Статистический анализ биомедицинских показателей тревожности

Тревожность как реактивное состояние с физиологической точки зрения. Электрокардиографический и электроэнцефалографический методы исследования тревожности. Статистический анализ тревожности, связанной с решением технических и описательных задач.

Рубрика Медицина
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 21.11.2017
Размер файла 239,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра Инженерной защиты окружающей среды

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Основы моделирования процессов в окружающей среде»

Тема: Статистический анализ биомедицинских показателей тревожности

Студентка гр. 2507

Лапшова А.В.

Преподаватель: Горохов В.Л.

Санкт-Петербург

2016

Содержание

  • Введение
  • 1. Материалы и методы исследования
    • 1.1 Электрокардиографический метод исследования
    • 1.2 Электроэнцефалографический метод исследования
    • 1.3 Дополнительные методы исследования
    • 1.4 Методы статистической обработки
  • 2. Результаты и их обсуждение
    • 2.1 Описательные статистики
    • 2.2 Корреляционный анализ
  • Заключение
  • Список использованных источников
  • Приложение А

Введение

В психологии принято выделять два склада ума: гуманитарный и математический. Каждому соответствуют предпочитаемые типы мышления.

Индивидуумы с гуманитарным складом ума предпочитают знаковое мышление. Оно характеризуется преобразованием информации с помощью умозаключений. Знаки объединяются в более крупные единицы. Результатом является мысль в форме понятия или высказывания, фиксирующего существенные отношения между обозначаемыми предметами.

Люди с математическим складом ума отдают предпочтение символическому мышлению, когда происходит преобразование информации с помощью правил вывода (например, алгебраических правил). Результат -- мысль, выраженная в виде структур и формул, фиксирующих существенные отношения между символами.

Предполагается в ходе выполнения курсовой работы выяснить подтверждается ли эта гипотеза с физиологической точки зрения. Полная и достоверная статистическая информация является тем необходимым основанием, на котором базируется процесс выявления закономерностей явлений окружающего мира. При достаточно большом числе наблюдений случайные отклонения взаимно погашаются и проявляется устойчивость некоторых параметров, которая выражается в основной тенденции (закономерности). При этом частота случайного события будет сколь угодно мало отличаться от вероятности появления события в отдельном опыте. В рамках данного курсового проекта будут рассмотрены и статистически проанализированы показатели тревожности, связанной с решением технических и описательных задач и выявление некоторых закономерностей.

1. Материалы и методы исследования

С физиологической точки зрения тревожность является реактивным состоянием. Она вызывает физиологические изменения в организме, подготавливающие организм к борьбе -- отступлению, бегству или сопротивлению, нападению, атаке. При тревожности возбуждается сердечно-сосудистая система (учащается ритм сердечных сокращений, повышается артериальное давление) (С.Л., 2012), также наблюдается специфическая активность нейронов головного мозга.

1.1 Электрокардиографический метод исследования

Электрокардиография - это методика регистрации и исследования электрических полей, образующихся при работе сердца. Электрокардиография представляет собой относительно недорогой, но ценный метод электрофизиологической инструментальной диагностики в кардиологии.

Прямым результатом электрокардиографии является получение электрокардиограммы (Рисунок 1), по которым можно судить о физическом состоянии сердца и его функционировании.

Зубцы в ЭКГ обозначаются с помощью латинских букв: P, Q, R, S, T, U, где каждая из них отражает состояние различных отделов сердца:

· Р - деполяризация предсердий;

· Комплекс зубцов QRS - деполяризация желудочков;

· Т - реполяризация желудочков;

· Маловыраженный зубец U может указывать на реполяризацию дистальных участков проводящей системы желудочков.

Направленные вверх зубцы принято считать положительными, а те, которые уходят вниз - отрицательными. При этом, выраженные зубцы Q и S, будучи всегда отрицательными, идут за зубцом R, который всегда положительный.

Рисунок 1 Электрокардиограмма

Для записи ЭКГ, как правило, используется 12 отведений:

· 3 стандартных - I, II, III;

· 3 усиленных однополюсных отведения от конечностей (по Гольдбергеру);

· 6 усиленных однополюсных грудных (по Вильсону).

При расшифровке результатов ЭКГ проводят измерение продолжительности интервалов между ее составляющими. Этот расчет необходим для оценки частоты ритма, где форма и величина зубцов в разных отведениях будет показателем характера ритма, происходящих электрических явлений в сердце и (в некоторой степени) электрической активности отдельных участков миокарда, то есть, электрокардиограмма показывает, как работает наше сердце в тот или иной период.

Анализ электрокардиограммы включает следующие этапы:

1. Оценка сердечного ритма и измерение частоты сердечных сокращений (при нормальной ЭКГ - ритм синусовый, ЧСС - от 60 до 80 ударов в минуту);

2. Расчёт интервалов (QT, норма - 390-450 мс), характеризующих продолжительность фазы сокращения (систолы) по специальной формуле (чаще использую формулу Базетта). Отраженную посредством интервалов проводимость импульсов, рассчитывают с помощью компьютерной программы, что значительно повышает достоверность результатов;

3. Положение электрической оси сердца начинают рассчитывать от изолинии по высоте зубцов (в норме R всегда выше S) и если S превышает R, а ось отклоняется вправо, то думают о нарушениях деятельности правого желудочка, если наоборот - влево, и при этом высота S больше R в II и III отведениях - подозревают гипертрофию левого желудочка;

4. Изучение комплекса QRS, который формируется при проведении электрических импульсов к мышце желудочков и определяет деятельность последних (норма - отсутствие патологического зубца Q, ширина комплекса не более 120 мс).

5. Описание сегментов ST, которые отражают период восстановления исходного состояния сердечной мышцы после ее полной деполяризации (в норме находится на изолинии) и зубец Т, характеризующий процесс реполяризации обоих желудочков, который направлен вверх, ассиметричен, его амплитуда ниже зубца по продолжительности он длиннее комплекса QRS.

В рамках данной работы использовались следующие параметры ЭКГ:

· Средняя длительность RR-интервала;

· Средняя длительность QT-интервала;

· Средняя длительность QRS комплекса;

· Средняя длительность ST сегментов.

1.2 Электроэнцефалографический метод исследования

Электроэнцефалография - это способ определения деятельности головного мозга, применяющий в качестве показателей электрические потенциалы головного мозга. Прямым результатом электроэнцефалографии является получение электроэнцефалограммы (ЭЭГ). ЭЭГ - сложная кривая, состоящая из волн различных частот и амплитуд. В зависимости от частоты на ЭЭГ различают волны, обозначаемые греческими буквами:

1. Дельта-ритм представляет собой колебания с частотой до трех с половиной Герц. Самыми маленькими дельта-колебаниями, которые ощущаются энцефалографом от 0,3 до 0,5 Герц. Наличие данных ритмов в энцефалограмме указывает на наличие церебрального нарушения (новообразования, комы, кровоизлияния). Также подобный ритм характерен для состояния сна. Наличие единичной не быстрой волны может присутствовать при сочетании патологических состояний (эпилептиформного паттерна спайк-волна).

2. Тета-ритм - это колебания от 4 до 7,5 Герц. Эти ритмы также указывают на диффузную или местную церебральную патологию, а также на сон.

3. Альфа-ритмы колеблются в пределах 8 - 13 Герц. Эти колебания более характерны для задних долей мозга. Для пациентов зрелого возраста характерна амплитуда колебаний в пределах 70 - 80 микровольт. Эти колебания тормозятся при поднятии век, а также указывают на некоторые зрительные функции центральной нервной системы. Эти колебания наблюдаются у малышей уже в первые недели после появления на свет и первоначально они проходят на частоте 3 - 4 Герца, со временем, к трем годам, увеличиваясь до нормы взрослого человека. Эти ритмы изучены лучше других. Они характерны для здорового человека в состоянии покоя, не во время сна. Именно этот параметр исследуется первым при изучении энцефалограммы.

4. Бета-ритмы представляют собой колебания более четырнадцати Герц. Иногда эти колебания достигают тридцати - тридцати пяти Герц. Но при возрастании частоты более тридцати Герц, они рассматриваются как гамма-ритмы. У здорового пациента зрелого возраста, не пребывающего во сне, амплитуда этих ритмов меньше, чем предыдущих, обычно это от двадцати до тридцати микровольт. В передних долях мозга она максимальна. Увеличение же доли бета-ритмов говорит о применении ряда лекарственных средств. При этом выполнение ЭЭГ нередко сопровождается появлением артефактов, очень похожих на бета-ритмы.

1.3 Дополнительные методы исследования

В качестве дополнительных показателей тревожности используются:

· Артериальное давление - это общее понятие, определяющее силу, с которой кровь давит на стенки кровеносных сосудов, правильнее назвать его - кровяным давлением, ведь имеет значение давление не только в артериях, но и венах и капиллярах. Но измерить без помощи специальных приборов возможно только давление в крупных сосудах, располагающихся на поверхности тела - в артериях.

· Частота дыхательных движений -- число дыхательных движений (циклов вдох-выдох) за единицу времени (обычно минуту). Является одним из основных и старейших биомаркеров. Подсчёт числа дыхательных движений осуществляется по числу перемещений грудной клетки и передней брюшной стенки. Обычно в ходе объективного исследования сначала определяют и подсчитывают пульс, а затем -- число дыхательных движений за одну минуту, определяют тип дыхания (грудной, брюшной или смешанный), глубину и его ритм

· Сатурация кислорода - отношение количества оксигемоглобина к общему количеству гемоглобина в крови, выраженное в процентах. Определение сатурации можно записать в виде формулы:

· SpО2 = (НbО2 / НbО2 + Нb) х 100%

1.4 Методы статистической обработки

Продукт IBM SPSS Statistics (ранее известный просто как «SPSS») предоставляет широкие возможности для анализа данных. Интуитивно понятный интерфейс программного обеспечения включает в себя все функции управления данными, статистические процедуры и средства создания отчетов для проведения анализа любой степени сложности.

IBM SPSS Statistics и продукты IBM SPSS Amos, Sample Power, VizDesigner, Data Collection, Collaboration and Deployment Services образуют модульный, полностью интегрированный программный комплекс.

Интеграция продуктов IBM SPSS в единую линейку позволяет уверенно работать, не сталкиваясь с проблемами перехода от одного программного продукта к другому.

Большой выбор процедур в базовом модуле IBM SPSS Statistics дает широкие возможности анализа данных различных типов. Встраиваемые дополнительные модули расширяют аналитические возможности настолько, насколько это необходимо.

Специалисты в области анализа данных ценят логичность, продуманность и взаимосвязанность компонентов программного обеспечения IBM SPSS. Начинающих особенно впечатлит интуитивно понятный интерфейс, полнота справочной системы на русском языке и качество технической поддержки.

Все это гарантирует скорейшую отдачу от приобретенного продукта.

IBM SPSS Statistics Base (базовый модуль)

Ключевой элемент пакета SPSS Statistics, обеспечивающий доступ к данным, управление данными, подготовку данных к анализу, анализ данных и создание отчетов. Дополнительные модули встраиваются в SPSS Statistics Base и позволяют расширять аналитические возможности программного обеспечения.

IBM SPSS Statistics для вузов

IBM SPSS Statistics Campus Edition -- вариант лицензии, разработанный специально для вузов. Данный вид лицензирования имеет следующие существенные преимущества:

· Экономичность. Выгодные условия при покупке лицензий на компьютерный класс или на весь вуз;

· Отсутствие ограничений на количество установок. Вы можете укомплектовать столько компьютерных классов, сколько необходимо для оптимальной организации учебного процесса;

· Возможность использования на преподавательских компьютерах. Подготовка к учебным занятиям на персональных компьютерах профессорско-преподавательского состава будет легальна и без дополнительных затрат;

· Возможность установки на личные компьютеры студентов. Без дополнительных затрат будут созданы условия для самостоятельной работы обучаемых по выполнению практических заданий, научно-исследовательских, курсовых и дипломных проектов;

· Удобное управления и распространения лицензий по Вашей сети. Администраторам больше не требуется подходить к каждому компьютеру для активации лицензий;

Возможность получать техническую поддержку и обновления ПО. Ежегодное продление лицензии позволит использовать всегда актуальную и надежную версию программного обеспечения.

2. Результаты и их обсуждение

2.1 Описательные статистики

Описательные статистики параметров ЭКГ

Опыт

Статистика

Стандартная ошибка

RR

N

Среднее

,80773

,005494

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,79650

Верхняя граница

,81897

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,80800

Медиана

,80600

Дисперсия

,001

Среднекв.отклонение

,030089

Минимум

,748

Максимум

,863

Диапазон

,115

Межквартильный диапазон

,045

Асимметрия

-,031

,427

Эксцесс

-,409

,833

O1

Среднее

,83973

,010485

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,81829

Верхняя граница

,86118

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,83978

Медиана

,81200

Дисперсия

,003

Среднекв.отклонение

,057429

Минимум

,700

Максимум

,956

Диапазон

,256

Межквартильный диапазон

,100

Асимметрия

,114

,427

Эксцесс

-,284

,833

O2

Среднее

,86367

,005879

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,85164

Верхняя граница

,87569

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,86319

Медиана

,86500

Дисперсия

,001

Среднекв.отклонение

,032202

Минимум

,810

Максимум

,924

Диапазон

,114

Межквартильный диапазон

,053

Асимметрия

,149

,427

Эксцесс

-1,071

,833

O3

Среднее

,81033

,009523

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,79086

Верхняя граница

,82981

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,81130

Медиана

,81500

Дисперсия

,003

Среднекв.отклонение

,052159

Минимум

,710

Максимум

,900

Диапазон

,190

Межквартильный диапазон

,082

Асимметрия

-,359

,427

Эксцесс

-,635

,833

O4

Среднее

,81667

,007324

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,80169

Верхняя граница

,83165

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,81704

Медиана

,80500

Дисперсия

,002

Среднекв.отклонение

,040115

Минимум

,700

Максимум

,900

Диапазон

,200

Межквартильный диапазон

,040

Асимметрия

,053

,427

Эксцесс

2,234

,833

P

Среднее

,80967

,011512

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,78612

Верхняя граница

,83321

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,81074

Медиана

,80000

Дисперсия

,004

Среднекв.отклонение

,063054

Минимум

,700

Максимум

,900

Диапазон

,200

Межквартильный диапазон

,075

Асимметрия

-,424

,427

Эксцесс

-,536

,833

T1

Среднее

,84707

,009906

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,82681

Верхняя граница

,86733

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,84319

Медиана

,83000

Дисперсия

,003

Среднекв.отклонение

,054258

Минимум

,768

Максимум

1,000

Диапазон

,232

Межквартильный диапазон

,072

Асимметрия

1,033

,427

Эксцесс

1,113

,833

T2

Среднее

,84033

,008557

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,82283

Верхняя граница

,85783

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,84259

Медиана

,84000

Дисперсия

,002

Среднекв.отклонение

,046866

Минимум

,700

Максимум

,910

Диапазон

,210

Межквартильный диапазон

,083

Асимметрия

-,658

,427

Эксцесс

1,088

,833

T3

Среднее

,82480

,004571

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,81545

Верхняя граница

,83415

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,82481

Медиана

,82500

Дисперсия

,001

Среднекв.отклонение

,025038

Минимум

,780

Максимум

,870

Диапазон

,090

Межквартильный диапазон

,034

Асимметрия

-,013

,427

Эксцесс

-,690

,833

T4

Среднее

,84480

,005919

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,83269

Верхняя граница

,85691

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,84474

Медиана

,84000

Дисперсия

,001

Среднекв.отклонение

,032418

Минимум

,770

Максимум

,912

Диапазон

,142

Межквартильный диапазон

,046

Асимметрия

,108

,427

Эксцесс

-,109

,833

QT

N

Среднее

,43197

,004347

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,42308

Верхняя граница

,44086

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,43215

Медиана

,43650

Дисперсия

,001

Среднекв.отклонение

,023810

Минимум

,390

Максимум

,470

Диапазон

,080

Межквартильный диапазон

,040

Асимметрия

-,111

,427

Эксцесс

-1,113

,833

O1

Среднее

,42953

,003964

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,42143

Верхняя граница

,43764

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,42965

Медиана

,43050

Дисперсия

,000

Среднекв.отклонение

,021714

Минимум

,391

Максимум

,466

Диапазон

,075

Межквартильный диапазон

,033

Асимметрия

-,152

,427

Эксцесс

-,869

,833

O2

Среднее

,42997

,004686

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,42038

Верхняя граница

,43955

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,42987

Медиана

,42600

Дисперсия

,001

Среднекв.отклонение

,025666

Минимум

,394

Максимум

,468

Диапазон

,074

Межквартильный диапазон

,051

Асимметрия

,196

,427

Эксцесс

-1,567

,833

O3

Среднее

,42733

,004368

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,41840

Верхняя граница

,43627

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,42700

Медиана

,42500

Дисперсия

,001

Среднекв.отклонение

,023924

Минимум

,390

Максимум

,470

Диапазон

,080

Межквартильный диапазон

,037

Асимметрия

,181

,427

Эксцесс

-,979

,833

O4

Среднее

,42607

,003816

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,41826

Верхняя граница

,43387

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,42570

Медиана

,42650

Дисперсия

,000

Среднекв.отклонение

,020904

Минимум

,392

Максимум

,468

Диапазон

,076

Межквартильный диапазон

,026

Асимметрия

,201

,427

Эксцесс

-,666

,833

P

Среднее

,42867

,004471

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,41952

Верхняя граница

,43781

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,42846

Медиана

,42850

Дисперсия

,001

Среднекв.отклонение

,024490

Минимум

,391

Максимум

,470

Диапазон

,079

Межквартильный диапазон

,044

Асимметрия

,036

,427

Эксцесс

-1,229

,833

T1

Среднее

,43283

,004798

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,42302

Верхняя граница

,44265

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,43313

Медиана

,43700

Дисперсия

,001

Среднекв.отклонение

,026281

Минимум

,391

Максимум

,469

Диапазон

,078

Межквартильный диапазон

,046

Асимметрия

-,315

,427

Эксцесс

-1,272

,833

T2

Среднее

,42560

,003898

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,41763

Верхняя граница

,43357

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,42515

Медиана

,42200

Дисперсия

,000

Среднекв.отклонение

,021352

Минимум

,394

Максимум

,465

Диапазон

,071

Межквартильный диапазон

,034

Асимметрия

,357

,427

Эксцесс

-,987

,833

T3

Среднее

,42550

,004249

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,41681

Верхняя граница

,43419

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,42478

Медиана

,41950

Дисперсия

,001

Среднекв.отклонение

,023270

Минимум

,393

Максимум

,470

Диапазон

,077

Межквартильный диапазон

,036

Асимметрия

,499

,427

Эксцесс

-,991

,833

T4

Среднее

,43243

,004031

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,42419

Верхняя граница

,44068

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,43254

Медиана

,43100

Дисперсия

,000

Среднекв.отклонение

,022076

Минимум

,392

Максимум

,469

Диапазон

,077

Межквартильный диапазон

,034

Асимметрия

-,005

,427

Эксцесс

-,957

,833

QRS

N

Среднее

,08810

,003654

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,08063

Верхняя граница

,09557

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,08833

Медиана

,08850

Дисперсия

,000

Среднекв.отклонение

,020014

Минимум

,052

Максимум

,119

Диапазон

,067

Межквартильный диапазон

,028

Асимметрия

-,200

,427

Эксцесс

-1,005

,833

O1

Среднее

,08340

,003711

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,07581

Верхняя граница

,09099

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,08324

Медиана

,08200

Дисперсия

,000

Среднекв.отклонение

,020328

Минимум

,052

Максимум

,118

Диапазон

,066

Межквартильный диапазон

,035

Асимметрия

,070

,427

Эксцесс

-1,259

,833

O2

Среднее

,08620

,003050

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,07996

Верхняя граница

,09244

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,08596

Медиана

,08800

Дисперсия

,000

Среднекв.отклонение

,016707

Минимум

,058

Максимум

,119

Диапазон

,061

Межквартильный диапазон

,027

Асимметрия

,084

,427

Эксцесс

-,890

,833

O3

Среднее

,08413

,004012

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,07593

Верхняя граница

,09234

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,08415

Медиана

,08500

Дисперсия

,000

Среднекв.отклонение

,021974

Минимум

,050

Максимум

,118

Диапазон

,068

Межквартильный диапазон

,039

Асимметрия

,017

,427

Эксцесс

-1,249

,833

O4

Среднее

,08373

,003420

95% Доверительный интервал для среднего

Нижняя граница

,07674

Верхняя граница

,09073

Среднее по выборке, усеченной на 5%

,08394

Медиана

,08400

Дисперсия

,000

Среднекв.отклонение

,018730

Минимум

,050

Максимум

,113

Диапазон

,063

Межквартильный диапазон

,034

Асимметрия

-,020

,427

Эксцесс

-1,192

,833

P

Среднее

,08433

,003760

95% Доверительный интервал для средне...


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.