醫(yī)藥數(shù)學模型與軟件應用實踐

前言

　　數(shù)學不僅是理性思維的載體，而且蘊涵著不可估量的潛在創(chuàng)新，數(shù)學應用正是把這種理性思維和創(chuàng)新共同引入客觀現(xiàn)實世界，充分發(fā)揮人腦分析和解決實際問題的能力。數(shù)學應用能力是對理性思維的深化與延續(xù)，是創(chuàng)新結(jié)果的具體體現(xiàn)。“醫(yī)藥數(shù)學模型與軟件應用實踐”作為必修或選修課程，是醫(yī)藥專業(yè)的本、?？粕鷮W習的必要環(huán)節(jié)，對學生開闊視野和處理客觀現(xiàn)實問題有重要的指導意義?！　≡诟叩葘W校中開展醫(yī)藥數(shù)學教育是非常需要關(guān)注的問題。數(shù)學不僅是基礎和工具，更重要的是能夠培養(yǎng)學生解決各種問題的能力。現(xiàn)代數(shù)學已經(jīng)深入到基因表達和信號傳導與調(diào)控，腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移和治療，重大的醫(yī)學發(fā)現(xiàn)（DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型），多個醫(yī)學諾貝爾獎（X-CT的發(fā)明、耗散結(jié)構(gòu)理論、免疫網(wǎng)絡理論、神經(jīng)纖維的行為和傳導）。這些都是數(shù)學與生命科學相結(jié)合而形成的研究成果。21世紀是腦科學和生命科學的突破性研究時代，急需培養(yǎng)學生運用這些數(shù)學知識和創(chuàng)新思維來彌補采用定量、動態(tài)、系統(tǒng)的觀點和方法研究科學問題的不足?！搬t(yī)藥數(shù)學模型與軟件應用實踐”正是為彌補這方面的教育不足而開設的一門新課程，同時也是醫(yī)藥專業(yè)學生提高數(shù)學應用研究水平的有效途徑?！　”緯歉鶕?jù)我校多年的教學改革成果及作者二十多年的教學工作積累，結(jié)合數(shù)學模型在醫(yī)學和藥學中的具體應用案例及應用結(jié)果而編寫的。本書從實際應用角度出發(fā)，闡述了利用數(shù)學模型處理醫(yī)藥實際問題的思想過程，描述了借助Mat-lab和SPSS軟件平臺對線性和非線性系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的處理方法。本書介紹了醫(yī)藥數(shù)學模型的基本知識、數(shù)學模型和數(shù)據(jù)處理的數(shù)學方法、生物種群與人口學數(shù)學模型、推算死亡時間的數(shù)學模型應用研究、流行病學中的流行規(guī)律及預測、藥物動力學模型應用、數(shù)學模型在藥學中的最優(yōu)化研究、醫(yī)藥數(shù)量診斷、計算分子生物信息學應用等交叉科學和前沿科學的內(nèi)容。本書特點是通過具體藥學、醫(yī)學和生命科學中的實例處理和模型應用效果，深入淺出地介紹數(shù)學建模、數(shù)據(jù)處理、醫(yī)學數(shù)學模型應用及反饋與評價的方法，目的是使醫(yī)藥專業(yè)的本科生和高職高專學生直接把數(shù)學與醫(yī)藥學相結(jié)合，解決醫(yī)藥學中的實際問題；把理性思維和創(chuàng)新思維與計算機科學計算有機結(jié)合；同時從醫(yī)藥實際問題出發(fā)，利用計算機進行科學計算，通過學生親自設計和動手，體驗解決問題的全過程，開拓學生用數(shù)學研究腦科學和生命科學的新方法。

內(nèi)容概要

本書是“十一五”教育科學項目研究的創(chuàng)新教材，全書共分6章，內(nèi)容包括醫(yī)藥數(shù)學模型的基本知識、醫(yī)藥數(shù)據(jù)處理的數(shù)學方法與實驗、生物數(shù)學模型應用和計算分子生物信息學、醫(yī)學數(shù)學模型應用與數(shù)學實驗、藥物動力學數(shù)學模型的應用及實驗、醫(yī)藥多元統(tǒng)計數(shù)學模型的軟件應用。書中引入了數(shù)學軟件Matlab和SPSS的平臺操作，以及數(shù)學在生命科學中的應用等知識。本書從醫(yī)藥實際應用的角度出發(fā)，闡述了數(shù)學創(chuàng)新思維和現(xiàn)代數(shù)學方法是怎樣與醫(yī)藥學相結(jié)合的，并對醫(yī)藥實際問題進行了量化處理；訓練學生利用數(shù)學原理和建模思想并借助計算機工具處理醫(yī)藥實際問題；力求在短時間內(nèi)培養(yǎng)學生在藥學、醫(yī)學和生命科學研究中具有潛在的創(chuàng)新意識、分析和解決實際問題的能力。    本書可作為醫(yī)學、藥學(包括中醫(yī)和中藥)各個專業(yè)、各種層次(全日制、夜大、網(wǎng)絡)的本科生和高職高專及衛(wèi)校學生的教材，也可作為研究生教材，以及醫(yī)藥科技人員從事科學創(chuàng)新研究的參考書。

書籍目錄

前言第1章  醫(yī)藥數(shù)學模型的基本知識  1.1  數(shù)學模型在生命科學中的發(fā)展  1.2  數(shù)學模型的含義  1.3  數(shù)學模型的分類  1.4  數(shù)學模型的建立與應用  1.5  Matlab中的運行環(huán)境和變量運算簡介    1.5.1  運行環(huán)境簡介    1.5.2  M文件編輯與運行    1.5.3  Matlab變量及其運算  1.6  SPSS統(tǒng)計軟件包操作簡介    1.6.1  SPSS的產(chǎn)生與發(fā)展    1.6.2  SPSS的數(shù)據(jù)輸入    1.6.3  數(shù)據(jù)保存與統(tǒng)計結(jié)果輸出    1.6.4  數(shù)據(jù)的錄入與編輯  1.7  假設檢驗基本思想與計算機操作    1.7.1  抽樣分布    1.7.2  假設檢驗基本思想    1.7.3  假設檢驗在SPSS軟件上實現(xiàn)的方法  習題1和實際問題研究第2章  醫(yī)藥數(shù)據(jù)處理的數(shù)學方法與實驗  2.1  一元線性最小二乘法    2.1.1  一元線性最小二乘法    2.1.2  一元線性回歸方程的預報與控制  2.2  可轉(zhuǎn)化為一元線性回歸擬合的曲線與軟件操作  2.3  多元線性最小二乘法    2.3.1  多元線性最小二乘法    2.3.2  多元回歸模型的建立和評價    2.3.3  一元高次回歸方程  2.4  非線性最小二乘法    2.4.1  非線性最小二乘問題   *2.4.2  Causs-Newton的思想和方法  2.5  Matlab線性最小二乘法軟件計算與實驗    2.5.1  一元線性回歸方程的科學計算    2.5.2  利用多元線性回歸方程對糖尿病人的血糖預報  2.6  Matlab在非線性曲線擬合中的軟件計算方法與實驗  2.7  數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖形在SPSS軟件中的數(shù)學實驗    2.7.1  簡單條圖和復式條圖的通用界面和操作    2.7.2  線圖    2.7.3  餅圖    2.7.4  直方圖    2.7.5  交互式條圖  習題2和實際問題研究第3章  生物數(shù)學模型應用和計算分子生物信息學  3.1  單一種群繁殖數(shù)學模型應用與實驗  3.2  兩個種群的數(shù)學模型應用研究  3.3  腫瘤生長和診斷的數(shù)學模型    3.3.1  腫瘤生長的數(shù)學模型應用    3.3.2  乳腺腫塊診斷的數(shù)學模型應用  3.4  突發(fā)事件與混沌模型    3.4.1  人口問題的差分方程    3.4.2  平衡與分歧的數(shù)學實驗  3.5  核苷酸和氨基酸序列量化分析與分子系統(tǒng)發(fā)育分析    3.5.1  核苷酸和氨基酸序列量化分析    3.5.2  簡介分子系統(tǒng)發(fā)育分析    3.5.3  多序列比對和系統(tǒng)發(fā)育軟件介紹  3.6  群體分子遺傳平衡的量化研究    3.6.1  群體分子遺傳組成的基因與基因型的頻率    3.6.2  Hardy-Weinberg定律的頻率分析    3.6.3  Hardy-Weinberg定律  習題3和實際問題研究第4章  醫(yī)學數(shù)學模型應用與數(shù)學實驗  4.1  催化模型及其在流行病中的應用    4.1.1  簡單催化模型    4.1.2  可逆催化模型    4.1.3  可逆的流行病學模型  4.2  無剔除的簡單數(shù)學模型的應用    4.2.1  無剔除的簡單數(shù)學模型    4.2.2  用數(shù)學模型研究北京非典型肺炎流行規(guī)律和疫情預報  4.3  黃鼠鼠疫動物病的預測及醫(yī)學應用  4.4  數(shù)學模型在心肌梗塞估計中的應用  4.5  推斷室內(nèi)死亡時間的模型參數(shù)辨識及應用    4.5.1  非線性方程求根的Matlab語句及數(shù)學實驗    4.5.2  推斷室內(nèi)死亡時間的模型參數(shù)辨識及應用  4.6  數(shù)學基本計算的數(shù)學實驗    4.6.1  微積分的數(shù)學實驗    4.6.2  用Matlab軟件解二階常系數(shù)非齊次微分方程    4.6.3  線性代數(shù)初步的數(shù)學實驗  4.7  多項式擬合曲線的數(shù)學實驗與應用  習題4和實際問題研究第5章  藥物動力學數(shù)學模型的應用及實驗  5.1  快速靜脈注射模型分析    5.1.1  快速靜脈注射一室模型    5.1.2  快速靜脈注射二室模型    5.1.3  快速靜脈注射三室模型  5.2  恒速靜脈滴注的數(shù)學模型    5.2.1  恒速靜脈滴注一室數(shù)學模型    5.2.2  恒速靜脈滴注二室數(shù)學模型  5.3  口服或肌內(nèi)注射的數(shù)學模型    5.3.1  生物利用度    5.3.2  口服或肌內(nèi)注射的數(shù)學模型    5.3.3  血管外給藥的一室模型最高血藥濃度  5.4  數(shù)學模型在順鉑等滲性腹腔化療中的應用研究  5.5  米氏方程在酶、藥物及受體中的應用    5.5.1  米氏方程的建立    5.5.2  米氏方程在酶、藥物及受體中的應用  5.6  借助Matlab軟件分析尿激酶的血藥濃度變化  5.7  藥物穩(wěn)定性的數(shù)學模型和方法  習題5和實際問題研究第6章  醫(yī)藥多元統(tǒng)計數(shù)學模型的軟件應用  6.1  二分類變量的Logistic回歸分析過程    6.1.1  Logistic回歸研究的問題    6.1.2  Logistic回歸與危險因素分析    6.1.3  Binary Logistic過程的操作界面    6.1.4  Logistic回歸模型的醫(yī)學案例操作和結(jié)果解釋  6.2  判別分析基本原理與軟件操作    6.2.1  判別分析研究的問題    6.2.2  判別分析基本原理簡介    6.2.3  判別分析過程中的界面操作    6.2.4  醫(yī)學實例的判別分析軟件操作和輸出結(jié)果  習題6和實際問題研究主要參考文獻

章節(jié)摘錄

　　此外，模型分類可按研究方法分為初等模型、微分方程模型、運籌模型和概率模型等；也可按對象所在領(lǐng)域分為經(jīng)濟模型、生態(tài)模型、人口模型和交通模型等}也可按時間關(guān)系分為靜態(tài)模型和動態(tài)模型。總之，模型分類在模型研究中不占有重要地位，按照人們各種不同規(guī)則分類，有時同一問題可屬于這個類型又可屬于那個類型，但是，選擇上述分類標準的一類，使實際問題能更客觀、準確地描述內(nèi)在的數(shù)量規(guī)律聯(lián)系，并能達到選擇哪種分類的目的?！　?.4 數(shù)學模型的建立與應用　　醫(yī)藥生命科學模型的發(fā)展實質(zhì)是探索醫(yī)藥科學領(lǐng)域中的量及量的關(guān)系的規(guī)律性，對數(shù)學模型起著關(guān)鍵性作用，因此，建立合乎客觀現(xiàn)實的數(shù)學模型是研究的目的。通過數(shù)學模型的分析和檢驗來追求目的，從這個角度來看，數(shù)學模型是研究手段。然而，一旦數(shù)學模型經(jīng)過反復多次驗證，證明了它既符合客觀實際，又準確，它便視為有規(guī)律性了。從這個角度看，尋求正確的數(shù)學模型是最終的研究目的。一旦建立了正確的數(shù)學模型，便可從理論上進行分析和預測，探索生命現(xiàn)象或過程的數(shù)學規(guī)律。數(shù)學模型用處非常廣泛，不僅對生命科學研究有指導意義，而且對其他各行業(yè)的實際工作均可以進行指導，如節(jié)省開支、減少浪費、證券和金融分析等。特別是對未來的預測以及控制，這對促進科學技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展具有更大的意義?！　?shù)學模型的應用可以說是門藝術(shù)，要掌握這門藝術(shù)，必須見多識廣，善于揣摩他人的思想方法，多實踐，多體會。一方面，長期以來人們對建立模型的理論和方法研究較少，目前還沒有成熟的、廣泛適用的建模方法及技巧；另一方面，現(xiàn)實世界各種問題千差萬別，各種影響因素錯綜復雜，因此，本節(jié)給出一般性的建立數(shù)學模型的方法和步驟，僅是提供讀者和研究者借鑒，其目的可以根據(jù)不同問題的特色，采取更具體、更有效的捷徑，達到模型的建立與應用的目的?！　∩F(xiàn)象中的數(shù)學模型絕非靜止地采用幾個數(shù)量指標便能深刻揭示事物內(nèi)涵，只有弄清楚各主要數(shù)量之間錯綜復雜的聯(lián)系才能真正地反映生命客觀現(xiàn)象的空間和時間過程。由于這個原因，應該考慮圖1.1 建立數(shù)學模型的方法和應用步驟。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    醫(yī)藥數(shù)學模型與軟件應用實踐 PDF格式下載

---