МЕЖДУНАРОДНЫЙЖУРНАЛПРИКЛАДНЫХ ИФУНДАМЕНТАЛЬНЫХИССЛЕДОВАНИЙ №10,2019

179 ТЕХНИЧЕСКИЕНАУКИ УДК519.87ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАБИЛИТАЦИОННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ 

С ПОМОЩЬЮ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ИНТЕГРАЛЬНОГО  ПОКАЗАТЕЛЯ ЗДОРОВЬЯ 

1Степаненко Н.П., 2Лызин И.А., 2Юмашева А.Л.1ТНИИКиФ ФГБУ СибФНКЦ ФМБА России, Томск;

2Томский политехнический университет (национальный исследовательский университет), Томск, e-mail: i-lyzin@mail.ru, anechkabv@mail.ru

Статьяпосвященапроблемепримененияинтегральныхпоказателейздоровьявклиническойпрактикенапримереоценкиэффективностилечениядетейиподростков,страдающихразличнымиэндокриннымизаболеваниями (проблема избыточного веса, ожирение). Предложен индивидуальный интегральный по-казательздоровья(ИПЗ).Приведенырезультатыапробацииинтегрально-модульногоподходакоценкесо-стояния здоровья на примере оценки эффективности реабилитационныхмероприятий с помощью инди-видуальногоинтегральногопоказателяздоровья.Представленыданныеоклиническомисследовании298пациентов–детейввозрастеот10до15летсизбыточноймассойтелаиожирением.Приоценкерезульта-товэффективностилеченияприменяласьинтегрально-модульнаясистемаоценкиздоровья,использующаясистемустандартизациипоказателейпошкалеХаррингтона.Дляформированияобобщенныхпоказателейоценки состояния организма былиспользованматематический аппарат описаниянелинейныхдинамиче-скихсистемиметодымоделированиясостояниябиологическихсистем.Врасчетпринималисьособенно-стифункционированиябиообъектов.Висследованиидляобъективнойоценкиэффективностилеченияизбольшогоколичестварегистрируемыхпоказателейукаждогопациентавыделисьнаиболееинформативные,оказывающиенаибольшийвкладврезультатылечения.Определениеинформативныхпоказателейосущест-влялосьсиспользованиемдиаграммыПарето.

Ключевые слова: эндокринные заболевания, ожирение, интегральный показатель здоровья, шкалирование, диаграмма Парето, функция Харрингтона

EVALUATION OF THE EFFECTIVENESS OF REHABILITATION  WITH INDIVIDUAL INTEGRAL HEALTH INDEX

1Stepanenko N.P., 2Lyzin I.A., 2Yumasheva A.L.1Tomsk scientific research institute of balneology and physiotherapy, Tomsk;

2National Research Tomsk Polytechnic University (TPU), Tomsk, e-mail: i-lyzin@mail.ru, anechkabv@mail.ru

Thearticleisdevotedtotheproblemofapplicationintegralhealthindicatorsinclinicalpracticeontheexampleof evaluating theeffectiveness treatmentchildrenand teenagers suffering fromendocrinediseases (theproblemofoverweight,obesity).Thedataontheclinicalstudyof298patients–childrenaged10to15years,overweightandobesity.Theevaluationoftheimmediateresultsoftreatmentwascarriedoutaccordingtoaspecialadaptedintegral-modularsystemofhealthassessment,thebasisofwhichisaunifiedsystemofstandardizationofvaluesofquantitativeandqualitativeindicatorsontheHarringtonscaleandintegral-modularassessmentofhealthstatuswiththedefinitionofanintegralhealthindex.Inassessingtheeffectivenessofthetreatmentusedindicatorsthataffectthequalityoflifeofpatients,andindicatorsthatreflectthedevelopmentofmetabolicdisorders,objectiveindicators,indicatorsofhormonalandmetabolicstatus,indicatorsofpsycho-emotionalstate.Inthestudyforanobjectiveassessmentoftheeffectivenessoftreatmentofalargenumberofrecordedindicatorsineachpatientstandoutthemostinformative,providingthegreatestcontributiontotheresultsoftreatment.Paretochartwasusedtothedefinitionofinformativeindicators.

Keywords: endocrine diseases, obesity, integral health indicator, scaling, Pareto chart, Harrington function

Первые работы по применению инте-гральных показателей для оценки состо-яния биосистем и, в частности, для изме-рения уровня здоровья появились более30 лет назад [1–3], однако их диагностиче-ская эффективность до сих пор не являет-ся общепризнанной. Нами было проведеноисследованиепооценкеэффективностире-абилитационных мероприятий детей, стра-дающихожирением,спомощьюиндивиду-альногоинтегральногопоказателяздоровья.

Избыточная масса тела и ожирение –это глобальная проблема, с которой чело-вечество столкнулось в ХХ в. Ожирение

находится на первом месте среди заболе-ваний обмена веществ, что в итоге и обу-словливает важность исследований в этомнаправлении.Поданным,представленным,Всемирной организацией здравоохраненияк началуXXI в. избыточнуюмассу имелопорядка 30% населения планеты. Избы-точныйвесиразличныестепениожирениянеизбежно ведут к различным проблемам,такимкакдиабет, сердечно-сосудистыеза-болевания,атеросклерозит.д.[4].Стоитот-метить,чтоособуюважностьпредставляетожирениеудетей,таккаконосраннихлетприводиткизменениямвовсехвнутренних

INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED AND FUNDAMENTAL RESEARCH №10,2019

180 TECHNICAL SCIENCES органах. Существуют два основных фак-тора, которые могут привести к детскомуожирению: алиментарныйи эндокринный.Алиментарныйфакторсвязанснеправиль-ным питанием или малоподвижным обра-зом жизни. Эндокринный фактор связанв первую очередь с нарушением работыэндокринной системы, котораяотвечает заработувнутреннихорганов.

В настоящее время существует мно-жествоподходовклечениюожирения,на-коплены массивы данных клинико-лабо-раторных показателей пациентов. В связис этим актуальной становится задача раз-работки технологий для оперативной об-работкиэтихмассивовиполученияновыхзнаний.Под технологией понимается про-цесс,использующийсовокупностьсредстви методов сбора и обработки данных дляполучения информации нового качестваосостоянииобъекта,процессаилиявления.Помимоэтогобольшоевниманиеуделяетсяизучению уровня физической работоспо-собности, состояние адаптационных воз-можностей и резистентности организма,эффективность лечебных, оздоровитель-ных и тренировочных мероприятий [5–7].В 2014г. Правительством Российской Фе-дерациибылсформулированпереченьпри-оритетныхнаучныхзадач,длярешенияко-торыхтребуетсязадействоватьимеющиесяресурсы.

Цель исследования:  исследовать воз-можность применения индивидуальногопоказателяздоровья (ИПЗ)дляоценкиэф-фективностикурсареабилитационнойтера-пиидетей,страдающихожирением.

Материалы и методы исследованияОбъектом исследования является массив дан-

ных, предоставленный специалистамидетского от-деленияФГБУН«ТНИИКиФФМБА»,содержащийрезультаты клинического исследования 298 паци-ентов.Пациенты–детиввозрастеот10до15лет,с избыточной массой тела и ожирением. Из них200 детей (100 мальчиков и 100 девочек) страдалиожирением I–III степени. Контрольную группу со-ставили остальные 98 пациентов (40 мальчикови 58 девочек), так как были практически здоровы.Всем пациентам с ожирением назначали стандарт-ныйкомплекслечения[8].

Для формирования обобщенных показателейоценки состояния организма использовался матема-тический аппарат дифференциальных уравнений.Врасчетпринималисьособенностифункционирова-ниябиообъектов.

В.В. Марченко с соавторами предложен методдляформированияобобщенныхпоказателейоценкисостояния организма, и в частности, введен инте-гральныйпоказательздоровья (ИПЗ), значениякото-рогоизменяютсяот0до1.

Еслиобозначить 1 2( ) { ( ), ( ),..., ( )}nX t x t x t x t= –переменныесостоянияобъекта;

1 2( ) { ( ), ( ),..., ( )}rU t u t u t u t= –ихзначения;1 2( ) { ( ), ( ),..., ( )}lW t w t w t w t= –внешниеивну-

тренниеэнергетическиересурсы;

Рис. 1. Вид диаграммы Парето

МЕЖДУНАРОДНЫЙЖУРНАЛПРИКЛАДНЫХ ИФУНДАМЕНТАЛЬНЫХИССЛЕДОВАНИЙ №10,2019

181 ТЕХНИЧЕСКИЕНАУКИ То уравнение динамической системы будет

иметьвид

( )( ) ( ), ( ) ,YY t F Y t W t=

(1)гдеFY–векторноесиловоеполе.

Уравнение(1)можнопредставитьввиде

( )( ) ( ), ( ), ( ) ,XX t F X t X t W t=

(2)гдеFX–функциядвижениясистемы.

Дляоценкиуровняздоровьяможетбытьисполь-зованследующийинтегральныйпоказатель[9]:

На основе предложенного подхода была прове-денаоценкаэффективностикурсареабилитационнойтерапиидетей,страдающихожирением.

Напервомэтапетребовалосьопределитьинфор-мативныеклиническиепоказателии значения«нор-мы»длявсехпоказателей;навторомэтапепровестишкалированиепоказателейи объединитьих в инте-гральныйпоказательздоровья.

Поиск информативных показателей осущест-влялсяспомощьюдиаграммыПарето(рис.1).МетодПаретооснованнаотклонениизначенийпоказателейбольногопациентаотзначенийпоказателейздорового.

Диаграмма Парето позволяет оценить кумуля-тивныйвкладимеющихсяпоказателей.Основноедо-стоинстводанногометодазаключаетсявегонагляд-ностиидоступности.

ДлякорректногопостроениядиаграммыПаретонеобходимопредварительноопределитьчислооткло-ненийкаждогопоказателяотнормы:

1

,m

i jij

b a=

= ∑гдеi – номерпоказателя;j – номерпациента;xji–значениепоказателя;(xiн,xiв)–нижняяиверхняяграницанормы.

Использовался процентильныйметод определе-ниянормы.Вкачественормыпринимаетсяинтервалмеждуустановленнымипроцентилями(табл.1).

На основании полученных данных строитсядиаграмма Парето (рис.2), где по основной верти-кальной оси откладываются процентные доли, повспомогательной вертикальной оси – накопленнаяпроцентнаядоляипогоризонтальной–названиявсехпоказателей.

Таблица 1Нормыклиническихпоказателей

Показатели Медиана Нижнийквар-тиль

Верхнийквар-тиль

Персентиль(10%)

Персентиль(90%)

Инсулин 14,15 10,3 19,6 7,30 24,80Кортизол 428,7 279,2 541,5 178,9 802,5Лептин 18,6 12,00 23,6 5,0 37,7АПФ 30,2 27,04 40,8 21,0 42,9

Рис. 2. Диаграмма Парето клинических показателей пациентов

INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED AND FUNDAMENTAL RESEARCH №10,2019

182 TECHNICAL SCIENCES По80%кумулятивномувкладуопределяютсяте

параметры,которыеявляютсяинформативными.Послеанализаинформативности20показателей

было установлено, что наиболее информативнымиможносчитатьтолько8изних(кортизолдоипослелечения,инсулиндоипослелечения,Т3свдоипослелеченияиТТГдои после лечения), в то время какостальныеимеютинформативностьниже80%.

Информативные показатели – это показатели,вносящие наибольший вклад в характеристику со-стояния. Определение информативных показателейможет сократить время и затраты на исследования.В нашем случае при оценке информативности кли-нических показателей с помощью информационноймерыКульбакабылиполученытежерезультаты,чтоиспомощьюдиаграммыПарето.

Привычислениизначенийиндивидуальногопоказа-теляздоровьявозникаетнеобходимостьвиспользованиипроцедурышкалирования.Дляреализацииэтойпроце-дуры чаще всего применяют так называемыефункциипринадлежности[5],которыепредназначеныдляперево-данатуральныхзначенийвединуюбезразмернуючисло-вуюшкалусфиксированнымиграницами.

В ряде работ [5, 8] предлагается использоватьследующуюшкалусоответствиймеждуотношениямипредпочтенийвэмпирическойичисловойсистемах:

1,0...0,8–«Оченьхорошо»;0,80...0,63–«Хорошо»;0,63...0,37–«Удовлетворительно»;0,37...0,20–«Плохо»;0,20...0,00–«Оченьплохо».Можноиспользоватьфункциюпринадлежности

Харрингтона[9–11]:

ln ( ) izid z e−= − ,

гдеd – функцияпринадлежности;zi–значениеi-гопоказателя,вусловныхединицах;xi–значениеi-гопоказателявисходнойшкале;xiн,xiв–нижняяиверхняяграницынормы.

После шкалирования и приведения исходныхпоказателейкинтервалу [0–1]получаемследующеевыражение

( )

2 2 21 2

2

1

( 1) ( 1) ... ( 1)

1 1 ,

n

n

ii

d d de

n

dn =

− + − + + −= =

= −∑гдеdi–значенияисходныхпоказателейxi,приведен-ныекинтервалу[0–1];n–числопоказателей.

В окончательном варианте значенияИПЗ пред-ставляетсявпроцентах[11]:

ИПЗ=(1–e)∙100%.

ИнтервалзначенийИПЗот0до100%можнораз-делитьнауровниздоровьяследующимобразом[8]:

Нормальныйуровень–100...80;Незначительноеснижение–80...63;Умеренноеснижение–63...37;Значительноеснижение–37...20;Выраженноеснижение–20...0.Использование показателяИПЗ в задачах оцен-

ки здоровья пациентов позволит облегчить работуспециалиста и сократит длительность проведенияанализов, что позволит оперативно контролироватьсостояниепациентавовремялеченияикорректиро-ватьназначенныйкурслечениявзависимостиотиз-мененияегосостояния.

Результаты исследования  и их обсуждение

Дляапробацииинтегральногопоказате-ля здоровья было проведено исследованиедля группыдетейиподростковв возрастеот 7 до 15 лет, страдающих эндокринны-ми заболеваниями (проблема избыточноговеса,ожирение).Оценкасостоянияпациен-товпроводиласьприпоступленииналече-ниеипоокончаниюкурсареабилитации.

Входеработыбылопроизведеноразде-лениепациентовпохарактеруожирениянаконституционально-экзогенноеигипотала-мическое,атакжепоналичиютиреопатоло-гии–эндемическийзоб.

По диаграмме Парето были выделенынаиболееинформативныепоказатели.Вре-зультатенаборанализируемыхклиническихпоказателей был сокращен до семнадцати.Втабл.2приведенытривариантазначенийиндивидуальногопоказателяздоровья,рас-считанныхспомощьюразличныхгрупппо-казателей.

ПривычислениизначенийИПЗдляран-жирования признаков использовалась сле-дующаячетырехбалльнаяшкала:

отсутствиеотклоненийотнормы–1балл;вышеилиниженормына25%–2балла;выше или ниже нормы на 26–50% –

3балла;выше или ниже нормы более чем на

50%–4балла.

Таблица 2ЗначенияИПЗдляпациентовсконституционально-экзогенныможирением

Интегральныйпоказательздоровья

Всепоказатели Информативные НеинформативныеДо,% После,% До,% После,% До,% После,%

Незначительноеснижение 45,53 64,23 47,15 66,66 98,38 99,19Умеренноеснижение 27,64 33,33 25,20 31,71 0,81 0,81Значительноеснижение 4,07 2,44 4,07 1,63 0,00 0,00Выраженноеснижение 22,76 0,00 23,58 0,00 0,81 0,00

МЕЖДУНАРОДНЫЙЖУРНАЛПРИКЛАДНЫХ ИФУНДАМЕНТАЛЬНЫХИССЛЕДОВАНИЙ №10,2019

183 ТЕХНИЧЕСКИЕНАУКИ Соответственно, по значениям ИПЗ

быловыделено4уровняздоровья[8]:100–75%–нормальныйуровеньздоровья;75–60%–умеренноеснижение;60–45%–значительноеснижение;<45%–выраженноеснижение.Оценкарезультатовлечения(∆ИПЗ=ИПЗ

послелечения–ИПЗдолечения)такжеосу-ществляласьпочетырёхбалльнойсистеме[8]:

∆ИПЗ более 10,1% – 3 балла – значи-тельноеулучшение;

∆ИПЗот5,1до10%–2балла–улуч-шение;

∆ИПЗот0,1до5%–1балл–безперемен,∆ИПЗ0%именее–ухудшение.

ВыводыКак показали результаты апробации

данногоподходавдетскомотделенииНИИкурортологии и физиотерапии г. Томска,применениеиндивидуальногоинтегрально-гопоказателяздоровьядаетвозможностьнетолько оценивать эффективность лечения,ноипозволяетприниматьдостаточнообо-снованныеврачебныерешенияипрогнози-роватьэффективностьлечениясучетомвы-бранныхреабилитационныхмероприятий.

Исследование выполнено при частичной финансовой поддержке РФФИ в рамках вы-полнения проекта 18-07-00543.

Список литературы

1.ФарберД.А.,СеменоваЛ.К.,АлфероваВ.В.,Дубро-винская Н.В., Любомирский Л.Е., Безруких М.М., Чемо-дановВ.И.,КорниенкоИ.А.,ГохблитИ.И.,Сонькин В.Д.,КузнецоваТ.Д.,СоколовЕ.В.,ТупицынИ.О.,КнязеваМ.Г.,Плешаков А.А., Трохимчук Л.Ф., Кузнецов А.П., Айз-манР.И.,ВеликановаЛ.К.,АнтроповаМ.В.идр.Физиоло-гияподростка.НИИфизиологиидетейиподростковАПНСССР.М.,1988.208с.

2.ДедовИ.И.Ожирение:этиология,патогенез,клини-ческиеаспекты/Подред.И.И.Дедова,Г.А.Мельниченко.М.,2004.456с.

3.Комаров Ф.И., Рапопорт С.И., Бреус Т. К., Чиби-сов С.М.Десинхронизациябиологическихритмовкакот-ветнавоздействиефактороввнешнейсреды//Клиническаямедицина.2017№6.С.502–512.

4.Всемирная организация здравоохранения / Ожире-ние и избыточный вес [Электронный ресурс].URL: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/ru (дата обраще-ния:15.07.2019).

5.СавченкоВ.М.Формализацияпонятийдляосущест-влениядиагностическогопроцессавклиническоймедици-не //Крымскийжурналэкспериментальнойиклиническоймедицины.2015.Т.5№2.С.52–59.

6.РапопортС.И.,ЧибисовС.М.,БлагонравовМ.Л.Акту-альныепроблемыхронобиологииихрономедицины(помате-риаламсъезда)//Клиническаямедицина.2013.№9.С.71–73.

7.ЛевицкийЕ.Ф.,БарабашЛ.В.,ХонВ.Б.Обоснованиехронооптимизациивосстановительноголеченияпациентов,проживающихвусловияхсреднихширот//Вопр.курорто-логии.2009.№1.С.6–8.

8.СтепаненкоН.П.,БерестневаО.Г.,КондратьеваЕ.И.,ЛевицкийЕ.Ф.,ЮмашеваА.Л.Применениеиндивидуально-гоинтегральногопоказателяздоровьявоценкеэффективно-сти реабилитационныхмероприятий детей с ожирением //Здоровье и качество жизни: материалы III Всероссийскойконференции с международным участием. Иркутск-Бай-кальск,2018.С.250–253.

9.Андреев С.Ю., Берестнева О.Г., Гергет О.М., Кон-стантинова Л.И., Кочегуров В.А., Марченко В.В., Хохло-ва Т.Е. Модели и информационные технологии в задачахлечебно-восстановительноймедициныТомск:Изд-во Том-скогополитехническогоуниверситета,2012.267c.

10.АндреевС.Ю.,БерестневаО.Г.,ГергетО.М.,Констан-тинова Л.И., Кочегуров В.А., Марченко В.В., Хохлова Т.Е.Моделииинформационныетехнологиивзадачахлечебно-вос-становительной медицины (монография) // Международныйжурналэкспериментальногообразования.2013.№9.С.31–33.

11.Кочегуров В.А., Константинова Л.И., Марчен-коВ.В.,АбдулкинаН.Г.,СтепаненкоН.П.Разработкаипри-менение индивидуального интегрального показателя здо-ровья пациентов с заболеваниями щитовидной железы //Известия Томского политехнического университета. 2009. Т.314.№5.С.185–189.