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1、脑卒中发病环境因素分析及干预摘要为了探索脑卒中(俗称脑中风)的发病情况以及对高危人群提出预警和干预的建议方案，对发病人群进行了统计描述，并研究了发病率与气温、气压、相对湿度之间的关系，为降低脑卒中人群的发病率建立了数学模型。对于问题一，通过运用图表分析法、统计方法将发病人群按照职业、性别、年龄段分别进行了统计，并通过excle软件分别制作出柱状图、饼图、条形图来显示各项数据之间的情况，从而使得性别，职业，年龄和脑卒中的发病率的关系简洁明了，可以直观地看出发病人群的发病情况及分布规律。对于问题二，建立一元线性回归模型，根据所给的可能影响脑卒中的因素（温度，气压，适度），在保证其他变量相同的情况下
2、，逐个变量进行分析，同时进行了逐步回归分析，使用matlab软件，得到各自相应的回归方程并对其进行了检验，最终得到准确的一元线性方程，直观的反映了各因素与发病率之间的相关性。对于问题三，结合1,2中的结论，查阅有关脑卒中高危人群的重要特征和关键指标给高危人群提出干预和预警措施，从而做出有效的预防措施。在建立模型求解的过程中，充分运用了表格和图，采用了多种专业软件对模型进行求解，提高了模型的精确度，具备科学合理性。综上所述，从年龄上来看，60岁以上的老年人发病率较高；从职业上来看，农民和退休人员的发病率较高；从性别上来看，男性发病率高于女性。并且发病率与气压和气温成正比，与相对湿度成反比。关键词
3、： matlab 一元线性方程 回归分析 一、问题重述脑卒中（俗称脑中风）是目前威胁人类生命的严重疾病之一，它的发生是一个漫长的过程，一旦得病就很难逆转。这种疾病的诱发已经被证实与环境因素，包括气温和湿度之间存在密切的关系。对脑卒中的发病环境因素进行分析，其目的是为了进行疾病的风险评估，对脑卒中高危人群能够及时采取干预措施，也让尚未得病的健康人，或者亚健康人了解自己得脑卒中风险程度，进行自我保护。同时，通过数据模型的建立，掌握疾病发病率的规律，对于卫生行政部门和医疗机构合理调配医务力量、改善就诊治疗环境、配置床位和医疗药物等都具有实际的指导意义。数据（见Appendix-C1）来源于中国某城市
4、各家医院2007年1月至2010年12月的脑卒中发病病例信息以及相应期间当地的逐日气象资料（Appendix-C2）。请你们根据题目提供的数据，回答以下问题：1根据病人基本信息，对发病人群进行统计描述。2建立数学模型研究脑卒中发病率与气温、气压、相对湿度间的关系。3查阅和搜集文献中有关脑卒中高危人群的重要特征和关键指标，结合1、2中所得结论，对高危人群提出预警和干预的建议方案。二、问题分析2.1 问题的重要性分析脑中风是由脑部血液循环障碍，导致以局部神经功能缺失为特征的一组疾病。包括颅内和颅外动脉、静脉及静脉窦的疾病，但以动脉疾病为多见。我国每年脑中风的发病率达109.74/10万，患病率达2
5、45.16/10万，随着我国人口老龄化进程加速，高血压及脑中风对我国老年人群的危害日益严重，成为重要死因。据流行病学调查，不同季节，脑中风的发病率是有差异的。寒冷的冬季，其发病率最高，由于春季气候转暖，脑中风的发病率也逐渐下降，而夏季其发病率最低，秋季又开始上升。此外，入秋及早春时节也易发生脑中风。因为此时节最易受寒流侵袭，寒流袭击导致气温骤降。脑中风除了与气温变化有关外，与气压及相对湿度也有一定关系。冬季气压高、湿度小、气温低、常与脑出血有关；夏季气压低、湿度大、气温高，易发生脑血栓。2.2问题的思路分析对于问题一：结合表一、表二、表三、表四，对 2007年1月到2010年12月的脑卒中发病
6、病例信息数据（见Appendix-C1），运用excle软件对其信息内容进行分析和统计，在这里统计出不同年龄段、性别和职业的脑卒中发病人数。对于问题二：使用一元线性回归分析的方法对脑卒中发病率与平均气压、平均相对湿度和平均温度等气象因子之间的关系进行分析，同时进行了逐步回归分析，使用matlab软件，得到各自相应的回归方程并对其进行了检验，得到了脑卒中发病率与平均气压、平均相对湿度和平均温度的相关性。对于问题三：通过对模型一、模型二的统计和分析，通过查阅到的有关脑卒中高危人群的重要特征和关键指标，对高危人群提出了预警和建议方案。三、模型假设1.假设数据来源均可观可靠，忽略数据收集、统计、处理等
7、过程带来的误差以及统计来源之间统计口径的差别；2.假设不考虑所研究三个因素以外的其他因素的影响；3.假设解释变量之间互不相关，即无多重共线；4.假设调差数据是客观公正的，问卷调查时随机抽样进行的。四、符号说明1.(i=1,2,3)：影响发病率的自变量2.：发病率3. (i=0,1):平均气压相关系数4. ( i=0,1):平均气温相关系数5. ( i=0,1):平均湿度相关系数6. ：代表方差7. :F检验8. ：概率9. :正态分布五、模型的建立和求解5.1 模型一的建立与求解由表格一中的数据，利用excle软件对07至10年的各职业脑卒中发病人数进行处理得到柱状图一，反映了发病率与职业的关
8、系。（一） 发病职业统计图表格一(07年至10年各职业发病人数统计)职业农民工人退休人员教师渔民医务人员职工离退人员表一6472705174135151440370表二105111147267063371870856表三111016100689393120表四114341358222247513298525 由表格一分析可知，本次研究人数的职业包括农民、工人、退休人员、教师、渔民、医务人员、职工以及离退人员共8种职业。由excle软件处理得到下图：图一 不同职业的人群中患病人数统计图 由图可知，脑中风发病人群中，发病率较高的职业是农民，发病人数均在6000人以上；其次是退休人员的发病人数均在2
9、000人左右；依次是工人均在1000人左右，离退人员、渔民、医务人员等发病率微乎其微，均在1000人以下。 通过分析数据表明：脑中风发病率高与职业有密不可分的关系。农民的发病率高，是由于他们长期在环境恶劣的户外进行作业，从事繁重的体力劳动，导致抵抗力下降；并且在日常生活中，农民缺乏相关的医学知识，不坚持定期体检，并且不注意生活细节，因不良嗜好如：抽烟、酗酒等生活习惯，更容易导致脑中风的发病。然而医务人员、职工等的文化水平较高，工作所处环境较好，加之对自我身体情况较为关注，生活中注意细节，故发病率较低。（二） 发病年龄统计图根据表格二所给数据，利用excle软件对07年至10年各年龄段脑卒中发病
10、人数进行处理得到饼状图二，反映了各年龄段发病人数所占比例。表格二(07年至10年各年龄段发病人数统计)表年龄表一表二表三表四百分比（%）030岁青年501653188243160岁中年23493725271238961960岁以上老年93901569768221665877由表格二分析可知，本次研究人数的年龄段各为：0-30岁、31-60岁、60岁以上共三个年龄段，由excle软件处理数据得到以下饼状图：030岁:4%3160岁：19%60岁以上：77%年龄030岁青年3160岁中年60岁以上老年图二 不同年龄段内患病人数统计图由图可知，脑卒中发病人群中，发病率较高的是60岁以上人群，即老年人
11、的发病率较高，占77%；其次是31-60岁的中年人，占19%；最后是0-30岁的青年人，仅占发病人数的4%。通过分析数据表明，脑中风发病率与人的岁数密切相关。随着人年龄的增长，发病率越来越高，老年人的发病率最高。老年人血管壁发生退行性改变，特别是动脉硬化等病状逐渐出现，更增加了发病的几率。因此，老年人要提高警惕，在日常生活中多锻炼，定期体检，为预防脑卒中的病状做好准备。（三） 发病性别比例统计图根据表格三所给数据，利用excle软件对07年至10年男女各发病人数进行处理得到条形图三，反映出哪个性别的发病率较高。表格三(07年至10年男女发病人数统计) 表性别表一表二表三表四男657110646
12、514310935女5351885247129701总人数1192219498985520636由表格三分析可知，本次研究分为男女来统计分析，由excle软件分析得到以下条形图：图三 不同性别患病人数统计图由图可知，在发病人群中男性发病率高于女性发病率。分析数据表明，脑卒中发病率与性别密切相关。男性发病率明显高于女性发病率，由于男性容易养成不良的生活习惯如：抽烟、喝酒、熬夜等，导致身体机能下降，抵抗力降低，增加了患病的几率。因此，男性应在日常生活注意细节、控制生活规律、减少吸烟酗酒等有害身体的行为，多锻炼、按时休息，预防疾病的发生。 5.2. 模型二的建立与求解5.2.1统计数据和处理数据 由
13、题目所给数据，建立表格四，并用excle软件对表格中的数据进行分析处理得到各月份平均气压、气温、相对湿度的散点图。并建立线性回归方程1，利用matlab计算得到残差图，逐次筛选剔除异常数据，最终得到正确的线性回归方程，即得到发病率与平均气压、平均气温、平均相对湿度间的关系。表格四(各月份平均气压、气温、相对湿度的统计)月份平均气压平均气温平均相对湿度发病率11025.84.470.90.0873921020.76.974.70.0820531020.480.770.80.0896341017.912.569.60.0897251009.820.768.40.0785761007.623.776
14、.40.0585371005.228.675.60.0830181007.530.471.60.0851291011.525.577.20.08132101018.918.174.30.08707111021.913.068.90.07897121023.36.962.20.09864由表格四中各月份平均气压、气温、相对湿度的数据，设发病率为y、平均气压为、平均温度为、平均相对湿度为。用excle软件分析得到以下三个散点图：图四 发病率与平均气压关系的散点图图五 发病率与平均气温关系的散点图图六 发病率与相对湿度关系的散点图上面三幅图分别是与，的散点图，由此可见这些因变量与自变量有很强的线性关系，可用一元回归的方法来分析。5.2.2求线性回归方程(一)发病率与平均气压间的关系为了建立脑卒发病率与平均气压之间的关系函数，设脑卒中发病率为y与平均气压x1的回归模型为：y=+服从正态分布N(0，)，通过MATLAB计算得到：=-1.0741 =0.0011=8.3102 =0.0163 P=0.0001
