Проектирование программного обеспечения для оценки психофизиологического состояния человека

Актуальность темы. Проблема здоровья человека была, есть и будет значима всегда. При напряженном ритме жизни и постоянном воздействии повреждающих факторов окружающей среды на организм человека ложится колоссальная нагрузка. В результате образуется хроническая усталость, головные боли, сосудистые кризы, депрессия и прочие недомогания.

Оценка функционального состояния человека необходима как в медицинской практике - с целью диагностики, так и в психофизиологии - для задач оценки надежности оператора сложных человеко-машинных комплексов. В настоящее время существует множество различных предприятий и организаций, где критичен человеческий фактор, т.е. многие процессы в них зависят от принимаемых людьми решений. Для полноты оценки здоровья необходимо диагностировать как физическое, так и психическое состояние человека, т.е. проводить комплексную оценку. Для этого используются тесты (опросники), различные приборы для измерения физиологических показателей (пульс, давление и т.п.) и снятие иных нормативных показателей (скорость реакции, зрение, слух и т.п.).

Однако на данный момент не существует системы, способной в полной мере комплексно оценивать состояние здоровья. Многие известные на сегодня методики значительно устарели и требуют доработки, либо выявления новых закономерностей. Существующие системы не способствуют выявлению более эффективных и точных способов оценить состояние здоровья человека.

В связи с этим актуальной является разработка программного средства для возможности выявления новых и совершенствования существующих методов и алгоритмов обработки информации для оценки психофизиологического состояния человека(ПФС).

В частности, средства объективной оценки мониторинга состояния здоровья учащихся и коррекции выявляемых отклонений востребованы самыми различными типами образовательных учреждений, начиная с дошкольных и заканчивая вузами.

Объектом исследования является психофизиологическое состояние человека.

Предметом исследования являются методы и алгоритмы обработки информации для оценки психофизиологического состояния человека.

Целью работы является разработка информационного и программного обеспечения, которое позволит выявить новые корреляционные связи между образом жизни, родом деятельности, возрастом и т.п. - и состоянием здоровья человека посредством создания более эффективных методик определения и оценки психофизиологического состояния человека.

В курсовом проекте предполагается решение следующих задач:

Проанализировать предметную область.

Теоретически обосновать решаемую научную задачу.

Спроектировать информационное и программное обеспечение будущей системы.

Провести экспериментальную проверку и получить результаты, предложенных технических решений.

Методы исследования. Поставленные задачи курсового проекта будут решаться с использованием методов обработки статистических данных и нечеткой логики.

Научная новизна результатов работы состоит в создании качественно новых методов и алгоритмов оценки ПФС человека.

Практическая значимость результатов работы состоит в том, что будет разработано простое в использовании инструментальное средство оценки ПФС человека, использующее более совершенные методы и алгоритмы обработки информации в исследуемой области знаний.

1. Описание среды разработки Microsoft Visual Studio

1.1 Общие сведения

При создании приложения в Visual Studio сначала создаётся проект и решение. Чтобы создать приложение Windows Presentation Foundation (WPF) сначала нужно в строке меню выбрать Файл, Создать, Проект.

Рис. 12 - Строка меню в программной среде Visual Studio

Или использовать Панель быстрого запуска для того, чтобы открыть диалоговое окно «Создать проект».

Рис. 13 - Панель быстрого запуска в программной среде Visual Studio

Выбрать шаблон «Приложение WPF» (Visual Basic или Visual C#), а затем назвать проект HelloWPFApp.

Рис. 14 - Окно выбора типа создаваемого приложения в программной среде Visual Studio

Создаются и автоматически загружаются в «Обозреватель решений» проект и решение HelloWPFApp, содержащие основные файлы приложения WPF. В конструкторе WPF открываются файл MainWindow.xaml и MainWindow.xaml.cs (для выбранного языка Visual C#). 

Рис. 15 - Список элементов создаваемого проекта

После того как проект создан, можно начать его настраивать. Используя окно «Свойства», можно просматривать и изменять параметры для элементов проекта, элементов управления и других элементов приложения. С помощью «Конструктора проекта» или «Страниц свойств» можно просматривать и изменять параметры для проектов и решений.

Например, переименовать окно MainWindow в более информативное имя.

Для этого надов «Обозревателе решений» открыть окно «Свойства» для элемента MainWindow.xaml и изменить свойство «Имя файла» на Greetings.xaml.

Рис. 16 - Окно «Свойства» для элемента MainWindow.xaml

Создаваемое приложение WPF будет содержать три типа элементов управления: элемент управления TextBlock, два элемента управления RadioButton и элемент управления Button. Конструктор WPF отображает содержимое файла Greetings.xaml одновременно в представлении конструктора и в представлении XAML (в так называемом «комбинированном режиме»). Этот режим можно использовать для одновременного взаимодействия как с визуальными элементами, так и с разметкой файлов XAML, не переключаясь между вкладками в конструкторе. Чтобы начать создание пользовательского интерфейса для приложения, можно добавить элемент управления TextBlock в Greetings.xaml.

Для этого в «Панели элементов» необходимо найти элемент управления TextBlock и добавить его в центр области конструктора (рис. 8).

Рис. 17 - Элемент управления TextBlock в «Панели инструментов»

Рис. 18 - Окно «Greetings» с элементом управления TextBlock

Можно редактировать свойства данного элемента управления несколькими способами, например, напрямую в представлении XAML, в окне «Свойства» и, в некоторых случаях, с помощью команд контекстного меню. Для данного элемента управления TextBlock надо изменить отображаемый текст непосредственно в представлении XAML (значение атрибута Text=”TextBlock” на Text=”Select a messageoptionandthenchoose the Displaybutton.”).

Далее нужно добавить в форму два элемента управления RadioButton и кнопку Button. В «Панели инструментов» находится элемент управления RadioButton (рис. 19), два экземпляра которого в дальнейшем добавляются в рабочую область конструктора.

Рис. 19 - Элемент управления RadioButton в «Панели инструментов»

Далее в окне «Свойства» левого и правого элементов управления RadioButton изменить свойство «Имя» соответственно на RadioButton1 и RadioButton2.

Затем добавить отображаемый текст для каждого элемента управления RadioButton посредством контекстного меню: в пункте «Изменить текст» ввести соответствующие значения "Hello" и "Goodbye".

Последний элемент пользовательского интерфейса - это элемент управления Button (Кнопка) - добавляется аналогично RadioButton. В представлении XAML нужно изменить значение атрибута Content (Содержимое) c Content=”Button” на Content=”Display”, а затем сохранить изменения.

Редактируемое окно проекта будет похоже на рис. 20.

Рис. 20 - Окончательный вид пользовательского интерфейса

При выполнении этого приложения, после того как пользователь сначала выберет переключатель, а затем нажмёт кнопку Display, отобразится окно сообщения. Если выбран переключатель "Hello" будет отображено одно окно сообщения, а если выбран переключатель "Goodbye" - другое. Для создания этой функциональности вы добавите код для события Button_Click в файл Greetings.xaml.cs.

В области конструктора дважды щёлкните по кнопке Display.

Откроется файл Greetings.xaml.vb (или Greetings.xaml.cs) с курсором, помещённым вобработчик события Button_Click.

Для Visual C# введите следующий код:

if (RadioButton1.IsChecked == true)

{

MessageBox.Show("Hello.");

}

else {

RadioButton2.IsChecked = true;

Message Box.Show("Goodbye.");

Сохранить приложение.

2. Теоретическое обоснование автоматизированной оценки психофизиологического состояния человека

2.1 Возможности и особенности компьютеризированного тестирования человека

Наблюдение за эмоциональным напряжением и его оценка является одной из профилактических мер против снижения работоспособности человека. При этом в качестве информативного показателя изменения психофизиологического состояния (ПФС) человека используются вегетативные реакции на сенсорные или механические раздражители.

Проводится определение как физического, так и психического состояния человека, т.е. его здоровье оценивается в комплексе. Для этого используются тесты (опросники), различные приборы для измерения физиологических показателей (пульс, давление и т.п.) и снятие иных нормативных показателей (скорость реакции, зрение, слух и т.п.).

Важным звеном процесса психофизиологического анализа является тестирование и обработка результатов. Но для того чтобы обработать результаты, необходимо их получить, протестировав группу испытуемых, это можно сделать, например, при помощи бланкового тестирования, что ведет за собой довольно трудоемкий процесс сбора и анализа данных.

В последнее время все большее внимание заслуживает тестирование на персональных компьютерах. На сегодняшний день оно идет в основном по пути создания автоматизированных версий отдельных методик, которые, как правило, имеют стандартизированные вербальные и статические невербальные стимулы. На них испытуемый дает ответы «закрытого» типа, т.е. выбирает один из предложенных ответов. Переложение на компьютерную основу таких методик, ранее разработанных для ручного употребления и имеющих хорошо формализованную структуру, не представляет особой сложности. В данном случае компьютер фактически выполняет функцию обычного калькулятора с той разницей, что он обеспечивает автоматическое предъявление испытуемым тестовых заданий, выдает результаты в привычном для психодиагноста виде и ведет протокол эксперимента.

Однако уже здесь наблюдается положительный для практической психодиагностики эффект.

Во-первых, диагностические результаты будут получены сразу, что бывает крайне необходимо в таких областях, как, например, клиническое обследование или консультирование.

Во-вторых, эксперт освобождается от трудоемких рутинных операций и может сконцентрироваться на решении сугубо профессиональных задач (к рутинным операциям относятся инструктирование испытуемого, предъявление ему заданий, проверка правильности ответов, ведение протокола эксперимента и обработка результатов).

В-третьих, здесь решается проблема точности регистрации результатов и отсутствия ошибок их обработки, которые неизбежны при ручных методах расчета выходных показателей объемных тестов.

В-четвертых, оперативность обработки данных при компьютерном эксперименте позволяет проводить в сжатые сроки массовые психодиагностические обследования путем параллельного тестирования многих испытуемых. Как следствие перечисленных составляющих, компьютеризация психодиагностических методик оказывает положительное действие на повышение качества, снижение временных и материальных затрат психодиагностических экспериментов.

В-пятых, компьютеризация медицинских методик открывает широкие возможности для набора больших статистических данных, что позволяет осуществлять дальнейшие исследования в области психофизиологии и создавать новые, более эффективные методики определения состояния здоровья человека и его последующей коррекции.

2.2 Сравнительный анализ отечественных и зарубежных аналогов программных продуктов, осуществляющих психофизиологическое тестирование

Проведём сравнительный анализ существующих программных продуктов, аналогов разрабатываемого программного обеспечения.

Комплекс для психофизиологической диагностики «Универсальная психофизиологическая лаборатория».

Комплекс в профессиональном исполнении включает: компьютерную мышь (как вариант, датчики-«напальчники») со встроенными датчиками, фиксирующими три параметра: фотоплетизмограмму (т.е. периферический пульс, кровенаполнение сосудов), кожно-гальванический рефлекс (КГР) и электрокожное сопротивление (ЭКС); измерительный блок, который производит первичную фильтрацию психофизиологического сигнала; программное обеспечение.

Данный комплекс обладает возможностью регистрации сигналов физиологических сигналов КГР и ЭКС, что позволило реализовать в программном обеспечении ряд методик, основанных на измерении этих параметров человека: «детектор лжи», «релаксометр» и «зеркальный координограф». С его помощью также может быть осуществлено проведение обследований одновременно с записью сигналов ФПГ, КГР и ЭКС, т.е. испытуемому будут недоступны данные исследователя. В тестах-опросниках возможно построение «профиля личности» на основе изменений ритма сердца в процессе ответа на вопросы. Движения руки во время ответа на вопросы не будут помехой и не снизят точности сигнала, т.к. для записи сигнала использовать датчики-«напальчники» наряду с обычной компьютерной мышью.

Недостатками комплекса для психофизиологической диагностики «Универсальная психофизиологическая лаборатория» являются: отсутствие базы данных; невозможность одновременного тестирования нескольких человек; малые возможности развития.

Следующий рассматриваемый комплекс для психофизиологической диагностики называется «БиоМышь». Он отличается от обычной компьютерной мыши наличием встроенного инфракрасного датчика пульса, удобно расположенного под большим пальцем руки пользователя. В комплекте поставляется специализированное программное обеспечение, которое позволяет производить первичную обработку данных, передаваемых от сенсора, представлять их на экране монитора.

«БиоМышь» позволяет контролировать функциональное состояние человека: обеспечивается контроль за текущим состоянием здоровья пользователя компьютера.

Специализированное программное обеспечение позволяет производить первичную обработку данных, передаваемых от сенсора, представлять их на экране монитора в виде фотоплетизмограммы в реальном масштабе времени, выделять из неё ритм сердечных сокращений и анализировать вариабельность.

«БиоМышь» может использоваться для экспресс-оценки функционального состояния человека, т.е. возможностей организма по адаптации в условиях изменения среды обитания. Таким образом, комплекс предупреждает возможные изменения в состоянии здоровья.

Но рассматриваемый комплекс для психофизиологической диагностики имеет существенные недостатки: отсутствие базы данных; невозможность одновременного тестирования нескольких человек; малые возможности развития.

Диагностический комплекс Дианел предназначен для биорезонансной диагностики и психофизиологического компьютерного тестирования организма.

Аппарат комплектуется двумя программами: Дианел-Про (версия, расширенная под возможности аппарата), а также отдельную программу Дианел ИОН по диагностике и психофизиологического состояния - определения скорости адаптации, реакций возбуждения и релаксации, и т.д., что подходит для тестирования стрессоустойчивости персонала различных организаций.

К преимуществам комплекса Дианел относятся:

доступность программного обеспечения на 7 различных языках в настоящее время: русский, английский, немецкий, испанский, французский, румынский, португальский;

совместимость с современными компьютерами и операционными системами Windows;

выявление доклинической стадии заболевания;

функция психофизиологического тестирования и анализа состояния организма на основании кожно-гальванической реакции по двум каналам;

возможность отслеживания изменения в асимметрии работы полушарий мозга;

расширенные функции моделирования воздействия раздражающих факторов, выявление стрессовых состояний;

психологическое тестирование различной направленности с одновременной регистрацией физиологических параметров;

сертифицировано в России как медицинская техника, сертифицировано в Европе (CE).

Недостатками комплекса «Дианел» является следующее:

к работе на АПК «Дианел» не допускаются лица, не прошедшие специального обучения и не имеющие сертификата на право работы с данным оборудованием;

высокая стоимость;

комплекс не позволяет одновременно оценивать нескольких пациентов.

Комплекс «Здоровье-Экспресс» предназначен для скрининг-оценки уровня психофизиологического и соматического здоровья, резервов организма, параметров физического развития и выдаче индивидуальных рекомендаций по коррекции состояния и выбору образа жизни.

Комплекс предназначен для работы совместно с системой скрининга сердца «Кардиовизор» и расширяет ее возможности при проведении донозологического контроля.

Он рекомендован к применению в детских и взрослых Центрах Здоровья и полностью совместим с программным комплексом «Центр здоровья».

Комплекс изготавливается в двух исполнениях: «Здоровье-Экспресс-1» и «Здоровье-Экспресс-2».

Исполнение «Здоровье-Экспресс-1» состоит из программного обеспечения и комплекта компьютеризированных приборов (пульт психофизиологической диагностики, весы, ростомер, кистевой динамометр, калипер) для оценки уровня психофизиологического состояния и параметров физического развития. Комплекс в этом исполнении предназначен для установки на компьютер совместно с системой скрининга сердца «Кардиовизор».

В исполнении «Здоровье-Экспресс-2» комплекс дополнительно комплектуется кардиоусилителем, и обеспечивает регистрацию электрокардиограммы, анализ вариабельности сердечного ритма и оценку уровня здоровья.

Комплекс может дополнительно быть укомплектован другими приборами и оборудованием (например, измерителем артериального давления), расширяющими и дополняющими возможности комплекса.

Его основным достоинством является осуществление выдачи индивидуальных рекомендаций по коррекции состояния и выбору образа жизни.

Недостатками комплекса «Здоровье-Экспресс» является то, что: комплекс не является самостоятельным, работает лишь совместно с системой скринига сердца «Кардиовизор»; комплекс не позволяет одновременно оценивать нескольких пациентов.

Рассмотренные системы имеют существенные недостатки в практическом использовании. К их числу относятся отсутствие базы данных, рассчитанной на работу с большим количеством пользователей (свыше 10000 человек), малые возможности развития, невозможность одновременной оценки нескольких человек, необходимость специального обучения для возможности работы с комплексом, высокая стоимость - от 200000 до 300000 руб. без учета стоимости адаптации для нужд ЧГУ. Последнее особенно существенно в связи с тем, что при большом обилии различных подходов до настоящего времени не существует единой методики или общепризнанных методов комплексной психофизической диагностики и коррекции, тем более в их взаимосвязи с объективными показателями функционирования организма.

Разрабатываемый программно-аппаратный комплекс диагностики психофизиологического состояния (ПФС) должен обладать единой базой данных обследуемых, открыт для внедрения новых методик обследования и подключения внешних устройств.

Использование данного комплекса позволит:

определять состояние здоровья человека,

в зависимости от результатов обследования равномерно распределить нагрузку для человека (образовательные учреждения),

если это необходимо, подобрать индивидуальную программу по коррекции здоровья,

собрать обширный статистический материал для дальнейших исследований в области здоровья, при помощи которого можно будет выявить новые корреляционные зависимости между образом жизни современного человека и его психофизиологическим состоянием.

2.3 Методики тестирования

Описанные ниже методики тестирования человека были предоставлены заказчиком, т.е. кафедрой теории и методики физической культуры и спорта.

Тест Кагана

Методика применяется для диагностики когнитивного стиля импульсивность - рефлективность.

Данный когнитивный стиль, в соответствии с первоначальным предположением Дж. Кагана, характеризует индивидуальные различия в склонности принимать решения быстро либо медленно. Наиболее ярко это стилевое свойство проявляет себя в условиях неопределенности, когда требуется осуществить правильный выбор из некоторого множества альтернатив. Импульсивные испытуемые склонны быстро реагировать в ситуации множественного выбора, при этом гипотезы выдвигаются без анализа всех возможных альтернатив. Для рефлективных испытуемых характерен замедленный темп реагирования в подобной ситуации, гипотезы проверяются и многократно уточняются, решение принимается на основе тщательного предварительного анализа признаков альтернативных объектов.

Процедура проведения. Испытуемому предъявляется 2 тренировочных, затем 12 основных листов, на каждом из которых сверху находится изображение знакомого предмета (фигура-эталон), а внизу располагаются в два ряда 8 почти идентичных изображений этого же предмета, среди которых только одно полностью идентично фигуре-эталону. Испытуемый должен найти и указать изображение, полностью идентичное фигуре-эталону.

Инструкция: «Сейчас Вы увидите одну картинку и несколько похожих на нее. Вам необходимо найти на этом рисунке точно такую же картинку, как та, что вверху, и показать её. Для первоначальной тренировки Вам будут показаны две демонстрационные карточки. Далее задачи будут совсем не такие простые. Найдите как можно быстрее картинку, максимально похожую на эту вверху, и покажите ее сразу же».

Обработка и интерпретация представлена ниже в таблице 3.

Таблица 3 - Данные для обработки и интерпретации работы

Номера картинок считаются слева направо, сверху вниз.

Показатели импульсивности/рефлективности:

латентное время первого ответа (сумма);

общее количество ошибок.

Рефлективные индивидуумы находятся выше медианы времени ответа и ниже медианы количества ошибок, тогда как импульсивные индивидуумы - ниже медианы времени ответа и выше медианы количества ошибок.

В среднем примерно 2/3 выборки приходится на рефлективных и импульсивных испытуемых, 1/3 - на две особые категории испытуемых, получивших название «быстрых/точных» и «медленных/неточных».

Люди с импульсивным стилем быстро выдвигают гипотезы в ситуации альтернативного выбора, при этом они допускают много ошибочных решений. Для людей с рефлексивным стилем, напротив, характерен более замедленный темп принятия решения, соответственно они допускают мало ошибок в силу тщательного предварительного анализа гипотез (табл. 4).

Таблица 4 - Краткая характеристика когнитивных стилей

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Рис. 21 - расположение когнитивных стилей относительно медианы ошибок (8 шт.) и медианы времени ответа (40 сек.)

Теппинг-тест

Методика основана на определении динамики максимального темпа движения рук. Тест используется обычно в комплексе с другими, измеряющими характеристики личности и может быть полезен при профориентации и для психологического консультирования по совершенствованию индивидуального стиля деятельности. Тестирование производится индивидуально, занимает не более 2 мин.

Для проведения теппинг-теста требуется стандартный бланк, представляющий собой стандартный лист бумаги (А4, 210х297). На нем начерчен большой прямоугольник, приблизительно 200х280, разделенный на восьми расположенных по четыре в ряд равных прямоугольника. Также необходимы секундомер и карандаш.

Инструкция: «По сигналу экспериментатора Вы должны начать проставлять точки в каждом квадрате бланка. В течение 5 сек. необходимо поставить как можно больше точек. Переход с одного квадрата на другой осуществляется по команде экспериментатора, не прерывая работы и только по направлению часовой стрелки. Все время работайте в максимальном для себя темпе. Возьмите в правую (или левую руку) карандаш и поставьте его перед первым квадратом стандартного бланка».

Экспериментатор подает сигнал: «Начали», а затем через каждые 5 сек. дает команду: «Перейти на другой квадрат». По истечении 5 сек. работы в 8-м квадрате экспериментатор подает команду: «Стоп».

Обработка результатов включает следующие процедуры:

подсчитать количество точек в каждом квадрате;

построить график работоспособности, для чего отложить на оси абсцисс порядковые номера 5-секундных промежутков времени, а на оси ординат - количество точек соответствующем квадрате (рис.22).

Анализ результатов исходит из того, что сила нервных процессов является показателем работоспособности нервных клеток и нервной системы в целом. Сильная нервная система выдерживает большую по величине и длительности нагрузку, чем слабая.

Полученные в результате варианты динамики максимального темпа движения рук могут быть условно разделены на пять типов: выпуклый, ровный, нисходящий, промежуточный, вогнутый. Характеристики типов приведены ниже в таблице 5.

Таблица 5 - Типы нервной системы

Типы динамики максимального темпа движений представлены ниже.

Красная горизонтальная линия - линия, отмечающая уровень начального темпа работы в первые 5 сек.

Тест «Индивидуальная минута»

Проблема временной организации живых организмов находится в самом центре современной науки. Временную структуру отражает категория «ритм». Все параметры ритмов связаны с категорией времени, поэтому одним из показателей степени организации биологических ритмов служит показатель индивидуального восприятия времени. Его можно определить с помощью теста продолжительности индивидуальной минуты (ИМ).

Инструкция: «По сигналу Вы должны мысленно отмерить 60-секундный интервал времени и сказать «Стоп!», когда посчитаете, что минута истекла».

Оценка времени длительности индивидуальной минуты измеряется с помощью секундомера.

Существуют люди, адекватно оценивающие этот временной интервал (около 35%), субъективно «ускоряющие» время (около 30%) и субъективно «замедляющие» время (около 35 %). Субъективное ускорение течения времени свидетельствует об информационной перегрузке, напряжении адаптационных механизмов, повышении тревожности человека, чрезмерном эмоциональном напряжении, депрессивном состоянии. Удлинение индивидуальной минуты свидетельствует о преобладании тормозных процессов.

Тест «Зрительная реакция»

Зрительная сенсорная система играет огромную роль в осуществлении двигательных актов и способности воспринимать движение. Обучение движениям, совершенствование пространственной точности движений происходит также при участии зрительной сенсорной системы. Данный тест позволяет определить латентное время простой двигательной реакции и длительность проведения нервного возбуждения через синапсы. В связи с этим величина латентного времени рефлекса служит важным показателем функционального состояния нервных центров.

Простая зрительно-моторная реакция (ПЗМР) используется для исследования уровня активации центральной нервной системы, сложная зрительно-моторная реакция (СЗМР) - для исследования операторской работоспособности, стрессоустойчивости. При проведении тестов ПЗМР и СЗМР испытуемому на экране монитора предъявляются стимулы, в первом случае одного цвета, во втором - двух разных цветов. Если требуется реализовать методики для каждого глаза отдельно, используется специальный тубус. В тесте ПЗМР при появлении сигнала требуется как можно быстрее нажать на кнопку. СЗМР реализована в двух вариантах: реакция различения (кнопка нажимается только на стимулы одного цвета) и реакция выбора (каждому цвету соответствует своя кнопка).

Сигналы могут предъявляться на экране монитора через разные промежутки времени. Оцениваются концентрация и устойчивость внимания, с этой целью число предъявлений стимулом должно быть не менее 100.

Инструкция: «На экране монитора периодически будетпоявляется вспышка (красный круг), увидев которую нужно нажать на клавишу «пробел»».

2.4 Анализ процесса обработки информации и выбор структур данных ее хранения

Разрабатываемое программное обеспечение должно обеспечивать компьютеризацию существующих и способствовать накоплению статистических данных для создания новых, более эффективных медицинских методик по диагностике и коррекции здоровья людей. Информацию о человеке и результатах тестирования необходимо хранить в базе данных. Создаваемый программно-аппаратный комплекс должен быть рассчитан на различные методики диагностики и группы обследуемых.

В состав программного обеспечения будут входить три приложения: приложение для ввода новых организаций в базу данных, приложение, непосредственно осуществляющее тестирование, приложение для анализа результатов тестирования и общей статистики. Подобное разделение связано с ограничением доступа к информации: вводить новые организации (вузы, ссузы, школы), подразделения (институты/факультеты, параллели - для школ), отделы (группы, классы) может только исследователь, в роли которого может выступать преподаватель, начальник соответствующего отдела и т.п. Тестируемый не должен иметь возможности каким-либо образом менять данную информацию. Он будет заносить в базу данных лишь свои личные данные, которые, в свою очередь, не сможет изменять исследователь.

Описание методов и разработка основных алгоритмов решения задачи

Алгоритм оценки психофизиологического состояния человека должен учитывать периодичность обследования, его первичность или повторность, возможность выбора определенного теста и проверку корректности его прохождения, выдачу информации о прохождении теста или необходимости его повторения.

Для определения здоровья обследуемого будут использоваться различные медицинские методики, выбор которых обусловлен требованиями заказчика.

В состав каждого теста должны входить:

инструкция к тесту,

сам тест,

системные диалоговые сообщения для пользователя,

алгоритм обработки результатов тестирования.

Методика тестирования и оцениваемые показатели могут быть самыми различными. Для примера можно привести формализованную запись теппинг-теста.

Формализация теппинг-теста. При оценке типа нервной системы на выходе теста получается вектор количества нажатий за каждые 5 сек., состоящий из 8 элементов: .

Чтобы определить тип нервной системы, необходимо сначала найти максимальное и минимальное значения данного вектора чисел:

.

Также необходимо вычислить среднее количество точек за 1 5-секундный отрезок времени, т.е.

,

и допустимое его отклонение (для определения «ровного» типа):

.

Далее осуществляется перебор элементов вектора : если они все принадлежат диапазону , то человек относится к типу «ровный».

Если он не входит в указанный выше диапазон, тогда определяется принадлежность испытуемого к «промежуточному» типу. Для этого вычисляются следующие значения:

.

Если и все остальные элементы вектора меньше , то тип «промежуточный».

Если человек не относится ни к одному из вышеуказанных типов, то далее осуществляется проверка на принадлежность к «выпуклому» типу: . Если он не относится к выпуклому типу, но , а все остальные элементы меньше первых двух, то ему присваивается тип «нисходящий».