Межсистемные взаимодействия в формировании профессионального здоровья лиц опасных профессий: анализ, оценка и коррекция нарушений (стр. 1 )

На правах рукописи

КОСМОДЕМЬЯНСКИЙ

Леонид Владимирович

МЕЖСИСТЕМНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ФОРМИРОВАНИИ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ЗДОРОВЬЯ ЛИЦ ОПАСНЫХ ПРОФЕССИЙ:

АНАЛИЗ, ОЦЕНКА И КОРРЕКЦИЯ НАРУШЕНИЙ

05.26.02. - Безопасность в чрезвычайных ситуациях

(медицина катастроф)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Москва

2011

Работа выполнена в ФГУ« Всероссийский центр медицины катастроф

«Защита» Минздравсоцразвития России»

Научный консультант:

доктор медицинских наук Башир-

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

академик РАМН

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук, профессор

Ведущая организация: Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины Минобороны России

Защита диссертации состоится “_____”______________ 2011 г. в______часов на заседании диссертационного совета Д 208.011.01. в ФГУ «Всероссийский центр медицины катастроф “Защита” Минздравсоцразвития России» Москва, ул. Щукинская, дом 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «Всероссийский центр медицины катастроф “Защита” Минздравсоцразвития России» по адресу: Москва, ул. Щукинская, дом 5.

Автореферат разослан “_____”______________ 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Современный этап развития теоретических и прикладных научных исследований характеризуется все более возрастающей, по мере укрупнения и усложнения решаемых задач, интеграцией научных знаний, дальнейшим проникновением в их структуру системного мышления и системно-структурного анализа (, 1975, 1979 г. г.; и др., 1979г.; и др., 2002г.; А. А..Хадарцев, 2005 г.; 2007г.). Отражением этих процессов является повсеместное внедрение в науку и практику новых, перспективных методов и средств диагностики, коррекции и лечения различных функциональных расстройств и заболеваний организма человека, базирующихся на принципах системного, комплексного подхода, на широком использовании методов математического анализа и моделирования, новейшего программного обеспечения и вычислительной техники (, 1970 г.; , 1996 г.; и др., 2000 г.). Особенно эти процессы заметны в области традиционной, в том числе, неконвенциональной медицины, что выражается в стремлении европейских ученых-медиков по-новому осмыслить и интерпретировать фундаментальные положения традиционной восточной медицины и гомеопатии, адаптировать их в системе современных медицинских знаний, используя для этого новейшие технологии и аппаратурные средства (, 2000 г.; 2004г.).

При всей своей уникальности в плане психических, физиологических, социальных и других аспектов жизнедеятельности человек является объектом материального мира и, как системный объект, подчиняется действию системных закономерностей и факторов. Их изучение достаточно сложный процесс, т. к. необходимо учитывать как количество составных элементов системы, так и существующие взаимодействия между ними, степени их свободы, системные свойства нелинейности, несимметричности, нестационарности и пр. Значимость и перспективность системного подхода как раз и заключается в том, что он, оценивая саму систему как совокупность множества составляющих ее элементов, нацелен, в первую очередь, на познание связей, с помощью которых обеспечиваются свойства системы, неприсущие отдельно взятым ее компонентам (, 1970г.; , 1984 г.; , 1985 г.; , 2005 г.). Глубокий, всесторонний анализ существующих межсистемных взаимодействий (МСВ) в организме, знание их характера, особенностей и направленности открывает принципиально новые возможности в плане совершенствования и развития методологических подходов к оценке функциональных состояний и здоровья, методам и способам коррекции их нарушений.

Особую значимость использование системного подхода с оценкой межсистемных взаимодействий в организме имеет для оценки и коррекции профессионального здоровья лиц опасных профессий, деятельность которых проходит в неблагоприятных, а часто и экстремальных, условиях среды ( и др., 1999 г.; и др., 1998, 2000 г. г.).

Профессиональное здоровье, опираясь на уровень психического и физического развития организма, состояние его функциональных систем формируется под влиянием данных условий, целенаправленно изменяясь в процессе профессиональной деятельности. Выраженность этих изменений определяется не только характером воздействия (его видом, интенсивностью, длительностью и т. д.), уровнем адаптационных возможностей организма, его специфической и неспецифической устойчивостью к влиянию средовых факторов, величиной функциональных резервов, но и гармонией межсистемных взаимодействий и связей. Нарушение этой гармонии снижает качество здоровья и может сказываться на показателях заболеваемости и профессиональной успешности. В связи с чем, проблема раннего выявления нарушений МСВ, своевременной и адекватной их коррекции является одной из ключевых в медицине катастроф, занимающейся вопросами профессионального здоровья лиц опасных профессий.

Анализ данных литературы показывает, что оценка и коррекция профессионального здоровья данной категории лиц осуществляется в основном на основе изучения изменения отдельных функций организма и характеризующих их показателей ( и др., 1999 г.; и др., 2000 г.; и др., 1998, 2000 г. г.). Этот подход имеет определенные ограничения, т. к. не позволяет объективно выделить ключевые звенья, которые определяют характер и уровень изменения профессионального здоровья и, как следствие, выбирать адекватные методы его коррекции, направленные в первую очередь на нормализацию межсистемных взаимодействий.

Цель работы: разработка концептуальных и методологических подходов к оценке и коррекции нарушений межсистемных взаимодействий в организме, применительно к проблеме повышения эффективности и качества управления профессиональным здоровьем лиц опасных профессий.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные задачи:

1. Разработать концептуальную модель, методические подходы и алгоритм оценки и коррекции нарушений профессионального здоровья лиц опасных профессий, базирующиеся на анализе межсистемных взаимодействий в организме.

2. Разработать количественные критерии оценки нарушения взаимосвязи психических и психофизиологических функций и реабилитационные технологии их коррекции.

3. Разработать количественные критерии оценки нарушения взаимосвязи психических и физиологических функций и реабилитационные технологии их коррекции.

4. Разработать количественные критерии оценки нарушения взаимосвязи психофизиологических и физиологических функций и реабилитационные технологии их коррекции.

5. Оценить эффективность моно - и комплексных реабилитационных технологий коррекции нарушений межсистемных взаимодействий в организме.

6. Оценить взаимосвязь нарушений межсистемных взаимодействий с показателями эффективности профессиональной адаптации и заболеваемости.

7. Оценить влияние коррекции нарушений межсистемных взаимодействий на показатели эффективности профессиональной адаптации и заболеваемости.

Теоретическая значимость и научная новизна исследований. Впервые представлена концептуальная модель оценки и коррекции нарушений профессионального здоровья лиц опасных профессий, базирующаяся на анализе межсистемных взаимодействий (МСВ) в организме и адаптированная к решению теоретических и прикладных задач, стоящих перед медициной катастроф. Отличительной особенностью данной концептуальной модели, прежде всего, является то, что профессиональное здоровье, а также эффективность проводимых корригирующих мероприятий, предлагается оценивать, ориентируясь на степень нарушений межсистемных взаимодействий в организме. Данный подход позволяет выявлять функциональные нарушения в организме на ранних стадиях их возникновения, путем оценки «ключевых» и «вспомогательных» звеньев этих нарушений, целенаправленно и адекватно осуществлять их коррекцию.

Проведенный на основе разработанной концептуальной модели всесторонний, углубленный анализ особенностей и характера изменений межсистемных взаимодействий в организме позволил научно обосновать и предложить принципиально новые, оригинальные методические подходы и алгоритм их оценки, а именно:

- в качестве количественной меры оценки состояния межсистемных взаимодействий организма предложено использовать показатель энтропии, рассчитываемый для групп параметров, интегрально отражающих степень напряжения адаптации на различных иерархических уровнях организации системы (организма),

- в качестве алгоритма оценки предложено последовательное использование методов факторного и канонического корреляционного анализа, позволяющих сформировать группы, различающиеся по степени адаптации, с последующим расчетом энтропии для данных групп по формуле Шеннона.

В соответствии с предложенным методическим подходом и алгоритмом оценки на каждом из изучаемых иерархических уровнях функциональных состояний (психическом, психофизиологическом, вегетативном) были выявлены группы лиц с разной степенью напряжения регуляторных механизмов организма; дана подробная характеристика этих групп; с помощью специально разработанного математического аппарата определены правила их идентификации. После чего, проведен расчет энтропии, применительно к различным сочетаниям функциональных состояний (ФС), характеризующих выявленные группы, который позволил установить граничные значения энтропии в отношении значений «нормы» (0,9±0,05), «напряжения» (0,7–0,85) и «перенапряжения» (0,65±0,05) межсистемных взаимодействий в организме лиц опасных профессий. Верификация результатов, полученных на различных контингентах лиц опасных профессий, показала, что разработанные критерии позволяют выявлять нарушения межсистемных взаимодействий в 90–95% случаев.

Впервые выявлено, что взаимосвязь показателей, отражающих ФС на различных иерархических уровнях организации системы, является в состоянии «нормы» достаточно низкой. Напряжение одной из функциональных систем приводит к усилению межсистемных взаимодействий в организме, повышению централизации управления и снижению числу степеней свободы в системных механизмах регуляции. Это явление наиболее наглядно проявляется при «перенапряжении» межсистемных взаимосвязей: снижение энтропии МСВ < 0,7 на одном уровне (например, ПС‑ПСФ МСВ) приводит к ее снижению на другом (например, ПС‑ФИЗ МСВ с 0,86 до 0,78).

Впервые показано, что нарушения МСВ повышают вероятность снижения эффективности профессиональной адаптации в среднем в 2 раза (около 100%), а вероятность возникновения ОРВИ, гриппа и ВСД - на 60% - 150% (в зависимости от уровня нарушений).

В процессе исследований по оценке МСВ были отмечены отдельные случаи, когда имелись отклонения тех или иных показателей от нормальных значений, а напряжения межсистемных взаимодействий не происходило. Экспертный анализ данных случаев с привлечением методов математического моделирования показал, что, либо имели место артефакты, главным образом, технического плана, либо «функциональная значимость» этих показателей была ничтожно мала. Отсюда сделан вывод, что анализ МСВ может быть использован в качестве индикатора технических или методических погрешностей исследований, а также для определения необходимости проведения корригирующих мероприятий.

Впервые проведен анализ эффективности методов корригирующей терапии, базирующихся на оценке уровня энтропии МСВ в организме. Выявлена специфичность отдельных и комплексных реабилитационных технологий в отношении вида и характера нарушений МСВ:

- наиболее эффективными методами коррекции нарушений ПС‑ПСФ МСВ явились магнитно‑импульсная (МИТ) и цвето‑динамическая (ЦДТ) терапия, а также комплексное воздействие МИТ + гомеопатия + ЦДТ; наблюдаемое увеличение энтропии составило 42%, 37% и 48% соответственно;

- наиболее эффективными методами коррекции нарушений ПС‑ФИЗ МСВ явились МИТ и гомеопатия, а также комплексное воздействие МИТ + гомеопатия + акусто‑К‑лазерная терапия (АКЛТ); наблюдаемое увеличение энтропии составило 52%, 45% и 58% соответственно;

- наиболее эффективными методами коррекции нарушений ПСФ‑ФИЗ МСВ явились МИТ и БРТ, а также комплексное воздействие МИТ + гомеопатия + БРТ; наблюдаемое увеличение энтропии составило 58%, 56% и 67% соответственно.

Специфичность воздействия отдельных видов терапии подтверждалась тем фактом, что сопутствующие нарушению МСВ на изучаемом уровне напряжения межсистемных взаимодействий на других уровнях наилучшим образом корригировались на первом этапе терапии (первые 2 недели) методами наиболее эффективными при коррекции нарушений на данных уровнях.

Наиболее устойчивыми как к моно‑, так и к комплексной терапии являлись нарушения на уровне ПС‑ПСФ МСВ, наименее - ПСФ‑ФИЗ МСВ. Эти данные свидетельствуют об определенной последовательности формирования межсистемных нарушений в организме, возникающих под воздействием тех или иных факторов среды: первично нарушения проявляются на уровне ПСФ‑ФИЗ, затем на уровне ПС‑ФИЗ и далее на уровне ПС‑ПСФ. Восстановление функций при проведении терапии наблюдается в такой же последовательности.

Наиболее перспективными в отношении коррекции нарушений межсистемных взаимодействий в организме являются методы, обладающие возможностью полисистемного воздействия на организм, осуществляемого по физическим каналам регуляции. В частности - МИТ и ЦДТ, в состав программ которых изначально заложен набор органоспецифических частот, позволяющих реализовывать на практике данную возможность.

Показано, что проводимые в группе ЛОП с «перенапряжением» МСВ корригирующие мероприятия снижают (в среднем на 30%) вероятность нарушений профессиональной адаптации, а также (в среднем на 60-70%) вероятность заболеваемости ОРВИ и гриппом.

Практическая значимость работы. Полученные результаты исследований могут быть использованы для более углубленного и целенаправленного проведения диагностики, коррекции и восстановления профессионального здоровья лиц опасных профессий. Разработанные методические подходы, оценочная шкала нарушений МСВ, выявленная специфичность отдельных и комплексных методов коррекции ФС, несомненно, позволят значительно расширить возможности лечебно‑профилактических мероприятий, проводимых с данной категорией лиц.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Предложенная концептуальная модель оценки и коррекции нарушений профессионального здоровья лиц опасных профессий позволяет по-новому, исходя из теоретических положений теории функциональных систем, анализа меж‑ и внутрисистемных отношений в организме, описать механизм, особенности и характер формирования ПЗ означенной категории лиц.

2. Разработанные на основе предложенной концептуальной модели методические подходы и алгоритм оценки и коррекции нарушений межсистемных взаимодействий дают возможность структурировать и обозначить наиболее оптимальные и эффективные пути и способы управления профессиональным здоровьем лиц опасных профессий.

3. Разработанные на основе расчета показателей энтропии количественные критерии оценки нарушений межсистемных взаимодействий в организме («шкала энтропии») позволяют в 90–95% диагностировать уровень и степень данных нарушений, прогнозировать вероятность снижения эффективности профессиональной адаптации и рост заболеваемости ОРВИ, гриппом и ВСД, определять необходимость и характер последующих корригирующих мероприятий.

4. Наиболее эффективными методами коррекции нарушений межсистемных взаимодействий в организме являются методы, обладающие возможностью полисистемного воздействия на организм, осуществляемого по физическим каналам регуляции, а именно — магнито‑импульсная и цветодинамическая терапия, позволяющие увеличивать уровень энтропии от 40% при монотерапии до 70% при комплексной терапии.

Апробация и внедрение результатов работы. Основные положения и научные результаты работы обсуждались и докладывались на заседаниях секции Ученого Совета ВЦМК «Защита», на Всероссийских и Международных конференциях и форумах: Московской международной гомеопатической конференции «Развитие гомеопатического метода в современной медицине» гг., XV и XVI научно-практической конференции «Актуальные вопросы гомеопатии: Место и возможности гомеопатического метода в практическом здравоохранении» СПб, 2005, 2006 гг., Euromedica – International congress and exhibition – Hannover. 2005, 2008., Втором съезде военных врачей медико-профилактического профиля ВС РФ. СПб, 2006г., III Российском гомеопатическом съезде. 2007г., Международном форуме «Информационные технологии и общество» Кемер (Турция), 2008г., XIX Национальном Конгрессе по болезням органов дыхания, Москва, 2009 г., Международной конференции «Воздух-2010» СПб, 2010 г.

Материалы работы нашли свое отражение в 2-х Методических рекомендациях: «Методология оценки профессионального стресса персонала аварийно-спасательных формирований» и «Критерии диагностики ранних нарушений функционального состояния спасателей», утвержденных заместителем министра Минздравсоцразвития РФ 27.09.07г. и Инструкции - «Критерии диагностики ранних нарушений функционального состояния организма работников аварийно-спасательных формирований с учетом специфики действия вредных, опасных и экстремальных факторов их труда».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 42 научные работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 203 страницах машинописного текста и содержит 21 рисунок, 27 таблиц. Работа состоит из введения, обзора литературы по проблеме, главы “Объем и методы исследований”, 4 глав, включающих результаты собственных исследований, заключения, выводов, списка использованных литературных источников (301 наименование, из них 195 отечественных и 106 зарубежных), приложения.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Диссертационная работа включает в себя результаты исследований, полученные в ходе выполнения научно-исследовательских работ, проведенных в ФГУ «Всероссийский центр медицины катастроф «Защита» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации» (ФГУ «ВЦМК «Защита» Минздравсоцразвития России») и Московском Гомеопатическом центре в период с 2004 по 2007г. г.

Сбор данных осуществлялся как при натурных, так и при экспериментальных исследованиях, при штатных и нештатных режимах профессиональной деятельности различных профессиональных коллективов и групп, относящихся к категории лиц опасных профессий (ЛОП).

Автор являлся непосредственным участником этих работ в части, касающейся материалов диссертации.

Работа включала в себя 2 серии исследований.

1-я серия – оценка характера и особенностей межсистемных нарушений в организме у лиц опасных профессий (спасателей, военнослужащих, спортсменов) и персонала опасных (вредных) производств - 800 человек.

2-я серия – оценка эффективности методов, применяемых для коррекции межсистемных нарушений - 600 человек.

Методы исследования, применяемые в работе, можно представить в виде двух основных блоков – диагностические и корригирующие.

Методы диагностики:

- психологические методы (методика многостороннего исследования личности ММИЛ, тест самооценки личностной и реактивной тревожности - тест Спилбергера)

- психофизиологические методы (сложная зрительно-моторная реакция СЗМР),

- методы оценки вегетативного регулирования (вариационная пульсометрия – ВР и спектральный анализ ритма сердца)

Методы коррекции:

- биорезонансная терапия (аппарат «Имедис-БРТ-А).

- акусто-К-лазерная терапия (АПК «Аура-0»)

- магнитно-импульсная терапия (АПК «МИНИ-ЭКСПЕРТ-Т»)

- цветодинамическая терапия (аппарат «MELLON»)

- гомеопатия с использованием оригинальных комплексонов авторского исполнения, в состав которых входили вещества ряда антиоксидантов, иммуномодуляторов, витаминов.

Кроме этого осуществлялся сбор анамнестических данных по заболеваемости и экспертная оценка эффективности профессиональной адаптации, с помощью специально разработанной анкеты.

Полученные результаты исследований обрабатывались с помощью методов статистического и многомерного статистического анализа данных с использованием пакетов прикладных программ Statistica 5,0 Excel, SPSS, ВМDР, CSS по специально разработанному алгоритму.

Вычисления проводились на ЭВМ IBM PC Pentium 4.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Анализ литературных данных и многолетний опыт собственных исследований, научные разработки методического плана и практического характера, позволили создать концептуальную модель оценки и коррекции нарушений профессионального здоровья лиц опасных профессий, базирующуюся на анализе межсистемных взаимодействий в организме, представленной на следующей странице (Рис. 1).

Из представленной модели следует, что неблагоприятные факторы профессиональной среды выступают в качестве пускового механизма формирования системного ответа организма, который может быть адекватен или неадекватен требованиям условий деятельности.

Системный ответ наиболее полно оценивается как по степени изменения отдельных показателей функционального состояния, так и по характеру и уровню взаимодействий между его отдельными компонентами (психическими - ПС, психофизиологическими - ПСФ, физиологическими, вегетативными - ФИЗ), участвующими в формировании архитектоники функциональной системы.

В основном элементе концептуальной модели - блоке «Анализ межсистемных взаимодействий» - представлен характер межсистемных взаимодействий в норме и патологии.

При адекватном системном ответе (левый рисунок в блоке «Анализ межсистемных взаимодействий» КМ) межсистемные связи являются гибкими, что условно показано стрелками с пружинным элементом, уровень централизации управления различными функциями организма - низким, число степеней свободы – высоким. Неадекватность системного ответа (правый рисунок в блоке «Анализ межсистемных взаимодействий» КМ) проявляется в усилении и «жесткости» межсистемных связей, повышении уровня централизации управления, снижением числа степеней свободы. При этом отдельные показатели функционального состояния организма могут выходить за пределы нормативных границ.

Если функциональное состояние организма по характеристикам межсистемных взаимодействий представить в виде «пружины», то в состоянии нормы все ее «витки» являются разжатыми. Это соответствует низкой степени централизации управления отдельными функциями организма. В случае появления нарушений функционального состояния «пружина» сжимается (повышение централизации управления) и отдельные элементы ее элементы оказываются «выпавшими». Нормализации функционального состояния можно достичь путем ослабления «жесткости» пружины. Тогда при ее «распрямлении» выпавшие элементы автоматически окажутся на «своем» месте.

Управление профессиональным здоровьем ЛОП (блок «Коррекция» КМ) может проводиться путем коррекции функциональных отклонений отдельных показателей и/или путем коррекции межсистемных взаимодействий. В первом случае целью является целенаправленный «возврат» выпадающих звеньев в пределы физиологической нормы их функционирования. Во - втором - нормализация межсистемных взаимодействий, что может автоматически привести к тому же эффекту.

Заметим, что некоторые традиционные (гомеопатия, биорезонансная терапия и др.), а также современные методы лечения, направленные на повышение неспецифической резистентности организма, нормализуют межсистемные взаимодействия в организме больного путем восстановления мультипараметрических взаимоотношений различных функциональных систем гомеостатического уровня. Вследствие чего автоматически (посредством включения механизмов саморегуляции) восстанавливаются нарушенные функции, на которые не было непосредственного воздействия.

Таким образом, предложена новая концептуальная модель оценки и коррекции профессионального здоровья лиц опасных профессий, базирующаяся на анализе межсистемных взаимодействий в организме. Ее отличительной особенностью является то, что профессиональное здоровье, а также эффективность проводимых корригирующих мероприятий, предлагается оценивать через степень изменения межсистемных взаимодействий. Преимущество данного подхода состоит в том, что он позволяет выявлять функциональные нарушения в организме на ранних стадиях их возникновения, посредством оценки «ключевых» и «вспомогательных» звеньев этих нарушений, целенаправленно и адекватно осуществлять их коррекцию.

Очевидно, что для практической реализации предложенной концептуальной модели, прежде всего, необходимо создание количественных критериев оценки нарушений межсистемных взаимосвязей в организме.

При разработке данных критериев мы исходили из следующего.

Известно, что организм человека является нелинейной иерархической системой, все элементы которой находятся во взаимодействии. С позиций теории нелинейной динамики и детерминированного хаоса можно выделить два полярных состояния биологической системы: состояние полного хаоса и полной детерминации. Первое состояние характеризуется невозможностью координации функционирования различных функций организма (большое число степеней свободы регуляторных механизмов), второе – высокой централизацией регулирования всех функций (низкое число степеней свободы регуляторных механизмов). И то и другое приводит к нарушению главной функции организма, обеспечивающей его жизнедеятельность – способности к саморегуляции. С позиций теории детерминированного хаоса оптимумом функционирования для организма является «кромка» между детерминированностью (сильные межсистемные взаимодействия) и хаосом (отсутствие межсистемных взаимодействий). Уход в системы в ту или иную сторону приводит к неоптимальности ее функционирования.

Развитие теории информации позволило доказать, что все стадии перехода системы от состояния полного хаоса к состоянию предельной упорядоченности (жесткой детерминации) могут быть проанализированы с помощью вероятностной функции энтропии.

Информация – это всего лишь характеристика степени зависимости некоторых переменных. Зато это предельно общая характеристика. Ее можно сравнить с корреляцией, но если корреляция характеризует лишь линейную связь переменных, информация характеризует любую связь. Тип связи может быть совершенно любым и, более того, неизвестным нам. Это не мешает рассчитать информацию, количественно сравнивать между собой разнотипные зависимости и т. д.

Понятие энтропии является базисным для всей теории информации и представляется в виде меры неопределенности некоторой ситуации.

Можно также назвать ее мерой рассеяния и, в этом смысле, она подобна дисперсии. Но если дисперсия является адекватной мерой рассеяния лишь для специальных распределений вероятностей случайных величин (а именно – для двухмоментных распределений, в частности, для гауссова распределения), то энтропия не зависит от типа распределения.

С другой стороны, энтропия используется в тех случаях, когда необходимо обладать, кроме универсальности и другими желательными свойствами. Так, если некий опыт имеет n равновероятных исходов, а другой опыт m равновероятных исходов, то суммарный опыт имеет nm таких исходов. Если мы вводим меру неопределенности f, то она должна быть таковой, чтобы, во-первых, неопределенность росла с ростом числа возможных исходов, а во-вторых, неопределенность суммарного опыта была равна просто сумме неопределенности отдельных опытов, иначе говоря, мера неопределенности была аддитивной: f(nm)=f(n)+f(m). Именно такая удобная мера неопределенности была введена К. Шенноном:

N
H(X) = -∑ P(Xi) log2 P(Xi),
  i-1
где Х – дискретная случайная величина с диапазоном изменчивости N, P(Xi) – вероятность i – го уровня X.

Если две случайные величины X и Y, каким-то образом связанные друг с другом (например, на входе и выходе какой-то системы), то знание одной из них, очевидно, уменьшает неопределенность значений другой. Остающаяся неопределенность оценивается условной энтропией. Так, условная энтропия Х при условии знания Y определяется как:

k N
H(X/Y) = ∑ P(Yk) ∑ P (Xi/Yk) log2 P(Xi/Yk),
  k-1 i-1

где P (Xi /Yk) – условные вероятности (вероятность i-го значения X при условии Y=Yk), диапазоны изменчивости X и Y (соответственно N и K) не обязательно совпадают.

Вычисляемое значение энтропии рассматриваемой системы и количество информации, характеризующее степень упорядоченности данной системы и равное разности между максимальным и реальным значением энтропии, будет зависеть от распределения вероятности состояний элементов нижележащего уровня, т. е. тех элементов, которые в своей совокупности образуют эти системы.

Другими словами, количество сохраняемой в структуре системы информации пропорционально степени отклонения системы от состояния равновесия, обусловленного сохраняемым в структуре системы порядком.

Таким образом, энтропию различных иерархических уровней организации организма (психического, психофизиологического, вегетативного) можно рассматривать в качестве количественной меры состояния межсистемных взаимодействий, характеризующей различные стадии перехода системы от состояния полного хаоса к жесткой детерминации.

Непосредственно алгоритм оценки степени нарушений межсистемных взаимодействий в организме был следующим:

1. Сбор и формирование базы данных первичных показателей, оценивающих психический, психофизиологический и вегетативный уровни функционирования организма.

2. Факторный анализ, позволяющий на основе величин коэффициентов корреляции «блокировать» (объединять) в интегральные системокомплексы показатели с наибольшей связью между собой. Если показатели каждого набора включаются в отдельные системокомплексы, то интермодальная взаимосвязь между ними отсутствует. Если показатели из какого-либо набора входят в системокомплекс показателей другого, делается вывод о наличии интермодальной взаимосвязи. Число факторов при использовании такого подхода должно задаваться равным числу сравниваемых наборов показателей. В нашем случае равное - 2.

3. Канонический корреляционный анализ, позволяющий строить модель, связывающую одновременно все показателя первого набора со всеми показателями второго набора. Сила взаимосвязи при этом оценивается коэффициентом канонической корреляции (ρ).

4. Расчет уровня энтропии по формуле Шеннона.

В соответствии с разработанным алгоритмом (п. 1-3) на следующем этапе исследований была проведена количественная оценка степени напряжения ФС организма на каждом из изучаемых уровней организации системы (психическом, психофизиологическом, вегетативном), выделены классы ФС интегрально отражающие степень изменений, рассчитаны диапазоны данных изменений применительно к понятиям «норма», «напряжение» и «перенапряжение» ФС организма.

Конкретный пример подобной оценки приведен ниже.

В таблице 1 приведена факторная структура показателей ритма сердца, полученная при первичном извлечении факторов методом главных компонент.

Таблица 1

Факторные нагрузки первичных показателей ритма сердца,

полученные методом главных компонент

	Факторы
Показатель	F1	F3	F2
M	0,243	-0,082	0,961
s	0,966	-0,002	0,156
V	0,964	0,029	-0,176
Мо	0,229	-0,075	0,963
АМо %	-0,803	0,106	-0,285
D x	0,874	0,078	0,128
ДВ %	0,293	0,945	-0,050
МВ1 %	-0,528	-0,369	-0,059
МВ2 %	0,059	-0,884	0,110
Объясн. дисперсия	3,750	2,023	1,840
В пропорц. отнош.	0,417	0,225	0,204

Из представленных данных видно, что в первый фактор (F1_RR) с положительными нагрузками вошли показатели, характеризующие вариабельность ритма сердца (s, V, Dx); с ним также отрицательно коррелирует амплитуда моды (АМо). Полученный системокомплекс показателей отражает уровень напряжения регуляторных (адаптационных) механизмов сердечного ритма. Высокие значения данного фактора свидетельствуют о большей вариабельности динамического ряда R-R интервалов, а, следовательно, о незначительном напряжении регуляторных (адаптационных) механизмов. Низкие значения данного фактора, говорят о снижении вариабельности показателей сердечного ритма, о возрастании напряжения. В первом случае превалирующее влияние на деятельность сердца оказывает автономный контур регуляции сердечного ритма, во втором - центральный.