Программные средства обработки и анализа медицинских данных

EXCEL – редактор электронных таблиц.

Дисперсионный анализ – позволяет выявить природу отклонений от средних значений, наблюдаемых в массиве данных.

Корреляционный анализ оценивает взаимосвязь двух наборов данных с помощью коэффициента корреляции, если коэффициент близок к единице, говорят о положительной корреляции, если к минус единице, об отрицательной корреляции. Если коэффициент близок к нулю, корреляции нет.

Описательная статистика – команда, которая позволяет получить основные характеристики выборки (среднее, дисперсия, сигма).

Выборка – создает выборку из имеющихся данных по разным критериям.

Т-тест позволяет рассчитать значение критерия Стьюдента в различных ситуациях.

Программа статистика – пакет программ, работающий с электронными таблицами и позволяющий использовать готовые сценарии стат. исследований и обработки данных. Все методы обработки данных разбиты на модули в соответствии с разделами стат. анализа.

Модули:

1. Основные статистики и таблицы – содержит основные описательные статистики, методы анализа таблиц, инструментарий для разведочного анализа данных.

2. Кластерный анализ – позволяет оценить близость между различными группами данных.

3. Анализ временных рядов – позволяет оценить качество данных и составить прогноз.

При запуске программ из каждого модуля вы получаете доступ ко многим процедурам:

1. Анализ данных

2. Управление данными

3. Добыча данных

4. Визуализация данных

MatLab – пакет прикладных программ, создающихся с 70-х годов прошлого века, для решения задач тех. Вычислений и стат. анализа. Имеет свой язык и требует спец. Изучения.

Представления массивов данных в виду векторов и матриц:

Главным объектом при работе с MatLab является массив. Массив хар-ся размерностью и размером. Простейшими массивами являются строки, столбцы, матрицы и кубические массивы. Строка или столбец – массив, имеющий размерность равную единице. Матрица (таблица) – массив с размерностью два. Трехмерный массив – массив с размерностью три. Массивы могут быть и больших размерностей – четырех, пяти и т.д. количество элементов в строке или столбце. Каждый элемент однозначно задается в массиве номерами его строки и столбца.

Scilab. После запуска среды scilab на экране появляется основное окно приложения, оно содержит меню, панель инструментов и рабочую область.

1. Решение нелинейных уравнений и систем уравнений

2. Решение задач линейной алгебры

3. Решение задач оптимизации

4. Дифференцирование и интегрирование

5. Задачи обработки экспериментальных данных

6. Решение дифференциальных уравнений и систем уравнений

Признаком того, что система готова к работе, является наличие приглашения. (_)

После которого располагается активный курсор, эта область называется командной строкой. Ввод команд в командную строку производится с клавиатуры. После ввода необходимо нажать клавишу Enter, это заставит систему выполнить команду и напечатать результат. При этом рабочая область будет прокручиваться вниз, а ранее введенный текст уходит за пределы экрана, чтобы его просмотреть можно:

• Воспользоваться полосой прокрутки справа

• Клавишами листания страниц

Клавиши стрелка вверх и стрелка вниз используется по-другому – если в пустой командной строке нажать клавишу стрелка вверх, то появляется предыдущая введенная команда, если стрелку вниз, то команды выводятся в обратном порядке. Вся информация в рабочей области находится либо в зоне просмотра, либо в зоне редактирования.

В зоне просмотра нельзя ничего исправить или ввести, только выделить и вставить это в зону редактирования. В зоне редактирования, то есть в командной строке, мы можем использовать большинство команд редактирования и управления курсором (перемещение курсора, вставка символов, удаление символов).

Особенности ввода команд. Если команда закачивается «;», то результат ее действия не отображается в командной строке. Если «;» отсутствует, то результат выводится в рабочую область. Если команда не содержит знака «=», то вычисленное значение по умолчанию присваивается системной переменной с именем «ans». Полученное значение можно использовать в последующих вычислениях. Если команда была неверной, то после нажатия клавиши Enter появляется сообщение об ошибке. Текущий документ, содержащий строки ввода-вывода и сообщения об ошибках, называются сессией. Результаты работы сессии можно сохранить в файл.

Основы работы scilab:

1. Текстовый комментарий – строка, начинающаяся с символов //

2. Для выполнений арифметических операций применяются следующие операторы: сложение, вычитание, умножение, деление, возведение в степень…

3. Если вычисляемое выражение слишком длинное, то для продолжения командной строки следует напечатать три и более точек.

Использование переменных: любая переменная сначала определяется. Для этого печатают имя переменной, знак равенства и значение переменной. Знак равенства называют оператором присваивания. Регистр букв к имени различается программой. Длинна имени переменной может содержать до 224-ех символов. Оно не должно совпадать с именами встроенных процедур и функций программы.

Значения, которые присваиваются переменным могут быть не только числовыми, а также арифметическими выражениями, символьными строками или символьными выражениями. Если переменная символьная или строковая, то выражение в правой части берется в одинарные кавычки.

Системные переменные начинаются с символа процента и имеют стандартные значения. При введении вещественных чисел для указания дробной части числа используется точка.

Функции:

Asin, acos, atan – арк- синус, косинус, тангенс.

Кроме встроенных функций используются также функции, определенные пользователем, которые могут являться комбинацией встроенных функций. Если имя переменной, в которые будут записаны результаты вычисления функций, не задано, то значение функции будет присвоено стандартной переменной ans.

Использование массивов и матриц:

Name – имя переменной

X_n – значение первого элемента массива

X_k – значение последнего элемента массива

dX – шаг

[name]=X_n:dX:X_k1

Если параметр dX, то по умолчанию он считается равным единице и каждый следующий элемент массива равен значению предыдущего плюс один. Массив можно использовать в качестве аргумента в выражениях и функциях.

По элементный ввод массива – для этого вводится имя массива и после знака присваивания в квадратных скобках через пробел или запятую перечисляются элементы массива.

Через пробел или запятую вводятся элементы строки. Если нужно ввести элементы столбца, то в качестве разделителя используется «;».

Действия над массивами

При выполнении этих операций действия производятся с каждым элементом массива. Операции сложения и вычитания определены для массивов одинаковой размерности и одинакового размера, то есть при выполнении этих операций производятся действия с элементами массивов, имеющих одинаковые индексы. К массиву также может быть применена функция, при этом каждый элемент массива подвергается действию этой функции. Для массивов используются также специальные функции.

max(M) – вычисляет наибольший элемент в массиве М

min(M) – вычисляет наименьший элемент в массиве М

Построение графиков осуществляется с помощью различных функций с именем plot

Функция plot:

Plot(x,y,[xcap,ycap,caption])

Х – массив значений абсцисс

Y – массив значений ординат

График выводится в отдельном окне и может быть скопирован либо в файл, либо в другую программу Windows. Если мы задаем функцию plot в виде plot(y), то в качестве массива Х берутся номера точек массива y.

Пакет SCILAB для моделирования

SCILAB предусмотрен пакет визуального моделирования динамических систем, то есть из стандартных блоков можно создать модель физического или биологического объекта и проследить как ведет себя эта модель с течением времени. Моделируемые системы могут быть как непрерывными, так и дискретными. Моделью объекта является блок-схема, собранная из стандартных блоков, параметры которых мы можем менять по желанию, а также создавать собственные блоки с нужными свойствами.

Создание новой модели предусматривает выполнений следующих операций:

1. Запуск с пустым окном

2. Открытие одной или более палитр

3. Копирование нужных блоков из палитр в окно

4. Установка параметров блоков нужной величины

5. Соединение входов и выходов блоков

6. Компиляция и запуск модели

7. Переименование и сохранение

Для запуска необходимо выбрать команду «визуальное моделирование Xcos» в меню инструменты. После выполнения этой команды откроются два окна: палитры блоков и безымянный файл, в котором создается модель пользователя и который Вы сохраняете под своим именем. Блоки захватываются мышью и переносятся в окно безымянный файл. Блоки имеют вход и выход, обозначенные стрелочками. Соединения блоков производятся с помощью мыши: делается один щелчок ЛК мыши на выходе одного блока, потом такой же щелчок на входе второго блока. Линии соединения могут быть как прямыми, так и поворачивать под прямым углом (для этого в процессе протягивания линии делается щелчок и поворот в нужном направлении). Для удаления связи ее выделяют щелчком и нажимают кнопку удаления. Линии сигналов черные, а линии активизации красные. Входы и выходы сигналов активации расположены на верхней и нижней стороне блоков. В то время как входы и выходы обычных сигналов установлены на боковых сторонах.

Формирует массив значений необходимый для построения графика, отражающего состояние системы в конкретный момент времени. Следующий блок изображает собой осциллограф. Верхний блок – блок часов активации, он активирует осциллограф, то есть позволяет создать кадр изображения в момент активации.