СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЦЕНОК НОРМАТИВНЫХ ЗНАЧЕНИЙ СОДЕРЖАНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В СРЕДЕ ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2009 года по МПК A61B10/00 

Изобретение относится к способам оценки среды обитания и здоровья человека и групп населения, проживающих на территориях, отнесенных к эколого-биогеохимическому району, который характеризуется стабильным поведением комплекса показателей состояния здоровья населения и факторов окружающей среды, а именно к способам получения оценок нормативных значений содержания микроэлементов в суточном водно-пищевом рационе, в среде обитания человека и групп населения, проживающих на территориях, отнесенных к эколого-биогеохимическому району.

Известное биогеохимическое районирование территорий в качестве методологической основы проблем геохимической экологии эндемических болезней было успешно проведено В.В.Ковальским в 1974 году, благодаря трудам которого создана и внедрена широко в практику карта биогеохимического районирования территории бывшего Советского Союза [1]. Также эти основы нашли отражение в трудах А.П.Авцына в 1991 году в развитии медицинской микроэлементологии как учения о микроэлементах (атомовитах) и микроэлементозах (атомовитозах). В.В.Ковальский, В.Л.Сусликов, В.Д.Семенов обнаружили, что в условиях перехода биосферы в новое состояние - антропобиосферу естественные биогеохимические цепи приобрели искусственный характер [1].

Известен способ прогнозирования состояния здоровья населения (RU 2125837 С1, кл. 6 А61В 10/00, от 10.02.1999), в котором в качестве экологических зон брали однородные участки территории, характеризующиеся стабильным поведением в них комплекса показателей состояния здоровья населения и факторов окружающей среды, разграниченные посредством иерархической агломеративной кластерной процедуры, построением математической модели для оценки комбинированного и сочетанного взаимодействия комплекса факторов, влияющих на состояние здоровья населения [2].

Прототипом заявляемого изобретения является способ биогеохимического районирования территории В.В.Ковальского, модифицированный В.Л.Сусликовым для территории Чувашии [1], учитывающий внесение в воздушную среду и суточные водно-пищевые рационы новых химических элементов и нарушение естественных биогенных циклов их миграции, в котором исследовались источники водоснабжения, пробы почвы, атмосферного воздуха, пробы растительных продуктов питания, пищевых продуктов животного происхождения, пробы суточных водно-пищевых рационов, проводили 21 экспедиция на территории Чувашии и 1 экспедиция в Якутию. Была рассчитана величина реальной нагрузки (РН) на человека химических веществ, поступающих с атмосферным воздухом, питьевой водой и пищевыми продуктами в баллах, которая определялась по сумме кратностей отношений между фактической концентрацией вещества в воздухе, воде и пище к предельно-допустимым концентрациям веществ, утвержденных специальными документами: СанПиН №3086-84, СанПиН 2.1.4.544-96, СанПиН 2.1.4.559-96. Определение РН для населения каждого административно-территориального района Чувашии проводилось с учетом ежегодных отчетов и протоколов исследований центров госсанэпиднадзора и лабораторий министерства охраны окружающей среды, официальные материалы министерств здравоохранения и охраны окружающей среды. Для изучения баланса микроэлементов и витаминов проводился сбор суточной мочи, кала, водно-пищевого рациона, волос и крови. Микроэлементы определяли атомно-абсорбционным, фотоколориметрическим и другими известными методами.

Известные способы [1, 2] не могут использоваться на современном этапе для более точного определения оценок нормативных значений содержания микроэлементов в среде обитания человека и групп населения, проживающих на территориях, отнесенных к эколого-биогеохимическому району, так как

а) способы 80-90 годов утратили свою актуальность в смысле точности и объективности реакции на изменения среды обитания, так как суточные водно-пищевых рационы уже другие;

б) известные способы могут быть использованы в целях сравнения с новыми показателями заболеваемости (например, сердечно-сосудистыми заболеваниями) и оценками нормативных значений содержания микроэлементов в среде обитания человека и групп населения, проживающих на территориях, отнесенных к эколого-биогеохимическому району;

в) в известных способах, в новом малом исследовании определения оценок нормативных значений содержания микроэлементов в среде обитания человека (в связи с одним показателем заболеваемости, например от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ) не используются методы нужной группировки населения (обладающей модельной репрезентативностью) на основе математической закономерности, которые аналитически описывали одно из взаимодействий в малом по всему спектру микроэлементов и показателей.

Заявляемое изобретение решает новую задачу определения, получения оценок нормативных значений содержания микроэлементов в суточном водно-пищевом рационе, в среде обитания человека и групп населения, проживающих на территориях, отнесенных к эколого-биогеохимическому району. Полученный интервал для этих значений можно рекомендовать как оптимальный, сбалансированный, определяющий состояние здоровья групп населения, проживающих на территории, отнесенной к данному эколого-биогеохимическому району. В целом, способ обеспечивает новую методологическую и практическую основу для оценки среды обитания и здоровья населения.

Способ оценки среды обитания и здоровья человека и групп населения, проживающих на территориях, отнесенных к эколого-биогеохимическому району, который характеризуется стабильным поведением комплекса показателей состояния здоровья населения и факторов окружающей среды, путем сбора проб суточного водно-пищевого рациона, биогеохимического районирования, выделения районов эколого-биогеохимического оптимума, кризиса и бедствия, построения математической модели для оценки комбинированного и сочетанного взаимодействия комплекса факторов, влияющих на состояние здоровья, отличающийся тем, что группу населения, проживающую в районах эколого-биогеохимического оптимума с низкими уровнем и показателями заболеваемости от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и смертности, связанной с ССЗ относят к контрольной группе, а группу, проживающую в районах эколого-биогеохимического кризиса или бедствия с высокими уровнем и показателями заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, относят к опытной группе, наблюдают за контрольными и опытными группами, содержанием микроэлементов в их суточных водно-пищевых рационах в течение нескольких месяцев, лет, но не более чем 25 лет, регистрируют для этих групп показатели заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, и далее определяют параметры распределений значений показателя заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, значений содержания микроэлементов в суточных водно-пищевых рационах как случайных величин и их распределений - композиций по формулам:

, ,

где х_1,0 - значение содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах в начале фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной опытной группой или, если опытных групп несколько, то значение минимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах нескольких опытных групп за фиксированный промежуток времени; х_1,1 - значение содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах в конце фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной опытной группой или, если опытных групп несколько, то значение максимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах нескольких опытных групп за фиксированный промежуток времени; x_1,2 - значение максимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах опытной и контрольной групп за фиксированный промежуток времени или, если опытных и контрольных групп несколько, то значение максимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах среди всех опытных и контрольной групп за фиксированный промежуток времени; х_1,3 - значение минимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах опытной и контрольной групп за фиксированный промежуток времени или, если опытных и контрольных групп несколько, то значение минимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах среди всех опытных и контрольной групп за фиксированный промежуток времени; у_1,0 - значение показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в начале фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной опытной группой или, если опытных групп несколько, то значение минимального наблюдаемого показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, среди нескольких опытных групп за фиксированный промежуток времени; у_1,1 - значение показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в конце фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной опытной группой или, если опытных групп несколько, то значение максимального наблюдаемого показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, среди нескольких опытных групп за фиксированный промежуток времени; у_1,2 - значение максимального наблюдаемого показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в опытной и контрольной группах за фиксированный промежуток времени или, если опытных и контрольных групп несколько, то значение максимального показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ среди всех опытных и контрольной групп за фиксированный промежуток времени; у_1,3 - значение минимального наблюдаемого показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в опытной и контрольной группах за фиксированный промежуток времени или, если опытных и контрольных групп несколько, то значение минимального показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ среди всех опытных и контрольной групп за фиксированный промежуток времени; ω₁ - условная дисперсия случайной величины, обозначающей содержание микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах опытной группы или опытных групп; ω₂ - условная дисперсия случайной величины, обозначающей показатель заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, у опытной группы или у опытных групп; z₁ - общий делитель дисперсий ω₁ и ω₂;

, ,

где х_2,0 - значение содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах в начале фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной контрольной группой или, если контрольных групп несколько, то значение минимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах нескольких контрольных групп за фиксированный промежуток времени; х_2,1 - значение содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах в конце фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной контрольной группой или, если контрольных групп несколько, то значение максимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах нескольких контрольных групп за фиксированный промежуток времени; у_2,0 - значение показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в начале фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной контрольной группой или, если контрольных групп несколько, то значение минимального наблюдаемого показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, среди нескольких контрольных групп за фиксированный промежуток времени; у_2,1 - значение показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в конце фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной контрольной группой или, если контрольных групп несколько, то значение максимального наблюдаемого показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, среди нескольких контрольных групп за фиксированный промежуток времени; ω₃ - условная дисперсия случайной величины, обозначающей содержание микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах контрольной группы или контрольных групп; ω₄ - условная дисперсия случайной величины, обозначающей показатель заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, у контрольной группы или у контрольных групп; z₂ - общий делитель дисперсий ω₃ и ω₄; и далее находят общий делитель распределений-композиций , являющийся общим параметром распределений, проводят оценку начальных теоретических моментов первого порядка распределений-композиций, параметров ξ₁ и ξ₃ как

где n - число наблюдаемых опытных и контрольных групп; х_j - наблюдаемое значение содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах в начале или в конце фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной опытной или контрольной группой; у_k - наблюдаемое значение показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в начале или в конце фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной опытной или контрольной группой, и далее получают доверительные интервалы для оцениваемых нормативных значений содержания микроэлементов как ξ₁±ξ₂, также получают доверительные интервалы для оцениваемых параметров случайной величины, обозначающей показатель заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ как ξ₃±ξ₂, причем расчеты производят последовательно, по каждому из микроэлементов и по каждому из показателей заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ: сначала получают доверительные интервалы для оцениваемых нормативных значений содержания микроэлемента по одному району как ξ₁±ξ₂ на основе сравнения контрольной и опытной групп населения по показателю заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, затем получают доверительные интервалы для оцениваемых нормативных значений содержания микроэлемента по двум или нескольким районам как ξ₁±ξ₂ на основе сравнения двух или нескольких контрольных и двух или нескольких опытных групп населения по показателю заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, затем среди полученных доверительных интервалов выбирают искомый интервал для определения оптимума содержания каждого микроэлемента [(ξ₁-ξ₂)^*, (ξ₁+ξ₂)^*], где (ξ₁-ξ₂)^* - максимальное значение, отбираемое из множества Min значений нижних границ, соответствующих самым меньшим значениям ξ₃±ξ₂ каждого из показателей заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, Min={(ξ₁-ξ₂)₁,…,(ξ₁-ξ₂)_i}, где i - число показателей и рассчитанных доверительных интервалов, а (ξ₁+ξ₂)^* - минимальное значение, отбираемое из множества Max значений верхних границ, соответствующих самым меньшим значениям ξ₃±ξ₂ каждого из показателей заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, Max={(ξ₁+ξ₂)₁,…,(ξ₁+ξ₂)_i} где i - число показателей и соответствующих им рассчитанных доверительных интервалов, и полученный интервал для значений [(ξ₁-ξ₂)^*, (ξ₁+ξ₂)^*] содержания в суточных водно-пищевых рационах каждого микроэлемента рекомендуют как оптимальный, сбалансированный, определяющий состояние здоровья групп населения, проживающих на территории, отнесенной к данному эколого-биогеохимическому району.

Способ проводится следующим образом. С целью выявления стабильного поведения комплекса показателей состояния здоровья групп населения и факторов окружающей среды сначала проводят экологическое биогеохимическое районирование и картографирование исследуемой территории проживания групп населения. Учитывают внесение в воздушную среду и суточные водно-пищевые рационы новых химических элементов и нарушение естественных биогенных циклов их миграции, в котором исследуются источники водоснабжения, пробы почвы, атмосферного воздуха, пробы растительных продуктов питания, пищевых продуктов животного происхождения, пробы суточных водно-пищевых рационов.

Выделяют районы эколого-биогеохимического оптимума, кризиса и бедствия с целью построения математической модели для оценки комбинированного и сочетанного взаимодействия комплекса факторов, влияющих на состояние здоровья. Причем группу населения, проживающую в районах эколого-биогеохимического оптимума с низкими уровнем и показателями заболеваемости от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и смертности, связанной с ССЗ относят к контрольной группе, а группу, проживающую в районах эколого-биогеохимического кризиса или бедствия с высокими уровнем и показателями заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, относят к опытной группе

Наблюдают за контрольными и опытными группами, содержанием микроэлементов в их суточных водно-пищевых рационах в течение нескольких месяцев, лет, но не более чем 25 лет. Регистрируют для этих групп показатели заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, и далее определяют параметры распределений значений показателя заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, значений содержания микроэлементов в суточных водно-пищевых рационах как случайных величин и их распределений-композиций по формулам (1) и (2).

Далее находят общий делитель распределений-композиций , являющийся общим параметром распределений, проводят оценку начальных теоретических моментов первого порядка распределений-композиций, параметров ξ₁ и ξ₃ по формулам (3) и (4).

Получают доверительные интервалы для оцениваемых нормативных значений содержания микроэлементов как ξ₁±ξ₂. Также получают доверительные интервалы для оцениваемых параметров случайной величины, обозначающей показатель заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ как ξ₃±ξ₂. Причем расчеты производят последовательно, по каждому из микроэлементов и по каждому из показателей заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ. Сначала получают доверительные интервалы для оцениваемых нормативных значений содержания микроэлемента по одному району как ξ₁±ξ₂ на основе сравнения контрольной и опытной групп населения по показателю заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ. Затем получают доверительные интервалы для оцениваемых нормативных значений содержания микроэлемента по двум или нескольким районам как ξ₁±ξ₂ на основе сравнения двух или нескольких контрольных и двух или нескольких опытных групп населения по показателю заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ. Затем среди полученных доверительных интервалов выбирают искомый интервал для определения оптимума содержания каждого микроэлемента [(ξ₁-ξ₂)^*, (ξ₁+ξ₂)^*], где (ξ₁-ξ₂)^* - максимальное значение, отбираемое из множества Min значений нижних границ, соответствующих самым меньшим значениям ξ₃±ξ₂ каждого из показателей заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, Min={(ξ₁-ξ₂)₁,…,(ξ₁-ξ₂)_i} где i - число показателей и рассчитанных доверительных интервалов, а (ξ₁+ξ₂ ^*) - минимальное значение, отбираемое из множества Мах значений верхних границ, соответствующих самым меньшим значениям ξ₃±ξ₂ каждого из показателей заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, Max={ξ₁+ξ₂)₁,…,(ξ₁+ξ₂)_i} где i - число показателей и соответствующих им рассчитанных доверительных интервалов.

Полученный интервал для значений [(ξ₁-ξ₂)^*, (ξ₁+ξ₂)^*] содержания в суточных водно-пищевых рационах каждого микроэлемента рекомендуют как оптимальный, сбалансированный, определяющий состояние здоровья групп населения, проживающих на территории, отнесенной к данному эколого-биогеохимическому району.

Пример 1.

По предлагаемому способу были проведены расчеты (табл.1-4) для получения оценок нормативных значений содержания микроэлемента кремния, мг/л, в суточных водно-пищевых рационах по показателям заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, Алатырского и Порецкого районов Чувашской республики.

В качестве исходных данных рассматриваем (табл.1-4):

а) значения содержания микроэлемента кремния, мг/л, в суточных водно-пищевых рационах Алатырского и Порецкого районов Чувашской республики, представляющих опытные группы населения, наблюдаемые в 1980 и 2001 гг.;

б) значения содержания микроэлемента кремния, мг/л, в суточных водно-пищевых рационах Канашского и Янтиковского районов Чувашской республики, представляющих контрольные группы населения, наблюдаемые в 1980 и 2001 гг.;

в) значения показателей заболеваемости (на 1 тыс. населения) от ССЗ и смертности (на 100 тыс. населения), связанной с ССЗ, в Алатырском и Порецком районах Чувашской республики, для опытных групп населения, наблюдаемые в 1980 и 2001 гг.;

г) значения показателей заболеваемости (на 1 тыс. населения) от ССЗ и смертности (на 100 тыс. населения), связанной с ССЗ, в Канашском и Янтиковском районах Чувашской республики, для контрольных групп населения, наблюдаемых в 1980 и 2001 гг.

Заносят исходные данные в таблицы (табл.1-8) для автоматизированного расчета. Обозначения переменных и ячеек в таблицах:

omega1=ω₁; omega2=ω₂; omega3=ω₃; omega4=ω₄;

z1=z₁; z2=z₂; SM=NM=ξ₁; SZ=NZ=ξ₃; z1/z2=;

I10=I11=ξ₂; J10=ξ₁-ξ₂; J11=ξ₃-ξ₂; К10=ξ₁+ξ₂; К11=ξ₃+ξ₂.

В таблице 1 использованы следующие формулы для ячеек:

G1=(B3+C3+B20+C20)/4; G2=(D3+E3+D20+E20)/4;

G3=(C3-B3)/(C3-C20); G4=(E3-D3)/(E3-D20);

G5=(B20-C20)/(C3-C20); G6=(E20-D20)/(E3-D20);

G7=G3/G4; G8=G5/G6; G9=G7/G8;

J10=G10-I10; J11=G11-I11; K10=G10+I10; K11=G11+I11.

В таблице 2 использованы следующие формулы для ячеек:

G1=(B3+C3+B20+C20+B5+C5+B21+C21)/8;

G2=(D3+E3+D20+E20+D5+E5+D21+Е21)/8;

G3=(C3-B5)/(C3-C21); G4=(E3-D5)/(E3-D20);

G5=(B20-C21)/(C3-C21); G6=(E21-D20)/(E3-D20);

G7=G3/G4; G8=G5/G6; G9=G7/G8

J10=G10-I10; J11=G11-I11; K10=G10+I10; K11=G11+I11.

В таблице 3 использованы следующие формулы для ячеек:

G1=(B3+C3+B20+C20)/4; G2=(D3+E3+D20+E20)/4;

G3=(C3-B3)/(C3-C20); G4=(E3-D3)/(E3-D20);

G5=(B20-C20)/(C3-C20); G6=(E20-D20)/(E3-D20);

G7=G3/G4; G8=G5/G6; G9=G7/G8;

J10=G10-I10; J11=G11-I11; K10=G10+I10; K11=G11+I11.

В таблице 4 использованы следующие формулы для ячеек:

G1=(B3+C3+B5+C5+B20+C20+B21+С21)/8;

G2=(D3+E3+D20+E20+D5+E5+D21+Е21)/8;

G3=(C3-B5)/(C3-C21); G4=(E3-D5)/(E3-D20);

G5=(B20-C21)/(С3-С21); G6=(D21-D20)/(E3-D20);

G7=G3/G4; G8=G5/G6; G9=G7/G8;

J10=G10-I10; J11=G11-I11; K10=G10+I10; K11=G11+I11.

Расчеты проводят последовательно.

1. Сначала получают доверительные интервалы для оцениваемых нормативных значений микроэлемента кремния в суточных водно-пищевых рационах по одному району как ξ₁±ξ₂ на основе сравнения контрольной (Канашский район) и опытной (Алатырский район) групп населения по показателям заболеваемости от ССЗ и смерности, связанной с ССЗ.

2. Затем получают доверительные интервалы для оцениваемых нормативных значений микроэлемента кремния в суточных водно-пищевых рационах двух районов как ξ₁±ξ₂ на основе сравнения двух контрольных (Канашский и Янтиковский районы) и двух опытных (Алатырский и Порецкий районы) групп населения по показателям заболеваемости от ССЗ и смерности, связанной с ССЗ.

Сравнивают доверительные интервалы следующим образом:

1. Показатель смертности, связанной с ССЗ, 1049,4±0,250695 (табл.4), выбранный для четверки районов: Алатырский-Порецкий и Канашский-Янтиковский ниже, чем показатель смертности 1350,65±0,687169 (табл.3), выбранный для пары районов Алатырский и Канашский. Поэтому, в качестве оценок нормативного значения содержания микроэлемента кремния в суточных водно-пищевых рационах выбираем доверительный интервал 20,4725±0,250695 (табл.4), соответствующий показателю смертности, связанной с ССЗ 1049,4±0,250695 (табл.4). Минимальное значение показателя 20,22181 (ячейка J10 в табл.4). Максимальное значение показателя 20,72319 (ячейка К10 в табл.4).

2. Аналогичным образом, в качестве оценки нормативного значения содержания микроэлемента кремния в суточных водно-пищевых рационах выбирают доверительный интервал 20,9875±0,747338, учитывая самый низкий показатель заболеваемости 23,8425±0,747338 (табл.1). Минимальное значение показателя 20,240162 (ячейка J10 в табл.1). Максимальное значение показателя 21,734838 (ячейка К10 в табл.1).

3. Сравнивают доверительные интервалы, выбранные в пп.1, 2, и корректируют выбор оценок нормативного значения:

а) по максимальному значению 20,240162 из двух минимальных значений содержания микроэлемента кремния в суточных водно-пищевых рационах 20,240162 и 20,22181;

б) по минимальному значению 20,72319 из двух максимальных значений содержания микроэлемента кремния в суточных водно-пищевых рационах 20,72319 и 21,734838.

4. Получают в соответствии с п.3 окончательный результат для оценок нормативного значения содержания микроэлемента кремния в суточных водно-пищевых рационах опытных групп как 20,240162÷20,72319 или [20,240162, 20,72319].

Пример 2.

По предлагаемому способу были проведены расчеты (табл.5-8) для получения оценок нормативных значений содержания микроэлемента цинка, мг/л, в суточных водно-пищевых рационах по показателям заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, Алатырского и Порецкого районов Чувашской республики.

В таблице 5 использованы следующие формулы для ячеек:

G1=(B3+C3+B20+C20)/4; G2=(D3+E3+D20+E20)/4;

G3=(C3-B3)/(C3-C20); G4=(E3-D3)/(E3-D20);

G5=(B20-C20)/(C3-C20); G6=(E20-D20)/(E3-D20);

G7=G3/G4; G8=G5/G6; G9=G7/G8;

J10=G10-I10; J11=G11-I11; K10=G10+I10; K11=G11+I11.

В таблице 6 использованы следующие формулы для ячеек:

G1=(B3+C3+B20+C20+B5+C5+B21+C21)/8;

G2=(D3+E3+D20+E20+D5+E5+D21+Е21)/8;

G3=(C3-C5)/(C3-C21); G4=(E3-D5)/(E3-D20);

G5=(B21-C21)/(C3-C21); G6=(E21-D20)/(E3-D20);

G7=G3/G4; G8=G5/G6; G9=G7/G8;

J10=G10-I10; J11=G11-I11; K10=G10+I10; K11=G11+I11.

В таблице 7 использованы следующие формулы для ячеек:

G1=(B3+C3+B20+C20)/4; G2=(D3+E3+D20+E20)/4;

G3=(C3-B3)/(C3-C20); G4=(E3-D3)/(E3-D20);

G5=(B20-C20)/(C3-C20); G6=(E20-D20)/(E3-D20);

G7=G3/G4; G8=G5/G6; G9=G7/G8;

J10=G10-I10; J11=G11-I11; K10=G10+I10; K11=G11+I11.

В таблице 8 использованы следующие формулы для ячеек:

G1=(B3+C3+B5+C5+B20+C20+B21+C21)/8;

G2=(D3+E3+D20+E20+D5+E5+D21+Е21)/8;

G3=(C3-C5)/(C3-C21); G4=(E3-D5)/(E3-D20);

G5=(B21-C21)/(C3-C21); G6=(D21-D20)/(E3-D20);

G7=G3/G4; G8=G5/G6; G9=G7/G8;

J10=G10-I10; J11=G11-I11; K10=G10+I10; K11=G11+I11.

Оценками нормативного значения микроэлемента - цинка в суточных водно-пищевых рационах опытных групп являются значения 12,070105÷12,30393. (табл.5-8)

В основе математической модели для оценки комбинированного и сочетанного взаимодействия микроэлементов суточного водно-пищевого рациона, как факторов, влияющих на состояние здоровья, лежит гипотеза о взаимосвязи композиций факторов и показателей (например, показателей заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ), распределенных по нормальным законам (5)-(6).

,

В пространстве их коммутаций имеем распределения (7)-(8) с параметрами общих точек устойчивого решения.

Для композиций свойство коммутативности не выполняется.

Источники информации

1. Сусликов В.Л. Эколого-биогеохимическое районирование территорий - методологическая основа для оценки среды обитания и здоровья человека. Чебоксары: Чуваш. ун-т, 2001. 40 с.

2. Патент РФ 2125837 С1, кл. 6 А61В 10/00, 1999.

Таблица 1
Получение оценок нормативных значений содержания микроэлемента кремния, мг/л, в суточном вводно-пищевом рационе для опытной группы населения, проживающей в Алатырском районе Чувашской республики   A B C D E F G H I J K ¹   Микроэлементы Заболеваемость SM 20,9875     оценки (доверит. интервал) оценки (доверит. интервал) ² Алатырский р-н (опытная группа) 1980 2001 1980 2001 SZ 23,8425         ³ кремний 32,02 35,29 21 37,55 omega1 0,1127975         ⁴           omega2 0,665996         ⁵           omega3 0,1393584         ⁶           omega4 0,4595573         ⁷           z1 0,1693667         ⁸           z2 0,3032449         ⁹           z1/z2 0,5585146         ¹⁰           NM 20,9875 (+ или -) 0,747338 20,240162 21,734838 ¹¹           NZ 23,8425 (+ или -) 0,747338 23,095162 24,589838 ^{12                       13                       14                       15                       16                       17                       18                       19                       20} Канашский р-н (контрольная группа) 10,34 6,3 12,7 24,12            

Таблица 2
Получение оценок нормативных значений содержания микроэлемента кремния, мг/л, в суточном водно-пищевом рационе для опытных групп населения, проживающих в Алатырском и Порецком районах Чувашской республики   A B C D E F G H I J K 1   Микроэлементы Заболеваемость SM 20,4725     оценки (доверит. интервал) оценки (доверит. интервал) 2 Алатырский р-н (опытная группа) 1980 2001 1980 2001 SZ 24,26         3 кремний 32,02 35,29 21 37,55 omega1 0,130914         4 Порецкий р-н (опытная группа)         omega2 0,778672         5 кремний 31,25 33,97 18,2 34,91 omega3 0,19151         6           omega4 0,740443         7           z1 0,168124         8           z2 0,258643         9           z1/z2 0,650026         10           NM 20,4725 (+ или -) 0,806242 19,66626 21,27874 11           NZ 24,26 (+ или -) 0,806242 23,45376 25,06624 12                       13                       14                       15                       16                       17                       18                       19                       20 Канашский р-н (контрольная группа) 10,34 6,3 12,7 24,12             21 Янтиковский р-н (контрольная группа) 10,18 4,43 14,5 31,1            

Таблица 3 Получение оценок нормативных значений содержания микроэлемента кремния, мг/л, в суточном водно-пищевом рационе для опытных групп населения, проживающих в Алатырском районе Чувашской республики   A B C D E F G H I J K 1   Микроэлементы Смертность SM 20,9875     оценки (доверит, интервал) оценки (доверит. интервал) 2 Алатырский р-н (опытная группа) 1980 2001 1980 2001 SZ 1350,65         3 кремний 32,02 35,29 1085 1790,7 omega1 0,112798         4           omega2 0,962624         5           omega3 0,139358         6           omega4 0,561588         7           z1 0,117177         8           z2 0,248151         9           z1/z2 0,472201         10           NM 20,9875 (+ или -) 0,687169 20,30033 21,67467 11           NZ 1350,65 (+ или -) 0,687169 1349,963 1351,337 12                       13                       14                       15                       16                       17                       18                       19                       20 Канашский р-н (контрольная группа) 10,34 6,3 1057,6 1469,3            

Таблица 4 Получение оценок нормативных значений содержания микроэлемента кремния, мг/л, в суточном водно-пищевом рационе для опытных групп населения, проживающих в Алатырском и Порецком районах Чувашской республики   А B C D Е F G H   J К 1   Микроэлементы Смертность SM 20,4725     оценки (доверит. интервал) оценки (доверит. интервал) 2 Алатырский р-н (опытная группа) 1980 2001 1980 2001 SZ 1049,4         3 кремний 32,02 35.29 1085 1790,7 omega1 0,1309138         4 Порецкий р-н (опытная группа)         omega2 0,6771661         5 кремний 31,25 33,97 1057,6 1469,3 omega3 0,19151         6           omega4 0,0622575         7           z1 0,193326         8           z2 3,0760946         9           z1/z2 0,0628479         10           NM 20,4725 (+или -) 0,250695 20,22181 20,72319 11           NZ 1049,4 (+или -) 0.250695 1049,149 1049,651 12                       13                       14                       15                       16                       17                       18                       19                       20 Канашский р-н (контрольная группа) 10,34 6,3 708,1 766,9             21 Янтиковский р-н (контрольная группа) 10,18 4,43 775,5 742,1            

Таблица 5 Получение оценок нормативных значений содержания микроэлемента кремния, мг/л, в суточном водно-пищевом рационе для опытной группы населения, проживающей в Алатырском районе Чувашской республики   A B C D E F G H I J K 1   Микроэлементы Заболеваемость SM 12,38     оценки (доверит. интервал) оценки (доверит. интервал) 2 Алатырский р-н (опытная группа) 1980 2001 1980 2001 SZ 23,8425         3 цинк 13,25 13,79 21 37,55 omega1 0,1202673         4           omega2 0,665996         5           omega 3 0,8641425         6           omega 4 0,4595573         7           z1 0,1805826         8           z2 1,8803802         9           z1/z2 0,0960351         10           NM 12,38 (+или -) 0,309895 12,070105 12,689895 11           NZ 23,8425 (+или -) 0,309895 23,532605 24,152395 12                       13                       14                       15                       16                       17                       18                       19                       20 Канашский р-н (контрольная группа) 13,18 9,3 12,7 24,12            

Таблица 6 Получение оценок нормативных значений содержания микроэлемента кремния, мг/л, в суточном водно-пищевом рационе для опытных групп населения, проживающих в Алатырском и Порецком районах Чувашской республики   A B С D Е F G H I J К 1   Микроэлементы Заболеваемость SM 12,115     оценки (доверит. интервал) оценки (доверит. интервал) 2 Алатырский р-н (опытная группа) 1980 2001 1980 2001 SZ 24,26         3 цинк 13,25 13,79 21 37,55 omega1 0,423983         4 Порецкий р-н (опытная группа)         omega2 0,778672         5 цинк 12,25 11.81 18,2 34,91 omega3 1,092077         6           omega4 0,740443         7           z1 0,544495         8           z2 1,474898         9           z1/z2 0,369175         10           NM 12,115 (+или -) 0,607597 11,5074 12,7226 11           NZ 24,26 (+или -) 0,607597 23,6524 24,8676 12                       13                       14                       15                       16                       17                       18                       19                       20 Канашский р-н (контрольная группа) 13.18 9,3 12,7 24,12             21 Янтиковский р-н (контрольная группа) 14,22 9,12 14,5 31,1            

Таблица 7 Получение оценок нормативных значений содержания микроэлемента кремния, мг/л, в суточном водно-пищевом рационе для опытной группы населения, проживающей в Алатырском районе Чувашской республики   А В С D Е F G H I J К 1   Микроэлементы Смертность SM 12,38     оценки (доверит. интервал) оценки (доверит. интервал) 2 Алатырский р-н (опытная группа) 1980 2001 1980 2001 SZ 1350,65         3 цинк 13,25 13,79 1085 1790,7 omega1 0,120267         4           omega2 0,962624         5           omega3 0,864143         6           omega 4 0,561588         7           z1 0,124937         8           z2 1,538749         9           z1/z2 0,081194         10           NM 12,38 (+или -) 0,284945 12,09505 12,66495 11           NZ 1350,65 (+или -) 0,284945 1350,365 1350,935 12                       13                       14                       15                       18                       17                       18                       19                       20 Канашский р-н (контрольная группа) 13,18 9,3 1057,6 1469,3            

Таблица 8 Получение оценок нормативных значений содержания микроэлемента кремния, мг/л, в суточном водно-пищевом рационе для опытных групп населения, проживающих в Алатырском и Порецком районах Чувашской республики   А B C D Е F G H I J К 1   Микроэлементы Смертность SM 12,115     оценки (доверит. интервал) оценки (доверит. интервал) 2 Алатырский р-н (опытная группа) 1980 2001 1980 2001 SZ 1049,4         3 цинк 13,25 13,79 1085 1790,7 omega1 0,423983         4 Порецкий р-н (опытная группа)         omega2 0,677166         5 цинк 12,25 11,81 1057.6 1469,3 omega3 1,092077         6           omega4 0,062258         7           z1 0,626114         8           z2 17,54129         9           z1/z2 0,035694         10           NM 12,115 (+или -) 0,188928 11,92607 12,30393 11           NZ 1049,4 (+или -) 0,188928 1049,211 1049,589 12                       13                       14                       15                       16                       17                       18                       19                       20 Канашский р-н (контрольная группа) 13,18 9,3 708,1 766,9             21 Янтиковский р-н (контрольная группа) 14,22 9,12 775,5 742,1            

Изобретение относится к способам оценки среды обитания и здоровья человека и предназначено для получения оценок нормативных значений содержания микроэлементов в среде обитания человека. Группу населения, проживающую в районах эколого-биогеохимического оптимума с низкими уровнем и показателями заболеваемости и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) относят к контрольной группе. Группу, проживающую в районах с высокими уровнем и показателями заболеваемости и смертности от ССЗ, относят к опытной группе. Наблюдают за контрольными и опытными группами, содержанием микроэлементов в их суточных водно-пищевых рационах в течение нескольких месяцев, лет, но не более чем 25 лет. Регистрируют для этих групп показатели заболеваемости и смертности от ССЗ. Проводят построение математической модели для оценки комбинированного и сочетанного взаимодействия комплекса факторов, а именно значений содержания микроэлементов в среде обитания человека, влияющих на состояние уровня заболеваемости и смертности от ССЗ. Получают оптимальный интервал содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах. Способ позволяет получить оптимальный, сбалансированный интервал содержания каждого микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах по показателям заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ для групп населения, проживающих на территории, отнесенной к данному эколого-биогеохимическому району. 8 табл.

Способ оценки среды обитания и здоровья человека и групп населения, проживающих на территориях, отнесенных к эколого-биогеохимическому району, который характеризуется стабильным поведением комплекса показателей состояния здоровья населения и факторов окружающей среды, путем сбора проб суточного водно-пищевого рациона, биогеохимического районирования, выделения районов эколого-биогеохимического оптимума, кризиса и бедствия, построения математической модели для оценки комбинированного и сочетанного взаимодействия комплекса факторов, влияющих на состояние здоровья, отличающийся тем, что группу населения, проживающую в районах эколого-биогеохимического оптимума с низкими уровнем и показателями заболеваемости от сердечнососудистых заболеваний (ССЗ) и смертности, связанной с ССЗ относят к контрольной группе, а группу, проживающую в районах эколого-биогеохимического кризиса или бедствия с высоким уровнем и показателями заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, относят к опытной группе, наблюдают за контрольными и опытными группами, содержанием микроэлементов в их суточных водно-пищевых рационах в течение нескольких месяцев, лет, но не более, чем 25 лет, регистрируют для этих групп показатели заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, и далее определяют параметры распределений значений показателя заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, значений содержания микроэлементов в суточных водно-пищевых рационах как случайных величин и их распределений-композиций по формулам

где х_1,0 - значение содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах в начале фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной опытной группой или, если опытных групп несколько, то значение минимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах нескольких опытных групп за фиксированный промежуток времени; х_1,1 - значение содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах в конце фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной опытной группой или, если опытных групп несколько, то значение максимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах нескольких опытных групп за фиксированный промежуток времени; х_1,2 - значение максимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах опытной и контрольной групп за фиксированный промежуток времени или, если опытных и контрольных групп несколько, то значение максимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах среди всех опытных и контрольной групп за фиксированный промежуток времени; х_1,3 - значение минимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах опытной и контрольной групп за фиксированный промежуток времени или, если опытных и контрольных групп несколько, то значение минимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах среди всех опытных и контрольной групп за фиксированный промежуток времени; у_1,0 - значение показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в начале фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной опытной группой или, если опытных групп несколько, то значение минимального наблюдаемого показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, среди нескольких опытных групп за фиксированный промежуток времени; у_1,1 - значение показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в конце фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной опытной группой или, если опытных групп несколько, то значение максимального наблюдаемого показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, среди нескольких опытных групп за фиксированный промежуток времени; y_1,2 - значение максимального наблюдаемого показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в опытной и контрольной группах за фиксированный промежуток времени или, если опытных и контрольных групп несколько, то значение максимального показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, среди всех опытных и контрольной групп за фиксированный промежуток времени; y_1,3 - значение минимального наблюдаемого показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в опытной и контрольной группах за фиксированный промежуток времени или, если опытных и контрольных групп несколько, то значение минимального показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, среди всех опытных и контрольной групп за фиксированный промежуток времени; ω₁ - условная дисперсия случайной величины, обозначающей содержание микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах опытной группы или опытных групп; ω₂ - условная дисперсия случайной величины, обозначающей показатель заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, у опытной группы или у опытных групп; z₁ - общий делитель дисперсий ω₁ и ω₂,

где x_2,0 - значение содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах в начале фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной контрольной группой или, если контрольных групп несколько, то значение минимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах нескольких контрольных групп за фиксированный промежуток времени; х_2,1 - значение содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах в конце фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной контрольной группой или, если контрольных групп несколько, то значение максимального наблюдаемого содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах нескольких контрольных групп за фиксированный промежуток времени; у_2,0 - значение показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в начале фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной контрольной группой или, если контрольных групп несколько, то значение минимального наблюдаемого показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, среди нескольких контрольных групп за фиксированный промежуток времени; у_2,1 - значение показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в конце фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной контрольной группой или, если контрольных групп несколько, то значение максимального наблюдаемого показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, среди нескольких контрольных групп за фиксированный промежуток времени; ω₃ - условная дисперсия случайной величины, обозначающей содержание микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах контрольной группы или контрольных групп; ω₄ - условная дисперсия случайной величины, обозначающей показатель заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, у контрольной группы или у контрольных групп; z₂ - общий делитель дисперсий ω₃ и ω₄, и далее находят общий делитель распределений - композиций , являющийся общим параметром распределений, проводят оценку начальных теоретических моментов первого порядка распределений-композиций, параметров ξ₁ и ξ₃ как , , где n - число наблюдаемых опытных и контрольных групп; x_j - наблюдаемое значение содержания микроэлемента в суточных водно-пищевых рационах в начале или в конце фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной опытной или контрольной группой; у_k - наблюдаемое значение показателя заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, в начале или в конце фиксированного промежутка времени наблюдений за выбранной опытной или контрольной группой, и далее получают доверительные интервалы для оцениваемых нормативных значений содержания микроэлементов как ξ₁±ξ₂, также получают доверительные интервалы для оцениваемых параметров случайной величины, обозначающей показатель заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, как ξ₃±ξ₂, причем расчеты производят последовательно по каждому из микроэлементов и по каждому из показателей заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ: сначала получают доверительные интервалы для оцениваемых нормативных значений содержания микроэлемента по одному району как ξ₁±ξ₂ на основе сравнения контрольной и опытной групп населения по показателю заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, затем получают доверительные интервалы для оцениваемых нормативных значений содержания микроэлемента по двум или нескольким районам как ξ₁±ξ₂ на основе сравнения двух или нескольких контрольных и двух или нескольких опытных групп населения по показателю заболеваемости от ССЗ или смертности, связанной с ССЗ, затем среди полученных доверительных интервалов выбирают искомый интервал для определения оптимума содержания каждого микроэлемента [(ξ₁-ξ₂)^*, (ξ₁+ξ₂)^*], где (ξ₁-ξ₂)^* - максимальное значение, отбираемое из множества Min значений нижних границ, соответствующих самым меньшим значениям ξ₃±ξ₂ каждого из показателей заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ, Min={(ξ₁-ξ₂)₁,…(ξ₁-ξ₂)_i}, где i - число показателей и рассчитанных доверительных интервалов, а (ξ₁+ξ₂)^* - минимальное значение, отбираемое из множества Мах значений верхних границ, соответствующих самым меньшим значениям ξ₃±ξ₂ каждого из показателей заболеваемости от ССЗ и смертности, связанной с ССЗ,
Max={ξ₁+ξ₂)₁,…,(ξ₁+ξ₂)_i}, где i - число показателей и соответствующих им рассчитанных доверительных интервалов, и полученный интервал для значений [(ξ₁-ξ₂)^*, (ξ₁+ξ₂)^*] содержания в суточных водно-пищевых рационах каждого микроэлемента рекомендуют как оптимальный, сбалансированный, определяющий состояние здоровья групп населения, проживающих на территории, отнесенной к данному эколого-биогеохимическому району.