МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ФИЗИОКАБИНЕТА

Горюнова Ирина Борисовна

студент 4 курса, кафедра САУ, СибГАУ, г. Красноярск

Е-mail: churyahin@rambler

Чурляева Наталья Петровна

научный руководитель, докт. пед. наук, проф. СибГАУ, г. Красноярск

Физиотерапия (синонимы: физическая терапия, физикальная терапия, физиатрия) — область медицины, изучающая физиологическое и лечебное действие природных и искусственно создаваемых физических факторов и разрабатывающая методы их использования с профилактическими и лечебными целями; совокупность физических методов лечения и их практическое применение.

В реабилитационной практике физиотерапия применяется очень широко с целью увеличения функциональных возможностей и работоспособности элементов нервной и мышечной систем, сохранившихся после поражения, развитие компенсаторных возможностей органов, симптоматическое воздействие на такие проявления заболевания, как боль, отек и пр. При этом используются как естественные факторы (климат, вода, снег, грязи), так и трансформированные формы электрической и механической энергии.

В данной статье методами математического моделирования, с использованием методов математической статистики [3, с. 35], временных трендов [2, с. 54] и теории массового обслуживания [2, с. 77], проведен анализ работы ряда физиотерапевтических приборов в физиокабинетах МУЗ Уярской ЦРБ. Математическое моделирование связано с меньшими затратами на построение моделей оборудования, приборов и т. п. по сравнению с их натуральными моделями [1, с. 13]. Кроме того, с математической моделью можно экспериментировать, не вмешиваясь в работу исследуемого объекта.

Временной ряд представляет собой ряд наблюдений за определенным параметром изучаемого объекта в дискретные, равноотстоящие моменты времени. Особый интерес при этом представляет проблема прогнозирования будущих состояний объекта исходя из текущих и прошлых значений временного ряда. Методы прогнозирования можно разделить на статистические и причинно-следственные. В данной статье используются статистические методы, исходящие из внешних проявлений поведения объекта. Как форма прогноза, статистические методы позволяют выявить тенденции временных рядов.

Теория массового обслуживания — область прикладной математики, занимающаяся анализом процессов в системах производства, обслуживания, управления, в которых однородные события повторяются многократно, например, на предприятиях бытового обслуживания; в системах передачи информации; автоматических линиях производства и др. В данной статье эта теория применяется к обслуживанию пациентов физиокабинетов.

Задача теории массового обслуживания — установить зависимость результирующих показателей работы системы массового обслуживания (СМО) от входных показателей (количества каналов в системе, параметров входящего потока заявок и т. д.). Каждая СМО состоит из определенного числа обслуживающих единиц, которые называются каналами обслуживания. В качестве каналов могут фигурировать: линии связи, различные приборы, лица, выполняющие те или иные операции и т. п. В данном случае в качестве каналов обслуживания могут выступать приборы физиокабинетов либо обслуживающие их лица.

Ниже приведены результаты анализа работы ряда приборов физиокабинетов на основе временных трендов. Моделировать их работу удобнее исходя из рассмотрения каждого прибора в отдельности.

На рис. 1 и 2 приведены выявленные временные тренды для ультравысокочастотной терапии - применения с лечебной целью воздействий на определенные участки тела непрерывным или импульсным электрическим полем ультравысокой частоты (УВЧ). Электрическое поле УВЧ обладает противовоспалительным, улучшающим кровообращение, болеутоляющим, улучшающим функцию нервной системы, десенсибилизирующим действием. К взрослому отделению относятся кабинеты № 11 и 13, к детскому — кабинет № 12.

Рисунок 1. Временные тренды для ультравысокочастотной терапии (взрослые)

Рисунок 2. Временные тренды для ультравысокочастотной терапии (дети)

Тренды для детей и взрослых существенно различаются. Тенденция к уменьшению применения УВЧ к взрослым пациентам свидетельствует о появлении более современных методов воздействия в острый период воспаления (лазеротерапия, магнитотерапия и т. п.).

Тенденция к увеличению использования УВЧ в детском возрасте связана с поступлением детей на стационарное лечение в более ранние сроки от начала заболевания, т. е. в остром периоде, а также с уменьшением догоспитального периода лечения.

На рис. 3 приведены временные тренды для прибора д’Арсонваля. Общая дарсонвализация замедляет свертываемость крови, понижает артериальное давление, нормализует тонус сосудов мозга, устраняет головные боли, утомляемость, улучшает сон, повышает работоспособность. За счет активизации кровообращения и прекращении сосудистого спазма улучшается функциональное состояние сосудов и повышается активность обменно-трофических процессов.

Рисунок 3. Временные тренды для физиотерапии с помощью прибора д’Арсонваля

У взрослых пациентов увеличение тенденции использования прибора д’Арсонваля объясняется общим увеличением числа больных с заболеванием сердечно-сосудистой системы.

На рис. 4 приведен выявленный временной тренд для магнитотерапии — метода воздействия на организм постоянными или переменными магнитными полями (МП) низкой частоты. Основное действие МП — противовоспалительное, противоотечное, обезболивающее.

Рисунок 4. Временные тренды для магнитотерапии

Тенденция к значительному увеличению использования магнитотерапии связано с появлением на её основе новых методик лечения разнообразных заболеваний, поэтому магнитотерапию стали чаще назначать вместо других видов лечения.

На рис. 5 приведен выявленный временной тренд для физиотерапии с помощью диадинамических токов (ДДТ) — воздействия двумя постоянными низкочастотными импульсными токами, подводимыми к организму раздельно или при непрерывном чередовании. Двухтактный непрерывный ток — обезболивающий, однотактный — раздражающий, вызывающий сокращение мышц.

Рисунок 5. Временные тренды для физиотерапии с помощью диадинамических токов

Существенное увеличение использования данного физиотерапевтического метода объясняется увеличением потока больных с разнообразными болевыми синдромами. Еще одним фактором является то, что врачи, принимающие таких пациентов, по достоинству оценили эффективность лечения методом ДДТ и направляют сюда большее число больных.

На рис. 6 (для взрослых) и 7 (для детей) приведены выявленные временные тренды для светолечения. В этом методе с лечебной целью применяются электромагнитные волны инфракрасного (длина волны 760—340 мкм), видимого (760—400 нм) и ультрафиолетового (400—180 нм) диапазонов. Инфракрасное и видимое излучение обладают в основном тепловым воздействием на организм, ультрафиолетовое — бактерицидным, противовоспалительным. В медицинской практике прибор, которым проводится светолечение, называется кварц.

Рисунок 6. Временные тренды для физиотерапии с помощью кварца (взрослые)

Рисунок 7. Временные тренды для физиотерапии с помощью кварца (дети)

Как у детей, так и у взрослых пациентов прослеживается заметная тенденция к увеличению использования данного физиотерапевтического метода. Это — следствие увеличения обращаемости больных к светолечению при лечении заболеваний простудного характера, кожных заболеваний, а также с целью повышения защитных сил организма.

В качестве общего вывода можно заметить, что анализ модели работы физиокабинетов МУЗ Уярской ЦРБ показал достаточную эффективность их работы в настоящее время, несмотря на их высокую загруженность. В то же время, очевидно, что персонал и оборудование работают на пределе возможностей.

Другой вывод заключается в том, что физиолечение в целом имеет явную тенденцию к росту — по увеличению обращаемости, а также охвату населения. Это свидетельствует о росте популярности физических методов лечения, как среди населения, так и среди самого медперсонала. Постоянный процесс разработки новых методик лечения самых разнообразных заболеваний с помощью физических методов также стимулирует рост обращаемости к физиотерапии.

Проведенное исследование показывает также наличие заметных сезонных колебаний обращаемости пациентов по некоторым видам физиотерапевтических методов. Однако уменьшение обращаемости под влиянием сезонности заболеваний — кажущееся и не подтверждает падение общей обращаемости к физиотерапевтам.

Это исследование дает возможность с уверенностью предположить, что сокращение материальной базы физиокабинетов в будущем приведет к значительному дефициту времени медицинского обслуживания пациентов, а также, возможно, к введению дополнительных платных услуг. На фоне стабильного роста обращаемости это приведет к отказу значительной части пациентов от физиолечения, так как резко снизится доступность физиопроцедур, являющихся важной составляющей лечебно-оздоровительного процесса.

Список литературы:

1.Аверченков И.К., Фёдоров В.П., Хейфец М.Л. Основы математического моделирования технических систем: учебное пособие. М.: Флинта, 2011. — 254 с.

2.Лукьяненко М.В., Чурляева Н.П.. Моделирование технических систем и процессов: учеб. пособие. Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2007. — 132 с.

3.Чурляева Н.П. Методы математического моделирования в экономике: учеб. пособие. Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2008. — 75 с.