Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Рагозина Э.Р. 1 Рагозин О.Н. 1

---

1 БУ ВО ХМАО-Югры Ханты-Мансийская государственная медицинская академия

В статье представлены результаты анализа динамики обращений в службу «Скорой помощи» г. Ханты-Мансийска по основным группам нозологий. Период наблюдений с 2001 по 2014 год. Для проверки гипотезы о наличии множества цикличностей применена программа, использующая вейвлет-анализ для определения ритмической структуры отдельных параметров. Наиболее мощным является окологодовой ритм динамики инфекционных и паразитарных заболеваний, болезней органов дыхания, пищеварения и сердечно-сосудистой патологии. В некоторых группах заболеваний фиксируются многолетние ритмы: болезни эндокринной системы - 2,01 года; болезни мочеполовой системы - 2,35 года; травматизм и вызовы по поводу новообразований - 2,75 года; психические расстройства и болезни костно-мышечной системы - 4,39 года; болезни нервной системы - 5,99 года. Если окологодовую ритмичность можно объяснить колебаниями природно-климатических факторов, то наличие двух-, трех-, четырех- и шестилетних циклов предполагает воздействие на организм человека сочетания гелиогеофизических и социальных причин. Максимальная мощность отмечается у ритмов обращаемости по инфекционной патологии и заболеваниям органов дыхания, минимальная - эндокринные и мочеполовые заболевания.

Статья в формате PDF

371 KB

многолетние и окологодовые ритмы

неотложные состояния

вейвлет-анализ

мощность ритма.

1. Агаджанян Н.А., Аптикаева О.И., Гамбурцев А.Г. и др. Здоровье человека и биосферы: комплексный медико-экологический мониторинг // Экология человека. - 2005. - № 5. - С. 3-9.

2. Агаджанян Н.А., Игнатьев Л.И., Радыш И.В. Влияние природно-климатических факторов на сезонные ритмы системы крови у жителей Кисловодска // Экология человека. - 2007. - № 3. - С. 3-8.

3. Алексеев В.И. Анализ и прогнозирование циклических временных рядов с использованием вейвлетов и нейросетевых нечетких правил вывода // Вестник Югорского государственного университета. – 2013. - Вып. 3 (30). - С. 3-10.

4. Бреус Т.К., Конрадов А.А. Эффекты ритмов солнечной активности. Временные вариации природных антропогенных и социальных процессов : атлас / под ред. Н.П. Лаверова. - 2003. - Т. 3. - С. 516.

5. Гамбурцев А.Г. Человек и три окружающие его среды. О готовящемся пятом томе атласа временных вариаций // Здоровье и образование в XXI веке : электронный сборник научных трудов. - 2011. - Т. 13, № 1. - С. 54-55.

6. Гапон Л.И., Шуркевич Н.П., Михайлова И.М., Губин Д.Г. Суточные ритмы и вариабельность артериального давления в зависимости от сезонов года у больных артериальной гипертонией в Ханты-Мансийском округе // Клиническая медицина. - 2004. - Т. 82. - № 4. - С. 22-25.

7. Гребенюк Г.Н., Кузнецова В.П. Современная динамика климата и фенологическая изменчивость северных территорий // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 11-5. -С. 1063-1077.

8. Дьяконов В.П. Вейвлеты. От теории к практике. - М. : СОЛОН-Пресс, 2004. - 440 с.

9. Корчина Т.Я., Корчин В.И., Кушникова Г.И., Янин В.Л. Характеристика природных вод на территории Ханты-Мансийского автономного округа // Экология человека. - 2010. - № 8. - С. 9-12.

10. Малла С. Вэйвлеты в обработке сигналов. - М. : Мир, 2005. - 672 с.

11. Мусийчук Ю.И., Ломов О.П., Кудрявцев В.М. Проблемы регионального социально-гигиенического мониторинга состояния здоровья населения // Гигиена и санитария. - 2007. - № 4. - С. 87-88.

12. Нагорнов О.В., Никитаев В.Г., Простокишин В.М. и др. Вейвлет-анализ в примерах : учебное пособие. - М. : НИЯУ МИФИ, 2010. - 120 с.

13. Новокщенова И.Е. Некоторые социально-гигиенические аспекты современной соматический патологии человека на территории ХМАО-Югры // Научный вестник ХМГМИ. - 2009. - № 3-4. - С. 28-30.

14. Обридко В.Н., Рагульская М.В. Влияние космической погоды на организм человека и данные медицинской статистики. 9-я Международная конференция «Солнечная активность как фактор космической погоды» (Пулково, июль 2005). - С. 25-26.

15. Пискунова Е.Р., Харламова Н.Ф. Влияние абиотических факторов среды на обострения больных бронхиальной астмой // Известия Алтайского государственного университета. - 2004. – Вып. № 3. - С. 98-100.

16. О переходе органов и учреждений здравоохранения Российской Федерации на Международную статистическую классификацию болезней и проблем, связанных со здоровьем X пересмотра : Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации № 170 от 27 мая 1997 года.

17. Рагульская М.В. Связь периодических процессов в организме человека, обусловленных ритмикой внешней среды, с вариациями магнитного поля Солнца // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. – 2004. - № 1-2. - С. 1-6.

18. Рахманин Ю.А., Новиков С.М., Румянцев Г.И. Пути совершенствования методологии оценки риска здоровью от воздействия факторов окружающей среды // Гигиена и санитария. - 2006. - № 2. - С. 3-5.

19. Сюткина Е.В. [и др.] Созревание ритмической структуры показателей артериального давления и частоты сердечных сокращений у новорожденных детей и вариации геомагнитного поля // Временные вариации природных антропогенных и социальных процессов : атлас / под ред. Н.П. Лаверова. - 2003. - Т. 3. - С. 549.

20. Талалаева Г.В. Роль биологического времени человека в условиях техно-, ноосферы и креативного сообщества // Фундаментальные исследования. - 2006. - № 12. - С. 104-106.

21. Черешнев В.А. Динамика вызовов скорой помощи Москвы (2006–2011 гг.) [Электронный ресурс] / В.А. Черешнев, А.Г. Гамбурцев, А.В. Сигачев // Пространство и Время. - 2013. - № 2. - С. 219-227. - Режим доступа: http://elibrary.ru/download/77937753.pdf (дата обращения: 17.01.14).

Исследованиями установлено, что в системе естественных датчиков времени биологические ритмы человека выполняют функцию адаптации к внешним условиям [1; 2]. Подстройка биоритмов человека к смене естественных датчиков времени осуществляется по закону резонанса, в этом случае ведущее место принадлежит элементам синфазности и когерентности колебаний [4; 11]. Динамика изменений разных объектов и их совокупностей проявляется по-разному, отличаясь скоростью изменений характеристик процесса, его контрастом, амплитудами, ансамблями частот, уровнем шумов [3; 5; 9]. Временные ряды должны рассматриваться как конечные индивидуальные реализации статистически нестационарных случайных процессов. Исходя из длины такой реализации и из предварительных представлений об изучаемых процессах, рассматриваемый ряд часто бывает целесообразно представить в виде суммы длиннопериодной и короткопериодной компонент. Первая из них, содержащая, в частности, средние значения и линейные и нелинейные тренды, может быть выделена с помощью сглаживания исходного ряда по «окну» подходящей формы и ширины. Нередко эта компонента мало похожа на реализацию какого-либо стационарного случайного процесса, и даже её спектр, строго говоря, не определен. Короткопериодная компонента, наоборот, часто выглядит похожей на реализацию некоторого стационарного случайного процесса и может быть описана его спектром [12; 14; 17; 21]. Динамика медицинских показателей имеет общие черты с динамикой процессов в экологии, геологии, биологии, экономике, социологии [7; 18-20].

В условиях местности, приравненной к районам Крайнего Севера, к которым относится Ханты-Мансийский автономный округ - Югра (ХМАО-Югра), существует совокупность факторов, определяющих климато-географические и социально-бытовые особенности региона: преобладание холодного дискомфортного климата, отсутствие специфической для человека фотопериодичности (смена дня и ночи), тяжелый аэродинамический режим, повышенная активность космических излучений, магнитного поля Земли и большая частота их апериодичных возмущений, своеобразный микроэлементный состав почвы и воды, специфичность питания [6; 9; 11; 13; 15], наблюдается значительная десинхронизация ритмов физиологических параметров у здоровых и больных людей.

Цель настоящего исследования - выявление периодов и мощности временных вариаций различных групп заболеваний, проявляющееся в количестве обращений в службу «Скорой помощи» г. Ханты-Мансийска, в том числе социально значимыми заболеваниями, патологией, связанной с сезонными обострениями, спонтанными инфекциями с социальными причинами и пандемиями вирусных инфекций.

Объекты и методы исследования

Обращения в службу «Скорой медицинской помощи» выкопировывались из базы данных вызовов за период с 01.01.2001 по 31.12.2015, в среднем за сутки по классам: I (Некоторые инфекционные и паразитарные болезни, АВ); II (Новообразования, CD); IV (Болезни эндокринной системы, Е); V (Психические расстройства и расстройства поведения, F); VI (Болезни нервной системы, G); IX (Болезни системы кровообращения, I); X (Болезни органов дыхания, J); XI ( Болезни органов пищеварения, К); XIII (Болезни костно-мышечной системы, М); XIV (Болезни мочеполовой системы, N); XV (Беременность, роды и послеродовый период, О); XIX (Травмы, ST) [16].

Для проверки гипотезы о наличии множества цикличностей применена авторская программа, использующая вейвлет-анализ для определения ритмической структуры отдельных параметров и оценивающая синхронизацию и когерентность описываемых параметров [8]. Вейвлет - это математическая функция, позволяющая анализировать различные частотные компоненты данных. Анализ сигналов производится в плоскости wavelet-коэффициентов (масштаб-время-уровень) (Scale-Time-Amplitude) Таким образом, по результатам вейвлетного преобразования можно судить о том, как меняется спектральный состав рассматриваемого ряда со временем [10].

Статистическая значимость ритмов оценивалась путем многократной (5000) случайной перестановки уровней исходного временного ряда. Приведенная в статье р показывает долю случаев, когда энергия выделенной частотной составляющей в исходном ряду превышала соответствующую энергию в случайной перестановке.

Результаты и обсуждение

При вейвлет-анализе временных вариаций общего количества вызовов за период 2001 по 2014 год обнаруживается следующий спектр ритмов. Наиболее мощным (40,24 усл. ед.) является циркануальный (окологодовой) ритм с периодом 338,6 суток / 0,92 года (р=0,001). Такая же закономерность (рис. 1) наблюдается и в динамике некоторых инфекционных и паразитарных заболеваний (338,6 суток / 0,92 года (р=0,001)), болезней органов дыхания (338,6 суток / 0,92 года (р=0,001)), пищеварения (338,6 суток / 0,92 года (р=0,001)) и сердечно-сосудистой патологии (338,6 суток / 0,92 года (р=0,001)). В некоторых группах заболеваний фиксируются многолетние ритмы: болезни эндокринной системы - 736,2 суток / 2,01 года (р=0,043); болезни мочеполовой системы - 860,9 суток / 2,35 года (р=0,008); травматизм и вызовы по поводу новообразований - 1005,8 суток / 2,75 года (р=0,001); психические расстройства и расстройства поведения, болезни костно-мышечной системы - 1603,7 суток / 4,39 года (р=0,001); болезни нервной системы - 2188,7 суток / 5,99 года (р=0,001). Внутригодовые ритмы с периодом два, три и шесть месяцев обнаруживаются, но на уровне тенденции.

Рис. 1. Периодограммы по данным вейвлет-анализа превалирующих ритмов обращений в службу «Скорая помощь» по основным группам нозологий в г. Ханты-Мансийске

за период с 2001 по 2014 гг.

Иерархия суммарной мощности выявленных ритмов, с одной стороны, соответствует частоте возникновения и обострения групп заболеваний, характерных для климато-экологических условий г. Ханты-Мансийска (J, I), с другой - мощные ритмы наблюдаются в группах социально значимых заболеваний (классы A, С, F).

Рис. 2. Мощность ритмов обращений в службу «Скорая помощь» по основным группам нозологий в г. Ханты-Мансийске за период с 2001 по 2014 год:

ось абсцисс - группы нозологий по МКБ-10; ось ординат - мощность ритма (усл. ед.)

На рис. 2 максимальная мощность (27,65 усл. ед.) принадлежит ритму заболеваний органов дыхания, по убыванию следуют ритмы инфекционных болезней (24,41 усл. ед.); вызовы по поводу новообразований (16,81 усл. ед.); психические расстройства (15,03 усл. ед.); на пятом месте обращения по поводу сердечно-сосудистой патологии (13,86 усл. ед.); далее следуют болезни органов пищеварения (8,50 усл. ед.); болезни нервной системы (8,06 усл. ед.); болезни костно-мышечной системы (7,02 усл. ед.); вызовы по поводу беременности и родов (3,73 усл. ед.); травмы (2,75 усл. ед.); болезни мочеполовой (2,50 усл. ед.) и эндокринной системы (1,05 усл. ед.). Нужно отметить, что уровень мощности и величина периода не всегда совпадают.

Заключение

Анализ протяженных временных рядов с применением вейвлет-анализа позволяет выделять многолетние ритмы нарушений здоровья, проявляющиеся в числе обращений в службу «Скорая помощь», что применимо для ретроспективной оценки и краткосрочного прогнозирования. Если окологодовую ритмичность можно объяснить колебаниями природно-климатических факторов, то наличие двух-, трех-, четырех- и шестилетних циклов предполагает воздействие на организм человека сочетания гелиогеофизических и социальных причин. Показатель мощности является более оперативным параметром для мониторинга здоровья, чем период ритма.

Библиографическая ссылка