<<
>>

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Современное технологическое развитие на глобальном уровне связано с всевозрастающей ролью электроэнергетики, которая кроме своей положительной роли создает определенные проблемы, связанные со значительными рисками для здоровья людей, занятых в производстве и транспортировке электрической энергии.

Анализ условий труда работников в электроэнергетическом комплексе показал, что кроме явно выраженного электромагнитного воздействия на организм человека, воздействует целый ряд таких существенных факторов риска как повышенный уровень шума, вибрации и температуры, загазованность, запыленность, содержание вредных химических веществ в воздухе рабочей зоны, повышенное электрическое напряжение и т.д., причем часто с основным промышленным электромагнитным полем (частотой 50 Гц) на организм человека воздействуют сочетанные и смешанные электромагнитные поля способные вызвать мультипликативный эффект воздействия на организм человека приводя к повышенным рискам профессиональной заболеваемости.

В сочетании с индивидуальными особенностями организма производственные факторы риска приводят к появлению и развитию заболеваний нервной и иммунной систем, которые в свою очередь провоцируют заболевания сердечно-сосудистой и мочеполовой систем, систем дыхания и пищеварения.

Одним из способов повышения качества медицинского обслуживания работников, занятых в электроэнергетике, является своевременное выявление отрицательных тенденций в организме человека под воздействием комплекса эндогенных и экзогенных факторов риска с последующей оптимизацией схем профилактики и лечения профессиональных заболеваний исследуемого контингента работников.

С учетом сказанного разработка и исследование методов прогнозирования и ранней диагностики профессиональных заболеваний работников, занятых в электроэнергетике с использованием современных математических методов, информационных и интеллектуальных технологий является актуальной задачей.

Степень разработанности темы исследования. Анализ современных подходов к решению проблем повышения качества охраны здоровья, путем снижения профессиональных заболеваний в различных отраслях народного хозяйства, включая электроэнергетику, показал, что как у нас в стране, так и за рубежом для анализа профессиональной заболеваемости используют два типа моделей: по гигиеническим критериям путем сравнения воздействующих факторов риска с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) или предельно допустимыми уровнями (ПДУ); по медико­биологическим критериям с использованием индекса профессиональной заболеваемости.

При этом основная масса исследований связана с анализом имеющейся заболеваемости, по которому достаточно сложно построить надежно «работающие» прогностические модели и модели позволяющие выявлять ранние стадии профессиональных заболеваний.

Получение прогностических и диагностических моделей, обеспечивающих требуемое для практического здравоохранения качество принятия решений, усложняется тем, что анализируемые факторы риска часто имеют неполную и нечеткую природу, а исследуемая структура классов обладает значительным областями пересечений, которые с трудом поддаются соответствующему аналитическому описанию.

Опыт решения задач с аналогичной структурой данных полученный на кафедре биомедицинской инженерии Юго-Западного государственного университета показал, что для решения выбранного класса задач целесообразно использовать методологию синтеза гибридных нечетких решающих правил.

Цель работы: повышение качества медицинского обслуживания работников предприятий электроэнергетики, путем разработки методов, моделей и алгоритма прогнозирования и ранней диагностики профессиональных заболеваний, провоцируемых электромагнитными полями промышленной частоты на основе гибридных нечетких правил принятия решений.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ структуры рабочих мест на предприятиях электроэнергетики, существенных экзогенных и эндогенных факторов риска, приводящих к появлению и развитию профессиональных заболеваний с целью выбора адекватного математического аппарата исследования;

-разработать метод синтеза нечетких математических моделей прогнозирования и ранней диагностики профессиональных заболеваний работников электроэнергетики;

-предложить метод оценки функционального состояния и функционального резерва организма и его систем в условиях действия электромагнитных факторов риска;

- разработать информационно-аналитическую модель взаимосвязей гибридных моделей с блоком неоднородных информативных признаков, описывающих существенные эндогенные и экзогенные факторы риска, включая параметры сочетанных и смешанных электромагнитных полей;

- синтезировать математические модели прогнозирования и ранней диагностики заболеваний иммунной и нервной систем, провоцируемых электромагнитными полями различной модальности и напряженности;

- разработать структуру системы поддержки принятия решений врача

профпатолога, решающей задачи прогнозирования и ранней диагностики профессиональных заболеваний работников предприятий

электроэнергетической отрасли с соответствующим алгоритмом управления;

- произвести апробацию предложенных методов и средств на репрезентативных контрольных выборках.

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

- метод синтеза нечетких математических моделей прогнозирования и ранней диагностики профессиональных заболеваний работников предприятий электроэнергетики отличающийся тем, что в условиях нечеткого описания параметров воздействия сочетанных и смешанных электромагнитных полей на организм человека в совокупности с другими экзогенными и эндогенными факторами риска, позволяет синтезировать гибридные решающие правила, обеспечивающие повышение качества прогнозирования и ранней диагностики заболеваний работников электроэнергетической отрасли;

- метод оценки функционального состояния и функционального резерва организма и его систем в условиях действия электромагнитных факторов, основывающийся на использовании показателей, характеризующих уровни психоэмоционального напряжения, утомления и монотонии, в сочетании с энергетическим разбалансом меридианных структур организма, отличающийся тем, что при оценке функционального состояния и резерва иммунной системы дополнительно используются показатели перекисного окисления липидов и антиокислительной активности, а в качестве нагрузочного теста электромагнитное поле с фиксированными параметрами, позволяющими оценивать риски в появлении и развитии профессиональных заболеваний и надежность работы человека, решающего задачи управления электроэнергетическим комплексом;

- система нечетких решающих правил прогнозирования и ранней диагностики профессиональных заболеваний работников предприятий электроэнергетики, использующая гибридные нечеткие модели, агрегирующие электромагнитные факторы риска с другими существенными экзогенными и эндогенными факторами, обеспечивающих прогностическую

уверенность не ниже 0,85, а уверенность в решении о наличии ранней стадии заболеваний - не ниже 0,9;

- алгоритм управления и структура системы поддержки принятия решений, отличающиеся использованием гибридных нечетких математических моделей, объединяемых в иерархические структуры, позволяющие гибко управлять тактикой ведения пациентов в зависимости от динамического распределения факторов риска в рабочей зоне и индивидуальных особенностей организма, что обеспечивает повышение качества оказания медицинских услуг работников, занятых в электроэнергетической отрасли.

Теоретическая и практическая значимость работы состоит в развитии технологии мягких вычислений, и в частности, теории уверенности, теории измерения латентных переменных теоретических основ нечеткой логики принятия решений, метода группового учета аргументов, в решении задач повышения качества медицинского обслуживания работников предприятий электроэнергетики путем разработки нового поколения систем поддержки принятия решений врачей профпатологов.

Разработанные математические модели позволяют определять уверенность в принятии решений по прогнозу появления и наличию ранних стадий профессиональных заболеваний у работников электроэнергетической отрасли.

Предложенные в работе методы, модели и алгоритм составляют основу системы поддержки принятия решений, практическое использование которой обеспечивает повышение качества медицинской помощи работникам предприятий электроэнергетики.

Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы»

(«Проведение прикладных научных исследований в области биоинформационных технологий», уникальный идентификатор прикладных

научных исследований (проекта) RFMEFI57614X0071) и в соответствии с научным направлением Юго-Западного государственного университета «Разработка медико-экологических информационных технологий».

Результаты работы внедрены в учебном процессе Юго-Западного государственного университета при подготовке магистров по направлению 12.04.04 «Биотехнические системы и технологии» и используются в филиале ПАО «МРСК-Центра - Курскэнерго» Октябрьский РЭС и Центральной районной больнице Октябрьского района Курской области, в составе пациентов которой находятся работники предприятий электроэнергетики, расположенных на территории Октябрьского района Курской области.

Методология и методы исследований. Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, теории биотехнических систем медицинского назначения, моделирования, теории синтеза сложных информационных систем, теории алгоритмов, нечетких множеств, прикладной математической статистики, экспертного оценивания. При разработке гибридных нейросетевых модулей принятия решений в качестве инструментария использовался Matlab 8.0 с графическим интерфейсом пользователя для Neural Network Toolbox со встроенным пакетом Fuzzy Logic Toolbox.

Положения, выносимые на защиту:

1.

Метод синтеза нечетких математических моделей прогнозирования и ранней диагностики профессиональных заболеваний работников предприятий электроэнергетики позволил получить решающие правила, обеспечивающие повышение качества принятия решений по прогнозированию и ранней диагностике искомого класса заболеваний в условиях нечеткого и неполного представления исходных данных при пересекающейся структуре классов;

2. Математические модели прогнозирования и ранней диагностики профессиональных заболеваний работников, занятых в производстве и

транспортировке электроэнергии обеспечивают уверенность в прогнозе не хуже 0,85, а в оценке наличия ранних стадий заболеваний - не ниже 0,9.

3. Алгоритм управления, информационно-аналитическая модель базы знаний и предлагаемая система поддержи принятия решений обеспечивает гибкое управление тактикой ведения пациентов в зависимости от индивидуальных характеристик организма и динамики распределения факторов риска в рабочей зоне предприятий электроэнергетики, что позволяет повысить качество оказания медицинских услуг работникам электроэнергетической отрасли.

Степень достоверности и апробации результатов. Результаты исследования показали их воспроизводимость в различных условиях, отсутствие противоречий относительно нечетких алгоритмов принятия решений и методов математического моделирования, а также аналогичных результатов, полученных другими исследователями. Результаты экспериментальных исследований решающих правил по прогнозированию профессиональных заболеваний работников предприятий электроэнергетики согласуются с ранее опубликованными экспериментальными данными по теме диссертации.

Основные теоретические положения и научные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на Международных и Всероссийских научных конференциях: XXII Международная научно-техническая конференция «Медико-экологические информационные технологии-2019» (Курск, 2019 г.); Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы

электрификации сельского хозяйства» (Ярославль, 2018 г.); Международная научно-практическая конференция «Научное обеспечение

агропромышленного производства» (Курск, 2018 г.); Международная научно­практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Агропромышленный комплекс: контуры будущего».

(Курск, 2018 г.);. Международная конференция «Наука и инновация-2012» (Прага, 2012 г.);

Международная научно-практическая конференция «Региональная экономика, инвестиции, инновации, социально-экономическое развитие: теория, методология и концепция модернизации» (Москва, 2013 г.); Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы и инновационная деятельность в агропромышленном производстве» ( Курск, 2015 г.); Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Агропромышленный комплекс: контуры будущего» (Курск, 2017 г.)

Публикации. Основные результаты диссертационного исследования отражены в 1 3 научных работах, среди которых 4 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх разделов, заключения и списка литературы, включающего 127 отечественных и 56 зарубежных наименования. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, содержит 26 рисунков и 16 таблиц.

1.

<< | >>
Источник: Мясоедова Марина Анатольевна. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И РАННЯЯ ДИАГНОСТИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ РАБОТНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ НА ОСНОВЕ ГИБРИДНЫХ НЕЧЕТКИХ МОДЕЛЕЙ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Курск - 2019. 2019

Еще по теме ВВЕДЕНИЕ:

  1. Введение анестезирующего раствора в гематому
  2. ВВЕДЕНИЕ
  3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЛЕЧЕНИЯ БАЗАЛЬНО-КЛЕТОЧНОГО РАКА КОЖИ МЕТОДОМ ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ С ИНТЕРСТИЦИАЛЬНЫМ ВВЕДЕНИЕМ ФОТОСЕНСИБИЛИЗАТОРА
  4. Транстубарное введение лекарственных веществ
  5. 4.3. ИНТРАОКУЛЯРНОЕ ВВЕДЕНИЕ ЖИДКОСТИ И ГАЗОВ.
  6. Введение зондового питания
  7. ВВЕДЕНИЕ
  8. Глава 1. ВВЕДЕНИЕ
  9. Модели на основе введения 6-гидроксидофамина
  10. 9.1. ВЫБОР ПРЕПАРАТА, ДОЗЫ И МЕТОДЫ ВВЕДЕНИЯ
  11. ВВЕДЕНИЕ
  12. МРТ-ДИАГНОСТИКА МЕТАСТАТИЧЕСКИХ ОПУХОЛЕЙ ГОЛОВ­НОГО МОЗГА С ВВЕДЕНИЕМ КОНТРАСТНОГО ВЕЩЕСТВА
  13. Опыты с субхроническим сочетанным введением антагониста NMDA- рецепторов нерамексана и морфина
  14. Опыты с введением мемантина и нерамексана совместно с клофелином
  15. ВВЕДЕНИЕ
  16. Лечение дистрофических заболеваний вульвы методом фотодинамической терапии с внутривенным введением фотосенсибилизатора фотодитазин
  17. ВВЕДЕНИЕ
- Акушерство и гинекология - Анатомия - Андрология - Биология - Болезни уха, горла и носа - Валеология - Ветеринария - Внутренние болезни - Военно-полевая медицина - Восстановительная медицина - Гастроэнтерология и гепатология - Гематология - Геронтология, гериатрия - Гигиена и санэпидконтроль - Дерматология - Диетология - Здравоохранение - Иммунология и аллергология - Интенсивная терапия, анестезиология и реанимация - Инфекционные заболевания - Информационные технологии в медицине - История медицины - Кардиология - Клинические методы диагностики - Кожные и венерические болезни - Комплементарная медицина - Лучевая диагностика, лучевая терапия - Маммология - Медицина катастроф - Медицинская паразитология - Медицинская этика - Медицинские приборы - Медицинское право - Наследственные болезни - Неврология и нейрохирургия - Нефрология - Онкология - Организация системы здравоохранения - Оториноларингология - Офтальмология - Патофизиология - Педиатрия - Приборы медицинского назначения - Психиатрия - Психология - Пульмонология - Стоматология - Судебная медицина - Токсикология - Травматология - Фармакология и фармацевтика - Физиология - Фтизиатрия - Хирургия - Эмбриология и гистология - Эпидемиология -