本書(shū)以生物醫(yī)學(xué)為背景，運(yùn)用系統(tǒng)控制的理論和方法，建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。主要研究了生物醫(yī)學(xué)中兩個(gè)有關(guān)系統(tǒng)的優(yōu)化和控制問(wèn)題：腫瘤治療和傳染病傳播。
在第2章里，介紹了有關(guān)控制優(yōu)化及估計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)。第2.1 節(jié)給出動(dòng)態(tài)規(guī)劃的研究?jī)?nèi)容、基本概念及算法框圖，這部分內(nèi)容將有助于理解本文的方法及其意義。第2.2 節(jié)介紹的是本書(shū)用到的和時(shí)間序列分析中有關(guān)自回歸（AR）模型、滑動(dòng)平均（MA）模型和自回歸滑動(dòng)平均（ARMA）模型的某些基本知識(shí)。
第3章運(yùn)用系統(tǒng)控制的理論和方法，優(yōu)化整個(gè)腫瘤放射治療過(guò)程，以達(dá)到優(yōu)化治療效果的目標(biāo)。首先對(duì)腫瘤放射治療過(guò)程進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，根據(jù)臨床實(shí)際提出目標(biāo)函數(shù)。運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃原理，得到滿足該問(wèn)題約束條件的腫瘤放射治療最優(yōu)方案。基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的“最優(yōu)性原理”，書(shū)中給出了優(yōu)化算法，并通過(guò)相關(guān)的仿真試驗(yàn)，分別考察了模型中幾個(gè)重要參數(shù)對(duì)治療效果的影響，及其相應(yīng)的醫(yī)學(xué)含義，檢驗(yàn)了優(yōu)化算法的有效性。
在第4章討論腫瘤靶區(qū)得以精確定位問(wèn)題。基于人體各個(gè)器官（包括腫瘤組織）在腫瘤放射過(guò)程中不斷運(yùn)動(dòng)和形變的現(xiàn)象，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，利用臨床實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，比較了線性估計(jì)、均值估計(jì)、滑動(dòng)平均（MA）估計(jì)三種估計(jì)方法對(duì)腫瘤中心點(diǎn)位置均值的估計(jì)結(jié)果。