Возможности дисперсионного анализа для выявления наследственных заболеваний

Размещено на http://www.allbest.ru/

Возможности дисперсионного анализа для выявления наследственных заболеваний

Чернова Галина Викторовна, старший преподаватель

В статье обсуждается вопрос о возможности использования дисперсионного анализа в медицине.

Похожие материалы

· Дифференциальная диагностика лобно-височной деменции с другими формами деменции

· Познавательная самостоятельность как путь самореализации личности в обучении

· Использование виртуальных учебных материалов с целью саморазвития студентов медицинских вузов

· Статистический анализ морфофункциональных параметров студентов разных экотипов

· Великая польза пресса. Секреты для будущих мам

Основная цель медицины будущего не столько вылечить заболевание, сколько предотвратить появление тех или иных факторов, которые могут спровоцировать болезнь. В этом случае основной задачей является выявление причин появления заболевания. На сегодняшний день известно, что определенную роль в развитии порока или заболевания играют наследственность и среда. Вместе с тем, доля участия генетических и средовых факторов варьируется при разных состояниях. С этой точки зрения формы отклонений от нормального развития принято делить на 2 группы: наследственные заболевания (хромосомные и генные), мультифакторные заболевания [1].

Развитие заболеваний первой группы целиком обусловлено дефектностью наследственной программы, а роль среды заключается в модификации проявлений болезни. Мультифакторные заболевания (болезни с наследственной предрасположенностью). Причинами их развития являются факторы окружающей среды, однако степень их реализации зависит от генной конституции организма. Силу влияния наследственности и окружающей среды можно определить с помощью дисперсионного анализа.

Дисперсионный анализ статистический метод, позволяющий анализировать влияние различных факторов на исследуемую переменную. Метод был разработан биологом Р. Фишером в 1925 году и применялся первоначально для оценки экспериментов в растениеводстве. В дальнейшем выяснилась общенаучная значимость дисперсионного анализа для экспериментов в психологии, педагогике, медицине и др.

В дисперсионном исследователь исходит из предположения, что одни переменные выступают как влияющие (именуемые факторами или независимыми переменными), а другие (результативные признаки или зависимые переменные) -- подвержены влиянию этих факторов. Дисперсионный анализ -- анализ изменчивости признака под влиянием каких-либо контролируемых переменных факторов. Влияние фактора на какой-либо признак проявляется в появлении дисперсии.

При наличии одного фактора, влияние которого исследуется, дисперсионный анализ именуется однофакторным, и распадается на две разновидности: медицина болезнь наследственность отклонение

· Анализ несвязанных (то есть -- различных) выборок.

· Анализ связанных выборок.

В случае, если исследуется одновременное воздействие двух или более факторов, мы имеем дело с многофакторным дисперсионным анализом, который также можно подразделить по типу выборки.

Если же воздействию факторов подвержено несколько переменных, -- речь идет о многомерном анализе.

Задача дисперсионного анализа [2,3] состоит в том, чтобы в общей дисперсии выделить три части:

· общая дисперсия, обусловленная действием всех факторов которые влияют на данный признак.

· факториальная дисперсия, обусловленная действием исследуемых исследуемых факторов (одного или нескольких).

· остаточная дисперсия, обусловленная всеми неучтенными обстоятельствами.

Показателем соотношения этих трех дисперсий является F -- критерий Фишера. Основным понятием дисперсионного анализа является нулевая гипотеза -- это предположение о том, что фактор не влияет на рассматриваемый признак. Такой вывод можно сделать, если в ходе исследования гипотеза подтверждается.

Рассмотрим возможности однофакторного и двухфакторного дисперсионного анализа при исследовании влияния факторов на исследуемый признак на примере влияния наследственного фактора на зрение студентов. Глаз -- воспринимающий отдел зрительного анализатора, служащий для восприятия световых раздражений. Через глаза человек получает до 90 % информации об окружающем мире.

К самым распространенным дефектам зрения относятся близорукость (миопия) и дальнозоркость (гиперметропия), связанные с излишней или недостаточной выпуклостью хрусталика.

Если хрусталик излишне выпукл, то оптическая сила глаза превышает норму. В этом случае положение заднего фокуса при ненапряженной кольцевой мышце оказывается перед сетчаткой.

Есть много разных теорий, которые пытаются объяснить причины, из-за которых развиваются глазные болезни. Несмотря на значительные усилия ученых, даже сейчас мы не на сто процентов уверены, что точная причина установлена… Акцент ставится на различные факторы, такие как диспропорции в развитии и росте глаза, неполноценности зрительного ткани, инфекционные заболевания, неправильное питание, чрезмерное напряжение глаз, недостаточное освещение, но, главным образом, наследственность. Современная медицина нашла более 1200 генов, отвечающих за возможность возникновения определенных заболеваний.

В ходе первого эксперимента были проведены следующие расчеты:

Общее количество испытуемых 52. Предлагалось оценить зрение самих испытуемых и зрение родителей

1 группа -- «зрение в норме», 2 группа -- «существуют ощутимые проблемы со зрением, не требующие корректировки», 3 группа -- «существуют ощутимые проблемы со зрением, требующие корректировки»

Выделены 4 уровня фактора: Нет проблем со зрением у мамы и папы, есть проблемы со зрением у мамы, нет проблем со зрением у папы, есть проблемы со зрением у папы, нет проблем со зрением у мамы, есть проблемы со зрением у обоих родителей

Гипотеза: Фактор «наследственность» не влияет на зрение испытуемых

Расчеты: Методом однофакторного дисперсионного анализа были получены следующие результаты:

Факториальная дисперсия 23,33

Остаточная дисперсия 4.33

Фактическое значение критерия Фишера 5,38

Стандартное значение критерия Фишера 4.07 при вероятности 0.95

Доля влияния 0.59

Вывод: Фактическое значение критерия Фишера 5,38 > чем стандартное значение критерия Фишера 4.07, следовательно гипотеза отвергается, значит с вероятностью 95% можно заключить, что наследственность влияет на зрение человека. Примерно около 59% от общего варьирования уровня зрения у студентов выбранной группы обусловлено влиянием наследственного фактора.

В ходе второго эксперимента были проведены следующие расчеты:

Общее количество испытуемых 38. (студенты 1 курса, имеющие проблемы со зрением)

Предлагается оценить зрение мамы и папы. Выделены две группы факторов: фактор А -- «наследственность мамы», фактор В -- наследственность папы»

Для каждого фактора выделены 3 группы: 1 группа -- «зрение в норме», 2 группа -- «существуют ощутимые проблемы со зрением, не требующие корректировки», 3 группа -- «существуют ощутимые проблемы со зрением, требующие корректировки»

Гипотезы:

1. Фактор А -- «наследственность мамы» не влияет на зрение испытуемых

2. Фактор В -- «наследственность папы» не влияет на зрение испытуемых

Расчеты: Методом двухфакторного дисперсионного анализа были получены следующие результаты: факториальная дисперсия фактора А 28.44, факториальная дисперсия фактора В 6.77, остаточная дисперсия 2.44, фактическое значение критерия Фишера для фактора А (мама) 11.63, фактическое значение критерия Фишера для фактора В (папа) 2.77, стандартное значение критерия Фишера 6.94 при вероятности 0.95

Вывод: фактор А: Фактическое значение критерия Фишера >, чем стандартное значение критерия Фишера, следовательно с вероятностью 95% гипотеза №1 отвергается, можно заключить, что фактор «наследственность мамы», влияет на зрение исследуемой группы. Фактор В: Фактическое значение критерия Фишера < чем стандартное значение критерия Фишера, следовательно с вероятностью 95% гипотеза №2 сохраняется, можно заключить, что фактор «наследственность папы», не влияет на зрение исследуемой группы.

Все расчеты были проведены на небольшой группе, поэтому выводы о влиянии наследственности на зрение делать рано, но мы в нашей статье показали приемлемость применения дисперсионного анализа [5].

Список литературы

1. Бочков Н.П. Генетика и медицина. - М., 1979.- 380c

2. Васильева Л.А. Статистические методы в биологии, медицине и сельском хозяйстве: Учеб. пособие для вузов. - Новосибирск, Новосибирский Государственный университет, 2007. - 128 с

3. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. - М.: Высшая школа, 2003.-523с.

4. Гусев А.Н. Дисперсионный анализ в экспериментальной психологии. - М.: Учебно-методический коллектор «Психология», 2000.-136с.

5. Платонов А.Е. Статистический анализ в медицине и биологии: задачи, терминология, логика, компьютерные методы. -- М.: Издательство РАМН, 2000. - 52 с.

Размещено на Allbest.ru