авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< 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

Математические модели и алгоритмы построения и функционирования системы мониторинга здоровья учащихся

На правах рукописи

Финагин Василий Геннадьевич

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ПОСТРОЕНИЯ И

ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ЗДОРОВЬЯ УЧАЩИХСЯ

Специальность 05.13.01 –

“Системный анализ, управление и обработка информации”

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2009

Работа выполнена в Московском государственном институте электроники и математики.

Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Майборода Валерий Прохорович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Хаметов Владимир Минирович кандидат технических наук, Лебидько Леонид Михайлович

Ведущая организация: Российский университет дружбы народов

Защита состоится «23» июня 2009 года в 12:00 часов на заседании Диссертационного совета Д212.133.01 в Московском государственном институте электроники и математики по адресу 109028, Москва, Б. Трехсвятительский пер. 3/12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института электроники и математики.

Автореферат разослан: «_»_ 2009 года.

Ученый секретарь Диссертационного совета, к. т.н., доцент Бузников С.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Производительность труда и состояние здоровья социума сегодня является проблемой национального масштаба. Особое место занимает проблема здоровья учащейся молодёжи, поскольку именно в данном возрасте закладывается его «фундамент» на последующие жизненные годы.

Выборочный анализ состояния здоровья учащейся молодёжи на основе показателей заболеваемости свидетельствует о ежегодном прогрессировании доли нездоровых школьников и студенческой молодёжи. Для выявления причин такой ситуации недостаточно наличия статистических данных только о состоянии физического здоровья. Необходимо располагать данными о состоянии психического здоровья учащейся молодёжи и данными, характеризующими социально-экономическую среду проживания. Поэтому решения проблем в области отсутствия механизма здравоохранения остаются малоэффективными из-за междисциплинарного анализа состояния здоровья учащейся молодёжи.

Одним из наиболее эффективных средств для исследования такой сложной системы, как человек, является математическое моделирование. Вопросам применения математических методов к решению проблем в области здравоохранения посвящены работы следующих авторов:

Гельфанда И.М. и Розенфельда Б.И., Котова Ю.Б., Ларионовой И.С. и Алексеева А.А., Ребровой О.Ю., Наследова А.Д., Сидоренко Е.В., Протасова К.В., Пациорковского В.В. и др. Однако, большинство исследований связано с построением вербальных моделей, не имеющих широкого практического применения.

Разработки математических моделей в области здравоохранения, основанных на результатах статистических исследований, и автоматизированных систем оценки здоровья учащейся молодёжи отражены в работах таких авторов, как: Медик В.А. и Токмачев М.С., Бочманов А.А., Крутько В.Н., Славин М.Б., Воронцов И.М. и Шаповалов В.В., Смирнова Т.М. и др., однако существующие подходы имеют ряд ключевых недостатков. Во-первых, интегральные индексы здоровья населения основаны лишь на показателях заболеваемости, рождаемости и смертности, что делает их неприменимыми в оценке состояния здоровья индивида. Во-вторых, здоровье изучается фрагментально: исследуется только одна из его сфер в отдельности от остальных (уровень физического развития, заболеваемость, психическое и социальное здоровье и др.), что не позволяет выявить причины снижения уровня здоровья населения Российской Федерации и сформировать рекомендации по его улучшению.

Поэтому разработка математических моделей факторного мониторинга, алгоритмов междисциплинарной диагностики здоровья учащейся молодёжи и создание информационной системы поддержки принятия решений с учётом влияния факторов внешней среды является задачей актуальной.

Цели работы: 1) разработка математических моделей оценки состояния здоровья учащейся молодёжи;

разработка алгоритма междисциплинарного факторного мониторинга 2) индивидуальных психофизиологических характеристик и социально-экономических показателей среды;

3) разработка системы поддержки принятия решений по поддержанию и улучшению состояния здоровья учащейся молодёжи.

Для достижения указанных целей необходимо выполнить исследования в следующих направлениях:

1. Провести обзор существующих подходов к оценке состояния здоровья детей и подростков.

2. Провести исследование методов математического моделирования и обработки статистических данных о состоянии здоровья учащейся молодёжи.

3. Разработать алгоритм междисциплинарного мониторинга здоровья учащихся, позволяющего оценивать динамику психофизиологических параметров здоровья и социально экономических параметров среды.

4. Разработать программный комплекс, обеспечивающий проведение междисциплинарного мониторинга здоровья учащихся на основе предложенного алгоритма.

5. Провести обработку информации о состоянии здоровья учащейся молодёжи в различных городах Российской Федерации и сформировать рекомендации по его поддержанию и улучшению.

Методы исследования. В качестве методов исследования в работе используется аппарат математической статистики в контексте структурной взаимосвязи между параметрами здоровья и параметрами окружающей среды, методы математического моделирования и методы теории принятия решений.



Научная новизна. Разработаны необходимые математические модели оценки состояния здоровья учащейся молодёжи, разработан алгоритм междисциплинарного факторного мониторинга индивидуальных психофизиологических характеристик и социально-экономических показателей среды на основе которого получены статистические данные о состояния здоровья учащихся в таких городах Российской Федерации, как Москва, Реутов, Вологда, Нальчик, Петропавловск-Камчатский.

Практическая значимость.

1. Разработан программный комплекс, обеспечивающий проведение междисциплинарного мониторинга здоровья учащихся.

2. На основе результатов обработки статистических данных разработаны факторные модели здоровья учащихся и модели структурной взаимосвязи между параметрами здоровья и параметрами окружающей среды.

3. Сформированы рекомендации по его поддержанию и улучшению состояния учащихся.

Достоверность результатов. Достоверность результатов численного моделирования обеспечивается строгим математическим обоснованием предлагаемых методик, а также сравнением статистических данных, полученных автором с известными в российской и зарубежной литературе.

Реализация и внедрение результатов. Теоретические и практические результаты используются при проведении мониторинга состояния здоровья школьников и формировании рекомендаций по его поддержанию и улучшению в таких городах Российской Федерации, как Москва, Реутов, Вологда, Петропавловск-Камчатский, Нальчик и др. в 2004-2008 годах. С года созданная система применяется в работе окружного центра мониторинга здоровья школьников в 15 школах Юго-Восточного округа города Москвы в рамках проекта «Школа здоровья», что подтверждено актом о внедрении. Получаемый статистический материал в последующем позволит провести анализ динамики состояния здоровья школьников и строить прогнозы его изменения.

Результаты работы вошли в отчёты по проектам:

1. "Исследование коридора нормы реакции параметров, характеризующих состояние здоровья в зависимости от инвайронментальных условий" в рамках аналитической ведомственной целевой программы Министерства образования и науки РФ "Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)".

2. "Роль биологических, физиологических и психологических факторов в формировании осанки современных студентов" в рамках аналитической ведомственной целевой программы Министерства образования и науки РФ "Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)".

3. "Проведение мониторинга здоровья обучающихся, воспитанников городской местности" в рамках федеральной целевой программы "Дети России" на 2007-2010 годы.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции школьников. Профилактика «Здоровье социально-значимых заболеваний» (г. Тверь, 2006 г.), IX Межуниверситетской научно методической конференции «Организация и методика учебного процесса, физкультурно оздоровительной и спортивной работы»: (Москва, 2006 г.), Первой Всероссийской научно практической конференции «Сохранение и укрепление здоровья в образовательных учреждениях Российской Федерации» (8-10 ноября 2007 года), на конференциях МГИЭМ для молодых учёных и специалистов в 2006, 2007, 2008 г.г., а также на научном семинаре под руководством проф. В.Н.

Афанасьева (МГИЭМ).

На защиту выносятся следующие результаты работы:

1. Математических модели оценки состояния здоровья учащейся молодёжи.

2. Алгоритм проведения междисциплинарного факторного мониторинга индивидуальных психофизиологических характеристик здоровья и социально-экономических показателей среды.

3. Программный комплекс, обеспечивающий проведение междисциплинарного мониторинга здоровья учащихся и информационную поддержку принятия решений по поддержанию и улучшению состояния здоровья учащихся.

Публикации, дипломы, свидетельства. По теме диссертации опубликовано 22 научных и учебно-методических работ, 3 из которых в изданиях, рекомендованных для публикации ВАК и монографии, кроме того:

• получено Свидетельство о государственной регистрации базы данных № «Информационно-аналитическая система мониторинга здоровья учащихся» (приложение №2), • имеется Акт о внедрении системы мониторинга здоровья учащихся в работу средних общеобразовательных школ в различных городах Российской Федерации (приложение №3), • получен диплом Участнику Программы молодёжного конкурса «Участник 2007»

(«У.М.Н.И.К.») за лучшую работу, представленную на научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ (приложение №4), • получено Свидетельство № 152 о прохождении обучения в Европейском центре по качеству по курсу A1 «Введение в обеспечение качества» (40 часов) (приложение №5), • получено Свидетельство № 156 о прохождении обучения в Европейском центре по качеству по курсу A3 «Современный менеджмент качества» (100 часов) (приложение №6).

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка использованной литературы (115 источников) и приложений, включая акт о внедрении. Работа изложена на 149 страницах основного текста и 58 страницах приложений.





Содержит 81 таблицу, 48 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, определены цель и задачи работы, сформулированы научная новизна, основные научные положения, выносимые на защиту и практическая значимость работы.

В первой главе проведён обзор существующих подходов к оценке состояния здоровья человека. Структурировано междисциплинарное понятие «здоровье» и проанализированы существующие методологии его диагностики. Выполнен анализ существующих математических моделей здоровья, сформулированы задачи построения алгоритма мониторинга здоровья учащейся молодёжи.

История медицины накопила более 100 определений здоровья. По мере развития науки представление о природе здоровья усложнялось. В настоящее время общепринятым является определение ВОЗ: «Здоровье – это не только отсутствие болезней, но и состояние полного физического, психологического и социального благополучия». Приведённое определение было положено в основу настоящей работы.

Современная отечественная и международная политика в области общественного здравоохранения требует количественной оценки здоровья людей в масштабах регионов и стран.

Это необходимо для определения приоритетных проблем в области здравоохранения и планирования программ по здоровьесбережению населения на всех уровнях. Таким образом, возникает проблема выбора индикаторов здоровья – параметров, совокупность которых дает возможность междисциплинарно оценить состояние здоровья той или иной человеческой популяции в зависимости от индикаторов состояния внешней среды.

Подходы и концепции к определению понятия «здоровье» привели к созданию различных моделей здоровья, которые носят, как правило, вербальный характер и отражают логику связей между элементами здоровья. Такие модели можно назвать логическими или вербальными:

«Модель обусловленности здоровья», разработанная отечественными учеными в 70-ых годах XX века;

модель «Поле здоровья», представленная министром Канады М. Лалондом (1974 г.);

модель «Поле здоровья», Эванс и Стоддарт (1990);

«Модель факторов здоровья», И. Н. Гурвич (2004). Эти модели, отличаясь составом входящих в них параметров и характером их взаимодействия, представляют собой попытку комплексно представить систему «здоровье человека – окружающая среда», объединив на междисциплинарном уровне знания о здоровье человека из различных дисциплин, делая тем самым первый шаг на пути междисциплинарного анализа в данной области. Однако входящие в состав логических моделей параметры не формализованы, а характер взаимодействия параметров внутри каждой модели, достоверность взаимосвязей между параметрами не подтверждена статистически. Такие модели дают самое общее представление о здоровье человека и не могут быть применены для практических исследований в областях науки, занимающихся проблемами здравоохранения. Однако вербальные модели дали возможность сформировать список параметров здоровья, позволяющих интегрально описать это понятие, что является необходимым для решения задачи формализации.

Таким образом, в процессе мониторинга здоровья должны наблюдаться два блока параметров: параметры, отражающие состояние самого учащегося, и параметры, отражающие состояние окружающей среды. Параметры здоровья должны описывать соматическое здоровье, физическое развитие, функциональное состояние организма, психологические характеристики, социальные характеристики личности и др. К индикаторам, характеризующим в минимально достаточном объеме окружающую среду, необходимо отнести: условия проживания, условия обучения, взаимоотношения в семье и в школе, доступность медицинских услуг и т.д.

На основании предлагаемой модели можно подойти к построению факторного мониторинга состояния здоровья, как личностного ресурса, обладающего необходимым для устойчивости в социальной среде числом атрибутов.

Вторая глава посвящена теоретическим основам построения междисциплинарного факторного мониторинга здоровья учащейся молодёжи.

Применительно к задаче построения математических моделей и алгоритмов системы мониторинга здоровья учащихся наиболее адекватными являются средства и методы статистического анализа и математического моделирования с применением междисциплинарного Объектом исследования подхода. является здоровье учащейся молодёжи, которое характеризуется набором параметров. Перечень параметров определяется методом экспертных оценок с привлечением широкого круга квалифицированных специалистов. Основные задачи

математического моделирования определение причинно-следственных связей между – параметрами, позволяющими построить модель здоровья учащейся молодёжи. Решение выделенных задач может осуществляться комплексом методов статистического анализа и математического моделирования, представленных в таблице 1.

Таблица 1.

Применяемые методы статистического анализа и математического моделирования.

Выходные данные Методы статистического анализа и математического моделирования Формирование списка критериев оценки (параметров) здоровья Экспертный анализ экспертная оценка значимости параметров, расчет интегральных показателей.

Расчет значимых зависимостей между параметрами Корреляционный анализ (расчет корреляционных матриц) расчет частных корреляций, графическая интерпретация зависимостей посредством построения корреляционных плеяд.

Графическая интерпретация зависимостей и выявление Регрессионный анализ нелинейных зависимостей Выявление факторной структуры исходных параметров, Факторный анализ расчет факторов.

Построение системы линейных уравнений, описывающих Множественный зависимость фактора от параметров здоровья.

регрессионный анализ Для реализации совокупности представленных методов был разработан алгоритм построения математических моделей с целью анализа состояния здоровья учащихся и создания междисциплинарного факторного мониторинга, представленный на рисунке 1.

Задача 1: Формализация предметной области:

Количественное описание характеристик здоровья и факторов, на него влияющих.

Методики их оценки. Формирование базы данных.

Метод решения задачи 1: Экспертный анализ (ЭА).

Результаты:

1. Перечень показателей здоровья pi и факторов, влияющих на здоровье fi.

2. Весовые коэффициенты значимости pi и fi.

Задача 2: Определение характера Задача 3: Сокращение пространства взаимосвязей между pi, между pi и fi. переменных pi и fi. Определение латентных обобщающих переменных.

Метод решение задачи 2: Методы решения задачи 3:

Корреляционный анализ (КА). 1. Факторный анализ (ФА).

2. Экспертный анализ.

Результаты вычислений:

Результаты вычислений:

1. Выявление латентных обобщающих 1.Корреляционные матрицы pi и fi.

переменных – факторов.

2. Корреляционные плеяды (визуализация КА).

2. Свёртка показателей на основе экспертных коэффициентов значимости.

Задача 4: Математическое описание факторов.

Метод решения задачи 4:

Множественный регрессионный анализ (МРА).

Результаты вычислений:

Система линейных уравнений, описывающих зависимость факторов от pi и fi.

Математические модели здоровья детей и подростков:

1. Корреляционные плеяды – графы, в вершинах которых pi и fi, рёбра – достоверные значимые корреляционные связи.

2. Интегральные коэффициенты здоровья в виде свёртки показателей на основе экспертных весовых коэффициентов значимости pi и fi.

3. Представление pi и fi в виде факторных структур, сокращающих пространство переменных.

4. Уравнения множественной регрессии, в правой части которых факторы, а в левой – переменные, составляющие фактор.

Задача 5: Оценка состояния здоровья детей и подростков в различных регионах РФ.

Метод решение задачи 5:

Построение математических моделей и алгоритмов на основе репрезентативной статистической выборки для данного региона. Оценка и анализ состояния здоровья детей и подростков и формирование практических рекомендаций по его улучшению.

Рис. 1. Алгоритм построения междисциплинарного факторного мониторинга.

Третья глава посвящена математическим моделям оценки состояния здоровья учащейся молодёжи, построенных на основе разработанного алгоритма с учётом междисциплинарного характера исследования. Принцип междисциплинарности заключается в оценке параметров, которые интегрально характеризуют основные сферы здоровья: медицинскую, психологическую, социальную, физиологическую, педагогическую и др.

Главным результатом проведённого экспертного анализа можно считать получение наиболее полного списка показателей состояния здоровья, факторов окружающей среды и экспертные оценки их значимости. Параметры, значимость которых была обоснована экспертным анализом, легли в основу мониторинга здоровья учащейся молодёжи. В общем виде определены блоки параметров оценки состояния здоровья и факторов, на него влияющих, представленных на рисунке 2. Общая экспертная модель представлена в виде таблицы 2.

ПАРАМЕТРЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ Z ВНУТРЕННИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВНЕШНИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ P F i= Природные j= Физиологические j= i= Экологические Психологические j= i= Социальные Генетические i=4 j= Семейные Физическое развитие i=5 j= Профессиональные Заболеваемость Рис. 2. Общий вид экспертной классификация параметров оценки состояния здоровья и факторов, на него влияющих.

Корреляционный анализ позволил выявить достоверные взаимосвязи между параметрами состояния здоровья, построить корреляционные плеяды по каждому возрасту для мальчиков и для девочек. Корреляционная плеяда представляет собой граф, построенный на основе корреляционных матриц, в вершинах которого располагаются параметры здоровья, а ребра отображают связь (при уровне корреляции больше 0,40 и уровне значимости 0,01) между параметрами. Полученный граф корреляционных связей наглядно отражает статистически значимые взаимосвязи между характеристиками здоровьями (рис. 3 и рис. 4).

.

Таблица 2.

Критерии оценки здоровья и их весовые коэффициенты, определённые методом экспертных оценок.

Показатели здоровья и окружающей Показатели здоровья и окружающей Весовые Весовые коэф-ты коэф-ты среды среды 1. Показатели, характеризующие уровень 7. Биологические факторы физического развития 1.1. Вес 7.1. Наследственность 3,97 4, 1.2. Рост 7.2. Беременность, роды и кормление грудью 3,46 3, 8. Поведение 1.3. Индекс массы тела 3, 1.4. Окружность головы/груди 8.1. Сексуальное поведение 3,24 3, 1.5. Развитие основных двигательных качеств 8.2. Двигательная активность 4,23 3, 2. Функциональное состояние организма 8.2. Аддиктивное поведение 3, 2.1. Функциональное состояние центральной нервной системы 8.3. Обращение за мед услугами 4,63 3, 2.2. Функциональное состояние вегетативной нервной системы 8.4. Увлечения, хобби 4,43 3, 9. Режим 2.3. Функциональное состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем 4, 2.4. Функциональное состояние внутренних органов 9.1. Режим дня 4,37 3, 2.5. Функциональное состояние костно-мышечной системы 9.2. Режим питания 4,25 4, 2.6. Физическая подготовленность 9.3. Режим отдыха 3,89 4, 2.7. Сон 9.4. Режим труда 4,08 3, 3. Показатели, характеризующие уровень 9.5. Режим двигательной активности умственного развития 4, 3.1. Высшие психические функции (память, внимание, 9.6. Нагрузки мышление) 4,21 3, 3.2. Уровень интеллекта 9.7. Закаливание и гигиена 3,71 3, 10. Природная среда 3.3. Успеваемость 3, 3.4. Объем знаний 10.1. Климатические условия 3,43 3, 4. Показатели, характеризующие уровень 10.2. Антропогенные и техногенные воздействия личностного развития 3, 4.1. Образ Я (самооценка, самоотношение, самопринятие) 10.3. Риск природных катаклизмов 4,03 3, 11. Социальная среда 4.2. Ролевая идентификация 3, 4.3. Коммуникативная компетентность 11.1. Политика государства по охране и укреплению здоровья населения 3,76 3, 4.4. Простраивание будущего 11.2. Средства массовой информации 3,55 3, 4.5. Самореализация 11.3. Доступность и качество медицинских услуг 3,96 3, 4.6. Креативность 11.4. Социальная поддержка в случае утраты трудоспособности 3,55 3, 4.7. Коппинг-ресурсы 11.5. Развитость сферы досуга 3,73 3, 4.8. Жизненные ценности 11.6. Традиции, социальные нормы поведения 3,82 3, 4.9. Жизненные навыки 11.7. Состояние сферы бытовых услуг (транспорт, магазины и т.д.) 3,93 3, 5. Показатели, характеризующие устойчивость, 12. Семейная среда сопротивляемость 5.1. Стрессоустойчивость 12.1. Тип семьи (состав семьи) 4,08 3, 5.2. Состояние иммунитета (частота острых заболеваний) 12.2. Взаимоотношения в семье 4,21 4, 5.3. Силовая выносливость, работоспособность 12.3. Материальное положение семьи 4,05 3, 5.4. Умственная работоспособность 12.4. Семейные традиции 3,97 3, 5.6. Психологические защитные механизмы 12.5. Наличие хронических больных в семье 4,06 3, 6. Заболеваемость 13. Профессиональная среда 6.1. Аллергические заболевания 13.1. Педагогическое воздействие (педагогический стиль) 3,7 3, 6.2. Хронические заболевания 13.2. Гигиенические условия труда 4,13 3, 6.3. Врожденные пороки и уродства 13.3. Психологический микроклимат в коллективе 3,94 4, 6.4. Последствия травм 13.4. Интерес к работе 3,96 3, 6.5. Психосоматические реакции и состояния 13.5. Достижения 4,02 3, 6.6. Функциональные отклонения в состоянии здоровья 13.6. Перспектива карьерного роста 3,97 3, 13.7. Уровень образования 3, Самооценка 0, -0, послушания Самооценка 0, смелости -0,34 0, Самооценка уверенности -0,38 0, 2 -0,40 0, 0, Самооценка Самооценка Самооценка 0, счастья здоровья ума 0, 0, Самооценка 0, -0, уровня учебы 0,45 3 0, 0, 0,53 0,42 0, 0, 0, Самооценка «Нравиться Самооценка Самооценка Самооценка ли учиться»

0, настроения красоты дружбы -0, -0,42 -0, -0,44 -0, -0, 3 1 -0, Образование матери АДС 0, быстрота Силовая выносливость мышц ног -0, Кол-во диагнозов АДД гибкость 0, осанка -0,40 -0, -0, 0, Переживание координация социального стресса -0, Низкая -0,58 0, 0, сопротивляемость Страх проверки Силовая выносливость стрессу знаний мышц спины осанка 0, 0, ЧД 0, 0, -0, 0,52 -0,48 -0, Вес -0, Страх Общая тревожность 0, в школе самовыражения 0, 0, Силовая выносливость Образование отца 0, мышц плечевого пояса 0, 0,44 0, -0, Проблемы с -0, Динамометрия учителями Фрустрация левой руки 0,37 0, -0, успеха 0,34 0, Острота 0,71 0,42 -0, зрения OS, OD Страх ожиданиям 0, 0, окружающих Жилищные Динамометрия условия семьи 0,35 -0, 0, правой руки плоскостопие -0, -0, Объем грудной клетки на ВДОХЕ и ВЫДОХЕ 0, Физкультурная Группа здоровья Кол-во диагнозов Окружности группа 0,57 0, ПЛЕЧА, ПРЕДПЛЕЧЬЯ, БЕДРА, ГОЛЕНИ Условные обозначения:

0,70 0, Вес Рост – корреляционные связи блока самооценки, 1, с остальными параметрами оценки здоровья Рис.3. Граф корреляционных связей между показателями здоровья (для мальчиков, возраст 7 лет, г. Вологда). На графе отображены значения парной корреляции между параметрами, уровень значимости которой 0,01.

ОСТРОТА БЛОК САМООЦЕНКИ ДАВЛЕНИЕ ЗРЕНИЯ Самооценка Самооценка Самооценка Самооценка АДД Острота зрения OD красоты настроения счастья здоровья Самооценка АДС Самооценка «Нравиться Самооценка Острота зрения OS дружбы ли учиться» уровня учебы Самооценка Самооценка Самооценка Самооценка послушания ума смелости уверенности РОСТ и ВЕС Рост Вес 0,36-0, 0,34-0, 0,50-0, БЛОК ТРЕВОЖНОСТИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ Низкая Переживание Общая тревожность сопротивляемость социального стресса в школе Объем грудной клетки на стрессу ВДОХЕ и ВЫДОХЕ Фрустрация Проблемы с успеха Окружности учителями ПЛЕЧА, ПРЕДПЛЕЧЬЯ, БЕДРА, ГОЛЕНИ Страх проверки Страх Страх ожиданиям знаний самовыражения окружающих -0, 0,35 0,35-0,52 0,34-0, БЛОК ФИЗИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ СОЦИАЛЬНЫЙ БЛОК Силовая выносливость быстрота мышц ног Динамометрия Жилищные 0,36-0, Образование левой руки условия семьи матери координация Силовая выносливость мышц плечевого пояса Динамометрия правой руки Условия жизни Образование отца Силовая выносливость гибкость ребенка мышц спины МЕДИЦИНСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ Плоскостопие Физкультурная Кол-во диагнозов группа осанка Физическая Группа здоровья подготовка развитие Рис. 4. Агрегированный граф показателей здоровья (для мальчиков, возраст 7 лет, г. Вологда).

На графе указаны диапазоны абсолютных значений коэффициента корреляции между показателями здоровья.

Факторный анализ проводился с участием экспертов медицинского профиля на основе выборки, полученной при анализе здоровья учащихся пяти школ города Вологды. Пять школ представляли различные районы города, на основании чего выборку можно считать репрезентативно. В выборку были включены 62 показателя, характеризующих здоровье подростков. Объём тестовой выборки – 1901, мальчики, возраст которых 10-17 лет. В результате проведения ФА была получена структура, состоящая из девяти факторов (таблица 3). В первый фактор вошли параметры: вес, рост, окружность плеча, предплечья, голени, бедра, динамометрия правой и левой кисти, дистоническое и систолическое давление. Это означает, что перечисленные параметры наиболее «близки» друг к другу, а полученный фактор – новая вычисленная переменная, которая наиболее «близка» ко всем переменным одновременно. Вычисленная переменная была интерпретирована экспертами как «антропометрические данные» или «физическое развитие». Содержание остальных факторов и их интерпретация представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Результаты статистической обработки данных методом факторного анализа (для мальчиков, возраст 10-17 лет, г. Вологда).

Фактор/интерпретация параметры вес, рост, окружность грудной клетки на вдохе и выдохе, Фактор 1 Антропометрические окружность бедра, окружность плеча, окружность данные предплечья, окружность голени динамометрия правой и левой кисти, АДС и АДД (систолическое и дистоническое (физическое развитие) артериальное давление) и др.

Враждебность вербальная агрессия, раздражение, физическая агрессия, Фактор 2 и обида, подозрительность, негативизм, агрессивность косвенная агрессия, чувство вины и др.

общая тревожность, межличностная тревожность, Фактор 3 Общая тревожность самооценочная тревожность, школьная тревожность, (методика Прихожан) магическая тревожность Фактор 4 Школьная общая тревожность в школе, проблемы с учителями, тревожность фрустрация успеха, страх проверки знаний, страх (методика Филипса) ожиданиям окружающих, переживание социального стресса, страх самовыражения, низкая сопротивляемость стрессу Негативный стиль Непоследовательная мать, враждебный отец, Фактор 5 родительского непоследовательный отец, директивная мать, враждебная воспитания мать, директивный отец, Позитивный стиль Позитивная мать, позитивный отец, безразличная мать, Фактор 6 родительского безразличный отец воспитания образование отца, образование матери, материальное Фактор 7 Социальный статус положение семьи, жилищные условия семья, условия жизни семьи ребёнка Фактор 8 Физическая силовая выносливость мышц спины, мышц ног, мышц подготовка брюшного пресса, гибкость, быстрота, координация, толщина жировой складки, Фактор 9 зрение острота зрения правого и левого глаза В результате проведения реализуется интеграция параметров здоровья посредством вычисления для каждого учащегося обобщающих коэффициентов – факторов. Значение фактора может быть использовано на следующем этапе моделирования при проведении множественного регрессионного анализа.

Представим результаты применения множественного регрессионного анализа для расчёта индекса антропометрии девочек 1-2 классов на основе МРА. Зависимая переменная – значение фактора Ф1, независимые переменные – параметры, составляющие Ф1 (их 8), которым мы присвоили условные идентификаторы ф11, …., ф18. Коэффициент множественной детерминации рассчитанной регрессионной модели является высоким и объясняет 97% дисперсии зависимой переменной (КМД= 0,973). Уровень статистической значимости, рассчитанный по критерию Фишера, менее 0,001, что свидетельствует о достоверности результатов расчета. Модель МРА в данном случае была рассчитана всего за один шаг (ни один из параметров ф11, …., ф18 не был исключён из модели). Это говорит о качестве проведённого факторного анализа и полученной на его основе модели МРА. Главный результат МРА – коэффициенты регрессионной модели и уравнение множественной регрессии – представлены в таблице 4.

Таблица 4.

Коэффициенты регрессионной модели (для девочек, возраст 7-8 лет, г. Вологда).

Model Unstandardized Standardized Coefficients Coefficients t Sig.

B Beta -11,574 -42,549 0, ф11 окружность грудной клетки на вдохе 0,035 0,171 5,330 0, ф12 окружность грудной клетки на выдохе 0,034 0,166 5,489 0, ф14 окружность предплечья 0,081 0,137 7,248 0, ф13 окружность бедра 0,041 0,197 8,753 0, ф15 окружность голени 0,057 0,180 9,521 0, ф16 вес 0,026 0,156 9,906 0, ф17 рост 0,016 0,104 7,021 0, ф18 толщина жировой складки 0,078 0,125 9,652 0, В таблице содержаться значения не стандартизованных (B) и стандартизованных (Beta) коэффициентов регрессии, а также критерии t-Стьюдента (t) и p-уровень значимости (Sig). Во внимание могут быть приняты только те регрессионные коэффициенты, которые являются статистически значимыми. В нашем случает такими являются все коэффициенты. Показателем вклада каждой из переменных в регрессионную модель служат их Beta-коэффициенты. B коэффициенты используются для предсказания значений зависимой переменной.

Таким образом уравнение регрессии для первого фактора Ф1 имеет следующий вид:

Ф1 = -11,574+0,035*( ф11) +0,034*( ф12) +0,081*( ф14) +0,041*( ф13) +0,057*( ф15)+ +0,026*( ф16) +0,016*( ф17) +0,078*( ф18) Четвёртая глава посвящена разработке системы мониторинга оценки состояния здоровья учащейся молодёжи.

Межрегиональная система мониторинга здоровья учащихся, разработанная в 2004-2007 г.г., была внедрена и уже в течение ряда лет успешно применяется в работе средних общеобразовательных школ в различных городах Российской федерации:

г. Вологда, 2004-2006 г.г. – 5 школ;

• г. Реутов, 2006-2007 г.г. – 5 школ, • г. Нальчик, 2006 г. – 5 школ, • г. Петропавловск-Камчатский 2006-2007 г.г. – 3 школы.

• г. Москва, 2004-2006 г.г. – 1 школа, 2007-2009 г. – 15 школ ЮВАО.

• С 2007 года система мониторинга является основным программным инструментом в работе московского центра мониторинга состояния здоровья учащихся (Юго-Восточный округ), куда входят 15 школ, принимающих участие в проекте «Школа здоровья».

Система позволяет осуществлять сбор и хранение данных о состоянии здоровье учащихся в соответствии с междисциплинарным перечнем параметров здоровья и факторов окружающей среды (320 показателей). Методика оценки состояния здоровья состоит из 15 тестов.

Автоматизация составления индивидуальных и групповых отчетов о состоянии здоровья (данные по классу, школе в целом, региону) позволяет получать информацию, необходимую для принятия решений по поддержанию и улучшению состояния здоровья учащихся.

Высокая эффективность комплекса была подтверждена при проведении исследований в 2004-2008 годах в городах Российской Федерации: Москва, Реутов, Вологда, Нальчик, Петропавловск-Камчатский. В 2008 году было получено свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2008620289.

В заключении приведены основные выводы по работе:

Проведённое исследование существующих подходов к оценке состояния здоровья детей и 1.

подростков показывает, что существующие интегральные индексы здоровья населения основаны лишь на показателях заболеваемости, рождаемости и смертности, что делает их неприменимыми в оценке состояния здоровья индивида, а фрагментальный подход к изучению состояния здоровья не позволяет выявить причины снижения его уровня у населения Российской Федерации и сформировать рекомендации по его улучшению.

Проведённые исследования методов математического моделирования и обработки 2.

статистических данных показали, что для оценки психофизиологических показателей здоровья и социально-экономических показателей среды целесообразно использовать экспертный, корреляционный, регрессионный, факторный и множественный регрессионный анализ.

Разработанные математические модели здоровья учащейся молодёжи позволяют выявить 3.

достоверные взаимосвязи между показателями состояния здоровья и внешней среды, выявить их факторную структуру и описать её с помощью системы линейных уравнений.

Разработанный алгоритм факторного мониторинга здоровья учащихся позволяет 4.

интегрально оценивать психофизиологические параметры здоровья и социально экономические параметры среды на основе междисциплинарного подхода.

Разработанный программный комплекс обеспечивает проведение междисциплинарного 5.

мониторинга здоровья учащихся, а также получение информации, необходимой для поддержки принятия решений по поддержанию и улучшению состояния здоровья учащихся.

Проведённый мониторинг состояния здоровья школьников в таких городах Российской 6.

Федерации, как Москва, Реутов, Вологда, Нальчик и Петровавловск-Камчатский позволил получить статистические данные и построить на их основе математические модели. Анализ полученных моделей высококвалифицированными специалистами позволил сформировать комплекс решений по поддержанию и улучшению состояния здоровья учащихся.

В приложениях приведены корреляционные матрицы и корреляционные плеяды, построенные по блокам параметров здоровья для мальчиков 8 и 9 лет и для девочек 7,8 и 9 лет, свидетельство о государственной регистрации базы данных, Акт о внедрении информационно аналитической системы здоровья учащихся, Диплом Участнику Программы «Участник молодёжного конкурса 2007» («У.М.Н.И.К.») за лучшую работу, представленную на научно технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ, Свидетельства № 152 и № 156 о прохождении обучения в Европейском центре по качеству по курсам A «Введение в обеспечение качества» и А3 «Современный менеджмент качества»

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 1. Финагин В.Г. Оценка качества деятельности образовательного учреждения по охране здоровья методом экспертных оценок. Журнал «Качество. Инновации. Образование.», № 11 (42), ноябрь, 2008, с. 31-36. (Журнал входит в перечень изданий, рекомендуемых ВАК).

2. Финагин В.Г., Рогов А.А. Разработка автоматизированных экспертных систем оценивания безопасности на железнодорожном транспорте. Журнал «Мир транспорта», № 4, 2008, с. 124 128. (Журнал входит в перечень изданий, рекомендуемых ВАК).

3. Финагин В.Г., Чечельницкая С.М., Михеева А.А., Тимакова М.В., Румянцев А.Г. Экспертная модель здоровья детей как основание для распространения междисциплинарного мониторинга.

Журнал «Вопросы современной педиатрии», № 6, 2008, с. 7-15. (Журнал входит в перечень изданий, рекомендуемых ВАК).

4. Финагин В.Г. Делягин В.М., Румянцев А.Г., Поляев Ю.А. и соавт. Синдром артериальной гипертензии у детей и подростков. Теория и практика. Делягин В.М. Синдром артериальной гипертензии у детей и подростков: теория и практика/ В.М. Делягин, А.Г. Румянцев, Ю.А.

Поляев. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. – 158, [1] с.: ил. – (Медицина). (Монография).

5. Финагин В.Г., Чечельницкая С.М., Румянцев А.Г., Михеева А.А. и соавт. Нарушения осанки у детей / С.М. Чечельницкая [и др.]. – Ростов н/Д : Феникс, 2009. – 286 с. : ил. – (Здоровье нации). (Монография).

6. Финагин В.Г. Чечельницкая С.М., Михеева А.А., Орленко С.А., Кузнецова С.Н. Возможности воспитания ответственного поведения в отношении собственного здоровья в школе.

Программа «Правильный выбор». Научно-практический журнал «Социальная профилактика и здоровье», № 6, 2005 год, с 26-35.

7. Финагин В.Г. Создание межрегиональной информационно-аналитической системы мониторинга здоровья учащейся молодежи. Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Тезисы докладов. – М.: МИЭМ, 2006, с. 200-201.

8. Финагин В.Г., Чечельницкая С.М., Михеева А.А. Применение информационных технологий для осуществления контроля физической подготовленности студентов. IX, Межуниверситетская научно-методическая конференция и методика учебного процесса, «Организация физкультурно-оздоровительной и спортивной работы»: Материалы международной конференции: В 2 ч. М., 2006. Ч. 2, с. 18- 9. Финагин В.Г., Чечельницкая С.М. Здоровье как самоорганизующаяся система. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Здоровье школьников. Профилактика социально-значимых заболеваний». М.-Тверь: Научная книга, 2006. С. 29-32.

10. Финагин В.Г., Орленко С.А., Волков А.М., Чечельницкая С.М. Физиология осанки и психология позы (по материалам исследований студентов 1-го курса ГОУ ВПО «Московский государственный индустриальный университет»). Формирование культуры здоровья в современной образовательной среде: Материалы Первой Всероссийской научно-практической конференции «Сохранение и укрепление здоровья в образовательных учреждениях Российской Федерации» (8-10 ноября 2007 года) / Под ред. Ф.Ф. Харисова. – М.: Федеральный институт развития образования, 2007. – 391 с., с. 331- 11. Финагин В.Г., Чечельницкая С.М. Корреляционный анализ характеристик здоровья учащейся молодёжи. Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Тезисы докладов. – М.: МИЭМ, 2007. – с. 12. Финагин В.Г. Оценка человеческого фактора в проблеме безопасности на транспорте. Труды VIII научно-практической конференции «Безопасность движения поездов», часть1, с. Х-5.- М.:

МИИТ, 2007г.

13. Финагин В.Г., Веселов Н.В., Рогов А.А. Применение автоматизированных экспертных систем для оценивания безопасности транспортных комплексов. Труды VIII научно-практической конференции «Безопасность движения поездов», часть1, с. І-8.- М.: МИИТ, 2007г.

14. Финагин В.Г. Построение модели здоровья человека на основе факторного и множественного регрессионного анализа. Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Тезисы докладов. – М.: МИЭМ, 2008. – с. 100-101.

15. Финагин В.Г. Система оценки человеческого фактора как средство повышения безопасности на транспорте. «Trans-Mech-Art-Chem»// Труды V Международной научно-практической конференции. – М.: МИИТ, 2008. – с. 232-234.

16. Финагин В.Г., Чечельницкая С.М., Михеева А.А. Функциональная оценка физического здоровья и физического развития студентов. X Межуниверситетская научно-методическая конференция «Организация и методика учебного процесса, физкультурно-оздоровительной и спортивной работы»: Материалы международной конференции: М.: 2008 – с. 117- 17. Финагин В.Г., Чечельницкая С.М., Михеева А.А. Междисциплинарный подход к оценке здоровья студентов. X Межуниверситетская научно-методическая конференция «Организация и методика учебного процесса, физкультурно-оздоровительной и спортивной работы»:

Материалы международной конференции: М.: 2008 – с. 265-266.

18. Финагин В.Г., Чечельницкая С.М., Михеева А.А., Румянцев А.Г.. Экспертная модель здоровья.

Философские аспекты биологии и медицины: Выпуск 2: Междисциплинарные аспекты биомедицины: Сборник. – М., изд-во «Принтберри», 2008. – с. 371-375.

19. Финагин В.Г. Инновационный подход в оценке уровня физической подготовленности студентов. X Межуниверситетская научно-методическая конференция «Организация и методика учебного процесса, физкультурно-оздоровительной и спортивной работы»:

Материалы международной конференции: М.: 2008 – с. 114-115.

20. Финагин В.Г. Определение аспектов здоровья учащихся на основе экспертного анализа.

Материалы докладов VII научно-методической конференции ПИФК МГПУ «Физическая культура и спорт в современном обществе». М., МГПУ, 2008 – с. 217-220.

21. Финагин В.Г., Чечельницкая С.М., Михеева А.А. Оценка гармоничности физического развития студентов. Материалы докладов VII научно-методической конференции ПИФК МГПУ «Физическая культура и спорт в современном обществе». М., МГПУ, 2008 – с. 220-222.

22. Финагин В.Г., Петров А.Г., Чечельницкая С.М., Михеева А.А. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2008620289. Зарегистрировано в Реестре баз данных 28 июля 2008 г.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

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.