РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ ОЦЕНКИ ПСИХОФИЗИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА

Вячкин Е.С.¹, Бурнышева Т.В.²

¹Старший преподаватель,

²кандидат технических наук, доцент,

Новокузнецкий институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ ОЦЕНКИ ПСИХОФИЗИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА

Аннотация

В статье рассмотрен человек, как социально-биологическая система. Рассматривается оценка состояний системы с учетом уровней здоровья, а так же алгоритм оценки здоровья человека. Описывается программный продукт для мониторинга индивидуального здоровья человека с реализованным алгоритмом оценки здоровья.

Ключевые слова: математическая модель, оценка состояний системы, здоровье человека, процесс здоровьясбережения.

Vyachkin E.S.¹, Burnysheva T.V.²

¹Grand teacher,

²PhD in technical science, associate professor,

Novokuznetsk Institute (branch) VPO "Kemerovo State University "

SOFTWARE DEVELOPMENT FOR PSYCHOPHYSICAL HUMAN HEALTH

Abstract

The article describes the man as a socio- biological system. The estimation of the system states based on levels of health, as well as an algorithm for estimating human health. Describes software for monitoring individual health to implement the algorithm with a health evaluation.

Keywords: mathematical model, the estimation of the system states, human health , the process health savings.

К пониманию целостности человека можно приблизиться с помощью системного подхода. Система представляет собой совокупность элементов и связей между ними, функционирующих как единое целое и имеющих единую цель функционирования.

С помощью системного подхода наиболее глубоко проанализирован биологический уровень человека. Как целое биосистема обладает такими интегральными качествами, которыми не обладают ее отдельные элементы. Эти элементы (живые системы меньшего масштаба - системы, органы, ткани, клетки) вне связи не могут поддерживать индивидуальное существование [1].

Однако в соответствии с Уставом Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) под здоровьем понимается «состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов». В таком случае представим человека как социально-биологическую систему, математическая модель человека М определим как совокупность множеств [2]:

М: {S, X, U, },                                             (1)

где   S – множество состояний системы,

        Х – множество лабораторных и тестовых данных,

        U – множество внешних и внутренних воздействий (связей),

         - множество оценок состояний (параметров).

Определим оценку состояния системы  как:

,                                             (2)

где F – изоморфизм между исходными данными Х и идентифицированным состоянием системы S.

Точнее всего состояние системы можно оценить по конечному результату ее действия, по выходу. На выходе системы выявляется, прежде всего, энергия, за счет которой осуществляется воздействие на окружающую среду. Количество этой энергии коррелирует с жизнеспособностью, с которой, в свою очередь, связано понятие индивидуального здоровья. Кроме того, энергетический потенциал является интегральным показателем системы, его можно градуировать и отразить в уровнях здоровья [1].

В связи с этим можно предложить алгоритм для оценки состояния здоровья отдельно взятого человека (рис.1), а саму оценку представить в виде интегрального показателя [3].

Рис. 1 – Алгоритм оценки психофизического здоровья человека

Логическая структура информационно-справочной системы представлена на рисунке 2. На ней изображено взаимодействие модулей программы и базы данных. Показано, что для работы каждого из четырех программных модулей: «Тестовый модуль», «Модуль анализа», «Имитационный модуль» и «Справочно-информационный модуль» информация выбирается из базы данных. По окончании работы модуля выходные данные заносятся в таблицы базы данных [4]. Современное развитие компьютерных технологий и программного обеспечения позволяет существенно ускорить и облегчить работу с большим набором данных. Обработка статистическими методами большого массива эмпирических данных, характеризующих здоровье группы людей, может стать основой программного продукта. Основная цель пакета программ: создать доступный программный продукт для оценки здоровья человека. Для реализации этой цели были решены задачи: создание общей базы для хранения данных; разработка и реализация тестового модуля, модуля для оценки психофизического здоровья на основе вероятностной модели, модуля имитационного моделирования, справочно-информационного модуля.

Рис. 2 - Структура информационно-справочной системы

Рассмотрим работу программных модулей. Тестовый модуль позволяет создавать, редактировать тесты для дальнейшего их выполнения. Справочно-информационный модуль позволяет работать с информацией, размещенной в справочниках программы, а так же сформировать рекомендации по выставленной интегральной оценке. Имитационный модуль позволяет проводить моделирование процесса здоровьесбережения.

Модуль анализа позволяет проводить первичный статистический анализ данных. Так же в данном модуле представлена программная реализация математической модели оценки психофизического здоровья человека.

На рисунке 2 представлена декомпозиция первого уровня процесса оценки психофизического здоровья. Первый этап - построение факторной модели. На этом этапе определяются факторы, влияющие на здоровее человека, на основе информации хранящейся в базе данных. Второй этап – построение регрессионных уравнений. На этом этапе строятся регрессионные уравнения, зависимости полученных факторов, от входящих в них переменных. Третий этап построение бинарной логистической регрессии. На этом этапе получаем оценку здоровья человека (здоров/не здоров), по факторам, влияющим на нее. На последнем этапе получаем интегральную оценку психофизического здоровья.

Рис. 3 - Процесс оценки психофизического здоровья

Модуль анализа, как и все модули программы тесно взаимодействуют с базой данных. Для работы модуль получает информацию из таких таблиц, как  test, question, answer, result_test, Student, medical_parametr, physical_parametr. В этих таблица хранится необходимая информация для проведения анализа  получения интегральной оценки. По результатам проведения анализа создается таблица integral_rating, в которую заносятся значения факторов и интегральная оценка для каждого человека.

Данный программный продукт позволяет не только хранить индивидуальные данные каждого человека, но и предоставляет возможность отслеживать историю его здоровья. По накопленной информации можно проводить мониторинг личного здоровья человека. На основе эмпирических данных есть возможность построить гибкую модель, учитывающую специфические факторы, влияющие на здоровья конкретно взятой группы людей. Это позволяет сформулировать рекомендации, для эффективного воздействия на процесс здоровьесбережения.

Литература

1. Физиологические основы здоровья [Электронный ресурс] URL: http://cito-web.yspu.org/link1/metod/met73/met73.html (дата обращения 20.01.2014).
2. Буторин В.К. Прикладной системный анализ: концептуальный подход / В.К. Буторин, А.Н. Ткаченко, С.А. Шипилов. – Кемерово: «Кузбассвузиздат: АСТШ», 2006. – 323 с.
3. Афифи А. Статистический анализ: Подход с использованием ЭВМ / А. Афифи, С. Эйзен. – М.: Мир, 1982. – 488 с.
4. Вячкин Е.С., Бурнышева Т.В. Структура программного продукта для оценки здоровья человека / Векторы развития современной науки: материалы международной научно-практической конференции (Уфа, 20-21 января 2014г.): в 3-х ч. Часть II . – Уфа: РИО ИЦИПТ, 2014. – С.107-112.