Снижение болевого синдрома у людей, страдающих заболеваниями опорно-двигательного аппарата

Размещено на http://www.allbest.ru/

Снижение болевого синдрома у людей, страдающих заболеваниями опорно-двигательного аппарата

Захватова Е.В., Тихонова Т.П.

Предложен метод расчета величины давления изделия в точках действия массажных элементов на любом уровне для разработки изделий профилактического назначения с заданными свойствами.

Ключевые слова: проектирование; производство; изделий профилактического назначения; лечебный эффект; давление; массажные элементы.

массажный профилактический лечебный изделие

Решению проблемы снижения болевого синдрома у людей, страдающих заболеваниями опорно-двигательного аппарата, может способствовать проектирование и производство лечебно-профилактической одежды широкого диапазона действия, лечебный эффект от которой достигается механическим воздействием плотнооблегающих изделий на кожный покров человека. Использование лечебно-профилактических изделий массажного действия неизбежно связано с давлением изделия на кожный покров человека.

Из медицинских источников известно, что за нормальное давление крови в капиллярах можно принять давление, равное 1330-1999,5 Па (10-15 мм рт. ст.). Эти данные приняты в качестве критерия оценки допускаемого давления корсетных изделий на тело человека. Для достижения лечебно-профилактического эффекта давление изделий не должно превышать 3320 Па (25 мм рт. ст.), причем нижняя граница давления изделий не должна быть ниже 1330 Па (10 мм рт. ст.). В противном случае не будет оказываться нужного воздействия на определенные участки тела человека.

Определить давление в конкретной зоне и сравнить его значение с предельно допустимым весьма сложная задача. Для решения данной задачи были произведены замеры давления лечебно-профилактических изделий жилетов для массажа на кожный покров человека по определенным уровням [1]. Замеры проводились с помощью усовершенствованного прибора, действующего по принципу измерения давления в корсетных изделиях.

Точки замера величин давления выбираются по уровням в соответствии с методом отбора случайных точек, т.е. рандомизацией. С помощью таблицы случайных чисел определяем количество и последовательность этих напряженных точек. В эксперименте участвуют два изделия: на тканевой и трикотажной основе. Эксперимент проводим в два этапа.

На первом этапе измеряется давление изделий на заднюю поверхность манекена по заданным уровням. Второй этап эксперимента предусматривает измерение величин давления изделий на фигуру человека в статике и динамике. Динамика движений человека включает: отведение рук в стороны и вперед из статичного положения «стоя, руки опущены». Полученные результаты обрабатываются методами регрессионного анализа.

Методы получения математических моделей объекта могут быть теоретические и экспериментальные. Чаще всего используется сочетание этих методов. Зная математическую модель объекта, можно спрогнозировать свойства выходящего продукта.

Для более простого воспроизведения уравнений пользуемся значениями давления в миллиметрах ртутного столба. Для построения математической модели эксперимента используются следующие факторы:

параметры массажных элементов - Хх (ширина, мм), Х2 (длина, мм), Х3 (высота, мм);

количество массажных элементов на уровне - Х4, шт;

ширина спинки жилета, по уровню которой измеряют давление изделия- Х5 (мм);

растяжимость материалов - Х6(по горизонтали, %), Х7(ио вертикали, %).

Параметры массажных элементов определены в ходе антропометрических измерений и на основании теории и техники точечного массажа. Количество массажных элементов по уровню определилось, исходя из ширины уровня (100 мм) и параметра изделия на этом участке.

Растяжимость материалов выявлена в ходе испытаний релаксационных характеристик ткани и трикотажа. Все факторы являются независимыми. Их величина зафиксирована конкретными приборами.

Математические модели строились и исследовались поэтапно. На первом этапе определялась спецификация модели, на втором - определялись коэффициенты модели, на третьем - строился доверительный интервал для условного математического ожидания, на четвертом - оценивалась значимость полученных коэффициентов модели и всего уравнения в целом, на пятом - проверялась адекватность построенной регрессионной модели.

Этап 1. Построение математической модели предполагает составление ее спецификации, т.е. обоснование решения, какие факторы необходимо включить в уравнение линейной регрессии. Это связано с тем, что от правильно составленной спецификации в значительной степени зависят свойства оценок коэффициентов регрессии.

Этап 2. Для построения математических моделей использовался метод наименьших квадратов. Анализ расположения эмпирических точек на координатной плоскости позволил предположить наличие линейной регрессионной зависимости между факторами y и x. Поэтому уравнение регрессии строилось в виде линейного соотношения

Этап 3. После построения уравнения регрессии определялся доверительный интервал для функции регрессии, т.е. для условного математического ожидания MX(Y), который с заданной надежностью (доверительной вероятностью) у = 1 - а накрывает неизвестное значение Mx(Y)

С учетом того, что статистика

имеет t - распределение Стьюдента с k = п-2 степенями свободы (и - объем выборки), доверительный интервал для условного математического ожидания MX(Y) определялся в виде:

где - стандартная ошибка оценки Y.

Так как при построении моделей использовались выборки объема п = 40 (для уровня лопаток и талии) и п -20 (для уровня позвоночника и продольных мышц спины), то использовались критические значения t- критерия Стьюдента на уровне значимости а = 0,05 соответственно /095;38 =2,02 (при п = 40) и 'о,95;18 = (при п = 20).

Этап 4. После построения доверительных интервалов оценивалась значимость уравнения Y по X на уровне а = 0,05. Оценку значимости можно провести двумя способами: а) с помощью таблиц F - распределения и б) с помощью таблиц t -распределения.

Этап 5. Проверка адекватности построенной регрессионной модели.

Одной из наиболее эффективных оценок адекватности регрессионной модели, мерой качества уравнения регрессии (или, как говорят, мерой качества подгонки регрессионной модели к наблюденным значениям), характеристикой прогностической силы анализируемой регрессионной модели является коэффициент детерминации, определяемый по формуле:

и показывающий, какая часть (доля) вариации зависимого фактора Y обусловлена вариацией объясняющей фактора X.

Так как 0<qr<q, то 0<i?2<l. Чем ближе R2k единице, тем лучше регрессия аппроксимирует эмпирические данные, тем теснее наблюдения примыкают к линии регрессии. Если R2 =1, то эмпирические точки (хпу,) лежат на линии регрессии и между переменными Хи Г существует линейная функциональная зависимость. Если R2 =0, то вариация зависимой переменной полностью обусловлена воздействием неучтенных в модели переменных, и линия регрессии параллельна оси абсцисс.

Уравнения регрессии были построены по определенным ранее уровням при замерах давления на манекене и человеке. Причем, в случае с человеком, уравнения получены как в статике, так и в динамике. Полученные уравнения регрессии для изделия на тканевой основе представлены в табл. 1, для изделия на трикотажной основе - в табл.2.

Таблица 1

На основании полученных математических моделей можно утверждать, что функция давления жилета для массажа зависит от количества массажных элементов на единицу площади для уровней лопаток и талии, для уровней позвоночника и продольных мышц спины - от параметров детали спинки по уровню замеров. Полученные уравнения наглядно показывают динамику роста величины давления при выполнении человеком движений в изделии на тканевой основе.

Наибольшие величины давления соответствуют движению «руки вперед». Параметры давления в статичном положении человека при опущенных руках на всех уровнях замеров меньше давления, оказываемого на поверхность манекена, за счет большей плотности поверхности манекена и менее выраженного рельефа поверхности на срединном уровне и уровне, соответствующем продольным мышцам спины человека.

Таблица 2

Таблица 3

В изделии на трикотажной основе при движении человека «руки в стороны» величины давления на всех уровнях уменьшаются, что объясняется подвижностью трикотажного полотна, его структурой. В то же время, значения давления достаточны для оказания профилактического действия.

Линейный характер зависимости наглядно показывают графики, полученные на основании уравнений регрессий. Графики построены по предметам исследования (манекен, человек), по уровням замеров давления с учетом конструкционных материалов основы изделий и динамики движений человека (рис. 1-3).

Таким образом, полученные уравнения дают возможность рассчитать величины давления изделия в точках действия массажных элементов на любом уровне и разрабатывать изделия профилактического назначения с заданными свойствами. При изменении количества массажных элементов, конфигурации детали спинки жилета или конструкции в целом, можно контролировать силу давления лечебно-профилактического изделия на тело человека.

Библиографический список

1. 3ахватова Е. В., Тихонова Т. П. Определение зон, влияющих на оздоровление человека, в лечебно-профилактических изделиях. // Швейная промышленность. - М., 2007, № 6.

2. Захватова Е. В., Тихонова Т. П., Серов В. В. Оценка эффективности действия лечебно-профилактических изделий для массажа методом субъективной оценки боли // Швейная промышленность. - М., 2009, № 6. с. 26-30.

Размещено на Allbest.ru