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365bet体育提款数学方法在医学中的应用

来源:万方期刊网  时间:2016/8/9 16:47:12  点击:349

摘要:数学是一门以高度的抽象性、严谨性为特点的学科,但同时数学在其他各门学科也有广泛的应用性,而且随着大型计算机的飞速发展,数学也越来越多的渗透到各个领域中。简单的说,用数学语言来描述实际问题,将它变成一个数学问题,然后用数学工具得到完美解决。

关键词:数学方法;医学;分析实验

    近年来,数学与医学之间的联系日益显现,数学方法在医药学中的应用日益广泛和深入。医药学科逐步由传统的定性描述阶段向定性、定量分析相结合的新阶段发展。数学方法为医药科学研究的深入发展提供了强有力的工具。
1 数学方法在现代医学中的应用   
    现代医学的大趋势是从定性研究走向定量研究,即要能够有效地探索医学领域中物质的量与量关系的规律性,推动医学突破狭隘经验的束缚,向着定量、精确、可计算、可预测、可控制的方向发展,并由此逐渐派生出生物医学工程学、数量遗传学、药代动力学、计量诊断学、计量治疗学等边缘学科,同时预防医学、基础医学和临床医学等传统学科也都在试图建立数学模式和运用数学理论方法来探索出其数量规律,而这些都要用到数学方法。
1.1利用数学方法分析实验数据资料。
    1.1.1数学模型有助生物学家将某些变量隔离出来、预测未来实验的结果,或推论无法测量的种种关系,因为在实验中很难将研究的事物抽离出来单独观察。尽管这些数学模型无法极其精确地模仿生命系统的运作机制,却有助于预测将来实验的结果。
    1.1.2当实验数据非常多时,传统的方法就不再适用,只能转而使用数值计算的相关理论,以发现数据中存在的关联和规则。特别是随着当前365bet体育提款生命科学领域内最重要的基因组计划的发展,产生了前所未有的巨量生物医学数据。为分析利用这些巨量数据而发展起来的生物信息学广泛应用了各种数学方法,从而使得数学方法在现代医学研究中的作用日益重要。
    1.2采用数学形态学的方法用于图像分割是近年来医学图像处理中研究的365bet体育提款之一。
    目前基于形态学图像分割的研究主要集中在两个方面:一方面,在灰度图像范围里,边缘和基于区域的形态学分割算法。在基于边缘的图像分割部分,利用形态学在图像边缘检测上的优势,定义了全方位、多尺度的形态学结构元素,通过形态运算的加权组合,构造了全方位、多尺度形态学的边缘检测方法。针对无噪声、有噪声的静态灰度测试图像进行实验,并和其它的边缘检测算法进行分析比较,处理效果令人满意。另一方面,在深入研究二值图像、灰度图像的各种形态学分析算法的基础上,将数学形态学扩展到彩色图像中。在彩色图像滤波中,根据人眼对RGB三基色视敏度不同的特点,对彩色图像在RGB彩色空间里进行多尺度形态滤波,并从主观评价和客观评价两个方面和其它滤波器进行比较,得出的结果令人比较满意。 最后针对医学图像的特点,将上述改进的算法应用于医学图像中,使每一个创新点都能在医学图像分割中得到体现,为以分割结果为特征的图像检索打下基础。
2随着中医药学及相关学科的发展和相互渗透,以及中医药365bet体育提款化的要求,中医药学需要用精确的方式表达和描述,数学方法在中医药研究中也有广泛的应用。
2.1数学模型的建立。
    几千年来,中医药的研究主要靠临床实践,从古至今,任何一部中医论著中都没有涉及数学的方法和公式,在对中医的现代研究中,数学模型的建立,使得中医药理论能够在某些方面应用数学模型的方法进行描述。例如,中医的阴阳五行学说是中医整体观和系统观的具体体现,它是中医的理论基础。用泛逻辑代数把中医的阴阳五行学说进行数学化和符号化,并运用一组状态方程式进行表示,由于使用了二进制运算,因此,这些状态方程很容易在计算机上实现。再介绍一种中医脉象波形识别的方法,即从中医脉理出发,综合生物力学和心血管系统的生理特征,运用时间序列,分析建立回归——滑动平均模型,提取特征参数,进而用逐步判别规范样本,识别分类,通过实测样本,便可制成可判别多种中医脉象及其兼脉的应用模糊软件。实现脉象的客观化,同理也可以处理其它类似的生物医学信号。
2.2多元统计分析.
    多元统计分析是数理统计学多年来迅速发展起来的一个分支,已广泛应用到各个领域。该方法通过数量变换,构造出反应实际情况的数学模型,进一步对影响结果的一些制约条件进行分析筛选,以保证在不损失信息的情况下,找到一些主要的关键制约因素。在中药研究中,传统的鉴定主要凭工人的经验,不仅有一定的局限性,而且也存在一些潜在的危险,因此需要对与其有关的各方面的因素进行综合分析和评价。多元统计分析正是以此为目标的一种分析方法,它主要包括多元回归、主成分分析、因子分析和聚类分析等方法。多重回归的解释变量x,y是确定性变量时,较为普遍,一般用于预测研究;当解释变量为随机变量时,一般用于变量之间的探索性研究。主成分分析是将多个变量通过线性变换以及数学分析,选出能反应问题本质的少数几个重要变量,以使问题的分析更加简洁明了,所选取的信息与反应的内涵关系大小通常用离差平方和或方差来衡量。在聚类分析中,所研究的样品或指标(变量)之间存在程度不同的相异性(亲疏关系),聚类分析的基本思想原则运用数学方法将关系较为密切的数据聚合为一小类,而将关系相对疏远的数据或者单位合为一大类直到把所有的样品(或指标)聚合完毕。上述一些统计分析方法在中药材质量与生态环境的相关性分析方面、主要影响因子分析方面以及综合评价体系和动态发展等方面都得到了极大的应用。
结语
365bet体育提款     随着整个科学技术的数学化,医学也加快了向数学化发展的速度,普遍地,有效地应用数学方法来解决医学中的问题。数学思维及方法已经成为医学科研领域不可缺少的工具,数学在医学中的作用和地位,虽不明确,但是应用却越来越广泛,已经成为医学发展的潮流。

参考文献:
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[2]孙奕,王景明.模糊数学在淫羊藿免疫药理学研究中的应用.数理医药学杂志,1998;11(4):350
[3] 陈进.中医的数学建模.数理医药学杂志,2002;15(6):489
[4] 李枝,陈克龙,闻振初.中医脉象的波形识别.数理医药学杂志,1993;6(1):19

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