Оренбургский государственный университет

Экспертная система мониторинга состояния здоровья человека

(руководитель - заведующий кафедрой прикладной математики доктор технических наук, профессор Болодурина И.П., грант № 08-06-81602а/У)

В ходе реализации проекта исследованы существующие подходы к проблеме количественной оценки вклада антропогенных источников загрязнения в формирование отдаленных последствий для здоровья людей, сформирована новая концепция мониторинга состояния здоровья людей, занятых на вредных производствах. Теоретически обоснована математическая модель, описывающая зависимость обеспеченности организма эссенциальными элементами от уровня токсической нагрузки людей, занятых на промышленных предприятиях. Спроектирована многослойная нейронная сеть прямого распространения, использующая алгоритм обучения с учителем (алгоритм обратного распространения ошибки), которая позволяет проводить оценку состояния здоровья человека. В качестве обучающей выборки сформирована диагностическая матрица заболеваний на основе данных о содержании химических элементов в волосах человека (n = 1700).

Экспертная система оценки состояния здоровья человека разработана как статическая и включает пять функциональных подсистем и две базы данных. Компьютерная реализация данной системы работает в двух режимах: 1 – режим наполнения баз данных и настройки параметров подсистемы; 2 – режим диагностики. Предлагаемый метод анализа иерархий позволяет выявить характер взаимосвязей химических элементов, содержащихся в волосах человека. Методология метода анализа иерархий заключается в построении иерархии микроэлементов, содержащихся в волосах людей, с последующим формированием суждений на основе парных сравнений микроэлементов по общим для них критериям или свойствам, в результате чего получаются шкалы отношений, из которых затем синтезируется обобщенная по своей структуре шкала для выбора наилучшей модели связей микроэлементов.

В связи с зависимостью микроэлементного статуса людей от вредных факторов производства необходимо проводить коррекцию биоэлементного состава каждого индивидуума. Наиболее эффективным видом коррекции является добавление в рацион питания человека недостающих жизненно необходимых микроэлементов, а также микроэлементов, нейтрализующих действие вредных факторов производства. Определение оптимальных концентраций микроэлементов в организме для каждого человека в отдельности проводится с помощью операторов генетических алгоритмов, применение которых позволяет учитывать индивидуальные особенности организма каждого обследуемого.

В ходе реализации данной разработки установлено, что у 60% рабочих промышленных предприятий Оренбурга приобретение того или иного заболевания вызвано воздействием вредных факторов производств. Таким образом, отдаленным ожидаемым результатом от выполнения проекта явится возможность постоянного контроля медико-экологической обстановки промышленного предприятия, и при разработке мероприятий, адекватных текущему состоянию экологии производства, не допустить возникновения ситуаций, представляющих угрозу здоровью людей. При этом исследователями созданы предпосылки к эффективному решению задач по коррекции изменений в обмене веществ, вызванных действием токсических соединений.