Прогнозирование ишемической болезни сердца у работников локомотивных бригад на основе гибридных нечетких моделей

Целью исследования является повышение качества прогнозирования ишемической болезни сердца у работников локомотивных бригад железнодорожного транспорта за счет разработки гибридных нечетких математических моделей работающих в условиях неполного и нечеткого описания объекта исследования. С учетом плохоформализуемой структуры исследуемого класса состояний в качестве базового математического аппарата выбрана технология мягких вычислений и, в частности, методология синтеза гибридных нечетких решающих правил, хорошо зарекомендовавшая себя при решении задач с аналогичной структурой данных и типом неопределенности. Выбранный метод синтеза позволяет учитывать мультипликативный эффект воздействия на организм человека разнородных и нестабильных эндогенных и экзогенных факторов риска в кабинах локомотива. Полученные математические модели прогнозирования ишемической болезни сердца, у работников локомотивных бригад в качестве исходных данных учитывают эргономику кабины, уровни психоэмоционального напряжения и утомления, смешанные электромагнитные поля в сочетании с индивидуальными факторами риска системного ишемического поражения. В ходе математического моделирования и экспертного оценивания было показано, что полученная прогностическая модель обеспечивает уверенность в правильном прогнозе не ниже 0,89, что является достаточно «хорошим» результатом для задач медицинской диагностики.

1. Капцов В.А., Панкова В.Б., Кутовой В.С.. Основные факторы профессионального риска у работников железнодорожного транспорта. . Гигиена и санитария. – 2001;1:38-43.

2. Пономаренко А.Н., Факторы формирования хронических заболеваний у железнодорожников .А.Н. Пономаренко, В.А. Лисобей . Актуальные проблемы транспортной медицины. 2010;2 (20):10-15.

3. Фадеев Г.М. Человек в транспортной среде при интенсивных технологиях . Актуальные вопросы железнодорожной медицины. М. 2003-2004;6-7:12-15.

4. Цфасман А.З. Железнодорожная клиническая медицина. Профессиональные болезни. М.:РАПС. 2000:336.

5. Кореневский, Н.А. Методология синтеза гибридных нечетких решающих правил для медицинских интеллектуальных систем поддержки притяни решений: монография / Н.А. Кореневский, С.Н. Родионова, И.И. Хрипина. Старый Оскол: ТНТ, 2019.

6. Кореневский Н.А. Оценка и управление состоянием здоровья обучающихся на основе гибридных интеллектуальных технологий: монография / Н.А. Кореневский, А.Н. Шуткин, С.А. Горбатенко, В.И. Серебровский. – Старый Оскол: ТНТ, 2016.

7. Кореневский Н.А. Гибридные нечеткие модели оценки функционального состояния и состояния здоровья человека-оператора информационно-насыщенных систем. Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2019;18(2):105-109.

8. Кореневский Н.А Методология синтеза гетерогенных нечетких правил для анализа и управления состоянием биотехнических систем. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2013:99-103.

9. Кореневский, Н.А. Проектирование нечетких решающих сетей, настраиваемых по структуре данных для задач медицинской диагностики. / Н.А. Кореневский . Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2005;4, (1):12-20.

10. Korenevskiy, N. A., Application of Fuzzy Logic for Decision-Making in MedicalExpert Systems [Text] / N. A.Korenevskiy . Biomedical Engineering May 2015, Volume 49, Issue, pp. 46-49.

11. Korenevskiy N. A., Krupchatnikov R.A., Gorbatenko S.A. Generation of fuzzy network models taught on basic of data structure for medical expert systems. Biomedical Engineering Journal, V. 42, no. 2, pp. 67-72.

12. Кореневский Н.А. Нечеткие модели оценки уровня эргономики технических систем и ее влияние на состояние здоровья человека оператора с учетом функциональных резервов / Н.А. Кореневский, С.Н. Родионова, Т.Н. Говорухина, М.А. Мясоедова, . Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2019;1. [электронный ресурс] https:.moit.vivt.ru.

13. Al-Kasasbeh R.T., Alshamasin M.S., Korenevskiy N., Maksim I. Method of ergonomics assessment of technical systems and its influence on operators heath on basis of hybrid fuzzy models. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2018;590:581-592.

14. Al-Kasasbeh R.T., Alshamasin M.S., Korenevskiy N., Korenevskya S., Al-Kasasbeh E.T., Maksim I. Fuzzy model evaluation of vehicles ergonomics and its influence on occupational diseases. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2019;792:143-154.

15. Кореневский Н.А Использование нечетких классификационных моделей для оценки эргономики технических систем / Н.А. Кореневский, С.А. Горбатенко, В.В. Руденко, А.В. Бойцов . Известия Юго-Западного государственного университета. 2012; 4:20-21.

16. Конева Л.В. Оценка уровня психоэмоционального напряжения и утомления по показателям, характеризующим состояние внимания человека / Л.В. Конева, С.Н. Кореневская, С.В. Дегтярев . Системный анализ и управление в биомедицинских системах, 2012;11,(4):993-1000.

17. Шуткин, А.Н. Оценка уровня психоэмоционального напряжения на основе комбинированных нечетких моделей и модели Г. Раша / А.Н. Шуткин . Системный анализ и управление в биомедицинских системах.2014;14(3):593-600.

18. Korenevsky N. A. Fuzzy determination of the human's level of psycho-emotional / N.A. Korenevskiy, R.T. Al-Kasasbeh, F. Ionescouc, M. Alshamasin, E. Alkasasbeh, A.P. Smith . 2013; 40: 213-216.

19. N. Korenevsky, RiadTaha Al-Kasasbeh, F. Ionescou, M. Alshamasin, Anrew P. Smit Fuzzy Determination of The Humans Level of Psycho-Emotional. “Mega-Conference on Biomedical Enginering” Proceedings of the 4th-international conferecejn the develjpment of biomedical engineering Ho Chi Minh City Vietnam January 8-12, 2012: 354-357.

20. Шуткин А.Н. Оценка уровня психоэмоционального напряжения на основе комбинированных нечетких моделей и модели Г. Раша / А.Н. Шуткин . Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2014;14(3):593-600.

21. Шуткин, А.Н. Использование гибридных нечетких моделей для оценки степени утомления/А.Н. Шуткин, Е.А. Бойцова, С.Н. Кореневская. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение.2015;2(15):107-118.

22. Шуткин, А.Н. Оценка уровня утомления с использованием теории измерения латентных переменных/ А.Н. Шуткин, Е.А. Бойцова, Л.В. Стародубцева. Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2015;3(14):553 - 561.

23. Кореневский Н.А. Метод синтеза математических моделей прогнозирования и диагностики профессиональных заболеваний работников предприятий электроэнергетики .Н.А. Кореневский, М.А. Мясоедова, К.В. Разумова, А.В. Серебровский . Известия Юго-Западного государственного университета. – Серия управление. Вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2019;2:127-143.

24. Мясоедова М.А. Прогнозирование и ранняя диагностика профессиональных заболеваний работников электроэнергетической отрасли на основе гибридных нечетких моделей. Дисс. канд. техн. наук. Курск. 2019.

25. Мясоедова, М.А., Кореневский Н.А., Стародубцева Л.В., Писарев М.В. Математические модели оценки влияния электромагнитных полей на появление и развитие профессиональных заболеваний в электроэнергетической отрасли. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2019;7(2):27-42.

26. Бокерия Л.А., Быков А.В., Кореневский Н.А. Оптимизация ведения пациентов с мультицентричным ишемическим поражением на базе интеллектуальных технологий монография.- Старый Оскол: ТНТ, 2019.

27. Емельянов С.Г., Кореневский Н.А., Быков А.В. Прогнозирование степени тяжести развития ишемического процесса в сердце, головном мозге и нижних конечностях на основе нечетких моделей. Биомедицинская раиоэлектроника. 2016;9:4-9.

28. Быков А.В. Прогнозирование развития критического состояния кровообращения сердца на основе нечетких моделей. Известия Юго-Западного государственного университета. – Серия управление. Вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2018;.8(1):55-66.

29. Быков А.В., Кореневский Н.А., Бойцова Е.А. Метод оценки функционального состояния центральной гемодинамической системы. Известия Юго-Западного государственного университета. – Серия управление. Вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2017;7(3):66-77.

30. Быков А.В. Метод и нечеткая модель оценки степени тяжести ишемической болезни центральной гемодинамической системы. Вестник новых медицинских технологий. 2017;24,(4):144-150.

31. Быков А.В. Формирование пространства информативных признаков для оценки состояния пациентов с хроническими облитерирующими заболеваниями артерий нижних конечностей .А.В. Быков . Известия Юго-Западного государственного университета. – Серия управление. Вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2018;1(26):97-108.

32. Кореневский Н.А. Контроль динамики развития ишемических процессов в сердце по энергетическому разбалансу меридианных структур. Н.А. Кореневский, И.Ю. Григоров, К.В. Разумова, В.А. Горбунов, Дмитриева, Дегтярев С.В. . Медицинская техника – 2020;1:47-50.

33. Кореневский, Н.А. Оценка и управление состоянием здоровья на основе моделей Г.Раша / Н.А. Кореневский, А.Н. Шуткин, Е.А. Бойцова, В.В. Дмитриев / Медицинская техника. 2015;6:37-40.

34. Кореневский, Н.А. Использование теории измерения латентных переменных для оценки уровня психоэмоционального напряжения/Н.А. Кореневский, А.В. Бойцов, А.Н. Шуткин, Е.А. Бойцова, Е.Н. Кореневская . Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2015;3(16):103-118.

35. Маслак А.А. Измерение латентных переменных в социально-экономических системах: Монография.- Славянск-на-Кубани: Изд.Центр СГПИ. 2006:333.

36. Getting Started RUMM 2010. RaschUnidimensional Measurement Models.-Pert: RUMM Laboratory Ltd. 2001: 87.

37. Кореневский, Н.А. Информационно-интеллектуальные системы для врачей рефлексотерапевтов: монорафия / Н.А. Кореневский, Р.А. Крупчатников. – Старый Оскол: ТНТ, 2013:424.

38. Кореневский, Н.А. Теоретические основы биофизики акупунктуры с приложениями в медицине, психологии и экологии на основе нечетких сетевых моделей / Н.А. Кореневский, Р.А. Крупчатников, Р.Т. Аль-Касасбех.- Старый Оскол: ТНТ, 2013:528.

39. Кореневский, Н.А. Метод прогнозирования и диагностики профессиональных заболеваний по энергетическому разбалансу меридианных структур организма/ Н.А. Кореневский, И.Ю. Григоров, К.В. Разумова . Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2019;9(2):75-90.

40. Кореневский, Н.А. Синтез прогностических и диагностических нечетких решающих правил по электрическим характеристикам проекционных зон для медикоэкологических приложений [Текст] / Н.А. Кореневский, В.А. Буняев, Р.А. Крупчатников . Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2009;4:39-46.

41. Al-Kasasbeh, R.T., Korenevskiy N.A., Alshamasin M., Ionescou F., Smith A. Prediction of gastric ulcers based on the change in electrical resistance of acupuncture points using fuzzy logic decision-making. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering. 2013;16(3):301-313.