Введение к работе
з
Цель работы - изучение и программная реализация математических методов анализа данных медико-биологических исследований, предназначенных для сбора и обработки качественной и количественной информации об объектах наблюдений, позволяющих классифицировать изучаемые объекты по группам выбираемых характеристик и прогнозировать их поведение на основе полученных результатов; создание программного комплекса, реалісующего описанные возможности, и его использование для анализа данных конкретных медицинских наблюдений.
Актуальность темы. В медицинской и биологической науках накоплен обширный статистический материал о различных наблюдениях за динамикой живых организмов, анализ которого невозможен без применения компьютерной технологии и математических методов обработки информации. Выделение закономерностей в изменении состояния наблюдаемых объектов требует решения задач классификации и прогнозирования динамики объектов наблюдений. Решение этих задач связано с применением специфических математических знаний. Поэтому актуальной является проблема анализа описанных задач, возникающих в медицине и биологии, построения общей схемы их решения и создание комплекса программ, реализующих эту схему и позволяющих исследователю, не имеющему специальных знаний в области математики, применять специфические математические методы в своей работе, существенно расширяя свои возможности.
Методы исследования. Для решения поставленных задач
использовались методы и понятия корреляционного, регрессионного,
дискриминантного анализа, теории распознавания образов, теории информации и кодирования.
Научная новизна и практическая значимость работы. В диссертации получены следующие основные результаты:
проанализирован и программно реализован математический аппарат, позволяющий классифицировать объекты медико-биологических исследований по различным наборам описывающих их признаков и на основе полученной классификации прогнозировать динамику состояния наблюдаемых объектов;
создан программный комплекс, включающий реализацию выбранного математического аппарата, являющийся инструментом, предоставляющим возможность исследователям в области медицины и биологии собирать и обрабатывать данные соответствующих наблюдений;
построены с помощью созданного программного обеспечения и результатов обработки статистического материала решающие правила прогнозирования состояния здоровья детей, возникновения врожденных пороков развития ( ВПР ) и наследственных заболеваний (НЗ) у них, оценки эффективности лечения и выживаемости онкологических больных.
Программный комплекс создан для обработки и изучения данных медико-биологических исследований, которые вследствие большого объема материала не могут быть проведены без помощи ЭВМ и требуют применения не всегда доступного для исследователя специфического математического аппарата. Для использования разработанного программного продукта не требуется специальных знаний в области вычислительной техники и программирования, что делает его доступным инструментом для медиков и биологов.
Апробация работы. Результаты работы публиковались в материалах международных и всероссийских научных конференций: International Ecological Congress ( Voronezh, Russia, 1996), International Conference "Low doses of ionizing radiation: biological effects and regulatory control" ( Seville, Spain, 1997), Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов "Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы" ( Рязань, 1997), VI Международной научно-практической конференции "Традиционные и нетрадиционные методы оздоровления детей" (Смоленск, 1997), П Всероссийском Симпозиуме "Математическое моделирование и компьютерные технологии" ( Кисловодск, 1998), 1 Всероссийской научно-практической конференции "Информатизация в педиатрической науке и практике" (Екатеринбург, 1998), а также неоднократно докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры "Прикладной математики и nporpaMMHpoBamM" механико-математического факультета РГУ.
Использование пакета для анализа данных о состоянии здоровья детей, рожденных в семьях участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС, позволило построить правило прогнозирования возникновения у них врожденных пороков, которое опубликовано в пособии для врачей "Критерии риска врожденных пороков развития и наследственных заболеваний у детей, рожденных в семьях участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС", связанном с проведением профилактических мероприятий в указанной категории семей.
Публикации. Основные результаты, полученные с помощью разработанного программного комплекса опубликованы в работах [1] - [8], список которых приводится в конце автореферата. Работы [1], [2], [4], [5], [8]
выполнены совместно с сотрудниками Ростовского НИИ Акушерства и Педиатрии, их результаты принадлежат каждому из авторов в равной мере.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем диссертационной работы - 172 страницы, в том числе: 156 страниц машинописного текста, 19 таблиц, 8 рисунков, 2 приложения. В списке литературы 51 название.