автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.17, диссертация на тему:Система поддержки принятия решений врача при коррекции психофизиологического состояния спортсменов методом адаптивного биоуправления

005057263

На правах рукописи

Садыкова Наталья Александровна

СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ВРАЧА ПРИ КОРРЕКЦИИ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ МЕТОДОМ АДАПТИВНОГО БИОУПРАВЛЕНИЯ

Специальность:

05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 3 ЛЕН 2012

Санкт-Петербург - 2012

005057263

Работа выполнена на кафедре биотехнических систем Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)

Научный руководитель -

кандидат технических наук, доцент Болсунов Константин Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Антонюк Евгений Михайлович, профессор кафедры «Информационно-измерительных систем и технологий» Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина).

кандидат технических наук, доцент Липанова Ирина Александровна, доцент кафедры «Безопасности информационных систем» Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича.

Ведущая организация - Федеральное государственное бюджетное учреждение «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт физической культуры»

Защита диссертации состоится " 26 " декабря 2012 г. в 16.00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.238.09 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" имени В.И. Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина).

Автореферат разослан " ноября 2012 г.

Ученый секретарь

совета по защите докторских

и кандидатских диссертаций

Садыкова Е.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Умножение спортивного потенциала страны и увеличение продолжительности спортивной жизни человека относится к числу актуальных проблем. Решение этой приоритетной задачи предполагает, в первую очередь, использование теоретических основ научно-обоснованного комплекса мер и мероприятий по изучению и мониторингу здоровья спортсмена. Особое место в реализации подобных мероприятий по укреплению здоровья отводится коррекции психофизиологического состояния спортсмена. Как известно, спортивная деятельность человека связана с большой физической нагрузкой, умственным напряжением и длительной концентрацией внимания. Всё это приводит к нарушениям функционального состояния организма, и впоследствии к развитию различных заболеваний. Важным инструментом в профилактике заболеваний является коррекция психофизиологического состояния спортсмена. Однако вопросы методологии, а таюке инструментальных технологий восстановления функционального состояния организма спортсмена остаются нерешенными. Современный уровень развития медицины, биологии, информационных технологий, техники требует решения подобных вопросов на качественно новом уровне.

Организм представляет собой целостную систему, и изменение функционального состояния какой-либо отдельной системы сказывается на деятельности других. Значительное влияние на состояние организма спортсмена в целом оказывает функциональное состояние сердечно-сосудистой системы человека. В этой связи в настоящее время в медицине большое внимание уделяется развитию метода адаптивного биоуправления с помощью биологической обратной связи (БОС), основанного на учете вариабельности сердечного ритма (ВСР), который позволяет человеку самому контролировать и корректировать те или иные физиологические процессы. Разработка технологий сознательного контроля неосознаваемых процессов в организме с помощью БОС, которые позволяют иногда более эффективно, чем лекарства, помочь в восстановлении нарушенных функций у спортсменов, получает всё большее практическое применение. Наиболее известными работами в этом направлении являются исследования Василевского H.H. (1973-1993), Суворова Н.Б. (1996-2012), Штарка М.Б. и соавт. (2000-2011) и мн.др. Однако, несмотря на известность метода адаптивного биоуправления, его широкого внедрения в практику до сих пор не происходит по причине нерешенности целого ряда проблем (как методического, так и инструментального характера), связанных, в первую очередь, с необходимостью учета динамики инди-

видуальных психофизиологических характеристик объекта управления. Определяющей причиной такого положения является специфика сеансов БОС, обеспечивающих корректную реализацию процесса адаптивного биоуправления. Косвенным подтверждением этого является тот факт, что, несмотря на наличие на современном рынке медицинского оборудования достаточно большого количества диагностических и терапевтических комплексов, использующих метод БОС, практически отсутствуют инструментальные методы, учитывающие индивидуальные физиологические нормы спортсмена. Отсутствие учета этой нормы ведёт к снижению реабилитационного (восстановительного) эффекта от проведения процедур БОС. Решение выбранной проблемы предполагается искать в направлении разработки системы поддержки принятия решений (СППР) спортивного врача при коррекции психофизиологического состояния спортсменов. Решение подобных задач традиционно опирается на сопоставление некоторых количественных показателей, свойственных норме и различным патологиям состояния организма человека. Адекватный выбор совокупности контролируемых параметров обеспечивает раннее предупреждение различных заболеваний.

Цель диссертационной работы состоит в разработке системы поддержки принятия решений спортивного врача, повышающей качество контроля состояния здоровья спортсменов, подвергающихся экстремальным нагрузкам, за счет адаптивного управления параметрами в цепи биологической обратной связи.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

1. Разработка концепции поддержки принятия решений врача для обеспечения научно обоснованной коррекции состояния спортсмена методом адаптивного биоуправления.

2. Разработка модели психофизиологического состояния спортсмена, учитывающая динамику психофизиологических, психоэмоциональных показателей и показателей эффективности деятельности спортсмена.

3. Разработка модели эффективности достижений спортсмена-парашютиста, позволяющей прогнозировать спортивные результаты.

4. Разработка алгоритмов коррекции состояния с учетом динамики психофизиологических и психоэмоциональных показателей.

5. Разработка системы поддержки принятия решений врача при коррекции состояния спортсмена методом адаптивного биоуправления.

6. Экспериментальная апробация предложенных методик и алгоритмов коррекции психофизиологического состояния спортсмена методом биологической обратной связи.

Объектом исследования является система поддержки принятия решений спортивного врача при коррекции психофизиологического состояния спортсменов в период тренировочного сезона.

Предметом исследования является информационное, методическое и программно-алгоритмическое обеспечение системы.

Методы исследования. В работе на основе системного подхода использованы теории разработки биотехнических систем, математического моделирования и нечеткой логики, методы математической статистики и планирования эксперимента, объектно-ориентированное программирование.

Новые научные результаты.

В процессе проведения исследований получены новые научные результаты:

1. Концепция поддержки принятия решений врача на основе предложенной функциональной модели коррекции психофизиологического состояния спортсмена, обеспечивающая процесс коррекции методом адаптивного биоуправления.

2. Модель психофизиологического состояния спортсмена, разработанная на основе экспертно-логических правил, обеспечивающая агрегацию психофизиологических, психоэмоциональных показателей и показателей эффективности деятельности спортсмена.

3. Модель эффективности достижений спортсмена-парашютиста, учитывающая динамику его психофизиологического и психоэмоционального состояния, позволяющая прогнозировать спортивные результаты.

4. Алгоритмы коррекции состояния спортсмена путем поэтапного перехода из текущего состояния в состояние, определяемое моделью достижения наилучшего результата деятельности, учитывающей динамику психофизиологических и психоэмоциональных показателей.

5. Система поддержки принятия решений врача, использующая разработанные модели состояния спортсмена и алгоритмы коррекции его состояния методом адаптивного биоуправления.

Практическую ценность работы составляют:

1. Информационное обеспечение системы поддержки принятия решений врача, включающее модели психофизиологического состояния и эффективности достижений спортсмена.

2. Предложенный алгоритм коррекции психофизиологического состояния спортсмена, обеспечивающий процесс коррекции методом адаптивного биоуправления.

3. Методическое и программно-алгоритмическое обеспечение системы поддержки принятия решений врача при коррекции состояния спортсмена путем поэтапного перехода из текущего состояния в состояние, определяемое моделью достижения наилучшего результата деятельности, учитывающей динамику психофизиологических и психоэмоциональных показателей.

4. Результаты апробации разработанной системы в тренировочном процессе спортсменов-парашютистов, позволившие доказать эффективность системы за счет повышения спортивных результатов.

Научные положения, выносимые на защиту.

Система поддержки принятия решений врача для обеспечения коррекции психофизиологического и психоэмоционального состояния спортсмена методом адаптивного биоуправления должна включать модели состояния спортсмена, учитывающие взаимосвязь его биомедицинских показателей с показателями деятельности; модели эффективности достижений спортсмена, учитывающие динамику индивидуальных показателей; и алгоритмы коррекции состояния, основанные на поэтапном приближении к состоянию индивидуальной нормы.

Внедрение результатов работы. Использование научных результатов, полученных в диссертационной работе подтверждено актом о внедрении, выданным СПб ГУ СРЦ «Военно-патриотический центр «Дзержинец», где базируется молодежная сборная России по парашютно-атлетическому многоборью. Результаты диссертационной работы использовались при организации и проведении комплексных тренировок среди спортсменов, занимающихся парашютным спортом, и их медицинском сопровождении.

Результаты работы внедрены в учебный процесс кафедры Биотехнических систем СПбГЭТУ.

Результаты работы используются при реализации Федеральной целевой программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы. Проект № НК-611П - Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Биомедицинские и ветеринар-

ные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных». Результаты нашли применение при выполнении поисковой научно-исследовательской работы «Системы и методы информационной поддержки диагностических задач в кардиологии и ортопедии» (2011-2012 гг.)

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПб ГЭТУ (ЛЭТИ), СПб, 2010-2012; на 6-ой международной конференции «Телемедицина - опыт и перспективы», Украина, Донецк 2010; на 64, 65 и 66 научно-техн. конференциях НТОРЭС им. A.C. Попова. СПб ГЭТУ, Санкт-Петербург, 2009-2011; на XIV международной конференции по мягким вычислениям и измерениям (SCM' 2011), СПб ГЭТУ, Санкт-Петербург, 2011; на всероссийской научно-практ. конференции «Современные проблемы военной медицины, обитаемости и профессионального отбора», СПб BMA им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург, 2011; на VIII международном симпозиуме "Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия", 16-18 февраля 2012 года, Санкт-Петербург; на VIII Российско-Баварской конференции по биомедицинской инженерии, 29-31 мая 2012, СПб ГЭТУ, Санкт-Петербург; на VIII международном междисциплинарном конгрессе «Нейро-наука для медицины и психологии», Судак, Крым, Украина, 2-12 июня 2012.

Публикации. Основные теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 15 научных трудах, из них - 6 статей (5 статей в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в перечне ВАК), 6 публикаций в трудах международных и российских научно-технических конференций и симпозиума, 3 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы и 1 приложения. Основное содержание работы изложено на 128 страницах машинописного текста, содержит 26 рисунков, 16 таблиц. Список использованной литературы включает 115 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, изложены основные научные и практические результаты, выносимые на защиту, приведено краткое содержание глав диссертации.

В первой главе проводится анализ проблем коррекции психофизиологического состояния спортсменов методом адаптивного биоуправления, обзор научных достижений в области применения биотехнических систем, основанных на диагностике и терапии с использованием метода БОС. Анализ использованных источников не выявил документов, где бы встретилась строго систематизированная схема классификации БОС-технологий, поэтому в первой главе представлен вариант классификации с позиций системного подхода. В соответствии с предлагаемой классификацией в разрабатываемой СППР врача используется технология адаптивного биоуправления по кар-диореспираторному ритму, относящаяся к классу профилактических.

Описываются найденные аналоги и прототип разрабатываемой системы адаптивного биоуправления. Предложено физиологическое обоснование механизма адаптивного биоуправления методами анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) и выбор параметров оценки психофизиологического состояния спортсменов с учетом особенностей функционирования адаптационных механизмов в условиях стрессовых нагрузок. Предложена концепция создания СППР врача при коррекции психофизиологического состояния спортсменов на основе измерения биомедицинских параметров, учитывающих индивидуальную физиологическую норму человека.

Вторая глава посвящена разработке СППР врача при коррекции психофизиологического состояния спортсменов методом БОС, представлены: этапы разработки СППР врача; функциональная модель коррекции психофизиологического состояния спортсменов; структура СППР врача с устройством формирования границ индивидуальной физиологической нормы спортсменов по данным долговременных и кратковременных наблюдений их психофизиологического состояния с последующим применением показателей этой нормы; модель психофизиологического состояния спортсмена и модель эффективности достижений спортсмена-парашютиста.

Первым этапом при разработке СППР врача являлось создание функциональной модели коррекции психофизиологического состояния спортсменов. В основе предложенной модели (рис. 1) используется механизм индивидуальной адаптации (стресс — реакции) Ф.З. Меерсона.

Предлагаемая концепция обосновывает процесс коррекции психофизиологического состояния спортсменов, подвергающихся спортивной (физической и информационной) нагрузке, т.е. стрессу, за счет возможности высших регуляторных механизмов активировать системы, ответственные за адаптацию. После мобилизации энергетических ресурсов организма возника-

ет специфическая адаптация, которая формирует системный структурный след. Специфическая адаптация осуществляет увеличенную функцию и доминирует в жизнедеятельности организма, таким образом, развивается долговременная адаптация, которая устраняет первоначальные нарушения го-

меостаза. Специфическая адаптация восстанавливает состояние спортсменов до их индивидуальной физиологической нормы (ИФН).

Рисунок 1 - Функциональная модель коррекции психофизиологического состояния

спортсмена

Использование БОС придает системе качественно новое свойство -принципиальную возможность произвольного управления развитием стрессовой адаптационной реакции.

СППР врача (рис. 2), основанная на знаниях, имеет в своем составе базу моделей поддержки принятия решений врача, содержащую алгоритмы прогноза соревновательной готовности спортсменов и алгоритмы оценки моделей на адекватность; базы данных (БД) регистрационных карт спортсменов: личные данные, спортивные достижения, данные медицинских осмотров; БД сеансов БОС; БД ИФН спортсменов.

Ядро СППР врача сопряжено программной подсистемой управления с программно-аппаратной частью, состоящей из блока формирования кардио-ритмограммы (КРГ), блока обработки данных, блока формирования сигнала управления (ФСУ), блока формирования ИФН, блока общих физиологических норм (ОФН), блоков кратковременной и долговременной памяти.

Рисунок 2 - Структура СППР врача

Такая структура СППР врача позволяет автоматизировать процесс коррекции состояния спортсменов, в соответствии с их физиологической нормой, за счет управления параметрами тестового сигнала в ходе кардиотре-нинга с БОС.

Для построения модели психофизиологического состояния спортсмена, описывающей принцип адаптивного управления параметрами в цепи БОС, необходимы экспериментальные данные. В качестве примера выбрана группа спортсменов, занимающихся парашютным спортом, прыжками на точность приземления.

В целях выбора наиболее информативных для спортсменов-парашютистов показателей ВСР (ЯД - частота сердечных сокращений (ЧСС), КП - количество прыжков, О, - индекс вегетативного равновесия, НР - мощность спектра высокочастотного компонента вариабельности в % от суммарной мощности колебаний (дыхательные волны)) применен факторный анализ (метод главных компонент).

При проведении коррекции психофизиологического состояния спортсменов-парашютистов методом БОС тестовый сигнал имеет вид (Суворов Н.Б.): у = Р+Аът(сог), поэтому параметры, вычисляемые перед каждой тренировочной пробой: Р - постоянная составляющая, А - амплитуда и Т - период, считались информативными показателями при построении модели.

При построении модели психофизиологического состояния спортсменов использовалась теория нечеткой логики. Результаты спортсменов после серии прыжков определяли следующими уровнями: к\- точность прыжка низкая; точность прыжка ниже среднего; £3- точность прыжка средняя;

точность прыжка выше среднего; £5- точность прыжка высокая; точность прыжка абсолютная.

Перед тренировочным днем: - КП (50-1000); Х2 - НК\ - А; Х4 - Г; -Р',хв~ б; - НР.

После тренировочного дня: х& - А; хд - Т; х\о - Р; х\ 1 - 0; - НР-

Задача диагностики состояла в том, чтобы каждому сочетанию параметров поставить в соответствие одно из решений кп, где и= 1,...,б.

Параметры х\^х\2 разделены на две группы: й\ (х2 + ху); л: (х8 х\2) и представлены в виде лингвистических переменных.

Для определения значений параметров дс1 ^ х\2 использованы следующие лингвистические обозначения: Н - низкий; НС - ниже среднего; С -средний; ВС - выше среднего; В - высокий.

После составления таблиц знаний о соотношениях к =/к(х\, ¿, л) получена модель психофизиологического состояния спортсменов в виде нечетких логических соотношений:

Иф) = [^Н(х1)цн(^цн(5)]и[цн(л1)цв(с0цнс(я)];

= [цНС^цН^В^и^НС^^цВСф];

М*) = [^О^^ИЧОМцН^^НС^ВСф];

Цф) = [цВ(х1)цС(£/)цС(5)]и[цВ(Х1)(хВС(^цС(я)]; (1)

В диссертационной работе представлены уравнения соотношений: ЦН(4); ЦНС(^; цС(«/); цВСДО; цВ^; ЦН(,); цНС(я); цСф; ЦВС(,); цВ(д).

В общем случае каждая из входных переменных х\ + х\2 имеет свою собственную функцию принадлежности нечетким значениям (Н, НС, С, ВС, В). Для всех переменных использованы функции принадлежности одного вида (А.П. Ротштейн):

цп"(м) = 1/(1+(м-Ь)/с)2, (2)

где Ъ и с параметры настройки, которые вначале выбираются экспертом, а затем настраиваются на экспериментальные данные методом наименьших квадратов: Ь- координата максимума функции, цт(А) = 1; с- коэффициент концентрации (растяжения функции).

Нечеткие логические уравнения (1) вместе с функциями принадлежности (2) позволяют принимать решение об уровне точности прыжков по классической теории нечеткой логики:

1. Определим вектор состояния спортсмена: X = (xi,x2,

2. Для данного состояния при фиксированных значениях параметров x¿, i = 1,___,12, применяя формулу (2) и параметры Ьяс после настройки определим значения функций принадлежности цп(м)-

3. Из логических уравнений вычислим значения функций принадлежности |i¿(x¡) = Oq, х2> ■■■> *12) при векторе состояния спортсмена X = (;q, Х2, ..., х\2) для всех значений к\, к2, ■.., k(¡.

ц(а)пц(Ь) = min[|i(a),|i(¿>)],

|л(а)иц(Ь) = тах[ц(а),ц(г>)].

4. Определим решение k¡ для которого: ц&(хи) = шах ца£ч> *2> •••> х\7)> п= 1,...,12.

Проверку адекватности полученной модели проводили статистическими методами сопоставления расчетных и экспериментальных значений функции отклика.

Разработанная модель психофизиологического состояния спортсменов на основе экспертно-логических правил, построенная на данных спортивных достижений парашютистов, позволяет перейти к формированию модели эффективности достижений спортсменов-парашютистов от динамики их текущего психофизиологического состояния, обеспечивающей оценку их готовности к тренировочному сезону.

Рассмотренная модель достижений спортсменов-парашютистов, где для удобства представления обозначены векторы-состояний спортсменов-парашютистов х, через Х„ г = 0,...,и, а вектор-состояния у*+1 через Y, имеет вид: Y=p0X0+ piX,+... +Р*Х* + е

Третья глава посвящена разработке методического и алгоритмического уровней обеспечения СПГТР врача. Предложены методики коррекции психофизиологического состояния спортсменов на основе адаптивного биоуправления. Показано, что процесс коррекции психофизиологического состояния целесообразно, в рамках предложенной БТС адаптивного биоуправления параметрами ИФН спортсменов, структура которой приведена на рисунке 3, осуществлять в два этапа.

Первый («подготовительный») этап, позволяющий, в соответствии с моделью, рассмотренной во второй главе, определять параметры ИФН спортсменов, осуществляется до начала тренировочных сборов. На начальном шаге реализации данного этапа проводится так называемая «неактивная» проба, обеспечивающая регистрацию фоновой КРГ, последующая обработка которой методами статистического и спектрального анализа позволяет определить базовые характеристики тестового периодического сигнала: А' (амплитуду), Т' (период) и Р' (постоянную составляющую). На рисунке 4 представлены алгоритмы формирования параметров периодической кривой, предъявляемой в качестве тестового задания после проведения первой неактивной пробы (а - для постоянной составляющей, б - для периода и амплитуды).

Рисунок 3 - БТС адаптивного биоуправления психофизиологическим состоянием

спортсмена

Дальнейшие действия спортивного врача направлены на уточнение параметров кривой КРГ путем реализации совокупности «активных» (тренировочных) проб. Итогом «подготовительного» этапа является определение ИФН спортсмена-парашютиста.

Рисунок 4 - Алгоритм коррекции состояния спортсмен

Второй («тренировочный») этап, алгоритм которого реализуется во время тренировочного процесса, характеризующегося наличием эмоциональной, психической, физической и других видов нагрузки. Сеансы БОС проводятся перед каждым «рабочим» днем вместе с обязательным медицинским осмотром. В зависимости от полученных результатов план дальнейших тренировок может корректироваться. При обнаружении у спортсмена сниже-

ния функционального состояния или срыва адаптации, к тренировке он не допускается, и ему назначаются сеансы БОС. Процесс реализации тренировочной пробы проиллюстрирован на рисунке 5.

Если параметры КРГ не соответствуют индивидуальной норме, но не наблюдается срыва адаптации, спортсмену также назначают дополнительные сеансы БОС с целью восстановления функциональных возможностей. В соответствии с индивидуальными адаптационными возможностями кардиова-скулярной системы на каждого спортсмена инструктором составляется свой план тренировок,

В четвертой главе рассмотрены вопросы практической реализации СПГТР спортивного врача, в том числе вопросы разработки программного обеспечения комплекса, и приведены результаты экспериментальных исследований.

Показана целесообразность выделения в структуре разработанной СППР трех базовых модулей: базы данных, базы моделей и программной подсистемы, в свою очередь объединяющей систему управления базой данных, систему управления базой моделей и систему управления интерфейсом.

Для оценки прогностической способности предложенного метода контроля состояния готовности спортсменов к тренировочному сезону проведен сравнительный анализ уровня модельных (построенных на основе экспертно-логических правил) и экспериментальных спортивных достижений, результаты которого сведены в таблицу 1. Используемые в таблице обозначения соответствуют обозначениям, введенным на странице 11.

Сопоставление расчетных и экспериментальных значений функций отклика позволило, на основании использования статистического критерия значимости, подтвердить высокую сходимость результатов.

Полученные результаты свидетельствуют о высокой прогностической значимости соответствующего модуля разработанной СППР.

Таблица 1

Параметры состояния спортсмена Резу точн прыя тьтат эсти <ков

№ *1 х4 Ч *7 *8 *9 •*10 *11 х12 М Э

1 50 78 0,1 5 78 89 25 0,1 5 79 89 22 *1

2 52 85 0,15 8 85 71 28 0,14 6 88 72 25

5 56 74 0,14 11 74 94 31 0,12 10 89 98 29 *1 *1

б 68 75 0,1 10 75 102 28 0,11 9 76 105 24 *2 *1

7 73 75 0,11 8 75 84 29 0,1 8 78 94 28 *2 к2

11 95 78 0,15 6 78 112 30 0,2 5 80 112 30 *3 *3

12 128 78 0,15 7 78 98 25 0,21 4 74 94 24 *2 *2

13 155 77 0,21 11 77 95 22 0,15 6 77 95 22 *2 *2

16 305 71 0,18 8 71 88 31 0,15 5 78 64 28 *4 *3

17 366 64 0,18 12 64 115 34 0,14 11 68 125 24 *3 *3

18 399 75 0,25 11 75 174 28 0,22 9 76 174 31 *3

19 520 68 0,22 7 68 205 26 0,21 7 70 205 25 *4 *4

20 522 66 0,28 8 66 73 30 0,24 8 75 71 29 к,

21 674 72 0,21 3 72 69 32 0,19 3 72 64 31 *3 *3

22 731 71 0,18 5 71 98 29 0,14 5 77 95 30 *4

26 801 74 0,24 8 74 98 32 0,28 6 75 84 32 *4 *4

29 1023 60 0,22 8 60 215 31 0,25 5 63 215 31 *5 *5

30 1028 68 0,3 9 68 289 34 0,3 11 74 283 32 *5 *5

31 1156 71 0,28 12 71 233 35 0,26 И 72 235 31 *5 *6

32 1302 65 0,29 10 65 264 32 0,28 10 68 259 33 *6 *6

На основании анализа результатов, достигнутых двумя группами спортсменов (реализующих тренировочный процесс с использованием созданной СППР спортивного врача, и тренировавшихся по традиционным методикам) сделан вывод об эффективности применения сеансов БОС при коррекции психофизиологического состояния. Анализ показанных результатов осуществлялся путем использования двух непараметрических критериев: Т -критерия Вилкоксона; 0 - критерия Розенбаума. Использование 0 - критерия Розенбаума позволило установить статистическую значимость различия результатов, показанных спортсменами из разных групп наблюдения. Использование Т - критерия Вилкоксона позволило доказать неслучайный характер положительных изменений в функциональном состоянии спортсменов-парашютистов, проходивших тренинг с помощью сеансов БОС.

Результаты экспериментальных исследований подтверждают перспективность применения разработанной СППР оценки состояния и психофизиологической готовности спортсмена.

В заключении представлены основные результаты диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Сформулирована концепция поддержки принятия решений врача, позволяющая реализовать процесс коррекции состояния спортсмена методом адаптивного биоуправления.

2. Разработана модель психофизиологического состояния спортсмена, учитывающая динамику психофизиологических, психоэмоциональных показателей и показателей эффективности деятельности спортсмена.

3. Разработана модель эффективности достижений спортсмена-парашютиста, позволяющая прогнозировать спортивные результаты.

4. Разработаны алгоритмы коррекции состояния спортсмена с учетом динамики психофизиологических и психоэмоциональных показателей.

5. Разработана система поддержки принятия решений врача при коррекции состояния спортсмена методом адаптивного биоуправления.

6. Проведена экспериментальная апробация предложенных методик и алгоритмов коррекции психофизиологического состояния спортсменов-парашютистов методом биологической обратной связи, доказавшая эффективность разработанной СППР врача за счет повышения спортивных достижений.

Публикации автора в журналах, рекомендованных ВАК

1. Садыкова Н. А. Модель процесса поддержки принятия решений врача при коррекции психофизиологического состояния спортсмена методом функционального биоуправления с обратной связью [текст] // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (Известия Государственного электротехнического университета); Сер. Биотехнические системы в медицине и эколопш. 2012. Вып. 7. С. 102-107.

2. Садыкова Н. А. Концептуальная модель процесса коррекции психофизиологического состояния спортсменов-парашютистов в предсоревновательный период [текст] / Садыкова H.A., Болсунов К.Н. // Биотехносфера .2012. № 4. С. 98-101.

3. Садыкова Н. А. Принципы формирования индивидуальных нормативных физиологических параметров человека при периодических обследованиях методом функционального биоуправления с обратной связью [текст] / Садыкова H.A., Суворов Н.Б., Сенкевич Ю.И. // Биомедицинская радиоэлектроника. 2011. № 5. С. 34-40.

4. Садыкова Н. А. Оценка физиологического состояния организма летчика во время полета [текст] / Садыкова H.A., Лысенко Н.В. // Известия высших учебных заведений России; Сер. Радиоэлектроника. Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2009. Вып. 5. С. 49-56.

5. Садыкова H. А. Математические аспекты энергетического метода контроля состояния организма летчика в условиях реальной деятельности [текст] / Садыкова H.A., Лысенко Н.В., Орлов В.А. // Биомедицинская радиоэлектроника. 2011. № 9. С. 45-50.

Публикации автора в других изданиях Ниже представлен перечень наиболее значимых публикаций.

6. Садыкова H.A., Болсунов К.Н. Коррекция психофизиологического состояния спортсменов методом адаптивного биоуправления, [текст] // Труды Юбилейной XIII Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика (РИ-2012)», 24-26 октября 2012 г. С. 277-278

7. Садыкова H.A. Суворов Н.Б., Сенкевич Ю.И. Автоматизированная система адаптивного биоуправления функциональным состоянием человека, [текст] // Труды VIII Международного симпозиума «Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия», Санкт- Петербург, Вестник Аритмологии, приложение А, 16-18 февраля 2012 г. С. 129.

8. Садыкова H.A. Концепция разработки системы биоуправления с обратной связью на основе измерения биомедицинских параметров, учитывающих индивидуальную физиологическую норму человека, [текст] // Современные тенденции в науке: новый взгляд: сб. тр. Международной заочной научно - практической конференции. В 9 частях. Ч. 1 //Тамбов: Изд-воТРОО «Бизнес-Наука-Общество». 2011. 163 с. С. 112-113.

9. Садыкова H.A. Метод психофизиологической диагностики и коррекции функционального состояния человека-оператора на основе биологической обратной связи, [текст] // Современные проблемы военной медицины, обитаемости и профессионального отбора: материалы Всероссийской научно-практической конференции 17-18 ноября 2011 г. СПб.: ВМедА, 2011. 232с. С. 58.

10. Sadykova N.A., Belov A.V., Suvorov N.B. et al. Biometrie adaptive system biofeed-back-cardiotraining (Биометрическая адаптивная система кардиотренинга с использованием биологической обратной связи) // Proceedings of the VIII Russian-Bavarian conference on biomedical engineering, may 29-31,2012. P. 293.

11. Садыкова H.A., Суворов Н.Б., Белов A.B. и др. Биометрическая информационная система для комплексов биологической обратной связи [текст] // VIII международный междисциплинарный конгресс «Нейронаука для медицины и психологии», Судак, Крым, Украина, 2-12 июня 2012. С. 393-394.

12. Садыкова H.A. Телемедицинская консультация с позиций биотехнической системы. [текст] // «Всероссийская научная школа по биомедицинской инженерии» (БМИ -2009); Федеральная целевая программа «научные и научно-педагогические кадры инновационной России», 2009-2013 гг.; сб. тр. молодых ученых. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭ-ТИ». 2009. С. 201-207.

Официально зарегистрированные программные средства

13. Садыкова H.A., Сенкевич Ю.И. и др. Дистанционный контроль показателей утомления студентов и преподавателей в процессе обучения. Свидетельство о гос. регистрации программ ЭВМ № 2010612673,19.04.2010.

14. Садыкова H.A., Максимова О.В. и др. Система поддержки принятия решений врача-бактериолога клинико-диагностической лаборатории стационара (BakLab). Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2011615648,19.07.2011.

15. Садыкова H.A., Юлдашев З.М. и др. Автоматизированная система управления информационными потоками клинико-диагностической лаборатории стационара. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ№ 2011615650,19.07.2011.

Подписано в печать 19.11.2012. Формат 60x84/16 Отпечатано о готового оригинал-макета в типографии ЗАО «КопиСервис». Печать ризографическая. Заказ № 1/1119. П. л. 1.0. Уч.-изд. л. 1.0. Тираж 100 экз.

ЗАО «КопиСервис» Адрес: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 3. тел.: (812) 327 5098

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ КОРРЕКЦИИ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ МЕТОДОМ АДАПТИВНОГО БИОУПРАВЛЕНИЯ.

1.1 Научные достижения в области технологий с использованием обратной биологической связи.

1.2 Классификация технологий биологической обратной связи.

1.3 Физиологическое обоснование механизма адаптивного. биоуправления методами анализа вариабельности сердечного ритма.

1.4 Выбор параметров оценки психофизиологического состояния спортсменов с учетом особенностей функционирования адаптационных механизмов в условиях стрессовых нагрузок.

1.5 Системы поддержки принятия решений врача.

1.6 Концепция диссертационного исследования.

Выводы.

2. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ВРАЧА ПРИ КОРРЕКЦИИ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ.

2.1 Этапы разработки системы поддержки принятия решений врача.

2.2 Функциональная модель коррекции психофизиологического состояния спортсменов

2.3 Структура системы поддержки принятия решений врача.

2.4. Разработка модели психофизиологического состояния спортсмена.

2.4.1 Выбор экспериментальной группы.

2.4.2 Выбор параметров для построения модели.

2.4.3 Модель психофизиологического состояния спортсменов-парашютистов.

2.5 Модель эффективности достижений спортсмена-парашютиста.

Выводы.

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКОГО И АЛГОРИТМИЧЕСКОГО УРОВНЕЙ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ВРАЧА.

3.1 Биотехническая система коррекции психофизиологического состояния спортсмена

3.2 Методики психофизиологической коррекции состояния спортсмена на основе адаптивного биоуправления.

3.2.1 Методика 1-го (Подготовительного) этапа психофизиологической коррекции состояния спортсмена в подготовке к соревновательному сезону.

3.2.2 Методика 2-го (Тренировочного) этапа коррекции психофизиологической состояния спортсмена.

Выводы.

4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ВРАЧА И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Основные требования к программному обеспечению системы поддержки принятия решений спортивного врача.

4.2. Структура базы данных системы.

4.3. Представление базы знаний в системе поддержки принятия решений врача.

4.4. Экспериментальная апробация системы на группе спортсменов-парашютистов

4.5. Анализ эффективности использования разработанной системы поддержки принятия решений спортивного врача.

Выводы.

Актуальность темы. Умножение спортивного потенциала страны и увеличение продолжительности спортивной жизни человека относится к числу актуальных проблем. Решение этой приоритетной задачи предполагает, в первую очередь, использование теоретических основ научно-обоснованного комплекса мер и мероприятий по изучению и мониторингу здоровья спортсмена. Особое место в реализации подобных мероприятий по укреплению здоровья отводится коррекции психофизиологического состояния спортсмена. Как известно, спортивная деятельность человека связана с большой физической нагрузкой, умственным напряжением и длительной концентрацией внимания. Всё это приводит к нарушениям функционального состояния организма, и впоследствии к развитию различных заболеваний. Важным инструментом в профилактике заболеваний является коррекция психофизиологического состояния спортсмена. Однако вопросы методологии, а также инструментальных технологий восстановления функционального состояния организма спортсмена остаются нерешенными. Современный уровень развития медицины, биологии, информационных технологий, техники требует решения подобных вопросов на качественно новом уровне.

Организм представляет собой целостную систему, и изменение функционального состояния какой-либо отдельной системы сказывается на деятельности других. Значительное влияние на состояние организма спортсмена в целом оказывает функциональное состояние сердечно-сосудистой системы человека. В этой связи в настоящее время в медицине большое внимание уделяется развитию метода адаптивного биоуправления с помощью биологической обратной связи (БОС), основанного на учете вариабельности сердечного ритма (ВСР), который позволяет человеку самому контролировать и корректировать те или иные физиологические процессы. Разработка технологий сознательного контроля неосознаваемых процессов в организме с помощью БОС, которые позволяют иногда более эффективно, чем лекарства, помочь в восстановлении нарушенных функций у спортсменов, получает всё большее практическое применение. Наиболее известными работами в этом направлении являются исследования Василевского H.H. (1973-1993), Суворова Н.Б. (1996-2012), Штарка М.Б. и соавт. (2000-2011) и мн.др. Однако, несмотря на известность метода адаптивного биоуправления, его широкого внедрения в практику до сих пор не происходит по причине нерешенности целого ряда проблем (как методического, так и инструментального характера), связанных, в первую очередь, с необходимостью учета динамики индивидуальных психофизиологических характеристик объекта управления. Определяющей причиной такого положения является специфика сеансов БОС, обеспечивающих корректную реализацию процесса адаптивного биоуправления. Косвенным подтверждением этого является тот факт, что, несмотря на наличие на современном рынке медицинского оборудования достаточно большого количества диагностических и терапевтических комплексов, использующих метод БОС, практически отсутствуют инструментальные методы, учитывающие индивидуальные физиологические нормы спортсмена. Отсутствие учета этой нормы ведёт к снижению реабилитационного (восстановительного) эффекта от проведения процедур БОС. Решение выбранной проблемы предполагается искать в направлении разработки системы поддержки принятия решений (СППР) спортивного врача при коррекции психофизиологического состояния спортсменов. Решение подобных задач традиционно опирается на сопоставление некоторых количественных показателей, свойственных норме и различным патологиям состояния организма человека. Адекватный выбор совокупности контролируемых параметров обеспечивает раннее предупреждение различных заболеваний.

Цель диссертационной работы состоит в разработке системы поддержки принятия решеиий спортивного врача, повышающей качество контроля состояния здоровья спортсменов, подвергающихся экстремальным нагрузкам, за счет адаптивного управления параметрами в цепи биологической обратной связи.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

1. Разработка концепции поддержки принятия решений врача для обеспечения научно обоснованной коррекции состояния спортсмена методом адаптивного биоуправления.

2. Разработка модели психофизиологического состояния спортсмена, учитывающая динамику психофизиологических, психоэмоциональных показателей и показателей эффективности деятельности спортсмена.

3. Разработка модели эффективности достижений спортсмена-парашютиста, позволяющей прогнозировать спортивные результаты.

4. Разработка алгоритмов коррекции состояния с учетом динамики психофизиологических и психоэмоциональных показателей.

5. Разработка системы поддержки принятия решений врача при коррекции состояния спортсмена методом адаптивного биоуправления.

6. Экспериментальная апробация предложенных методик и алгоритмов коррекции психофизиологического состояния спортсмена методом биологической обратной связи.

Объектом исследования является система поддержки принятия решений спортивного врача при коррекции психофизиологического состояния спортсменов в период тренировочного сезона.

Предметом исследования является информационное, методическое и программно-алгоритмическое обеспечение системы.

Методы исследования. В работе на основе системного подхода использованы теории разработки биотехнических систем, математического моделирования и нечеткой логики, методы математической статистики и планирования эксперимента, объектно-ориентированное программирование.

Новые научные результаты.

В процессе проведения исследований получены новые научные результаты:

1. Концепция поддержки принятия решений врача на основе предложенной функциональной модели коррекции психофизиологического состояния спортсмена, обеспечивающая процесс коррекции методом адаптивного биоуправления.

2. Модель психофизиологического состояния спортсмена, разработанная на основе экспертно-логических правил, обеспечивающая агрегацию психофизиологических, психоэмоциональных показателей и показателей эффективности деятельности спортсмена.

3. Модель эффективности достижений спортсмена-парашютиста, учитывающая динамику его психофизиологического и психоэмоционального состояния, позволяющая прогнозировать спортивные результаты.

4. Алгоритмы коррекции состояния спортсмена путем поэтапного перехода из текущего состояния в состояние, определяемое моделью достижения наилучшего результата деятельности, учитывающей динамику психофизиологических и психоэмоциональных показателей.

5. Система поддержки принятия решений врача, использующая разработанные модели состояния спортсмена и алгоритмы коррекции его состояния методом адаптивного биоуправления.

Практическую ценность работы составляют:

1. Информационное обеспечение системы поддержки принятия решений врача, включающее модели психофизиологического состояния и эффективности достижений спортсмена.

2. Предложенный алгоритм коррекции психофизиологического состояния спортсмена, обеспечивающий процесс коррекции методом адаптивного биоуправления.

3. Методическое и программно-алгоритмическое обеспечение системы поддержки принятия решений врача при коррекции состояния спортсмена путем поэтапного перехода из текущего состояния в состояние, определяемое моделью достижения наилучшего результата деятельности, учитывающей динамику психофизиологических и психоэмоциональных показателей.

4. Результаты апробации разработанной системы в тренировочном процессе спортсменов-парашютистов, позволившие доказать эффективность системы за счет повышения спортивных результатов.

Научные положения, выносимые на защиту.

Система поддержки принятия решений врача для обеспечения коррекции психофизиологического и психоэмоционального состояния спортсмена методом адаптивного биоуправления должна включать модели состояния спортсмена, учитывающие взаимосвязь его биомедицинских показателей с показателями деятельности; модели эффективности достижений спортсмена, учитывающие динамику индивидуальных показателей; и алгоритмы коррекции состояния, основанные на поэтапном приближении к состоянию индивидуальной нормы.

Внедрение результатов работы. Использование научных результатов, полученных в диссертационной работе подтверждено актом о внедрении, выданным СПб ГУ СРЦ «Военно-патриотический центр «Дзержинец», где базируется молодежная сборная России по парашютно-атлетическому многоборью. Результаты диссертационной работы использовались при организации и проведении комплексных тренировок среди спортсменов, занимающихся парашютным спортом, и их медицинском сопровождении.

Результаты работы внедрены в учебный процесс кафедры Биотехнических систем СПбГЭТУ.

Результаты работы используются при реализации Федеральной целевой программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009- 2013 годы. Проект № НК-611П - Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных». Результаты нашли применение при выполнении поисковой научноисследовательской работы «Системы и методы информационной поддержки диагностических задач в кардиологии и ортопедии» (2011-2012 гг.)

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПб ГЭТУ (ЛЭТИ), СПб, 2010-2012; на 6-ой международной конференции «Телемедицина - опыт и перспективы», Украина, Донецк 2010; на 64, 65 и 66 научно-техн. конференциях НТОРЭС им. A.C. Попова. СПб ГЭТУ, Санкт-Петербург, 2009-2011; на XIV международной конференции по мягким вычислениям и измерениям (SCIVP 2011), СПб ГЭТУ, Санкт-Петербург, 2011; на всероссийской научно-практ. конференции «Современные проблемы военной медицины, обитаемости и профессионального отбора», СПб BMA им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург, 2011; на VIII международном симпозиуме "Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия", 16-18 февраля 2012 года, Санкт-Петербург; на VIII Российско-Баварской конференции по биомедицинской инженерии, 29-31 мая 2012, СПб ГЭТУ, Санкт-Петербург; на VIII международном междисциплинарном конгрессе «Нейро-наука для медицины и психологии», Судак, Крым, Украина, 2-12 июня 2012.

Публикации. Основные теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 15 научных трудах, из них - 6 статей (5 статей в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в перечне ВАК), 6 публикаций в трудах международных и российских научно-технических конференций и симпозиума, 3 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ [48, 50-52, 55-65].

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы и 1 приложения. Основное содержание работы изложено на 128 страницах машинописного текста, содержит 26 рисунков, 16 таблиц. Список использоваппой литературы включает 115 наименований.

Выводы

1. Сформулированы требования к программному обеспечению системы поддержки принятия решений врача, среди которых наиболее важными представляются функциональные и пользовательские требования.

2. Разработана структура БД СППР врача, обеспечивающая сохранность результатов и удобство пользования.

3. На основании анализа результатов, достигнутых двумя группами спортсменов (реализующих тренировочный процесс с использованием созданной СППР спортивного врача, и тренировавшихся по традиционным методикам) сделан вывод об эффективности применения сеансов БОС при коррекции психофизиологического состояния. Анализ показанных результатов осуществлялся путем использования трех непараметрических критериев: Т -критерия Вилкоксона; G - критерий знаков и Q - критерия Розенбаума.

4. Использование Q - критерия Розенбаума позволило установить статистическую значимость различия результатов, показанных спортсменами из разных групп наблюдения.

5. Использование G - критерия знаков позволило доказать, что коррекция психофизиологического состояния спортсменов-парашютистов методом БОС при помощи СППР врача эффективна.

6. Использование Т - критерия Вилкоксона позволило доказать неслучайный характер положительных изменений в функциональном состоянии спортсменов-парашютистов, проходивших тренинг с помощью сеансов БОС.

7. Результаты экспериментальных исследований подтверждают перспективность применения разработанной СППР врача при коррекции психофизиологического состояния спортсменов-парашютистов методом БОС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе представлены разработанные научные принципы и алгоритмы построения программных средств программно-аппаратного комплекса коррекции психофизиологического состояния спортсмена в реальном времени и прогнозирования готовности спортсмена к тренировочному сезону на базе системы поддержки принятия решений врача. Разработаны и апробированы математические модели, которые позволяют прогнозировать уровень соревновательной готовности спортсмена.

В рамках диссертационной работы проведены практические исследования на 32 спортсменах, занимающихся парашютным многоборьем.

Решение задач, сформулированных в диссертационной работе, направлено на научное обоснование метода и разработку методики адаптивного биоуправления коррекции психофизиологического состояния спортсменов в период тренировочного процесса на основе комплексного совершенствования информационного, методического, технического (инструментального) и программно-алгоритмического обеспечения.

В диссертационной работе:

Сформулирована концепция комплексного решения разработки системы поддержки принятия решений спортивного врача при коррекции психофизиологического состояния спортсмена;

Разработана модель психофизиологического состояния спортсменов и модель прогноза состояния готовности спортсмена к тренировочному сезону;

Разработана методика адаптивного биоуправления коррекции психофизиологического состояния спортсмена в период тренировочного процесса, включающая процессы автоматизации выработки параметров индивидуальной нормы состояния спортсмена и выработки параметров управления в интересах адаптивного управления параметрами в цепи БОС;

Разработана система поддержки принятия решений спортивного врача при коррекции психофизиологического состояния спортсмена для программно-аппаратного комплекса с обратной биологической связью, включающего разработанную модель и методики;

Проведена экспериментальная апробация предложенного метода и системы на опытном стенде БОС.

Использование научных результатов, полученных в диссертационной работе подтверждено актом о внедрении (приложение 1), выданным СПб ГУ «СРЦН «Военно-патриотический центр «Дзержинец». Результаты диссертационной работы использовались при организации и проведении комплексных тренировок среди спортсменов, занимающихся парашютным спортом, и их медицинском сопровождении.

1. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М.: Медицина, 1975г. Адаптивная саморегуляция функций. Под редакцией Василевского H.H. М.: Медицина, 1977 г., 327 с.

2. Антипов В.В. Психологическая адаптация к экстремальным ситуациям. М.: «ВЛАДОС-ПРЕСС», 2002;

3. Аринчин Н.И., Кулаго Т.В. Гипертоническая болезнь - как нарушение саморегуляции организма // Минск: Наука и техника. 1969. -С. 103

4. Ахутин В.М. Поэтаппое моделирование и синтез адаптивных биотехнических и эргатических систем // Инженерная психология: теория, методология, практическое применение. М., 1977. С. 149-181.

5. Баевский P.M. и др. Математический анализ изменения сердечного ритма при стрессе, М., Наука, 1984

6. Баевский P.M. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии // М.: Медицина. 1979. - 298с.

7. Баевский P.M., Берсенева А.П. оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний // М.: Медицина. 1997. -236с.

8. Барабанщиков A.B. Готовность к прыжку с парашютом / A.B. Барабанщиков, H.A. Белоусов, В.В. Сысоев. М. : ДОСААФ, 1982. - 216 с.

9. Белов A.B., Пуликов Д.Г., Сергеев Т. В. Выделитель кардиоинтерва-лов для ввода в персональный компьютер. Сб.: Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", серия Биотехнические системы в медицине и экологии, вып. 2/2005. С. 100-105

10. Бехтерева Н.П. Здоровый и больной мозг человека. Л.: Наука, 1980. -208с.

11. Бехтерева Н.П. Изучение механизмов деятельности мозга человека: прошлое, настоящее и будущее // Механизмы деятельности мозга человека. Т. 1. Нейрофизиология человека. Л.: Наука, 1988. - С. 1070.

12. Биологическая обратная связь: Нейромоторное обучение в клинике и спорте. Сборник научных трудов, выпуск 1 СПб: Биосвязь, 1991г.,190 с.

13. Биотехнические системы: Теория и проектирование / Под. ред. В.М. Ахутина,- Л.: Изд-во ЛГУ, 1981.-220с.

14. Биоуправление 2. Под редакцией Штарка М.Б и Колл Р. Новосибирск, 1995 г.

15. Биоуправление 3 (теория и практика). Коллективная монография. Под редакцией Штарка М.Б и Колл Р. Новосибирск, 1998 г., 300 с.

16. Биоуправление: Теория и практика: Сборник научных трудов. Ответственный редактор Штарк М.Б., Василевский H.H. 1988г., 167с.

17. Бразовская Н.Г. Адаптивное биоуправление на основе биологической обратной связи по динамике параметров сердечного ритма человека / канд. дис. Томск. - 2002. - С. 25-27.

18. Бреслов И.С. Как управляется дыхание человека. Л.: Наука, 1985 г., 160 с.

19. Бреслов И.С. Паттерны дыхания: Физиология, экстремальные состояния, патология. JL: Наука, 1984 г., 205с.

20. Бутова O.A., Масалов С.В., Табулов А.Э. Спектральный анализ вариабельности сердечного ритма спортсменов-профессионалов динамических видов спорта // Вестник восстановительной медицины -2009.- №6. Т.28. - С.86-89.

21. Бутова O.A., Околито H.H. Физиологические характеристики и особенности конституции спортсметов-парашютистов // Конгресс "Восстановительная медицина и реабилитация 2005" - Москва, 2005. - с. 37-38

22. Быков K.M., Курцин И.Т. Кортико-висцеральная патология. Л., 1960.-576с.

23. Василевский H.H., Алексанян З.А. Адаптивное управление вегетативными процессами // Физиол. журн. СССР. 1982. Т.68. N 7. С.948-952.

24. Василевский H.H., Сидоров Ю.А., Суворов Н.Б. О роли биоритмологических процессов в механизмах адаптации и коррекции регулятор-ных дисфункций // Физиология человека. 1993. Т.19. N1. С.91-98.

25. Ващилло Е.Г., Константинов М.А. Произвольная регуляция сердечного ритма // Проблемы нейрокибернетики. Ростов на Дону: изд. РГУ, 1983. С.80-87.

26. Висцеральное обучение в клинике. Сборник научных трудов, выпуск 2, ч. 1. СПб: Биосвязь, 1993 г., 166 с.

27. Волкова С.Ю. Влияние уровня тревожности на восприятие и оценку времени // Вопросы сенсорного восприятия, Свердловск, 1987, с. 140145

28. Гримак А.П. Психологическая подготовка парашютиста / М. : ДОСААФ, 1971.-76с.

29. Гусева Н.Л., Суворов Н.Б., Булгакова О.С. Биотехнические системы: мобилизация резервов оператора // III Межд. Конгресс "Слабые и Сверхслабые поля и излучения в Биологии и Медицине". Избранные труды. СПб, 2003, с.111-116.

30. Дж. Хэссет. Введение в психофизиологию. М.: Мир, 1981 г., 248 с.

31. Дикая Л.Г. Деятельность и функциональное состояние // Психологические проблемы профессиональной деятельности. М., 1991, с.93-111

32. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: «Статистика», 1973.

33. Заде Л. Понятие лингвистической переменной и ее применение к принятию приближенных решений.-М.:Мир.- 1976.-167 с.

34. ЗАО «Биосвязь». Биологическая обратная связь: Российская Ассоциация БОС. (http://www.biosvyaz.com/).

35. Зуховицкий С.И., Авдеева Л.И. Линейное и выпуклое программирование. М.: «Наука», 1967.

36. Ильин Е.П. Признаки оптимального рабочего состояния двигательной системы человека // Проблемы инженерной психологии. Л , 1965. С. 17-26.

37. Ильин Е.П. Психофизиология физического воспитания: деятельность и состояния. М., 1980.

38. Ильин Е.П. Психофизиология состояний человека. -СПб.: Питер, 2005. -412 с.

39. Исаев Г.Г. Физиология дыхания. СПб: Наука, 1994 г.

40. История отдела экологической физиологии.http://www.iemrams. spb.ru/russian/ ecologru/history.htm).120

41. Карпова О.П. Экстремальные виды спорта как модель адаптации в условиях психоэмоционального стресса / О.П. Карпова // Новости украинской психиатрии. Харьков, 2001.

42. Коркушко О.В. Методы анализа и возрастные нормы вариабельности ритма сердца. Метод, рекоменд. / О.В. Коркушко Ю.Н. Чеботарева,

43. B.Б. Шатило A.B. Писарук Н.Д. Чеботарев, В.Ю. Лишневская, А.О. Коркушко. Киев. - 2003. - 25с.

44. Крамер Г. Математические методы статистики. М.: «Мир», 1975.

45. Лобзин B.C., Беляев Г.С. и др. Психогенетическая саморегуляция. Л.: Медицина, 1977 г.

46. Лысенко Н.В., Садыкова H.A. Оценка физиологического состояния организма летчика во время полета. В журн. Известия высших учебных заведений. Серия Радиоэлектроника. Вып. № 5, 2009. С 49-56.

47. Оборудование для реабилитации и коррекции с биологической обратной связью «Реакор». (http://www.reacor.ru/).

48. Орлов В.А., Садыкова НА., Лысенко Н.В. Математические аспекты энергетического метода контроля состояния организма летчика в условиях реальной деятельности. В журн. Биомедицинская радиоэлектроника. № 11, 2009.- с.45-50.

49. Павлов И.П. Лекции о работе больших полушарий головного мозга. М.: Изд-во АМН СССР, 1952. - 535с.

50. Ротштейн А.П. Интеллектуальные технологии идентификации: нечеткие множества, генетические алгоритмы, нейронные сети / А.П. Ротштейн. Винница: УШВЕРСУМ, 1999. - 320 е.

51. Садыкова H.A., Сенкевич Ю.И. и др. Дистанционный контроль показателей утомления студентов и преподавателей в процессе обучения. Свидетельство о гос. регистрации программ ЭВМ №2010612673, 19.04.2010.

52. Садыкова Н. А. Концептуальная модель процесса коррекции психофизиологического состояния спортсменов-парашютистов в предсо-ревновательный период / Садыкова H.A., Болсунов К.Н. // Биотехносфера . 2012. № 4. С. 98-101.

53. Садыкова H.A., Максимова О.В. и др. Система поддержки принятия решений врача-бактериолога клинико-диагностической лаборатории стационара (BakLab). Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ №2011615648, 19.07.2011.

54. Садыкова H.A., Юлдашев З.М. и др. Автоматизированная система управления информационными потоками клинико-диагностической123лаборатории стационара. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2011615650, 19.07.2011.

55. Саморегуляция функций и состояний (нейрофизиологические, психофизиологические и экологические аспекты) / Под ред. Василевского H.H. Л.: 1982. 157с.

56. Саморегуляция функций и состояний // Сб. научных трудов под ред. Н.Н.Василевского. Л., 1982

57. Селье Г. На уровне целого организма. М.: Наука, 1972 г, 122 с.

58. Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме. М., 1960. - 254с.

59. Сенкевич Ю.И., Садыкова H.A. Организация охраны здоровья участников полярных экспедиций с использованием технологии телемедицинского мониторинга. В журн. Биомедицинская радиоэлектроника. № 11,2010.- с.64-68.

60. Сеченов И.М. Рефлексы головного мозга. Изд-во академии наук СССР. М., 1961

61. Сметанкин A.A. и др. Способ лечения бронхиальной астмы у детей. Авторское свидетельство СССР № 1717116, заявление 18.08.89 г., опубликованное 08.11.91г.

62. Сметанкин A.A. и др. Устройство для измерения частоты сердечных сокращений. Авторское свидетельство СССР № 1759401, заявление 16.02.90 г., опубликованное 08.05.92 г.

63. Сметанкин A.A. Метод биологической обратной связи по дыхательной аритмии сердца путь к нормализации центральной регуляции дыхательной и сердечно-сосудистой систем (метод Сметанкина) //

64. Журн. Рос. Ассоциации БОС «Биологическая обратная связь». -1999.-№.1.-С. 18-29.

65. Сороко С.И., Трубачев В.В. Нейрофизиологические и психофизиологические основы адаптивного биоуправления // СПб.: Политехника-сервис. 2010. - 607с.

66. Сохадзе Э.М., Штарк М.Б. Биологическая связь (биотехническая обратная связь) — biofeedback, мониторы и произвольный контроль физических параметров физиологических систем линии с ЭВМ. Новосибирск: 1985 г., 48 с.

67. Спиридонов Е.В. От фантазии к реальности: развитие и современный статус биологической обратной связи в США // Журн. Рос. Ассоциации БОС «Биологическая обратная связь». 1999. - №.1. - С. 36-42.

68. Суворов Н.Б. Адаптивные системы знакопеременного биоуправления // В колл. монографии "Телемедицина. Новые информационные технологии на пороге XXI века" (ред. P.M. Юсупов и Р.И. Полонни-ков), СПб, СПИИРАН, 1998. С.253-272.

69. Суворов Н.Б. Биологическая обратная связь и эффективность управления состоянием организма человека // В кн. Биотехнические системы в медицине и биологии. СПб.: Политехника, 2002.С. 13-20.

70. Суворов Н.Б. Информационная составляющая в биоуправлении функциональным состоянием человека // Информационно-управляющие системы. 2002. №1. С.57-64.

71. Суворов Н.Б., Фролова H.JL, Федоров A.A. Психофизиологические воздействия в коррекции состояния человека // Медицинский академический журнал. 2003, Т. 4. N 4. С.3-13

72. Физиология человека (в 4-х томах). М.: Мир, 1985 г.

73. Черниговская Н.В. Адаптивное биоуправление в неврологии. JL: Наука, 1978 г., 134с.

74. Черниговская Н.В., Мовчисянц С.А., Тимофеева А.Н. Клиническое значение адаптивного биоуправления. JL: Медицина, 1982 г., 127 с.125

75. Яковлев Н.М. Адаптивные механизмы регуляции движения в онтогенезе. Л.: Наука, 1981 г., 136 с.

76. Яковлев Н.М. Бйологическеая обратная связь. Нейромоторное обучение. Изд.: Биосвязь. Вып.1. СПб. 1990.

77. A.V. Мс Grady, R. Yonker, S.Y. Tan, Т.Н. Fine, M. Woerner. The effects of biofeedback-assisted relaxation training on blood pressure and selected biochemical parameters in patients with assential hypertension. //Biofeedback. 1989. 17. № 1. P. 36.

78. B.T. Engel. Operant conditioing of cardiac function: A status report.// Psychophysiology. 1972.

79. Carol J. Schneider. A. Brief History of Clinical Biofeedback.// Biofeedback. 1989. 17, № 1. P. 4-7.

80. DiCara, L.V. & Miller, N.E. (1968). Instrumental learning of systolic blood pressure responses by curarized rats. Psychosomatic medicine, 30, P. 489—494.

81. Efroymson M.A. Multiple regression analysis. Mathematical methods for digital computers. A. Raltson, H.S. Wilf (Eds.) N.Y. John Wiley and Sons, 1960. P. 191-203.

82. E.B. Blanchard et al. Effect of knowledge of response on the self- control of heart-rate.// Psychophysiology. 1974.

83. F. Andrasik, E.B. Blanchard. The Biofeedback Treatment of Tension Headache. In J.P. Hatch, J.G. 1987.

84. George D. Fuller. Current Status of Biofeedback in Clinical Practice.// American Psychologist. 1978.33, № 1. P. 39-48.

85. I.E. Wickramasekera. Heart Rate Feedback and the Management of Cardiac Neuroses.//Journal of Abnormal Psychology. 1974. 83. P. 578-580.

86. I.F. Engelhardt. The application of biofeedback techniqnes within a public school setting. Presented at the 7th annual meeting of the BSA. Colorado Springs. 1976.

87. J.D. Rugh, D.B. Perlis, R.I. Distaeli. Biofeedback in dentistry. Research and clinical applications. Phoenix. Aris.: Pemantodontics. 1976.

88. J. Sargent, E. Green, E. Walters. The use of autogenic biofeedback training in a pilot study of migraine and tension headache.//Headache. 1972. 12. P. 120.

89. Jeorge R. Rozelle, Thomas H. Budzinski. Neurotherapy for Stroke Rehabilitation: A Single Case Study.// Biofeedback and Self-Regulation. 1995. 20. P. 211-228.

90. John D. Perry. NIH National Consensus Conference: Major Victory for Perineometry.//Biofeedback. 1989. 17. № l.P. 36.

91. John V. Basmajian. Biofeedback. Principles and Practice for clinicians. 2 ed. 1983.

92. Zimmermann H.-J. Fuzzy Sets, Decision Making and Expert Systems.-KluwenDordrecht.-1987.- 335 p.

93. Lilian Rosenbaum. Selfregulation of Stress Reactivity.// Biofeedback-2: Theory and practice. 1992. P. 25-28.

94. Michael G. Me Kee. Visions of Applied Psychophysiology And Biofeedback in 2020.// Biofeedback. 1995. 23, № 2. P. 15-19.

95. Miller N. Biofeedback and visceral learning // Annual review of Psychology. 1978. - Vol. 29. - P. 373-404.

96. Paul M .Lehrer, Richard Carr, et al. Differential Effects of Stress Management Therapies in Behavioral Medicine.//Principles and Practice of Stress Management, 2 ed. 1993. P. 571-607.

97. R. Gatchel, et al. Comparative Effectivness of Voluntary Heart Rate Control and muscular relaxation as active coping skills for reducing speech anxiety // Journal of Consulting and Clinical Psychology. 1977. 45. P. 1093- 1100.

98. R. Gatchel, et al. Comparison of Heart Rate Biofeedback, False Biofeedback, and Systematic desensitization in reducing speech anxiety.// Journal of Consulting and Clinical. 1979. 47. P. 620-622.127

99. R.R. Freedman, P. lanni, Sterman M.B. EEG biofeedback in the treatment of epilepsy: An overview circa 1980. In: Clinical Biofeedback: Efficacy and Mechanism (Eds.: L.White, B.Tursky), 1982, pp.330-331, Guilford, NY.

100. Sterman M.B. EEG biofeedback in the treatment of epilepsy: An overview circa 1980. In: Clinical Biofeedback: Efficacy and Mechanism (Eds.: L.White, B.Tursky), 1982, P. 330-331.

101. T. Budzynski, T. Stoyva, C. Adler, D. Mullaney. EMG biofeedback and tension headache. A controlled study // Psychosomatic Medicine.

102. T. Standley, P. Ender. Frontal EMG- biofeedback training of athetoid cerebral palsy patient: A report of six cases.//Biofeedback and Self- Regulation. 1976. l.P. 169-182.

103. The Association for applied psychophysiology and biofeedback. -(http://www.aapb.org/i4a/pages/index.cfm?pageid=l).

104. Thomas H. Budzinski. Brain Brightening: Can Neurofeedback Improve Cognitive Process? //Biofeedback. 1996. 24, № 2. P. 14-17.