Математические модели прогнозирования и ранней диагностики заболеваний, провоцируемых электромагнитными полями радиочастотного диапазона малой интенсивности

В работе предлагаются математические модели прогнозирования и диагностики заболеваний, провоцируемых воздействием электромагнитных полей радиочастотного диапазона, позволяющие контролировать текущее состояние человека с целью дальнейшего принятия решений о возможной коррекцией функций организма, в случае необходимости. С учетом неполного и нечеткого описания исследуемого класса заболеваний 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 электромагнитных полей (ЭМП) различной модальности и интенсивности с учетом других эндогенных и экзогенных факторов риска. Для мощных и стабильных ЭМП предлагается использовать модификацию известных моделей, полученных для промышленных энергосетей. Для оценки влияния низкоинтенсивных, нестабильных ЭМП радиочастотного диапазона на организм человека предлагается использовать нечеткие табличные модели и ряд чувствительных к действию ЭМП радиочастотного диапазона индикаторов. К таким индикаторам относятся состояние внимания, памяти, мышления, а также динамика изменения энергетического состояния биологически активных точек, связанных с исследуемой патологией. На примере машинистов электропоездов получены математические модели прогнозирования и ранней диагностики появления и развития заболеваний нервной системы. Показано, что если с электромагнитными факторами риска использовать дополнительную информацию о состоянии здоровья обследуемых, то уверенность в правильном прогнозе достигает величины 0,85, а наличии ранних стадий заболеваний нервной системы – 0,95.

1. Руцова Ю.П., С.Ю. Перов, Е.В. Богачева Проблема изучения влияния электромагнитных полей на здоровье человека. Итоги и перспективы. Медицина труда и промышленная экология. 2013;6:35-40.

2. Григорьев, Ю.Г., Григорьев О.А. Сотовая связь и здоровья: электромагнитная обстановка, радиобиологические и гигиенические проблемы, прогноз опасности. М.: Экономика. 2013.

3. Вихарев, А.П. Влияние сотовой связи на здоровье пользователя. Наука – производство – технологии – экология: сборник материалов конференции. Киров. 2004;4:181-182.

4. Никитина, В.Г., Ляшко Г.Г., Нечепоренко Э.Ю. и др. Электромагнитная обстановка на рабочих местах с ПЭВМ. Проблемы безопасности персонала. Ежегодник Росс. нац. к-та по защите от неионизирующих излучений за 2011 год. Сб. Трудов. М.: Центр электромагнитной безопасности. 2012:131-137.

5. 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.

6. Кореневский Н.А., Мясоедова М.А., Разумова К.В., Серебровский А.В.Метод синтеза математических моделей прогнозирования и диагностики профессиональных заболеваний работников предприятий электроэнергетики. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2019;9(2):127-143.

7. Ломов, О.П., Ахметзянов И.М., Гребеньков С.В., Левашов С.П., Терентьев Л.П. Гигиенические нормативы. Физические факторы окружающей и производственной сферы: справочник. М.: Профессионал. 2011:794.

8. СанПиН 2.2.4.1191 – 03 Электромагнитные поля в производственных условиях.

9. ГОСТ 12.1.006-84 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые условия на рабочих местах и требования к проведению контроля

10. Сафонов, В.О. Экспертные системы – интеллектуальные помощники специалистов. СПб.: Санкт-Петербургская организация общества «Знания» Россия. 1992.

11. Джарратано, ДЖ., Райли Г. Экспертные системы: принципы разработки и программирования. Вильямс. 2007.

12. Дюк, В., Эмануэль В. Информационные технологии в медико-биологических исследованиях. СПб: Питер, 2003.

13. Кореневский Н.А Принципы и методы построения интерактивных систем диагностики и управления состоянием здоровья человека на основе полифункциональных моделей. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Санкт-Петербург. 1993.

14. Кореневский Н.А., Крупчатников Р.А., Горбатенко С.А. Генерация нечеткой сети. модели преподаются на основе структуры данных для медицинских экспертных систем. Биомедицинский Инженерное дело. 2013; 42 (2): 67-72.

15. Кореневский Н.А.Применение логики для принятия решений в медицинских экспертных системах. Биомедицинская инженерия. 2015; 49 (1): 46-49.

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

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

18. . 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;2:99-103

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

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

21. Говорухина Т.Н., Мясоедова М.А., Григров И.Ю., Поляков А.В. Математические модели прогнозирования и ранней диагностики заболеваний нервной системы, провоцируемых комбинированным воздействием разнородных факторов риска. Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2019;18(2):110-116.

22. Мясоедова М.А., Стародубцева Л.В., Титова А.В., Шульга П.В. Математические модели прогнозирования и ранней диагностики заболеваний нервной системы у работников электроэнергетических предприятий. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2019;9(3):60-172.

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

24. Кореневский Н.А., Крупчатников Р.А., Информационно-интеллектуальные системы для врачей рефлексотерапевтов: монографиям – Старый Оскол: ТНТ. 2013.

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

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

27. Н. Кореневский, Риад Аль-Касасбех, Ф. Ионеску, Энрю П. Смит Нечеткое определение человеческий уровень психоэмоциональности «Мега-конференция по биомедицинской инженерии» Труды 4-го -Международная конференция по развитию биомедицинских инженерное дело, город Хошимин, Вьетнам, 8-12 января 2012 г.: 354-357.

28. Кореневский Н., Аль-Касасбех Р.Т., Альшамасин М., Ионескук Ф., Алькасасбех Э., Смит А.П. Нечеткое определение уровня психоэмоциональности человека. Протоколы IFMBE «4-я Международная конференция по биомедицинской инженерии во Вьетнаме» 2013: 213-216.

29. Кореневский Н.А., Скопин Д.Е., Риад Таха Алъ-Касасбех, Кузьмин А.А. Комплекс для исследования особенностей внимания и памяти. Медицинская техника. 2010;1(259):36-40.

30. Кореневская С.Н., Шкатова Е.С., Магеровский М.А., Шуткин А.Н. Аппаратнопрограммный комплекс для психофизиологических исследований на базе платформы Android с AFE-интерфейсом. Медицинская техника. 2016;5:24-27.

31. Кореневский Н.А., Скопин Д.Е., Аль-Касасбех Р.Т., Кузьмин А.А. Система для обучения особенности внимания и памяти. Биомедицинская инженерия. 2010; 44 (1): 32-35.

32. Поляков А.В. Родионова С.Н., Филиппов С.В. Аппаратно-программный комплекс для оценки и реабилитации функции внимания и память. XXXII Всероссийская научнотехническая конференция студентов, молодых ученых и специалистов «Биомедсистемы 2019», Рязань 2019:75-78

33. Плотников В.В., Кореневский Н.А., Забродин Ю.М. Автоматизация методик психологического исследования: Принципы и рекомендации. Орел: институт психологии АНССР, ВНИИОТ Госагропрограмма Ср, 1989.

34. Поляков А.В., Коржук Н.Л., Родионова С.Н., Николаева Е.А. Прогнозирование появления и развития расстройств когнитивных функций внимания в процессе трудовой деятельности операторов информационно-насыщенных человекомашинных систем. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2019;9(2):102-116.

35. Поляков А.В., Родионова С.Н., Корук Н.Л., Стародубцева Л.В. Диагностика ранних стадий когнитивных нарушений внимания на основе гибридных нечетких решающих правил. Моделирование, оптимизация, информационные технологии. 2019;7(4). Доступен по: https://moit.vivt.ru/wpcontent/uploads/2019/11/PolyakovSoavtors_4_19_1.pdf DOI: 10.26102/2310- 6018/2019.27.4.031 (дата обращения 11.06.2020)

36. Титов В.С., Сапитонова Т.Н. Классификация функционального состояния человека и нечеткая оценка их уровня. Известия Юго-Западного государственного университета. 2012;2(3):320-324.

37. 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.

38. . Шкатова Е.С., Магеровский М.А., Мухатиев Ю.Б. Оценка функционального состояния и функционального резерва организма по энергетической сбалансированности меридианных структур. Сборник научных трудов по материалам VIII международной научно-практической конференции «Современные тенденции развития техники и технологии». Белгород, 2015. Ч. II. 8:132-135.

39. Яцун С.Ф., Бойцов А.В. Нечеткая оценка уровня функционального резерва человека. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, и информатика. Медицинское приборостроение. 2012;2(3):271-275.

40. Кореневский Н.А., Коростелев А.Н. Применение гетерогенных нечетких моделей для комплексной оценки уровня функционального резерва человек. Вестник Воронежского государственного технического университета. 2011;7(8):142-147.

41. Кореневский Н.А., Нечаев Е.В., Бойцова Е.А. Комплексная оценка уровня функциональных резервов организма человека на основе моделей принятия решений. Биомедицинская радиоэлектроника. 2010;2:30-30.

42. Кореневский Н.А., Коростелев А.Н., Стародубцева Л.В., Серебровский В.В. Метод оценки функционального резерва человека-оператора но основе комбинированных правил нечеткого вывода. Биотехносфера. 2012;1(19):44-49.

43. Кореневский Н.А., Авилова И.А. Магнитные и электромагнитные поля как экологический фактор внешней и производственной среды. Материалы международной НТК «Проблемы региональной экологии»: Израиль, Тель-Авив, 1999:28-31.

44. Кореневский Н.А., Родионова С.Н., Говорухина Т.Н., Мясоедова М.А. Нечеткие модели оценки уровня эргономики технических систем и её влияние на состояние здоровья человека-оператора с учетом функционального резерва его организма. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2019;7(1):39-53.

45. Кореневский Н.А. Серебровкий В.И., Коптева Н.А., Говорухина Т.Н. Прогнозирование и диагностика заболеваний, вызываемых вредными производственными и экологическими факторами на основе гетерогенных. Курск: Изд-во Курск. гос. с.-х. ак, 2012.

46. Кореневский Н.А., Степашов Р.В., Серебровский А.В., Говорухина Т.Н. Использование технологий мягких вычислений для прогнозирования и диагностики профессиональных заболеваний работников агропромышленного комплекса: монография. Курск: КГСХА, 2016: 224.

47. Аль-Касасбех Р.Т., Альшамасин М.С., Кореневский Н., Максим И. Метод эргономики оценка технических систем и их влияния на здоровье операторов на основе гибридных нечетких модели. Достижения в интеллектуальных системах и вычислениях. 2018; 590: 581-592.

48. Аль-Касасбех Р.Т., Альшамасин М.С., Кореневский Н., Кореневская С., Аль-Касасбех Э.Т., Максим И. Нечеткая модельная оценка эргономики транспортных средств и ее влияние на профессиональную болезни. Достижения в интеллектуальных системах и вычислениях. 2019; 792: 143-154.

49. Аль-Касасбех Р., Кореневский Н., Ионеску Ф., Альшамасин М. Кузьмин А. Синтез нечеткая логика для прогноза и медицинской диагностики по энергетическим характеристикам акупунктуры Точки. Журнал акупунктуры и исследований меридианов Кореи. 2011; 4 (3): 175-182.

50. Аль-Касасбех Р., Николай Кореневский, Махди Альшамасин: Биоинженерная система для прогнозирование и ранняя пренозологическая диагностика заболеваний желудка на основе энергии Характеристики биоактивных точек с нечеткой логикой, 2-я биомедицинская инженерия Конференция и выставка 30 ноября - 01 декабря, Сан-Антонио, США, 2015

51. Аль-Касасбех Р.Т., Кореневский Н.А., Альшамасин М., Ионеску Ф., Смит А. Прогнозирование язвы желудка на основе изменения электрического сопротивления акупунктурных точек с помощью нечетких логика принятия решений. Компьютерные методы в биомеханике и биомедицинской инженерии. 2013; 16 (3): 301-313.

52. Аль-Касасбех, Р., Кореневский, Н., Ионеску, Ф., Альшамасин М., Смит, А.П. Альвади, А. Биотехнические измерения и программная система для прогнозирования и диагностики остеохондроз поясничного отдела с использованием правил нечеткой логики. Biomedizinische Техник, 2013; 1: 51-65.

53. Аль-Касасбех, Р.Т., Ионеску Ф. ,. Кореневский Н.А., Махди С. Прогнозирование и пренозология. Диагностика заболеваний желудочно-кишечного тракта на основе энергетических характеристик точек акупуктуры и нечеткой логики, Proc. 3-я Международная конференция по биоинформатике и биомедицинские технологии, Санья, Китай, 25-27 марта 2011 г.

54. Кореневский Н.А., Поляков А.В., Родионова С.Н., Говорухина Т.Н. Метод синтеза математических моделей прогнозирования и ранней диагностики нарушений когнитивных функций. Системный анализ, управление в биотехнических системах. 2019;18(4):85-92.