大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽論文-腦卒中發(fā)病環(huán)境因素分析及干預(yù)

1、腦卒中發(fā)病環(huán)境因素分析及干預(yù)一、 摘要 隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國民生活水平不斷提高，中國人的健康狀況也正在發(fā)生著巨大的變化。慢性非傳染性疾病，比如心腦血管系統(tǒng)疾病、腫瘤、呼吸系統(tǒng)疾病、代謝性疾病已居患病率和死亡率的前幾位，成為我國居民健康的主要?dú)⑹?。我國是急性腦血管病-腦卒中（俗稱“中風(fēng)”）的高發(fā)國家。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，中國腦卒中發(fā)病率高于世界平均水平。我國第三次居民死因調(diào)查結(jié)果表明，腦血管病已經(jīng)成為國民的第一位死因。 因此，我們做了如下一篇報(bào)道來警示人們，希望做好預(yù)防工作。根據(jù)我們所做工作可以看出，秋冬季節(jié)是腦卒中的高發(fā)季節(jié)，請做好防寒保暖工作。而且老年人的發(fā)病率尤其高，因此，應(yīng)該看

2、護(hù)好老年人，多給與一些關(guān)心，老年人朋友也應(yīng)該多多做些運(yùn)動(dòng)，鍛煉鍛煉身體。 對于男人和女人來說，在女人的更年期到來之前，男人的發(fā)病率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于女人，而在女人更年期以后男人的發(fā)病率將等于女人的發(fā)病率，甚至低于女人的發(fā)病率。 經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，除了性別、年齡之外，還與環(huán)境因素有關(guān)。環(huán)境變化越大發(fā)病率越高！本文我們使用Spss 回歸分析的方法研究影響腦卒中發(fā)病的危險(xiǎn)因素。 結(jié)果 影響腦卒中發(fā)病的危險(xiǎn)因素包括年齡、飲酒、高血壓、糖尿病、HDL、LDL 等因素。 結(jié)論 針對腦卒中發(fā)病的危險(xiǎn)因素， 提出了早期社區(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)提供依據(jù)。 大部分

3、腦卒中可以預(yù)防！只要完善健康宣教體系，提高國民對腦卒中的知曉率，改變不良的生活方式，及早篩查危險(xiǎn)因素并加以針對性控制，就可以顯著降低腦卒中的危害。關(guān)鍵詞： 腦卒中 發(fā)病率 預(yù)防干預(yù)措施 統(tǒng)計(jì)描述 SPSS二、 問題重述腦卒中（俗稱腦中風(fēng)）是目前威脅人類生命的嚴(yán)重疾病之一，它的發(fā)生是一個(gè)漫長的過程，一旦得病就很難逆轉(zhuǎn)。這種疾病的誘發(fā)已經(jīng)被證實(shí)與環(huán)境因素，包括氣溫和濕度之間存在密切的關(guān)系。對腦卒中的發(fā)病環(huán)境因素進(jìn)行分析，其目的是為了進(jìn)行疾病的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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)

4、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。數(shù)據(jù)（見Appendix-C1）來源于中國某城市各家醫(yī)院2007年1月至2010年12月的腦卒中發(fā)病病例信息以及相應(yīng)期間當(dāng)?shù)氐闹鹑諝庀筚Y料（Appendix-C2）。請你們根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)，回答以下問題：1根據(jù)病人基本信息，對發(fā)病人群進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述。2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。3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1、2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。三、 問題分析基于所給問題做以下分析：對于題目所給的各種

5、表格，用Excel進(jìn)行合理的分析、整理、歸納。對于表1、表2、表3、表4，分別以職業(yè)、性別、年齡、發(fā)病時(shí)間為單一變量進(jìn)行整理、歸納，制成表格畫出圖形；對于表5，用Excel求出四年中，每一年每個(gè)月份中的平均溫度、平均氣壓和平均相對濕度，制成表格，畫出圖形。對于問題一，要求根據(jù)病人基本信息，對發(fā)病人群進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述?？紤]到男女性別不同，職業(yè)不同，年齡的差異，一年中的環(huán)境因素不同，因此首先將Appendix-C1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，男女分開分析（表1，圖1），職業(yè)分成九組依次分析（表3，圖3），年齡以30以下，30-50,50-70，70-90，90以上分成五組分析（表2，圖2），一年分成12個(gè)月份（

6、表4，圖4）進(jìn)行分析。觀察圖1、2、3、4可以知道哪種職業(yè)發(fā)病人數(shù)多，那個(gè)年齡段的發(fā)病人數(shù)多，哪個(gè)月份的發(fā)病人數(shù)多。對于問題二，要求研究腦卒中發(fā)病率與氣溫、氣壓、相對濕度間的關(guān)系，所以首先求出發(fā)病率。然后將Appendix-C2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合問題一中統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)通過spss軟件進(jìn)行分析，得到較可靠的模型，總結(jié)出發(fā)病率與氣溫、氣壓和相對濕度間的關(guān)系。對于問題三，通過查找大量的文獻(xiàn)記載得到較為詳細(xì)有說服力的重要特征和關(guān)鍵指標(biāo)，結(jié)合問題一與問題二所得到的結(jié)論從而得到全面可靠的結(jié)論，并通過大量的計(jì)算和比證證明，對高危人群提出科學(xué)的預(yù)警和干預(yù)的方案。四、 問題假設(shè)1.假設(shè)題目中的數(shù)據(jù)來源是可信的，

7、而且其中的一些缺失或錯(cuò)誤忽略不計(jì)。2.假設(shè)該城市人口流動(dòng)性不強(qiáng)，人口總數(shù)變化很小，可以不計(jì)。3.假設(shè)四年中每人可以多次發(fā)病。4.假設(shè)該城市氣壓、氣溫和相對濕度除受自然災(zāi)害外，不受其他因素影響。5.假設(shè)各職業(yè)具有代表性。五、 符號(hào)說明發(fā)病總?cè)藬?shù)男性發(fā)病人數(shù)女性發(fā)病人數(shù)男性發(fā)病的構(gòu)成比女性發(fā)病的構(gòu)成比30歲以下的發(fā)病人數(shù)30歲-到50歲的發(fā)病人數(shù)50歲-70歲的發(fā)病人數(shù)70歲-90歲的發(fā)病人數(shù)90歲以上的發(fā)病人數(shù)30歲以下的發(fā)病構(gòu)成比30歲-50歲的發(fā)病構(gòu)成比50歲-70歲的發(fā)病構(gòu)成比70歲-90歲的發(fā)病構(gòu)成比90歲以上的發(fā)病構(gòu)成比氣壓溫度相對濕度平均氣壓平均溫度平均相對濕度發(fā)病率任意一個(gè)月天數(shù)

8、六、 模型的建立與求解問題一：對發(fā)病人群進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述1、根據(jù)性別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析根據(jù)Appendix-C1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分別統(tǒng)計(jì)出男和女腦卒中的發(fā)病人數(shù)，再根據(jù)，計(jì)算出男性和女性發(fā)病的比例如表1、圖1，從中可以看出男性的發(fā)病人數(shù)較多一些，男性發(fā)病的構(gòu)成比：，女性發(fā)病的構(gòu)成比：表1 腦卒中男女的患病人數(shù)性別人數(shù)構(gòu)成比男性3338553.92%女性2852646.08%發(fā)病總數(shù)61911100%圖1男女發(fā)病的比例2、根據(jù)年齡進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析利用Excel表格進(jìn)行整理分析得出各年齡段腦卒中發(fā)病的人數(shù)，做出了表2、圖2。30歲以下的發(fā)病人數(shù)構(gòu)成比：，30歲-50歲的發(fā)病人數(shù)構(gòu)成比：，50歲-70歲的發(fā)病人

9、數(shù)構(gòu)成比：，70歲-90歲的發(fā)病人數(shù)構(gòu)成比：，90歲以上的發(fā)病人數(shù)構(gòu)成比：。從圖表中的數(shù)據(jù)能夠看出腦卒中發(fā)病人數(shù)多的是50歲-70歲和70歲到90歲兩個(gè)年齡段，也就是說腦卒中發(fā)病人集中在老年人群中表2 腦卒中年齡分布男性女性總?cè)藬?shù)構(gòu)成比30歲以下（）3641545180.84%30歲-50歲（）2285172440096.47%50歲-70歲（）13040105282356838.07%70歲-90歲（）17211156303284053.05%90歲以上（）4854909751.57%圖23、根據(jù)職業(yè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析利用Excel表格進(jìn)行整理分析，做出柱形圖，從表3、圖3中不難看出各種職業(yè)的腦卒

10、中發(fā)病人數(shù)，發(fā)病人數(shù)最多的是農(nóng)民。表3 腦卒中各種職業(yè)分布農(nóng)民工人退休人員教師漁民醫(yī)務(wù)人員職工離退人員其他男14697279737681405268350109710416女15044205928817614223856547391總計(jì)29741485666492166690735175117807圖34、根據(jù)月份進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析同樣是利用Excel表格進(jìn)行整理、分析和作圖，計(jì)算出四年中每個(gè)月的發(fā)病人數(shù)和每個(gè)月總的發(fā)病人數(shù)，并做出了表格和圖像，如表4、圖4。從中我們可以推斷出一年中發(fā)病高的月份是一月、三月、四月和五月。表4 2007年2008年2009年2010年合計(jì)一月9441824877176

11、45409二月733195584714935028三月1022191882817305498四月1070175686016995385五月1073177287418785597六月1033149479416124933七月1018149793017575202八月1197137393416805184九月1220128282916324963十月1376147175917205326十一月1221138066715694837十二月1373132280617445245綜上所述，我們可以得出結(jié)論，腦卒中發(fā)病男性較多，集中在老年人中，而且大部分是農(nóng)民，主要的發(fā)病季節(jié)是冬春。問題二：腦卒中發(fā)病率與

12、氣溫、氣壓、相對濕度間的關(guān)系腦中風(fēng)的發(fā)病率與環(huán)境因素有關(guān)，如氣溫、氣壓、相對濕度。由此我們設(shè)以下回歸模型 。 我們將某城市07-10年四年間各月份平均氣壓、平均氣溫、平均相對濕度、發(fā)病率四項(xiàng)用Excal進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（表5），（1） 將Appendix-C2中的四年氣壓值代入（1）式中得到表5中精確數(shù)值 （2）將Appendix-C2中的四年氣溫值代入（2）式中得到表5中精確數(shù)值 （3）將Appendix-C2中的四年相對濕度值代入（3）式中得到表5中精確數(shù)值表5月份平均氣壓平均氣溫平均相對濕度每月總?cè)藬?shù)一月1027.2 3.7 67.8 5409.0 二月1022.1 6.7 70.7 5028.

13、0 三月1019.2 10.4 67.3 5498.0 四月1016.2 14.9 65.5 5385.0 五月1009.7 21.6 64.4 5597.0 六月1005.7 24.5 77.2 4933.0 七月1003.9 29.2 73.8 5202.0 八月1006.0 28.9 74.9 5184.0 九月1011.4 24.8 78.2 4963.0 十月1018.2 19.4 73.2 5326.0 十一月1023.2 12.2 71.0 4837.0 十二月1023.3 6.8 66.9 5245.0 根據(jù)表5中數(shù)據(jù)用SPSS做出回歸分析如下表：系數(shù)a模型非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)

14、tSig.B標(biāo)準(zhǔn) 誤差試用版1(常量)5984.97121619.457.277.789平均氣壓2.65821.266.088.125.904平均氣溫14.36720.553.541.699.504平均相對濕度-52.32814.810-1.006-3.533.008a. 因變量: 每月總?cè)藬?shù)由上表得出多元線性回歸方程由以上各項(xiàng)計(jì)算得出腦卒中的患病率與氣壓、氣溫、相對濕度存在多元線性回歸關(guān)系問題三：腦卒中發(fā)病具有明顯的季節(jié)性。國內(nèi)許多資料顯示腦卒中的發(fā)病率、死亡率有北高南低,東高西低,冬季高于其他季節(jié)的特點(diǎn) 。但夏季也有一小高峰。也有研究表明腦血管病發(fā)病季節(jié)差異并不顯著( P > 0.

15、05) ,并認(rèn)為由于春、夏、秋、冬各季均存在氣候異常變化,才導(dǎo)致此病發(fā)病率無明顯季節(jié)差異研究也顯示 ,北京地區(qū)腦卒中發(fā)病有明顯的季節(jié)性,冬、春季高發(fā),夏、秋季低發(fā);出血性腦卒中則是春、秋季高發(fā),夏季低發(fā)。溫度誘發(fā)腦出血的機(jī)制是:寒冷以及降溫使交感神經(jīng)興奮,周圍血管收縮,血壓升高,進(jìn)而易引起小血管破裂,致出血型卒中。而夏季氣溫高,不會(huì)使血管收縮,但人多汗。秋季干燥使人體血液濃縮,血黏度增高,致血流緩除影響血壓外,也容易誘發(fā)缺血型卒中.1)、預(yù)防中風(fēng)，就要把中風(fēng)的危險(xiǎn)因素盡可能降到最低?？刂聘哐獕菏穷A(yù)防中風(fēng)的重點(diǎn)。高血壓病人要遵醫(yī)囑按時(shí)服用降壓藥物，有條件者最好每日測1次血壓，特別是在調(diào)整降壓藥物

16、階段，以保持血壓穩(wěn)定。要保持情緒平穩(wěn)，少做或不做易引起情緒激動(dòng)的事，如打牌、搓麻將、看體育比賽轉(zhuǎn)播等；飲食須清淡有節(jié)制，戒煙酒，保持大便通暢；適量活動(dòng)，如散步、打太極拳等；防治動(dòng)脈粥樣硬化，關(guān)鍵在于防治高脂血癥和肥胖。建立健康的飲食習(xí)慣，多吃新鮮蔬菜和水果，少吃脂肪高的食物如肥肉和動(dòng)物內(nèi)臟等；適量運(yùn)動(dòng)增加熱量消耗；服用降血脂藥物；控制糖尿病與其他疾病如心臟病、脈管炎等。2)、注意中風(fēng)的先兆征象：一部分病人在中風(fēng)發(fā)作前常有血壓升高、波動(dòng)，頭痛頭暈、手腳麻木無力等先兆，發(fā)現(xiàn)后要盡早采取措施加以控制。3)、有效地控制短暫性腦缺血發(fā)作：當(dāng)病人有短暫性腦缺血發(fā)作先兆時(shí)，應(yīng)讓其安靜休息，并積極治療，防止其

17、發(fā)展為腦血栓形成。4)、注意氣象因素的影響：季節(jié)與氣候變化會(huì)使高血壓病人情緒不穩(wěn)，血壓波動(dòng)，誘發(fā)中風(fēng)，在這種時(shí)候更要防備中風(fēng)的發(fā)生。氣候變化是誘發(fā)腦卒中不可忽視的因素。有一半以上的患者，會(huì)在秋末冬初氣候驟變的時(shí)候發(fā)生腦卒中。這是因?yàn)椋?1)低氣溫可使體表血管的彈性降低，外周阻力增加，血壓升高，進(jìn)而導(dǎo)致腦血管破裂出血。(2)寒冷的刺激還可使交感神經(jīng)興奮，腎上腺皮質(zhì)激素分泌增多，從而使小動(dòng)脈痙攣收縮，增加了外周阻力，血壓升高，腦血管缺血。(3)寒冷還可使血液中的纖維蛋白原含量增加，血液濃度增高，促使血液中栓子的形成而發(fā)病。(4)寒冷可使呼吸道抵抗力降低，急性炎癥過程會(huì)引起粥樣硬化斑塊破裂，大量的炎

18、性介質(zhì)會(huì)破壞血液系統(tǒng)，凝血失衡，導(dǎo)致血栓形成。天氣變化是誘發(fā)腦卒中不可忽視的因素。約有一半以上的病例，發(fā)生在秋末冬初天氣驟變的時(shí)候，這是因?yàn)闅鉁仄停梭w血管收縮明顯，血壓增高，在危險(xiǎn)因素控制不佳的情況下，容易發(fā)生心腦血管病。夏季天氣較熱，血管相對處于擴(kuò)張狀態(tài)，一般人認(rèn)為發(fā)生腦卒中的概率會(huì)減少，其實(shí)也不盡然。當(dāng)氣溫較高時(shí)，人體大量出汗以降低體溫，水分消耗多，容易造成體內(nèi)缺水，血液濃縮相對黏稠，血流減慢，也容易誘發(fā)腦卒中。因此，對于有危險(xiǎn)因素如高血壓、糖尿病、動(dòng)脈硬化的老年人，在冬季的時(shí)候要注意保暖，常到陽光充足的地方曬曬太陽，天冷時(shí)減少戶外活動(dòng)。夏天時(shí)要避免大量出汗，并要及時(shí)補(bǔ)水。腦卒中好發(fā)于

19、低溫、高壓氣象條件，而缺血性腦卒中多發(fā)于高溫、低壓、高濕度氣象條件。溫度作為腦出血危險(xiǎn)因素已得到學(xué)者廣泛認(rèn)同。其機(jī)制普遍認(rèn)為：冷空氣及降溫使交感神經(jīng)興奮，周圍血管收縮，血壓升高2。長期冷刺激可導(dǎo)致腦內(nèi)小動(dòng)脈或深穿支動(dòng)脈壁纖維樣壞死或脂質(zhì)透明變性，小動(dòng)脈瘤或微夾層動(dòng)脈瘤形成，當(dāng)血壓驟然升高時(shí)，血液自血管壁滲出或動(dòng)脈瘤直接破裂，血液進(jìn)入腦組織形成血腫。另外，冷空氣刺激可引起遠(yuǎn)端血管痙攣，導(dǎo)致小血管缺氧壞死及血栓形成、斑點(diǎn)狀出血及腦水腫，出血融合成片而發(fā)生較大出血3。另一方面，寒冷可引起血液中凝血因子VII減少和纖溶酶活性增高4。天氣炎熱時(shí)，為保持體溫恒定而生理性出汗散熱，體液丟失多，血容量不足，血

20、壓相對較低，血液黏稠度明顯增加，血流緩慢，誘發(fā)血栓形成，腦梗死發(fā)生。氣壓增高易引發(fā)出血性腦卒中，其發(fā)生機(jī)制不甚明確，可能是氣壓變化打破了人體血管內(nèi)壓與大氣壓之間正常平衡狀態(tài)有關(guān)5。外界氣壓升高造成血管收縮，引起血壓升高，從而導(dǎo)致管壁破裂出血。由于高壓與低溫相伴隨、低壓與高溫伴隨，兩者對腦卒中的影響結(jié)果基本一致，因此氣壓對兩型腦卒中的影響可能與溫度的協(xié)同作用有關(guān)。資料研究目的在于通過分析腦卒中發(fā)生與氣象因素的關(guān)系，為腦卒中的預(yù)防提供理論依據(jù)和措施。預(yù)防腦卒中的發(fā)病，除了要考慮個(gè)體的心理狀態(tài)及生理參數(shù)外，還要注意腦卒中發(fā)病與氣象因素的關(guān)系，應(yīng)加強(qiáng)醫(yī)學(xué)氣象監(jiān)測和預(yù)報(bào)。從氣象學(xué)角度預(yù)防其發(fā)生，其具體措

21、施：(1)高血壓是出血性腦卒中最重要的危險(xiǎn)因素，對患有高血壓病的中老年人，在嚴(yán)冬季節(jié)必須積極有效地控制好血壓，避免血壓過高。(2)加強(qiáng)醫(yī)學(xué)氣象監(jiān)測和預(yù)報(bào)，冬季在氣溫大幅驟降時(shí)，高危人群應(yīng)盡量減少戶外活動(dòng)，停止晨練，或推遲外出晨練時(shí)間。(3)在高溫、低壓、高濕度時(shí)要多飲水，避免高溫作業(yè)環(huán)境，對糖尿病等高危人群，除治療原發(fā)病外，每天早晨口服抗凝及抗血小板藥物，以減少缺血性腦卒中的發(fā)生。(4)改善居住條件，住宅是氣候和人體之間的緩沖帶，創(chuàng)造一個(gè)適宜的微小氣候，能較好地減少該病發(fā)生。七、 模型的評(píng)價(jià)與改進(jìn)我們在建立模型的過程中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，這給問題的解決帶來了方便，但對問題的求解結(jié)果會(huì)產(chǎn)生或多或

22、少的影響，使得求解結(jié)果變得不太準(zhǔn)確。我們在解題的過程中主要用到了回歸分析的方法檢驗(yàn)回歸模型。同時(shí)也用到了插值的方法，在數(shù)據(jù)不是很多的時(shí)候合理的補(bǔ)充一些點(diǎn)后在進(jìn)行擬合，對曲線的擬合有很大的幫助。對于本模型我們認(rèn)為還有未考慮到的地方，如人的情緒是否發(fā)生很大變化等。實(shí)際生活中，還有很多因素影響是否發(fā)病。八、 模型的推廣我們在建立模型的過程中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，這給問題的解決帶來了方便，但對問題的求解結(jié)果會(huì)產(chǎn)生或多或少的影響，使得求解結(jié)果變得不太準(zhǔn)確。我們在解題的過程中主要用到了回歸分析的方法檢驗(yàn)回歸模型。同時(shí)也用到了插值的方法，在數(shù)據(jù)不是很多的時(shí)候合理的補(bǔ)充一些點(diǎn)后在進(jìn)行擬合，對曲線的擬合有很大的幫

23、助。對于本模型我們認(rèn)為還有未考慮到的地方，如人的情緒是否發(fā)生很大變化等。實(shí)際生活中，還有很多因素影響是否發(fā)病。十參考文獻(xiàn)2011-12-23 8:51 深圳特區(qū)報(bào) 當(dāng)心天氣驟變引發(fā)“腦中風(fēng)” 高危人群有4類 2012-6-12 14:01:08 放心醫(yī)苑網(wǎng) 哪些人容易患中風(fēng) 2003-10-13 健康網(wǎng) 怎樣預(yù)防中風(fēng)的發(fā)生？2012-03-31 ?？谑腥嗣襻t(yī)院為什么秋冬季節(jié)腦中風(fēng)容易發(fā)作？ 1 楊紅坡. 腦卒中與氣象因素的關(guān)系 J . 張家口醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào), 2002, ( 19) 6: 46-47. 2 鄭學(xué)山. 濰坊市腦中風(fēng)疾病與氣象條件的關(guān)系及預(yù)報(bào) J . 山東氣象, 2002, ( 22)

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