VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Состояние здоровья детей является одной из наиболее значимых ценностей, от этого напрямую зависит благополучие всего общества в целом. При решении проблем связанных с ожирением детей требуется комплексный подход.

Объект исследования: дети с различными формами ожирения, у которых измерены различные медико-биологические показатели. Каждый объект описывается в виде вектора порядка n. Каждый элемент такого объекта - некоторая числовая характеристика. Так как, число данных велико и их анализ не представляется возможным без использования математического аппарата, то необходимо прибегнуть к статистическим методам.

Предмет исследования: медико-биологические показатели у детей, страдающих ожирением. Для характеристики функционального состояния у детей определяли: объем талии, объем бедер, массу тела, индекс массы тела, диастолическое артериальное давление, индекс инсулинорезистентности, уровень холестерина и глюкозы.

В исследовании приняли участие 276 детей с ожирением, которые были распределены на 5 групп в зависимости от подхода к лечению. Возраст детей от 7 до 17 лет.

Целью работы является определение взаимосвязи медико-биологических показателей у детей с ожирением, а также сравнение результатов до и после лечения.

1.      Характеристика экспериментальных данных

В качестве исходной информации имеем сведения о детях с различными степенями ожирения, у которых измерены следующие показатели:

1.                      ОТ - Объем талии, см

Измеряют объем талии по самому узкому месту на животе. К сожалению, если избыток веса значительный - то измерить талию «на глаз» бывает тяжело, тогда измеряют объем талии посередине между краями реберной дуги и гребнями подвздошных костей (самая верхняя точка костей таза). Полученные размеры отмечают в конце нормального выдоха.

2.                      ОБ - Объем бедер, см

Объем бедер следует измерять в наиболее широком месте, вокруг бедер на  уровне наиболее выступающей части ягодиц. Измерять объем бедер следует без одежды.

3.                      М - Масса тела, кг.

Масса тела в сочетании с другими антропометрическими признаками - важный показатель физического развития и состояния здоровья. Зависит от пола, роста, связана с характером питания, наследственностью, социально-экономическими условиями, а также с районом обитания. Обычно средняя масса тела мальчиков несколько больше средней массы тела девочек соответствующего возраста или равна ей, за исключением периода полового созревания девочек. Дневные колебания массы тела составляют ±2 кг. Показатели массы тела часто используются для построения разного рода индексов и схем при диагностике физического развития.

4.                      ИМТ - Индекс массы тела

Индекс массы тела (англ. body mass index (BMI), ИМТ) - величина, позволяющая оценить степень соответствия массы человека и его роста и, тем самым, косвенно оценить, является ли масса недостаточной, нормальной или избыточной. Важен при определении показаний для необходимости лечения.

Индекс массы тела рассчитывается по формуле:

где:m - масса тела в килограммах, h - рост в метрах, ИТМ измеряется в кг/м².

Показатель индекса массы тела разработан бельгийским социологом и статистиком Адольфом Кетеле (Adolphe Quetelet) в 1869 году. В соответствии с рекомендациями ВОЗ разработана следующая интерпретация показателей ИМТ:

5.      ДАД - диастолическое артериальное давление, мм.рт.ст

Нижнее число - диастолическое артериальное давление, показывает давление в артериях в момент расслабления сердечной мышцы. Это минимальное давление в артериях, оно отражает сопротивление периферических сосудов. По мере продвижения крови по сосудистому руслу амплитуда колебаний давления крови спадает, венозное и капиллярное давление мало зависят от фазы сердечного цикла.

6.                  HOMA - индекс инсулинорезистентности

О наличии инсулинорезистентности (ИР) можно косвенно судить по соотношению уровней глюкозы и инсулина натощак. Это соотношение учитывается в модели гомеостаза глюкозы (Homeostatic Model Assessment), и выражается индексом ИР (НОМА_R ), который рассчитывают по формуле:

НОМА_R = G_oxINS_o/22,5;

где: G_o - концентрация глюкозы в плазме натощак (ммоль/л),

INS_o - концентрация инсулина в сыворотке натощак (мкЕД/мл).

Индекс HOMA_R считается информативным показателем в диагностике ИР, но его применение затруднено отсутствием норм для разных возрастных групп.

7.      Холестерин - содержание холестерина в крови человека, ммоль/л

Холестерин - это липид (жир), который в основном образуется в печени и имеет ключевое значение для нормального функционирования организма.

Содержание холестерина в крови человека может варьировать от 3,6 ммоль/л до 7,8 ммоль/л. Рекомендуемый целевой уровень холестерина < 5 ммоль/л.

8.      Глюкоза - уровень глюкозы в крови, ммоль/л

Глюкоза - основной показатель углеводного обмена. Более половины энергии, которую расходует наш организм, образуется за счет окисления глюкозы. 

Концентрация глюкозы в крови регулируется гормонами: инсулин является основным гормоном поджелудочной железы. При его недостатке уровень глюкозы в крови повышается, клетки голодают.

Норма глюкозы у детей до 14 лет -3,33 -5,55 ммоль/л, у взрослых норма глюкозы в крови - 3,89 - 5,83 ммоль/л, с 60 лет уровень глюкозы в норме возрастает до 6,38 ммоль/л. Рост глюкозы происходит после сильных эмоций, стресса и курения, при неправильном питании.

9.      Группа лечения, чел

Для каждой лечебной группы предназначен различный комплекс лечения. Первый комплекс - базовый, второй и третий - коррегированные, четвертый комплекс для больных с ожирением и метаболическим синдромом, а пятый дополненный для тех же больных (ожирение и метаболический синдром).

2. Математическая постановка задачи

Имеется выборка Xi,j из n объектов, характеризующихся m переменными. Где i-номер объекта, j-номер переменной (признака).

Задача заключается в анализе структуры экспериментальных многомерных медицинских данных на основе статистических методов.

Для решения поставленной задачи необходимо проанализировать существующие подходы к анализу данных такого типа, выбрать способ его компьютерной реализации.

3. Сравнение оценок показателей у больных ожирением детей до и после лечения с использованием T -критерия Уилкоксона

Т-Критерий Уилкоксона - непараметрический статистический тест (критерий), используемый для проверки различий между двумя выборками парных измерений. Впервые предложен Фрэнком Уилкоксоном.

Критерий предназначен для сопоставления показателей, измеренных в двух разных условиях на одной и той же выборке испытуемых. Он позволяет установить не только направленность изменений, но и их выраженность, то есть, способен определить, является ли сдвиг показателей в одном направлении более интенсивным, чем в другом.

Критерий применим в тех случаях, когда признаки измерены, по крайней мере, в порядковой шкале. Целесообразно применять данный критерий, когда величина самих сдвигов варьирует в некотором диапазоне (10 - 15% от их величины). Это объясняется тем, что разброс значений сдвигов должен быть таким, чтобы появлялась возможность их ранжирования. В случае если сдвиги незначительно отличаются между собой, и принимают какие-то конечные значения, например. +1,  -1 и 0, формальных препятствий к применению критерия нет, но, ввиду большого числа одинаковых рангов, ранжирование утрачивает смысл, и те же результаты проще было бы получить с помощью критерия знаков [4].

Суть метода состоит в том, что мы сопоставляем абсолютные величины выраженности сдвигов в том или ином направлении. Для этого сначала все абсолютные величины сдвигов ранжируются, а потом суммируются ранги. Если сдвиги в ту или иную сторону происходят случайно, то и суммы их рангов окажутся примерно равны. Если же интенсивность сдвигов в одну сторону больше, то сумма рангов абсолютных значений сдвигов в противоположную сторону будет значительно ниже, чем это могло бы быть при случайных изменениях.

Следует отметить, что критерий Уилкоксона выявляет только наличие различия между выборками, но не указывает, как именно они различаются.

Можно сделать вывод, что лечение оказало наибольшее влияние на изменение показателей давления, холестерина, массы тела, индекса массы тела, объема талии и объема бедер, а влияния на другие параметры влияния не выявлено, так как различия не достоверны. По результатам можно предполагать, что лечение в общем оказывает существенное влияние на данные показатели детей с ожирением (выявлено шесть достоверных различий).

Такие же данные для детей с первой группой лечения.

Для детей из второй лечебной группы лечение оказало наибольшее влияние на изменение показателей давления, массы тела и индекса массы тела, а влияния на другие параметры влияния не выявлено, так как различия не достоверны. По результатам можно предполагать, что лечение оказывает не существенное влияние на данные показатели детей с ожирением (выявлено всего три достоверных различия).

Для детей из третьей лечебной группы лечение оказало наибольшее влияние на изменение показателей давления, массы тела, индекса массы тела, объема талии и объема бедер, а влияния на другие параметры влияния не выявлено, так как различия не достоверны. По результатам можно предполагать, что лечение оказывает существенное влияние на данные показатели детей с ожирением (выявлено пять достоверных различий).

Для детей из четвертой и пятой лечебных групп лечение оказало наибольшее влияние на изменение показателей массы тела, индекса массы тела, объема талии и объема бедер, а влияния на другие параметры влияния не выявлено, так как различия не достоверны. По результатам можно предполагать, что лечение оказывает влияние на данные показатели детей с ожирением, но не существенное (выявлено четыре достоверных различия).

В результаре анализа можно сделать вывод, что лучшие показатели сдвигов наблюдаются у детей первой лечебной группы. Не на много отличаются показатели у детей третьей группы лечения. Самые худшие результаты у детей из второй группы лечения.

Из полученных результатов можно сделать предположение: детям из третьей группы лечения назначить другой вид лечения.

По критерию Уилкоксона выявлено, что лечение, в общем, по группе оказывает влияние на больных. Наибольшее влияние оказывает лечение на детей из первой группы лечения, наименьшее - на детей из второй группы.

Список литературы

1.                  Шаропин К.А., Берестнева О.Г., Шкатова Г.И. Визуализация результатов экспериментальных исследований // Известия Томского политехнического университета, 2010 - т.316, - №5. - С. 172 - 176.

2.                  Берестнева, О.Г. Компьютерный анализ данных: учеб. пособие / О.Г. Берестнева, Е.А. Муратова, А.М. Уразаев. - Томск: Изд-во ТПУ, 2003. - 204 с.

3.                  Сидоренко, Е.В. Методы математической обработки в психологии. /Е.В.Сидоренко. - СПб.: Социально-психологический центр, 2006. - 352 с.

4.                  Гласс Дж. Статистические методы в педагогике и психологии / Гласс Дж, Стенли. Дж. - М.: Прогресс, 1976. - 495 с.

5.                  Крамер, Г. Математические методы статистики. / Г. Крамер. - 2-е изд. - М.: Мир, 1975. - 648 c.

6.                  Ходасевич, Г.Б. Обработка экспериментальных данных на ЭВМ: обработка одномерных массивов: уч. пособие/Г.Б. Ходасевич-Спб: ГУ Телекоммуникаций, 2008-60 с.

7.                  Лисьев, В.П. Теория вероятностей и математическая статистика: учеб. пособие / В.П. Лисьев. - М.: МЭСИ, 2006. - 199 с.

Код для цитирования: Скопировать