основе векторов вероятностей значений состояний решающее устройство в соответствии с решающим правилом формирует оценку психофизиологического состояния в удобном для представления виде (например, «разрешается заступить на дежурство») и передает его на устройство вывода.

Перейдем непосредственно к УИ. Основу его составляет память, содержащая p X p, X q N(N–1)/2 матриц совместных вероятностей p=1,2,...,N–1, q=p+1,p+2,…N, ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- p Y p,Y q M(M–1)/2 матриц совместных вероятностей p,q=1,2,...,M–1, q=p+1,p+2,…M, p X p,Y q NM/2 матриц совместных вероятностей p=1,2,...,N, q=1,2,...,M.

Эти три группы совместных вероятностей представляют собой попарную аппроксимацию N+M-мерной таблицы совместных вероятностей p X 1, X 2,.., X N, Y 1, Y 2,.., Y M. Попарная аппроксимация требуется потому, что понятие количества взаимной информации, строго говоря, определено только для случая двух случайных величин [5].

Рассмотрим простейший случай: пусть БИ производит измерения одного параметра X, а устройство интерпретации на его основе формирует оценку одного состояния Y. Тогда память УИ представляет собой матрицу совместных вероятностей p X,Y. Пример такой матрицы приведен на рис. 3.

Пусть на вход УИ поступает вектор измеренных j 1 2 3 4 i p X, тогда на основе вероятностей значений параметра 1 0,2 0 0 0 2 0 0, 1 0 0 p X,Y можно получить хранимых в памяти вероятностей 3 0 0 0, 1 0 0, pY :

оценку вектора вероятностей значений состояния 4 0 0 0 0, 1 p x j p xi, y j 5 0 0, 1 0 0,1 p yi Рисунок 3 – p x j, yk j. Матрица памяти k К примеру, если вектор вероятностей значений p X,Y pX признака = {0, 0, 0, 1, 0}, УИ получит вектор p Y = {0, 0, 0, 1, 0};

если p X = {0, 0, 0, 0, 1}, то вероятностей значений состояния 1 p Y = {0, 2, 0, 2, 0} и т.д.

p X p,Y q Итак, матрицы совместных вероятностей позволяют получить p Yq оценки вероятностей значений состояний на основе векторов вероятностей p Xp p X p, X q значений параметров. Матрицы вероятностей позволяют оценить степень противоречивости результатов измерений и таким образом, дать прогноз p Xp точности оценки состояния человека-оператора. На основании N векторов p Yq можно получить N различных в общем случае оценок каждого из векторов, из полученного множества нужно выбрать наилучшие в некотором смысле оценки. Для p Y p,Y q этого могут быть использованы матрицы вероятностей.

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА Изначальное состояние всех матриц памяти – равные значения во всех ячейках.

Перед применением устройства, схема которого приведена на рис. 1 необходимо произвести обучение УИ. Для этого на вход УИ должны подаваться и векторы p Xp p Yq p Yq, и векторы. Векторы могут быть получены, к примеру, методом экспертных оценок.

Продуктивным представляется следующий алгоритм обучения (на примере рассмотренного случая одного признака и одного представления):

1. Определение мод (наиболее вероятных значений) каждого из p X,pY.

распределений p xм p yм 2. Отбрасывание всех вероятностей, кроме вероятностей мод, которые становятся равными 1/Nм (Nм – число мод).

p xм, y м 3. Изменение вероятностей по закону dp xм, y м aм p xм p y м p xм, y м dt.

Здесь a м – множитель, характеризующий «внимание» системы к данной паре значение параметра-значение состояния:

dp xм, y м L max, dt p xм, y м aм dp xм, y м L 0, dt p xм, y м p xi, y j L p xi, y j log p xi p y j – взаимная информация в памяти УИ.

i j p x,y px py м м м м При обучении УИ приближает значение к величине до тех пор, пока это увеличивает L. Как только L перестает расти, обучение прекращается.

Моделирование этапа обучения показало, что в ряде случаев удается произвести качественное обучение УИ на множестве из 50 наугад выбранных фрагментов речи, анализируемых 10 экспертами (с учетом разброса оценок экспертов).

Описанный алгоритм обучения имитирует обучение человека и животных, он может быть использован и в исследовательских целях, поскольку взаимная информация – параметр, наиболее полно описывающий связь двух случайных величин, в отличие от, например, коэффициента корреляции.

ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЁЖИ – СТРЕСС- 1. Есин, И.Б. К вопросу о возможности идентификации эмоций человека через голос [Текст] / Есин, И.Б. // Юрид.психология. – 2008. – №1.– С.20–24.

2. Старченко И.Б., Тимошенко В.И. Стохастические и динамические модели в акустике и биомедицине. [Текст]/ Старченко И.Б., Тимошенко В.И. – Ростов н/Д:

РостИздат, 2007. – 320 c. – ISBN 5-7509-1234-5.

3. Фролов, М.В. Диагностика функциональных и депрессивных состояний по характеристикам интонации и временного потока речи [Текст] / М.В. Фролов и др. // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника №12, 2004. С.8-16.

4. Голицын Г.А. Информация и творчество: на пути к интегральной культуре [Текст] / Голицын Г.А.– М.: «Русский мир», 1997. – 304 с.

5. Галлагер Р. Теория информации и надежная связь [Текст]/ Галлагер Р. – М.:

«Советское радио», 1974. – 720 с.

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ШУМА РАЗЛИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НА ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА Межевич О.В.

Таганрогский технологический институт Южного Федерального университета в г.Таганроге.

ksana_vm@mail.ru Сравнительно недавно начали понимать физиологическое воздействие звука на мозг. Человек постоянно находится в потоке информации, которую он вынужден воспринимать органами чувств. При этом человек воспринимает и усваивает не только то, что он хочет увидеть или услышать и что находится в поле его внимания, а всю информацию, которая каким-либо образом воздействует на его сенсорные системы. Системы человека функционируют таким образом, что при анализе, например, сложного звука, они воспринимают и усваивают все составляющие этих акустических сигналов. Поэтому, весь спектр информационного потока, в котором находится человек, независимо от того, ясно различимы эти акустические сигналы, или "зашумлены" другими звуками, все равно попадают в соответствующие отделы коры головного мозга и в той или иной степени влияет на содержание психики, психофизиологическое состояние и поведение человека [1].

Важность именно психологической направленности исследований определяется тем, что через психологическое описание можно выявить новые качества среды обитания человека, приобретающие для него особую значимость в условиях меняющегося окружения.

В настоящее время автором проводятся исследования влияния акустических воздействий на состояние человека, а именно влияние шума различного ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЫСОКОМУ УРОВНЮ НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО СТРЕССА происхождения на внимание, мышление, работоспособность, слуховое и визуальное восприятие.

Цель исследований: выявить влияние акустических воздействий на психофизиологическое состояние человека, а именно влияние шума различного происхождения на познавательные процессы (память, внимание, мышление).

Объект исследования - система взаимодействия человека и акустической среды.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.