數(shù)學(xué)建模論文-對腦卒中發(fā)病環(huán)境因素分析及干預(yù)的研究.doc

1對腦卒中發(fā)病環(huán)境因素分析及干預(yù)的研究摘要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，但與此同時(shí)伴隨著城市化進(jìn)程加快，人口密度加大，生活節(jié)奏加快和膳食結(jié)構(gòu)改變等不良現(xiàn)象，一些嚴(yán)重威脅人們身體健康的疾病發(fā)生。腦卒中以其高的發(fā)病率、致殘率、病死率和復(fù)發(fā)率而越來越引起人們的關(guān)注，且其發(fā)病率呈逐年上升趨勢。研究調(diào)查腦卒中的發(fā)病環(huán)境因素，其目的是為了進(jìn)行疾病的風(fēng)險(xiǎn)評估，摸清腦卒中發(fā)病的相關(guān)危險(xiǎn)因素，探討有效的干預(yù)措施，減少人群的發(fā)病率。對腦卒中高危人群能夠及時(shí)采取干預(yù)措施，也讓尚未得病的健康人，或者亞健康人了解自己得腦卒中風(fēng)險(xiǎn)程度，進(jìn)行自我保護(hù)。同時(shí)，通過建立數(shù)據(jù)系列模型（其中運(yùn)用了數(shù)理統(tǒng)計(jì)、回歸分析、風(fēng)險(xiǎn)評估、概率與概率分布計(jì)算的方法），掌握疾病發(fā)病率的規(guī)律，對于衛(wèi)生行政部門和醫(yī)療機(jī)構(gòu)合理調(diào)配醫(yī)務(wù)力量、改善就診治療環(huán)境、配置床位和醫(yī)療藥物等都具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。通過回歸性分析，中國某城市各家醫(yī)院2007年1月至2010年12月的腦卒中發(fā)病病例信息的資料，采用數(shù)據(jù)分析的關(guān)系模型研究影響腦卒中發(fā)病的相關(guān)危險(xiǎn)因素。我們知道患腦卒中與年齡、職業(yè)等因素有關(guān)。通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)（主要采用EXCEL軟件執(zhí)行），概率與概率分布的計(jì)算，再根據(jù)病人基本信息，對發(fā)病人群進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述。對數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察分析，利用比較分析法，研究腦卒中的發(fā)病率與氣溫、氣壓、相對濕度間的關(guān)系。通過回歸分析、預(yù)測評價(jià)，著重討論歷史數(shù)據(jù)對預(yù)測的作用，進(jìn)而對高危人群提出預(yù)警和干預(yù)的建議方案。通過運(yùn)用matlab等軟件，我們可以對相關(guān)模型進(jìn)行檢驗(yàn)，知道腦卒中患病率與氣溫、氣壓、相對濕度間呈現(xiàn)相關(guān)性。通過風(fēng)險(xiǎn)評估，腦卒中發(fā)病的相關(guān)危險(xiǎn)因素，提出早期社區(qū)預(yù)防、宣傳教育、心理輔導(dǎo)，早期的康復(fù)護(hù)理干預(yù)等措施，為降低腦卒中發(fā)病率、治療及康復(fù)提供重要依據(jù)。關(guān)鍵詞：數(shù)理統(tǒng)計(jì)系列模型、腦卒中、非條件Logistic回歸分析、概率與概率分布的計(jì)算、比較分析法，風(fēng)險(xiǎn)評估2一、問題重述腦卒中（Stroke）是腦中風(fēng)的學(xué)名，是一種突然起病的腦血液循環(huán)障礙性疾病。又叫腦血管意外，是指在腦血管疾病的病人，因各種誘發(fā)因素引起腦內(nèi)動(dòng)脈狹窄，閉塞或破裂，而造成急性腦血液循環(huán)障礙，臨床上表現(xiàn)為一過性或永久性腦功能障礙的癥狀和體征腦卒中分為缺血性腦卒中和出血性腦卒中。腦卒中后的預(yù)后各不相同，但研究顯示：大約30%幸存者不能達(dá)到完全恢復(fù)，盡管日常活動(dòng)不需要幫助。另外20%的幸存者至少有一項(xiàng)活動(dòng)需要接受幫助，多數(shù)（60%）需要接受醫(yī)療機(jī)構(gòu)的幫助。腦卒中患者的幸存者的壽命會(huì)急劇減少，并且腦血管事件復(fù)發(fā)的可能性迅速增高。腦卒中在中老年人群中具有很高的發(fā)病率、致殘率、病死率和復(fù)發(fā)率的疾病，給患者和家屬帶來很大的心理及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。若能及早預(yù)防、診斷、治療、早期康復(fù)訓(xùn)練干預(yù)，可以顯著降低其死亡率，然而多數(shù)患者忽視早期或較早期的康復(fù)護(hù)理劑鍛練而導(dǎo)致終身殘疾，生活無法自理或者部分自理，不能獨(dú)立生活和工作，因此，有必要了解影響腦卒中患者發(fā)病的危險(xiǎn)因素及發(fā)病機(jī)制，建立數(shù)學(xué)模型研究腦卒中發(fā)病率與氣溫氣壓、相對濕度間的關(guān)系，對發(fā)病人群進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述，為提出綜合的對預(yù)警和干預(yù)的建議方案提供依據(jù)。此時(shí)我們需要解決：問題一：根據(jù)病人基本信息，對發(fā)病人群進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述。問題二：建立數(shù)學(xué)模型研究腦卒中發(fā)病率與氣溫、氣壓、相對濕度間的關(guān)系。問題三：查閱和搜集文獻(xiàn)中有關(guān)腦卒中高危人群的重要特征和關(guān)鍵指標(biāo)，結(jié)合問題（一）、（二）中所得結(jié)論，對高危人群提出預(yù)警和干預(yù)的建議方案。二、問題的分析1、概述：題目旨在通過大量的數(shù)據(jù)，分析腦卒中的發(fā)病環(huán)境因素，進(jìn)行疾病的風(fēng)險(xiǎn)評估，對腦卒中高危人群能夠及時(shí)采取干預(yù)措施，也讓尚未得病的健康人，或者亞健康人了解自己得腦卒中風(fēng)險(xiǎn)程度，進(jìn)行自我保護(hù)。同時(shí)，通過數(shù)據(jù)模型的建立，掌握疾病發(fā)病率的規(guī)律，對于衛(wèi)生行政部門和醫(yī)療機(jī)構(gòu)合理調(diào)配醫(yī)務(wù)力量、改善就診治療環(huán)境、配置床位和醫(yī)療藥物等都具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。2、相關(guān)分析：21對于問題一的分析根據(jù)病人基本信息，利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與概率分析，統(tǒng)計(jì)分析各年齡的得病人數(shù)，讓人們提高防患意識(shí)，以減少得病率2.2對于問題二的分析關(guān)于腦中風(fēng)的發(fā)病率與氣溫、氣壓、相對濕度間的關(guān)系，利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和多元回歸分析，建立模型2.3對于問題三的分析建立對于高危人群提出預(yù)警和干預(yù)的建議模型3三、模型的假設(shè)1)人群的數(shù)量足夠大，只考慮發(fā)病過程的平均效應(yīng)。2)健康人感病的機(jī)會(huì)與其他接觸病人的機(jī)會(huì)程正比。3)不考慮出生與死亡的過程和人群的遷出與遷入。4)影響腦卒中發(fā)病率的因素是相互獨(dú)立的且不會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境的變化而改變。5)對數(shù)據(jù)可以進(jìn)行篩選，對于無效數(shù)據(jù)予以直接排除。6)附件中給出的數(shù)據(jù)都是正確的。7)假設(shè)4年內(nèi)人口不變，那么當(dāng)年患病率的變化可以用當(dāng)年人口變化代替。8)除患病特征外，人群的個(gè)體間沒有差異，病人與健康人的個(gè)體在人群中是均勻混合的。四、符號(hào)設(shè)定與模型的求解4.1問題一的符號(hào)設(shè)定與模型求解4.1.1符號(hào)設(shè)定男P：表示男性腦卒中患病人數(shù)占當(dāng)年總患病人數(shù)概率；女P：表示女性腦卒中患病人數(shù)占當(dāng)年總患病人數(shù)概率；ziP：表示各種不同職業(yè)腦卒中患病的概率(),2,1(ni)；niP：表示各年齡階段腦卒中患病的概率)；20,11()；10,0(i；iS：表示當(dāng)年男性腦卒中患病者的個(gè)數(shù)；iS：表示當(dāng)年女性腦卒中患病者的個(gè)數(shù)；ziR：表示第i職業(yè)所占得人數(shù)；niM：表示第i區(qū)間階段所占人數(shù)；4.1.2模型建立1、根據(jù)病人基本信息，對腦卒中發(fā)病人群進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述1）性別對患腦卒中的影響：年份2007200820092010男657210645768110936女53518854733597014、性別與患腦卒中分析圖0200040006000800010000120002007200820092010年份患病人數(shù)男女（2007-2010年不同性別的患病人數(shù)）每年男性、女性患病的概率分別是：iiSSP男，iiSSP女利用excel,可以得出：2007200820092010P男0.5512035560.5459254320.5115210440.529921985P女0.4487964440.4540745680.4884789560.470078015由圖表易看出：不同性別對患上腦卒中是有影響的，而且女性患腦卒風(fēng)人數(shù)少于男性，而且女男PP，所以男性患病概率可能性比女性患病概率大。2）職業(yè)對患腦卒中的影響：對2007年1月至2010年12月的數(shù)據(jù)處理，得到處理結(jié)果如下：52007年各職業(yè)患腦中風(fēng)統(tǒng)計(jì)圖01000200030004000500060007000農(nóng)民工人退休人員教師漁民醫(yī)務(wù)人員職工離退人員患病人數(shù)2008年各職業(yè)患腦中風(fēng)統(tǒng)計(jì)圖020004000600080001000012000農(nóng)民工人退休人員教師漁民醫(yī)務(wù)人員職工離退人員患病人數(shù)2009年各職業(yè)患腦中風(fēng)統(tǒng)計(jì)圖020040060080010001200140016001800農(nóng)民工人退休人員教師漁民醫(yī)務(wù)人員職工離退人員患病人數(shù)2010年各職業(yè)患腦中風(fēng)統(tǒng)計(jì)圖020004000600080001000012000農(nóng)民工人退休人員教師漁民醫(yī)務(wù)人員職工離退人員患病人數(shù)由ziziRRPzi可得各職業(yè)腦卒中患病人數(shù)的概率；由上面統(tǒng)計(jì)分析可知：農(nóng)民與工人腦卒中的患病人數(shù)占總患病人數(shù)比重明顯比較高。而醫(yī)務(wù)人員及職工、教師的患病人數(shù)比總患病人數(shù)比重要低。3）不同年齡階段發(fā)病統(tǒng)計(jì)圖：62007年不同年齡段發(fā)病統(tǒng)計(jì)圖05001000150020002500300035004000450050000-1021-3041-5061-7081-90101-110人數(shù)2008年不同年齡段發(fā)病統(tǒng)計(jì)圖0100020003000400050006000700080000-1011-2021-3031-4041-5051-6061-7071-8081-9091-100101-110人數(shù)2009年不同年齡段發(fā)病統(tǒng)計(jì)圖05001000150020002500300035000-1011-2021-3031-4041-5051-6061-7071-8081-9091-100101-110人數(shù)2010年不同年齡段發(fā)病統(tǒng)計(jì)圖0100020003000400050006000700080000-1011-2021-3031-4041-5051-6061-7071-8081-9091-100101-110人數(shù)不同年齡階段患病的概率公式：nininiMMP；對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)在50歲之后患上腦卒中的概率很大，50歲以上隨著年齡增加中風(fēng)發(fā)病率亦有增加，并且在5080之間呈現(xiàn)倍數(shù)增長，在90歲之后變少，是因?yàn)榇蟛糠秩藟勖畹?0幾歲。但是我們從統(tǒng)計(jì)圖中可以發(fā)現(xiàn)青中年中風(fēng)發(fā)病者亦有增加，不可忽視。其中，腦卒中發(fā)生率：老年人中年人青年人。4）不同月份對患腦卒中的影響:2007患病人數(shù)050010001500123456789101112月份患病人數(shù)2007患病人數(shù)72008患病人數(shù)05001000150020002500123456789101112月份患病人數(shù)2008患病人數(shù)2009患病人數(shù)02004006008001000123456789101112月份患病人數(shù)2009患病人數(shù)2010患病人數(shù)0500100015002000123456789101112月份患病人數(shù)2010患病人數(shù)對四年不同月份的圖表進(jìn)行分析