Материал: Компьютеризированная система комплексной оценки функционального и психофизического состояния человека

Компьютеризированная система комплексной оценки функционального и психофизического состояния человека

Содержание

Введение

. Технологическая часть

.1 Проблемы определения ПФС

.2 Обзор отечественных и зарубежных аналогов проектируемого программного обеспечения

. Основная часть

.1 Анализ и уточнение требований к программному обеспечению

.1.1 Требования к составу выполняемых функций проектируемого программного обеспечения

.1.2 Требования к организации входных данных проектируемого программного обеспечения

.1.3 Требования к организации выходных данных проектируемого программного обеспечения

.1.4 Структура программного взаимодействия

.2 Выбор технологии, среды и языка программирования

.2.1 Выбор технологии программирования

.2.2 Выбор языка программирования

.2.3 Выбор среды разработки

.3 Выбор СУБД

.3.1 Общие требования

.3.2 Обзор СУБД

.4 Информационно-логическое проектирование

.4.1 Функциональная модель предметной области

.4.2 Информационные объекты предметной области

.4.3 Описание сущностей

.4.4 Описание доменов

.4.5 Описание атрибутов

.5 Концептуальное проектирование

.5.1 Определение исходных отношений

.5.2 Описание функциональных зависимостей

.5.3 Нормализация отношений

.5.4 Концептуальная модель данных

.5.5 Концептуальная модель транзакций

.5.6 Разработка алгоритмов контроля целостности и согласованности базы данных

.6 Логическое проектирование

.6.1 Логическая модель данных

.6.2 Проектирование хранимых процедур

.7 Физическое проектирование

.7.1 Физическая реализация базы данных

.8 Проектирование программного обеспечения

.8.1 Проектирование структуры программного обеспечения

.8.2 Разработка функциональной схемы

.8.3 Модульное описание программного обеспечения

.8.4 Описание интерфейсов модулей

.8.5 Спецификация программных модулей

.8.6 Описание идентификаторов

.8.7 Схемы алгоритмов

.9 Проектирование интерфейса пользователя

.9.1 Построение графа диалога

.9.2 Разработка форм ввода-вывода информации

. Исследовательская часть

.1 Объект испытаний

.2 Цель испытаний

.3 Состав и порядок испытаний

.4 Методы испытаний

.5 Результаты проведения испытаний

. Технико-экономическое обоснование выполняемой разработки

.1 Расчет себестоимости программного продукта

.2 Расчет цены программного продукта

.3 Расчет экономической эффективности

. Анализ мероприятий по безопасности жизнедеятельности

.1 Общая характеристика безопасности

.2 Анализ опасных и вредных факторов, воздействующих на сотрудника

.3 Характеристика помещения

.4 Требования к организации рабочего места

.5 Расчет искусственного освещения рабочего места

.6 Оценка электробезопасности помещения и мероприятия по повышению электробезопасности

.7 Оценка пожарной безопасности и мероприятия по ее повышению

.8 Мероприятия по охране труда

Заключение

Список литературы

Введение

При напряженном ритме жизни и постоянном воздействии повреждающих факторов окружающей среды на организм ложится колоссальная нагрузка. Особенно это касается нервной системы, которая регулирует функционирование всех систем органов.

Функционирование всех органов и систем организма зависит от состояния головного мозга, и если его работа нарушается, то это оказывает неблаготворное влияние на весь организм.

Одной из задач современной медицинской диагностики является создание компьютеризированных систем комплексной оценки функционального и психофизического состояния (ПФС) человека. Среди них можно выделить целый класс систем, в которых посредством анализа психофизиологического состояния человека определяется степень его нервной усталости и готовности к выполнению определенного рода работы, уровень риска перед выполнением ответственного задания и т.п.

Подобные системы востребованы, прежде всего, применительно к проблемам определения состояния здоровья и профессиональной пригодности в самых различных социальных, возрастных и профессиональных группах, при оценке психофизической готовности операторов сложных человеко-машинных комплексов. В частности, системы для мониторинга состояния здоровья учащихся и коррекции выявляемых отклонений востребованы самыми различными типами образовательных учреждений, от дошкольных до ВУЗов.

В связи с этим актуальной является разработка единой системы, способной осуществлять анализ текущего состояния человека, диагностировать степень нервной усталости, осуществлять профилактику заболеваний, правильно распределить нагрузку на человека.

Целью данной выпускной квалификационной работы является создание информационной системы мониторинга психофизиологического состояния человека и коррекции выявляемых отклонений.

Ее применение должно позволить провести обследование ПФС значительных и разнородных групп пациентов, предоставить врачу возможности анализа полученных данных, их систематизации и выработки на этой основе индивидуальных программ коррекции, создать программно-технические средства разработки новых методов медицинских исследований ПФС.

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы предполагается решение следующих задач:

)     создать базу данных пациентов и результатов обследования ПФС;

2) обеспечить возможность применения достаточно простых способов развития функционала системы;

)   создать клиентское приложение для анализа статистики, графического представления результатов и формирования отчетов;

)   обеспечить работу системы в сети с возможностью одновременного обследования больших групп пациентов (более 10 человек).

Данный комплекс должен обеспечить проведение мониторинга, углубленных периодических исследований психофизиологического состояния человека, позволит осуществить различную обработку, анализ и представление результатов обследования.

Работа выполнялась в сотрудничестве с факультетом физической культуры и спорта (ФФКиС) ЧГУ и в первую очередь ее результаты предполагают использование системы при решении задач повышения здоровья студентов ЧГУ. Комплекс ориентирован на пользователей, не имеющих специальной подготовки, а также широкий круг обследуемых - дошкольников, школьников, студентов, спортсменов и другие категории обследуемых.

Особый интерес представляет потенциальная научная составляющая данной работы - постоянное накопление статистических данных позволит в дальнейшем отслеживать возможные зависимости, например изменения концентрации внимания у студентов на протяжении периода обучения.

Основные результаты работы, выполненной по теме проекта, докладывались на научных конференциях и опубликованы в открытой печати:

)     Компьютеризированная система комплексной оценки психофизиологического состояния человека: 10 Всероссийская научно-техническая конференция "Вузовская наука - региону", 28 февр. 2012 г./ И.П. Левичев, П.Г. Леонов, Е.А. Одинцова, А.Л. Смыслова;

2) Информационно - экспертная система определения психофизиологического состояния человека: II Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием "Молодые ученые - науки о физической культуре и спорте", 25 дек. 2011 г./ И.П. Левичев, Е.А. Одинцова;

)   Информационно - экспертная система определения психофизиологического состояния человека: Всероссийская научная конференция студентов и аспирантов "Молодые исследователи - регионам", 18 апр. 2012 г./ И.П. Левичев, Е.А. Одинцова;

)   Информационно - экспертная система определения психофизиологического состояния человека: Конкурс инновационных проектов в программе "У.М. Н.И.К.", 19 апр. 2012 г./ И.П. Левичев, Е.А. Одинцова;

)   Информационно - экспертная система определения психофизиологического состояния человека: Финал конкурса инновационных проектов в программе "У.М. Н.И.К.", 23 апр. 2012 г./ И.П. Левичев, Е.А. Одинцова.

1. Технологическая часть

.1 Проблемы определения ПФС

Понятие "психофизиологическое состояние" как общенаучная категория применительно к человеческому организму означает совокупность происходящих в нем процессов, а также степень развития и целостности структур организма [1].

В настоящее время не существует какой-либо единой точки зрения на проблему определения ПФС. В значительной мере это связано с тем, что исследование состояний человека является довольно сложной задачей.

Первые проблемы в исследовании ПФС возникают уже в связи с тем, что до сих пор не дано удовлетворительного определения этого понятия, хотя оно часто используется в самом различном смысле и с разной степенью обобщенности.

В психологии общепринятым является представление о ПФС как психических явлениях, отражающих особенности функционирования нервной системы и психики человека в определенный период времени или адаптационного процесса.

Различные авторы неоднократно предпринимали попытки дать научное определение понятия "ПФС" и разработать классификацию состояний. Так, по мнению Н.Д. Левитова, психофизиологическое состояние - это целостная характеристика психической деятельности за определенный период времени, показывающая своеобразие протекания психических процессов в зависимости от отражаемых предметов и явлений действительности, предшествующего состояния и психических свойств личности [2].

Опираясь на данное определение, Н.Д. Левитов предпринял попытку классификации состояний. По его мнению, основными классами состояний являются следующие:

.     Состояния личностные и ситуативные. В первых, прежде всего выражаются индивидуальные свойства человека, во вторых - особенности ситуаций, которые часто вызывают у человека нехарактерные для него реакции. То обстоятельство, что психические состояния часто бывают личностными, т. е. выражают ту или другую черту человека, не мешает определять их как временные характеристики психической деятельности.

2. Состояния более глубокие и более поверхностные, в зависимости от силы их влияния на переживания и поведение человека. Страсть как психическое состояние гораздо глубже настроения.

.   Состояния, положительно или отрицательно действующие на человека. Такое подразделение особенно важно с практической и, в первую очередь, с педагогической точки зрения. Апатия может служить примером отрицательного состояния, а вдохновение - примером состояния, положительно влияющего на деятельность человека.

.   Состояния продолжительные и кратковременные. Так, настроения могут иметь разную продолжительность: от нескольких минут до суток и ряда дней.

.   Состояния более или менее осознанные. Например, рассеянность чаще бывает несознательным психическим состоянием, решительность всегда сознательна, утомление может иметь разный уровень осознанности.

Несколько иначе подходит к рассмотрению проблемы состояний Е.П. Ильин. По определению Ильина, психофизиологическое состояние - это целостная реакция личности на внешние и внутренние стимулы, направленная на достижение полезного результата [3].

Таким образом, любое психическое состояние человека оказывается связанным с физиологическими структурами. Учитывая это, подход Ильина приобретает особую привлекательность при рассмотрении психических состояний в рамках общей проблемы адаптации человека.

Данное Ильиным определение психофизиологического состояния предполагает, что оно - причинно обусловленное явление, реакция не отдельной системы или органа, а личности в целом, с включением в реагирование как физиологических, так и психических уровней (субсистем) управления и регулирования, относящихся к подструктурам и сторонам личности.

Итак, психическая сторона состояний находит отражение в виде переживаний и чувств, а физиологическая - в изменении ряда функций, и в первую очередь вегетативных и двигательных. Переживания и физиологические изменения неотделимы друг от друга, т. е. всегда сопутствуют друг другу. Например, усталость, апатия сопровождаются изменением ряда физиологических функций, так же как физиологические признаки определенного состояния сопровождаются чувством усталости, апатии.

В настоящее время известны многочисленные попытки объяснить принципы деятельности механизмов управления и классифицировать функциональные состояния. Согласно современным представлениям, ключевым звеном в структуре общего функционального состояния организма является состояние центральной нервной системы.

Таким образом, единого определения функционального состояния, как и психического состояния, нет, хотя в приведенных выше определениях подчеркивается взаимосвязь функционального состояния и процесса адаптации. Поскольку нет единого определения функционального состояния, то нет и единой классификации функциональных состояний. Тем не менее, целесообразно рассмотреть состояния организма и личности, выделяемые различными исследователями в качестве основных и наиболее общих.

Другой немаловажной проблемой является оперативность диагностики. К примеру, оперативность при выявлении стрессогенных воздействий учебной среды на студентов является ключевым фактором.

В настоящее время тестирование студентов осуществляется с помощью бумажных бланков опроса. Обработка результатов теста, в таком случае, весьма трудоемка, и занимает гораздо больше времени, чем само тестирование.

В связи с этим, специалистами ФФКиС Череповецкого Государственного университета была предложена идея о компьютеризации используемых методик тестирования, которые позволяют объективно оценить психофизическое состояние студентов и, в случае необходимости, принять меры для коррекции выявленных отклонений.

.2 Обзор отечественных и зарубежных аналогов проектируемого программного обеспечения

Проведём обзор существующих программных продуктов, аналогов разрабатываемого программного обеспечения, которое предназначено для мониторинга состояния здоровья учащихся.

Первым наиболее крупным программным продуктом является "Омега-Медицина" (рис.1.1). Данный программно-аппаратный комплекс предназначен для комплексного исследования функционального состояния организма человека. В его функции входят:

-    определение в режиме реального времени уровня и резервов сердечно-сосудистой, вегетативной и центральной нервной систем;

-  оценка отклонения полученных показателей от нормы;

-  контроль функционального состояния пациента;

-  формирование комплексного заключения по результатам анализа.

Рисунок 1.1 - Интерфейс программы "Омега-Медицина"

Разработчиком данной программы является ООО "Динамика". Компания "Динамика" занимается разработкой и производством медицинских приборов, позволяющих осуществлять диагностику состояния здоровья. Продукция предприятия активно используется в самых различных областях клинической, практической, спортивной и семейной медицины.

Основной причиной отказа от данной программы является следующее обстоятельство: отсутствует база данных для хранения результатов тестирования, следовательно, заключение формируется однократно и сохраняется только на бумажном носителе.

Следующим аналогом разрабатываемого программного обеспечения является программа "ValeoTest", предназначенная для диагностики и мониторинга основных функциональных, физических и психологических параметров здоровья человека.