uprinmatusИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроениеProceedings of the Southwest State University. Series: IT Management, Computer Science, Computer Engineering. Medical Equipment Engineering2223-1536Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1536-2025-15-2-90-107uprinmatus-311Research ArticleРАСПОЗНАВАНИЕ И ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙIMAGE RECOGNITION AND PROCESSINGРазработка портативной системы для дифференцированной оценки стрессоустойчивости военнослужащихDevelopment of a portable system for differentiated assessment of stress resistance of military personnelhttps://orcid.org/0000-0003-0672-8820ЩелкановаЕ. С.ShchelkanovaE. S.

Щелканова Елена Сергеевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник научно-исследовательского отдела медико-биологических исследований

Пионерский пр-т, д. 41, г. Анапа 353456

Elena S. Shchelkanova, Candidate of Sciences (Biology), Senior Researcher of the Research Department of Medical and Biological Research

41 Pionerskiy Ave., Anapa 353456

era_otd6@mil.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0867-3838ЖурбинЕ. А.ZhurbinE. A.

Журбин Евгений Александрович, кандидат медицинских наук, начальник научно-исследовательского отдела медико-биологических исследований

Пионерский пр-т, д. 41, г. Анапа 353456

Evgeniy A. Zhurbin, Candidate of Sciences (Medical), Head of the Research Departmentof Medical and Biological Research

41 Pionerskiy Ave., Anapa 353456

era_otd6@mil.ruhttps://orcid.org/0009-0006-2874-4177МаркинИ. В.MarkinI. V.

Маркин Илья Владимирович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник научно-исследовательского отдела медико-биологических исследований

Пионерский пр-т, д. 41, г. Анапа 353456

Ilya V. Markin, Candidate of Sciences (Engineering), Senior Researcher of the Research Department of Medical and Biological Research

41 Pionerskiy Ave., Anapa 353456

era_otd6@mil.ruПисьменныйГ. М.PismennyiG. M.

Письменный Григорий Михайлович, старший оператор роты (научной) научно-исследовательского отдела медико-биологических исследований

Пионерский пр-т, д. 41, г. Анапа 353456

Grigory M. Pismennyi, Senior Operator of the Company (Scientific) of the Research Department of Medical and Biological Research

41 Pionerskiy Ave., Anapa 353456

era_otd6@mil.ruhttps://orcid.org/0009-0000-7368-9222НазароваМ. Р.NazarovaM. R.

Назарова Марина Ризаевна, младший научный сотрудник научно-исследовательского отдела медико-биологических исследований

Пионерский пр-т, д. 41, г. Анапа 353456

Marina R. Nazarova, Research Assistant of the Research Department of Medicaland Biological Research

41 Pionerskiy Ave., Anapa 353456

era_otd6@mil.ruВоенный инновационный технополис «ЭРА»РоссияMilitary Innovative Technopolis ”ERA”Russian Federation20250208202515290107Copyright © Щелканова Е.С., Журбин Е.А., Маркин И.В., Письменный Г.М., Назарова М.Р., 20252025Щелканова Е.С., Журбин Е.А., Маркин И.В., Письменный Г.М., Назарова М.Р.Shchelkanova E.S., Zhurbin E.A., Markin I.V., Pismennyi G.M., Nazarova M.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://uprinmatus.elpub.ru/jour/article/view/311

Цель исследования. Профессиональная деятельность военнослужащих напрямую связана с высоким уровнем психического и физического стресса. Негативными последствиями стресса у военнослужащих являются не только проблемы со здоровьем, но и риск срыва выполнения задач. Поэтому актуальной задачей становится разработка инструментов для оценки стрессоустойчивости у военнослужащих, в том числе в полевых условиях. Существующие комплексы для оценки стрессоустойчивости у военнослужащих, как правило, обладают следующими недостатками: крупногабаритность, недостаточная мобильность, обязательное подключение к компьютеру, установка специализированного программного обеспечения, относительно высокая стоимость, субъективный характер оценки, отсутствие дифференцированной оценки на страх и тревогу, имеющие различный морфофункциональный базис. Поэтому целью исследования является разработка прототипа портативной системы для дифференцированной оценки уровня стрессоустойчивости военнослужащих. Методы. Модель оценки стрессоустойчивости – «предсказуемая – непредсказуемая угроза». Разработку электронной платы проводили с использованием современных систем автоматизированного проектирования: NI Multisim v 14.3, Micro-Cap v 12.2.0.5, KiCad v 8.0.6, Компас-График v 23, Mathcad v 15. Программная составляющая системы реализована при помощи Python v 3.10 и библиотек: PySide6 v 6.7.2, docx v 0.2.4, Docxcompose v 1.4.0, Cryptography v 43.0.0, SQLite v 3.47.0, Pyinstaller v 6.11.0. Корпус портативной системы смоделирован в программе Solidworks 2018. Программа IDEA Maker использована для преобразования трех- мерной модели в управляющие команды 3D-принтера. Результаты. Представлена концептуальная модель портативной системы для оценки стрессоустойчивости военнослужащих на основе модели оценки «предсказуемая  –  непредсказуемая угроза». На базе концептуальной модели реализован прототип данной системы. Заключение. Внедрение в повседневную практику медицинской и психологической службы Вооруженных сил РФ портативной системы для дифференцированной оценки уровня стрессоустойчивости будет способствовать своевременному принятию мер по сохранению и укреплению здоровья личного состава, а также повышению эффективности военно-профессиональной деятельности, сохранению профессионального здоровья военнослужащих.

Purpose of research. Professional activity of servicemen is directly related to high levels of mental and physical stress. Negative consequences of stress in servicemen are not only health problems, but also the risk of task failure. Therefore, the development of tools for assessing stress tolerance in military personnel, including in field conditions, becomes an urgent  task. Existing complexes  for assessing stress  tolerance  in servicemen, as a  rule, have  the  following disad- vantages:  large size,  insufficient mobility, mandatory connection  to a computer,  installation of specialised software, relatively high cost, subjective nature of assessment,  lack of differentiated assessment  for fear and anxiety, having different morphofunctional basis. Therefore, the aim of  the study  is  to develop a prototype of a portable system for differentiated assessment of the level of stress tolerance of military personnel.Methods. The stress tolerance assessment model is ‘predictable-unpredictable threat’. The development of the elec- tronic board was carried out using modern computer-aided design systems: NI Multisim v 14.3, Micro-Cap v 12.2.0.5, KiCad v 8.0.6, Compass-Graphic v 23, Mathcad v 15. The software component of the system is implemented using Python v 3.10 and  libraries: PySide6 v 6.7.2, docx v 0.2.4, Docxcompose v 1.4.0, Cryptography v 43.0.0, SQLite v 3.47.0, Pyinstaller v 6.11.0. The housing of the portable system was modelled in Solidworks 2018 software. IDEA Maker software was used to convert the 3D model into 3D printer control commands.Results. A conceptual model of a portable system for assessing stress tolerance of military personnel based on the predictable-unpredictable threat assessment model is presented. A prototype of this system was implemented based on the conceptual model.Conclusion. The introduction of a portable system for differentiated assessment of stress tolerance into the daily prac- tice of medical and psychological service of the Armed Forces of the Russian Federation will contribute to the timely adoption of measures to preserve and improve the health of personnel, as well as to improve the efficiency of military- professional activity, and to preserve the professional health of servicemen.

аверсивные реакциивоеннослужащиеоценкапортативная системастресс-тестированиестрессоустойчивостьфизиологические показателиKeywords: aversive reactionsmilitary personnelassessmentportable systemstress testingstress tolerancephys- iological indicatorsReferencesДорофеев И. И. Профессионально важные качества военнослужащих в различных группах специальностей // Известия Российской военно-медицинской академии. 2020. № S3–4. С. 60–67.Dorofeev I.I. Professionally important qualities of military personnel in various groups of specialties. Izvestiya Rossiiskoi voenno-meditsinskoi akademii = Proceedings of the Russian Military Medical Academy. 2020;S3–4:60–67. (In Russ.)Современные подходы к оценке стрессоустойчивости у военнослужащих / Е. В. Крюков, Е. В. Ивченко, В. К. Шамрей, А. А. Марченко, А. В. Лобачев, О. С. Виноградова, Е. А. Журбин, Е. С. Щелканова // Военно-медицинский журнал. 2023. Т. 344, № 7. C. 4–15. https://doi.org/10.52424/00269050_2023_344_7_4Kryukov E.V., Ivchenko E.V., Shamrey V.K., Marchenko A.A., Lobachev A.V., Vinogradova O.S., Zhurbin E.A., Shchelkanova E.S. Modern approaches to assessing stress resistance in military personnel. Voenno-meditsinskii zhurnal = Military Medical Journal. 2023;344(7):4–15. (In Russ.) https://doi.org/10.52424/00269050_2023_344_7_4Stress Resilience Assessment Based on Physiological Features in Selection of Air Traffic Controllers / K. Cosic, M. Šarlija, V. Ivkovic, Q. Zhang, G. Strangman, S. Popovic // IEEE Access. 2019. Vol. 7. P. 41989–42005. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2907479Cosic K., Šarlija M., Ivkovic V., Zhang Q., Strangman G., Popovic S. Stress Resilience Assessment Based on Physiological Features in Selection of Air Traffic Controllers. IEEE Access. 2019;7:41989–42005. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2907479Евдокимов В. И., Шамрей В. К., Плужник М. С. Развитие направлений научных исследований по боевому стрессу в отечественных статьях с использованием программы VOSviewer (2005–2021 гг.) // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2023. № 2. С. 99–116. https://doi.org/10.25016/2541-7487-2023-0-2-99-116Evdokimov V.I., Shamrey V.K., Pluzhnik M.S. Development of scientific research directions on combat stress in domestic articles using the VOSviewer program (2005–2021). Mediko-biologicheskie i sotsial'no-psikhologicheskie problemy bezopasnosti v chrezvychainykh situatsiyakh = Biomedical and Socio-Psychological Safety Problems in Emergency Situations. 2023;(2):99–116. (In Russ.) https://doi.org/10.25016/2541-7487-2023-0-2-99-116Концепция стрессоустойчивости в контексте мониторинга психического здоровья военнослужащих – современный взгляд на проблему / А. А. Марченко, А. В. Лобачев, О. С. Виноградова, Д. В. Моисеев // Психическое здоровье военнослужащих и специалистов экстремальных видов профессиональной деятельности: материалы Всероссийской научно-практической конференции, г. Санкт-Петербург, 28 октября 2022 года / под ред. В. К. Шамрея. СПб.: Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова, 2022. С. 23–28.Marchenko A.A., Lobachev A.V., Vinogradova O.S., Moiseev D.V. The concept of stress tolerance in the context of monitoring the mental health of military personnel – a modern view of the problem. In: Shamrey V.K. (ed.) Mental health of military personnel and specialists in extreme professional activities: Materials of the All–Russian Scientific and Practical Conference, 28 October 2022, St. Petersburg. Saint Petersburg: Voenno-meditsinskaya akademiya imeni S. M. Kirova, 2022. P. 23–28. (In Russ.)Психофизиологические маркеры стрессоустойчивости у военнослужащих моторно-волевого класса воинских должностей / А. А. Марченко, А. В. Лобачев, В. Д. Пронин, В. Н. Ищук, Е. А. Чернявский, О. С. Виноградова // Состояние и перспективы развития современной науки по направлению «Биотехнические системы и технологии»: сборник статей III Всероссийской научно-технической конференции, г. Анапа, 27–28 мая 2021 года. Анапа: Военный инновационный технополис «ЭРА», 2021. С. 169–174.Marchenko A.A., Lobachev A.V., Pronin V.D., Ishchuk V.N., Chernyavsky E.A., Vinogradova O.S. Psychophysiological markers of stress tolerance in military personnel of the motor-volitional class of military positions. In: Sostoyanie i perspektivy razvitiya sovremennoi nauki po napravleniyu «Biotekhnicheskie sistemy i tekhnologii»: sbornik statei III Vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, g. Anapa, 27–28 maya 2021 goda = The state and prospects of the development of modern science in the field of "Biotechnical systems and technologies": Collection of articles of the III All-Russian Scientific and Technical Conference, 27–28 May 2021, Anapa. Anapa: Voennyi innovatsionnyi tekhnopolis "ERA"; 2021. P. 169–174. (In Russ.)Neurocognitive Function and Suicidal Behavior in U.S. Army Soldiers / J. A. Naifeh, M. K. Nock, R. J. Ursano [et al.] // Suicide and Life-Threatening behavior. 2017. N 47(5). P. 589–602. https://doi.org/10.1111/sltb.12307Naifeh J.A., Nock M.K., Ursano R.J., et al. Neurocognitive Function and Suicidal Behavior in U.S. Army Soldiers. Suicide and Life-Threatening behavior. 2017;(47):589–602. https://doi.org/10.1111/sltb.12307Cognitive function, stress hormones, heart rate and nutritional status during simulated captivity in military survival training / H. R. Lieberman, E. K. Farina, J. Caldwell [et al.] // Physiology & Behavior. 2016. N 165. P. 86–97. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2016.06.037Lieberman H.R., Farina E.K., Cald-well J., et al. Cognitive function, stress hormones, heart rate and nutritional status during simulated captivity in military survival training. Physiology & Behavior. 2016;(165):86–97. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2016.06.037Training Success for U.S. Air Force Special Operations and Combat Support Specialties: An Analysis of Recruiting, Screening, and Development Processes / M. C. Lytell, S. Robson, D. Schulker [et al.]. Santa Monika, Cal.: RAND Corporation, 2018. P. 29–31. https://doi.org/10.7249/RR2002Lytell M.C., Robson S., Schulker D., et al. Training Success for U.S. Air Force Special Operations and Combat Support Specialties: An Analysis of Recruiting, Screening, and Development Processes. Santa Monika, Cal.: RAND Corporation; 2018. P. 29–31. https://doi.org/10.7249/RR2002Сахаров А. Ф., Сабыбин А. В. Влияние экстремальных ситуаций на психику и поведение военнослужащих в условиях воинской деятельности // Научные революции: сущность и роль в развитии науки и техники: сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции. Уфа: Агентство международных исследований, 2018. С. 35–42.Sakharov A.F., Sabybin A.V. The influence of extreme situations on the psyche and behavior of military personnel in conditions of military activity. In: Nauchnye revolyutsii: sushchnost' i rol' v razvitii nauki i tekhniki: sbornik statei po itogam Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii = Scientific revolutions: the essence and role in the development of science and technology: A collection of articles based on the results of the International Scientific and Practical Conference. Ufa: Agentstvo mezhdunarodnykh issledovanii; 2018. P. 35–42. (In Russ.)Schmitz A., Grillon C. The NPU-threat test: assessing fear and anxiety in humans using threat of predictable and unpredictable aversive events // Nature Protocols. 2012. N 7(3). P. 527–532. https://doi.org/10.1038/nprot.2012.001Schmitz A., Grillon C. The NPU-threat test: assessing fear and anxiety in humans using threat of predictable and unpredictable aversive events. Nature Protocols. 2012;(7):527–532. https://doi.org/10.1038/nprot.2012.001Особенности формирования нервной системы кадетов в период адаптации к образовательному процессу / Г. А. Яманова, В. Г. Сердюков, А. А. Антонова, Л. А. Милюченкова // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. 2020. № 1(73). С. 137–140.Yamanova G.A., Serdyukov V.G., Antonova A.A., Milyuchenkova L.A. Features of the formation of the nervous system of cadets during the period of adaptation to the educational process. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta = Bulletin of the Volgograd State Medical University. 2020;(1):137–140. (In Russ.)Повышение эффективности системы психофизиологической подготовки высококвалифицированных боксеров / Э. Ш. Шаяхметова, Э. Р. Хакимов, А. Ф. Гайнуллина, А. Л. Линтварев // Теория и практика физической культуры. 2017. № 12. С. 56–58.Shayakhmetova E.Sh., Khakimov E.R., Gayullina A.F., Lintvarev A.L. Improving the effectiveness of the system of psychophysiological training of highly qualified boxers. Theory and Practice of Physical Culture. 2017;(12):56–58. (In Russ.)An automatic speech analytics program for digital assessment of stress burden and psychosocial health / A. M. Y. Chu, B. S. Y. Lam, J. T. Y. Tsang [et al.] // npj Mental Health Research. 2023. N 2. P. 15.Chu A. M. Y., Lam B. S. Y., Tsang J. T. Y., et al. An automatic speech analytics program for digital assessment of stress burden and psychosocial health. npj Mental Health Research. 2023;(2):15.Использование нелинейных параметров вариабильности сердечного ритма для выявления стресса / Д. А. Димитриев, Е. В. Саперова, А. Д. Димитриев, Э. Р. Салимов // Журнал медико-биологических исследований. 2021. № 3. С. 265–274. https://doi.org/10.37482/2687-1491-Z064Dimitriev D.A., Saperova E.V., Dimitriev A.D., Salimov E.R. Using nonlinear parameters of heart rate variability for Stress detection. Zhurnal mediko-biologicheskikh issledovanii = Journal of Biomedical Research. 2021;(3):265–274. (In Russ.) https://doi.org/10.37482/2687-1491-Z064A wearable heart rate measurement device for children with autism spectrum disorder / F. Fioriello, A. Maugeri, L. D’Alvia [et al.] // Sci. Rep. 2020. N 10(1). P. 18659. https://doi.org/10.1038/s41598-020-75768-1Fioriello F., Maugeri A., D’Alvia L., et al. A wearable heart rate measurement device for children with autism spectrum disorder. Sci. Rep. 2020;(10):18659. https://doi.org/10.1038/s41598-020-75768-1Chen J., Abbod M., Shieh J.-S. Pain and Stress Detection Using Wearable Sensors and Devices – A Review // Sensors. 2021. N 21. P. 1030. https://doi.org/10.3390/s21041030Chen J., Abbod M., Shieh J.-S. Pain and Stress Detection Using Wearable Sen-sors and Devices – A Review. Sensors. 2021;(21):1030. https://doi.org/10.3390/s21041030Jegan R., Nimi W. S. On the development of low power wearable devices for assessment of physiological vital parameters: a systematic review // J. Public Health. 2024. Vol. 32. P. 1093–1108. https://doi.org/10.1007/s10389-023-01893-6Jegan R., Nimi W.S. On the development of low power wearable devices for as-sessment of physiological vital parameters: a systematic review. J. Public Health. 2024;32:1093–1108. https://doi.org/10.1007/s10389-023-01893-6Radoman M., Phan K. L., Gorka S. Neural correlates of predictable and unpredictable threat in internalizing psychopathology // Neuroscience Letters. 2019. N 701. P. 193–201. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2019.02.031Radoman M., Phan K.L., Gorka S. Neural correlates of predictable and unpre-dictable threat in internalizing psychopathology. Neuroscience Letters. 2019;701:193–201. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2019.02.031Шимохин А. В. Экономическое обоснование внедрения аддитивной технологии в технологические процессы производства продукции предприятия // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Экономика и экологический менеджмент. 2019. № 4. С. 13–19. https://doi.org/10.17586/2310-1172-2019-12-4-13-19Shimokhin A.V. Economic justification for the introduction of additive technology into the technological processes of the enterprise’s production. Scientific Journal of the National Research University of ITMO. Series: Economics and Environmental Management. 2019;(4):13–19. (In Russ.) https://doi.org/10.17586/2310-1172-2019-12-4-13-19

The authors declare that there are no conflicts of interest present.