醫(yī)學(xué)上一種有用的數(shù)學(xué)評(píng)判方法

1、醫(yī)學(xué)上一種有用的數(shù)學(xué)評(píng)判方法【摘要】 模糊數(shù)學(xué)中綜合評(píng)判的方法在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。它用確定的數(shù)字來表述不確定的現(xiàn)象，依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)的數(shù)據(jù)，運(yùn)用模糊邏輯的思維方式，就可建立起模糊關(guān)系矩陣，再采用模糊數(shù)學(xué)的運(yùn)算法則便可得到精確的結(jié)論。這就是模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域方面的基本原理。 【關(guān)鍵詞】 模糊數(shù)學(xué); 中醫(yī)學(xué); 醫(yī)學(xué)院校模糊數(shù)學(xué)方法有不要求病情相互獨(dú)立的優(yōu)點(diǎn)，因而其應(yīng)用限制較少。而模糊綜合評(píng)價(jià)應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的理論，將模糊信息通過模糊判斷的手段，從而求得明確評(píng)價(jià)結(jié)果。這種評(píng)價(jià)方法廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生事業(yè)管理工作中，如醫(yī)院營理質(zhì)量的好壞，疾病治療質(zhì)量的好壞等等。 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展趨勢，對(duì)醫(yī)學(xué)人才的數(shù)學(xué)素養(yǎng)提出

2、了更高的要求。數(shù)學(xué)思維及方法已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科研中不可缺少的工具1。1 模糊綜合評(píng)判的模型1.1 確定評(píng)判對(duì)象因素集合。U=u1，u2，u3，unU是被評(píng)判的模糊現(xiàn)象，ui(i=1,2，,n)是影響對(duì)象U的n個(gè)因素。1.2 確定評(píng)語等級(jí)作為評(píng)語集合V=v1，v2，v3，vmV是評(píng)語集，vj(j=1,2,，m)是評(píng)語等級(jí)。1.3 建立從因素集U到評(píng)語集V的單因素模糊關(guān)系矩陣R=r11r12r13r1mr21r22r23r2mrn1rn2rn3rnmrij0，1,(i=1,2,，n,j=1,2,，m)是第i個(gè)因素ui對(duì)第j個(gè)評(píng)語等級(jí)vj的隸屬度。1.4 確定各因素ui(i=1,2,n)的權(quán)重A=(

3、a1,a2,an), 其中ai0, ni=1ai=11.5 對(duì)U進(jìn)行綜合評(píng)判B=AR=(a1,a2,an)r11r12r1mr21r22r2mrn1rn2rnm=(b1,b2,bm)bi=ni=1airij取max(b1，b2，bm)=bi(i=1或2或或m)就是對(duì)U的評(píng)判結(jié)果。2 模糊數(shù)學(xué)在中醫(yī)中的具體應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)結(jié)合,給中醫(yī)的發(fā)展注入了勃勃生機(jī)?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)、藥理學(xué)、化學(xué)等也正在向中醫(yī)中藥學(xué)滲透。從事中醫(yī)研究、教學(xué)、臨床的工作者,在繼承傳統(tǒng)中醫(yī)的精華的同時(shí),還不斷運(yùn)用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的研究方法、現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù),促進(jìn)中醫(yī)的現(xiàn)代化。運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)已成為中醫(yī)研究中不可缺少的方

4、法和途徑之一。2.1 診斷中的應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用于中醫(yī)診斷系統(tǒng),其診斷過程與中醫(yī)專家的思考過程有著驚人的一致性。例如,脈診是中醫(yī)診斷系統(tǒng)中的重要組成部分,它在臨床診斷中起著重要的作用。中醫(yī)通常運(yùn)用指感來判斷人體的脈象,而在對(duì)于脈象的判斷中,個(gè)人經(jīng)驗(yàn)(專家經(jīng)驗(yàn))占了很大成分。其中,存在著大量的模糊性概念。而借助壓力感受器構(gòu)建的脈象圖,可以使脈象分析更加客觀化和具體化。并且通過模糊數(shù)學(xué)的運(yùn)用,使脈象分析自動(dòng)化。脈像圖是用壓力感受器在手部橈動(dòng)脈部位于不同時(shí)間拾取的曲線,脈圖的曲線由數(shù)波組成,各波的變化都代表了一定的生理和病理意義。利用該方法采集不同時(shí)間脈搏的振幅函數(shù)離散點(diǎn)F(t)的值,并分別求出各特征

5、點(diǎn)的坐標(biāo),然后對(duì)脈圖的不同波段進(jìn)行等分,再利用線性插入的方法求出每個(gè)等份點(diǎn)的振幅值,并通過特定的公式求得各等分點(diǎn)的斜率Yi ,對(duì)于多個(gè)Yi ,借助向量余弦法計(jì)算出判別公式,再根據(jù)已經(jīng)建立的脈象和疾病數(shù)據(jù)庫就可以自動(dòng)診斷疾病。在醫(yī)學(xué)自動(dòng)診斷或計(jì)量診斷中,模糊數(shù)學(xué)方法有不要求病情相互獨(dú)立的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用比較成功的有以模糊分類器代替貝葉斯分類器用于常見病闌尾炎的鑒別診斷：提取闌尾炎分型鑒別的7項(xiàng)主要特征癥狀，每個(gè)特征又可分為幾項(xiàng)次級(jí)特征，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，建立癥狀疾病模糊關(guān)系，對(duì)于一個(gè)特定的病人可建立特定的癥狀疾病關(guān)系矩陣，如一患者開始上腹部疼痛，發(fā)病后嘔吐、腹瀉，全腹壓痛，腹肌緊張，入院時(shí)體溫37，白細(xì)胞

6、總數(shù)19530個(gè)/ml，根據(jù)此癥狀，可從表中分離出這一特定病人的癥狀疾病關(guān)系矩陣R,按統(tǒng)計(jì)資料，在臨床就診病人中這3類病人的比例分別為:慢性闌尾炎35.33%，急性闌尾炎43.36%，闌尾穿孔21.51%，按文獻(xiàn)計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，得到這3類病人的近似比例，構(gòu)成如下模糊加權(quán)向量: A=(0.3333，0.3633，0.3033)，按B=AR或bj=ajrij(i,j=1，2，3)進(jìn)行模糊矩陣合成，算得B=(0.4025/D1 ，0.8172/D2，0.9600/D3 )按最大隸屬原則應(yīng)分類為闌尾穿孔，故需要急診手術(shù)2。2.2 在中藥學(xué)中的應(yīng)用中藥理論中的四氣五味、升降沉浮、寒熱溫涼、功能主治等均具

7、有模糊性,不同藥物在不同采摘時(shí)間、不同炮制方法、不同復(fù)方配伍中的性味歸經(jīng)、功用主治,往往是不同的,它們之間的過渡過程,具有復(fù)雜的動(dòng)態(tài)性,其類屬是不清晰、不確切的,即模糊的。而根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的原理,采用綜合評(píng)判的方法,對(duì)中藥進(jìn)行檢驗(yàn),方法科學(xué)、公正;對(duì)藥材質(zhì)量評(píng)價(jià)精細(xì)、合理,使產(chǎn)品的質(zhì)量控制、成本核算、生產(chǎn)配料等有了可靠的依據(jù)。模糊數(shù)學(xué)運(yùn)用于中藥電離子導(dǎo)入篩選法,根據(jù)不同藥物的性能與臨床要求的隸屬度的客觀存在,克服了在同類抗癌藥物之間的療效難以用準(zhǔn)確的語言來區(qū)別、難以用準(zhǔn)確的數(shù)字來表達(dá)的困難,使決定抗癌治療成敗的關(guān)鍵選方擇藥方法有理可循,有據(jù)可依,并且由于模糊數(shù)學(xué)的引入,使該種方法更加完善。而且本

8、篩選方法在臨床中尚可應(yīng)用到其他疾病的藥物篩選和選藥配方。2.3 在方劑中的應(yīng)用方劑是中醫(yī)藥物治療的主要形式,是辨證論治中理法方藥的具體實(shí)現(xiàn)者,當(dāng)代醫(yī)藥的大格局和方劑學(xué)自身多方面的進(jìn)展,已使方劑學(xué)的傳統(tǒng)模式發(fā)生重大變化。而方劑學(xué)又是最宜于采用當(dāng)代其他高新科技手段及方法進(jìn)行深入量化研究的領(lǐng)域之一。醫(yī)務(wù)工作者可以針對(duì)方劑研究中存在的問題以及模糊數(shù)學(xué)的特點(diǎn),探索并設(shè)想了一種以方劑傳統(tǒng)理論為基礎(chǔ)和指導(dǎo),從藥性及功能和方證相關(guān)的本質(zhì)上進(jìn)行深入量化描述和研究的基本方法：對(duì)方劑中有關(guān)模糊變量的定量描述的研究:以藥物的性味歸經(jīng)、升降沉浮、君臣佐使、功能主治,乃至有關(guān)癥與證為描述對(duì)象,以模糊數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)為研究對(duì)

9、象,通過有關(guān)類比分析和計(jì)算機(jī)仿真,對(duì)幾種常用隸屬函數(shù)(如三角形、梯形、正態(tài)分布函數(shù)等)的描述功能與性質(zhì)進(jìn)行研究,取得最確切的量化描述方法;復(fù)方方解及組方規(guī)律研究:將重點(diǎn)以桂枝湯為研究對(duì)象,在模糊定量描述的基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用模糊聚類分析和模糊模式認(rèn)識(shí)等數(shù)學(xué)方法進(jìn)行研究,為驗(yàn)證這些數(shù)學(xué)方法所得出的規(guī)律的有效性和普適性,有針對(duì)性的進(jìn)行藥味加減后的驗(yàn)證對(duì)比研究和統(tǒng)計(jì)分析;方劑變化與功能主治關(guān)系的研究:重點(diǎn)采用模糊綜合評(píng)判方法,對(duì)有關(guān)因素與功能主治變化的動(dòng)態(tài)關(guān)系進(jìn)行分類分析和判別,從而探索配伍與功效之間的規(guī)律性;在上述研究的基礎(chǔ)上,采用模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)所需的功能主治、進(jìn)行自主的新方設(shè)計(jì)和優(yōu)化處理,形成以

10、計(jì)算機(jī)為輔助手段的分析設(shè)計(jì)基本工具。正確的引入模糊數(shù)學(xué)方法并以計(jì)算機(jī)技術(shù)為工具將有助于從復(fù)方配伍的動(dòng)態(tài)性、模糊性本質(zhì)上去深入而確切的開展方劑配伍規(guī)律的量化研究,從而徹底改變中醫(yī)與中藥之間、中藥性味與功能之間的分離狀態(tài),探索出復(fù)方配伍研究新的思路和技術(shù)途徑3，4。3 結(jié)論科技的精進(jìn)發(fā)展，促進(jìn)了中醫(yī)藥與西醫(yī)藥的相互融合與新藥的開發(fā)。新藥開發(fā)著眼于藥物分子的設(shè)計(jì)合成，需化學(xué)、生物化學(xué)與藥理學(xué)的結(jié)合;制藥工業(yè)需藥學(xué)與化學(xué)工業(yè)、工業(yè)工程結(jié)合;生物藥劑學(xué)是探討藥物在體內(nèi)之動(dòng)力學(xué)。以上這些都需要結(jié)合數(shù)學(xué)與生命科學(xué)的知識(shí)，以確立用藥的模式及評(píng)價(jià)藥物的療效。病患用藥知識(shí)及臨床用藥評(píng)估、藥品的行銷管理，則需結(jié)合決策學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)等人文科學(xué)與社會(huì)科學(xué)，而所有這些都離不開數(shù)學(xué)。我國正在積極推行中醫(yī)藥科學(xué)化研究，雖然這是生物藥學(xué)和天然物化學(xué)之范疇，但它卻根植于數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的融合。由于近年來生命密碼的破譯，人類基因組織計(jì)劃接近尾聲，各項(xiàng)生物科技及遺傳工程在醫(yī)藥學(xué)上已有所應(yīng)用。如今，許多制藥公司和生物技術(shù)公司正在后基因時(shí)代的藥學(xué)研究中展開競爭。可以想像，在現(xiàn)代數(shù)學(xué)和其他學(xué)科的推動(dòng)下，未來的藥學(xué)將取得飛速發(fā)展，從而也促進(jìn)人類進(jìn)一步邁向?qū)ψ陨砩钊氲牧私??！緟⒖嘉墨I(xiàn)】 1粟載福，謝正詳，郭必貴，等.模糊數(shù)學(xué)與醫(yī)學(xué)，重慶:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出