Анализ медико-биологических данных с помощью Microsoft Excel и СПП STADIA 6.2 (стр. 2 из 3)
СПП можно разделить на:
Универсальные пакеты – предлагают широкий диапазон статистических методов. В них отсутствует ориентация на конкретную предметную область. Из зарубежных универсальных пакетов наиболее распространены BAS, SPSS, Systat, Minilab, Statgraphics, STATISTICA.
Специализированные пакеты, как правило, реализуют несколько статистических методов или методы, применяемые в конкретной предметной области. Чаще всего это системы, ориентированные на анализ временных рядов, корреляционно-регресионный, факторный или кластерный анализ. Из российских пакетов известны STADIA, Олимп, Класс-Мастер, КВАЗАР, Статистик-Консультант; американские пакеты – ODA, WinSTAT, Statit и т.д.
Современные СПП реализуют ряд системных функций: ассистирование пользователю при выборе способа обработки, автоматическую организацию процесса обработки данных, обеспечение диалогового режима работы пользователя с пакетом, ведение пользовательских баз данных, автоматическое составление отчета о проделанной пользователем работе, совместимость с другими программами и некоторые другие.
Методориентированные СПП, как правило, имеют следующую структуру:
Блок описательной статистики и разведочного анализа исходных данных: анализ резко выделяющихся значение исследуемого признака, восстановление пропущенных значений, частотная обработка исходных данных (построение гистограмм, полигонов частот, вычисление выборочных средних дисперсий и т.д.), проверка статистических гипотез об однородности исследуемых совокупностей, оценка критериев согласия, визуализация распределения статистических данных и др.;
Блок статистического исследования динамики и зависимостей: дисперсионный и ковариационный анализ, корреляционно-регрессионый анализ, анализ временных рядов и др.;
Блок классификации и снижения размерности: дискриминантный анализ, статистических анализ смесей распределений, кластерный анализ и др.;
Блок методов статистического анализа нечисловых данных и экспертых оценок: анализ таблиц сопряженности, логлинейные модели, ранговые методы и др.;
Блок планирования эксперимента и выборочных исследований;
Блок вспомогательных программ.
Следует отметить, что продвижение западных продуктов в российской аудитории наталкивается на ряд ограничений в связи с неадекватностью культурно-исторической ситуации. Эти пакеты предполагают наличие широкого первоначального статистического образования, доступной литературы и консультационных служб. Поэтому они содержат мало экранных подсказок и требуют внимательного изучения документации на английском языке.
Указанных недостатков в значительной степени лишены известные отечественные статистические пакеты: Эвриста, Статистик-Консультант, STADIA, которые устойчиво представлены на рынке в течение последних лет.
Используемая в данной работе СПП STADIA является универсальной системой, покрывающей в той или иной степени большинство основных разделов прикладной статистики, деловой и научной графики, и по своим интегральным возможностям сравнима с популярными зарубежными пакетами. Набор методов математической статистики, представленный в пакете STADIA составлен исходя из следующих соображений:
в пакет входят все наиболее часто применяемые в России и за рубежом статистические методы;
значительная часть их изучается в вузовских курсах и описана в стандартных учебниках;
пакет не перегружен очень новыми и/или сложными узкоспециализированными методами.
В состав Microsoft Excel входит набор средств анализа данных (называемый пакет анализа), предназначенный для решения сложных статистических и инженерных задач. Microsoft Excel относится к весьма популярным и распространенным электронным таблицам, работающий в среде Windows.
В процессе анализа данных, как правило, присутствуют следующие основные этапы:
Ввод данных
Введенные данные обычно отражаются в форме электронной таблицы или матрицы данных, где столбцы представляют различные переменные (например, рост, вес), а строки – измерение значений этих переменных, произведенные в различных условиях, в различное время, у различных объектов и т.п.
Преобразование данных
Данные в электронной таблице можно просмотреть и скорректировать методами ручного редактирования или же полуавтоматического преобразования к виду, адекватному выбранному методу анализа. Здесь может быть использован широкий набор алгебраических, матричных, структурных преобразований, а также комбинирование этих операций в требуемой последовательности. Нередко также требуются удаление из введенных данных высокоамплитудных выбросов (которые могут быть результатом некорректных измерений) и замена или удаление пропущенных (неизмеренных) значений.
Визуализация данных
На данные обязательно следует просто посмотреть, чтобы составить общее (в том числе и интуитивное) представление о характере их изменения, специфических особенностях и закономерностях, что очень важно при выборе стратегии и тактики дальнейшего анализа. Для этого можно использовать как исходное числовое представление, так и различные формы графического изображения.
Статистический анализ
Собственно выбор метода, анализ данных и интерпретация результатов.
Представление результатов
Для наглядности производимых выводов полученные результаты желательно представлять в виде адекватных, убедительных и эффектных графиков.
Комплексное статистическое исследование
Ранее было показано высокое терапевтическое противоопухолевое действие природного соединения – тиакарпина. На первом этапе изучения нового биологически активного вещества исследовали его общее, физиологическое воздействие на организм. Цель данной работы состояла в изучении и поиске наиболее безвредных доз терапевтического препарата.
В связи с этим были получены результаты эксперимента на животных по влиянию тиакарпина на медико-биологические показатели интактного (здорового) организма. В частности регистрировали такие параметры сердечно-сосудистой системы, как активность ферментов аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспарататаминотрансферазы (АСТ), уровень белка, количество лейкоцитов – клеток иммунного реагирования организма. В печени наблюдали состояние белоксинтетической системы по содержанию в ней общего белка и уровень продуктов тиобарбитуровой кислоты (ТБК) – конечных продуктов перекисного окисления липидов.
Животные (в данном случае беспородные лабораторные мыши) были поделены на группы для выяснения дозо-временного действия препарата. Тиакарпин вводили внутрибрюшинно каждый день в течение всего эксперимента за исключением контрольных животных.
Медико-биологическое действие тиакарпина на интактный организм мышей
Таблица 1. Действие различных доз тиакарпина
(7.3 мг/кг, 15мг/кг и 50 мг/кг) на третьи и шестые сутки
| группа | белок печени | белок сыворотки | АЛТ | АСТ | ТБК |
| мг/100мг | г% | ммоль/л*ч | ммоль/л*ч | мкг/100мг | |
| контроль1 | 85,6 | 7,5 | 1,95 | 5,4 | 0,58 |
| контроль2 | 63,6 | 8,1 | 3,48 | 7,11 | 0,42 |
| 7,5-3 | 66,6 | 3,2 | 3,12 | 5,87 | 0,38 |
| 15-3 | 33,3 | 5,6 | 3,16 | 5,67 | 0,3 |
| 50-3 | 42,4 | 7,8 | 2,64 | 4,41 | 0,2 |
| 7,5-6 | 37,1 | 6,3 | 2,92 | 5,05 | 0,34 |
| 15-6 | 50,7 | 5,1 | 3,77 | 5,49 | 0,4 |
| 50-6 | 59,8 | 5,1 | 2,36 | 4,78 | 0,3 |
Рис 1.1. Содержание белка в печени
Из рис.1.1 видно, что введение тиакарпина в низких дозах на третьи сутки изменяет состояние белоксинтетической функции печени в пределах физиологической нормы в отличие от больших доз. Однако, если содержание белка практически восстанавливается в дозах 15 и 50 мг/кг, то при низких дозах снижается почти в 2 раза.
Рис. 1.2. Содержание белка в сыворотке крови
Обратная картина получена для белка сыворотки крови (рис. 1.2): резкое понижение в первые три дня при малых дозах и восстановление на шестой день. В то же время большие дозы вызывают стабильное понижение концентрации общего белка до 5 г%.
 |
Рис. 1.3. Активность аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы в сыворотке крови
В случае с уровнем активности ферментов крови наблюдается положительная ситуация для всех исследуемых групп. На рис. 1.3 можно видеть незначительные колебания показателей практически в пределах нормы.
Рис. 1.4. Содержание продуктов тиобарбитуровой кислоты в печени
Содержание ТБК-продуктов выравнивается до нормальных значений во всех группах на шестой день. Наблюдавшееся понижение в первой половине недели находилось в прямой зависимости от дозы.
Анализ результатов на первом этапе не показал негативного действия тиакарпина на показатели организма даже при введении высоких доз, а в некоторых случаях увеличение дозы способствовало подавлению процессов перекисного окисления в печени, свидетельствующее о некотором антиоксидантном и гепатопротекторном действии препарата. Неодназначные результаты были получены по влиянию тиакарпина на белоксинтетическую функцию организма.
ОПИСАТЕЛЬНАЯ СТАТИСТИКА
Это средство анализа служит для создания одномерного статистического отчета, содержащего информацию о центральной тенденции и изменчивости входных данных.
Переменная Размер <---Диапазон---> Среднее---Ошибка Дисперс Ст.откл Сумма
x1 8 33,3 85,6 54,89 6,177 305,2 17,47 439,1