ПРИМЕНЕНИЕ ПАКЕТА MS EXCEL ПРИ ПРОВЕДЕНИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ ПО НАПРАВЛЕНИЮ 12.03.04 БИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ Мороз К.А.,Шарапова Г.О.,Моисеева А.А.

Донской государственный технический университет


Номер: 5-1
Год: 2017
Страницы: 52-54
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

статистика, гистограмма, дисперсионный анализ, критерий Стьюдента, MS Excel, statistics, histogram, analysis of variance, t-test, MS Excel

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье рассмотрены возможности применения пакета MS Excel в процессе подготовки бакалавров по направлению 12.03.04 Биотехнические системы и технологии, приведены примеры обработки биомедицинских данных, указана важность полученных навыков работы с программным продуктом.

Текст научной статьи

Согласно федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) высшего образования по направлению подготовки 12.03.04 Биотехнические системы и технологии одним из основных видов профессиональной деятельности, к которым готовятся выпускники, освоившие программу бакалавриата является научно-исследовательская деятельность. При этом объектом профессиональной деятельности выпускников являются методы и технологии выполнения медицинских, экологических и эргономических исследований. Одной из задач подготовки бакалавра названо проведение вычислительных экспериментов с использованием стандартных программных средств с целью получения математических моделей биологических и биотехнических процессов и объектов. Самым распространенным программным продуктом, используемым для научных исследований в медицине, является пакет MS Excel. Он позволяет выполнить достаточно большое количество видов математического анализа данных. Данный программный продукт дает возможность построить различные виды диаграмм и графиков, которые дают визуальную характеристику проведенным расчетам. Чаще всего MS Excel используется в медицине для выполнения различных видов анализа математической статистики [1, 2]. Рассмотрим пример применения пакета MS Excel для анализа спирограмм у курящих и некурящих испытуемых [3]. Исходными данными (см. таблицу 1) являются результаты спирографии 10 мужчин и 10 женщин, среди них 5 курящих и 5 не курящих мужчин, 5 курящих и 5 не курящих женщин. В данном примере сравниваются значения жизненной емкости легких (ЖЕЛ) для всех четырех групп испытуемых. Таблица 1 Общая характеристика курящих и некурящих испытуемых Показатели Курящие Некурящие Общая численность группы, n 10 10 Мужчины / Женщины 5/5 5/5 Возраст, лет 20-25 20-25 Рост, см 185±10 / 164±10 185±10 / 164±10 Вес, кг 84±10 / 65±10 84±10 / 65±10 Стаж курения, лет до 4 - Далее используем функцию столбчатых диаграмм для сравнения исследуемых данных (см. рисунок 1). а б Рис. 1 - Сравнение ЖЕЛ курящих и некурящих испытуемых (а - мужчины, б - женщины) Визуальный анализ построенных диаграмм позволяет сделать вывод о том, что значения ЖЕЛ курящих пациентов ниже значений ЖЕЛ некурящих испытуемых независимо от полового признака. Таким образом, мы подтверждаем, что курение приводит к ухудшению функций легких. Рассмотрим ещё один пример использования пакета MS Excel для анализа показателей крови здоровых и больных испытуемых. Исходными данными являются обезличенные анализы гематологического исследования крови 52 мужчин и 48 женщин. Для сравнения полученного массива данных был использованы надстройки MS Excel, в частности дисперсионный анализ. Также были построены гистограммы распределения для всех параметров. Используемый программный продукт позволяет построить гистограмму с наложением кривой нормального распределения, что является очень удобной функцией. Для примера выбраны результаты исследования по нейтрофилам (см. рисунки 2, 3). а б Рис. 2 - Гистограммы распределения нейтрофилов у мужчин здоровых (а) и с патологией (б) а б Рис. 3 - Гистограммы распределения нейтрофилов у женщин здоровых (а) и с патологией (б) По данным гистограммам можно сделать вывод о различии содержания нейтрофилов в крови у мужчин и женщин с патологией и здоровых. У испытуемых с патологией процентное содержание нейтрофилов выше, чем у здоровых. Однако результаты дисперсионного анализа не выявляют различие между исходными данными по патологии, для всех показателей крови рассчитанное значение критерия Фишера меньше табличного значения. Выявленное разночтение результатов анализа связано с тем, что выполнение дисперсионного анализа для исследуемой выборки было некорректно, так как не была проведена проверка нормальности распределения исходных данных. Расчет критерия Стьюдента является необходимым при анализе медико-биологической информации [4]. Отметим, что пакет MS Excel позволяет выполнить расчет данного критерия. Приведенные примеры применения MS Excel характеризуют лишь малую часть возможностей рассматриваемого программного продукта, однако показывают необходимость получения навыков работы с данным пакетом, что не раз уже подчеркивалось нами и нашими коллегами [5, 6]. Действующий учебный план по направлению 12.03.04 Биотехнические системы и технологии реализует указанные выше задачи согласно ФГОС. В ходе изучения дисциплины Информационные технологии студенты знакомятся с основными возможностями пакета MS Excel, а дисциплины Основы математического моделирования и Методы обработки биомедицинской информации дают практически навыки применения данного стандартного программного продукта в медицинской практике.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.