大学生数学建模大赛论文-脑卒中发病环境因素分析及干预.doc

脑卒中发病环境因素分析及干预一、 摘要 随着我国社会经济的快速发展，国民生活水平不断提高，中国人的健康状况也正在发生着巨大的变化。慢性非传染性疾病，比如心脑血管系统疾病、肿瘤、呼吸系统疾病、代谢性疾病已居患病率和死亡率的前几位，成为我国居民健康的主要杀手。我国是急性脑血管病-脑卒中（俗称“中风”）的高发国家。据世界卫生组织统计，中国脑卒中发病率高于世界平均水平。我国第三次居民死因调查结果表明，脑血管病已经成为国民的第一位死因。 因此，我们做了如下一篇报道来警示人们，希望做好预防工作。根据我们所做工作可以看出，秋冬季节是脑卒中的高发季节，请做好防寒保暖工作。而且老年人的发病率尤其高，因此，应该看护好老年人，多给与一些关心，老年人朋友也应该多多做些运动，锻炼锻炼身体。 对于男人和女人来说，在女人的更年期到来之前，男人的发病率远远高于女人，而在女人更年期以后男人的发病率将等于女人的发病率，甚至低于女人的发病率。 经过研究发现，除了性别、年龄之外，还与环境因素有关。环境变化越大发病率越高！本文我们使用Spss 回归分析的方法研究影响脑卒中发病的危险因素。 结果 影响脑卒中发病的危险因素包括年龄、饮酒、高血压、糖尿病、HDL、LDL 等因素。 结论 针对脑卒中发病的危险因素， 提出了早期社区预防、宣传教育、心理辅导、早期的康复护理干预等措施， 为降低脑卒中发病率、治疗及康复提供依据。 大部分脑卒中可以预防！只要完善健康宣教体系，提高国民对脑卒中的知晓率，改变不良的生活方式，及早筛查危险因素并加以针对性控制，就可以显著降低脑卒中的危害。关键词： 脑卒中 发病率 预防干预措施 统计描述 SPSS二、 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。三、 问题分析基于所给问题做以下分析：对于题目所给的各种表格，用Excel进行合理的分析、整理、归纳。对于表1、表2、表3、表4，分别以职业、性别、年龄、发病时间为单一变量进行整理、归纳，制成表格画出图形；对于表5，用Excel求出四年中，每一年每个月份中的平均温度、平均气压和平均相对湿度，制成表格，画出图形。对于问题一，要求根据病人基本信息，对发病人群进行统计描述。考虑到男女性别不同，职业不同，年龄的差异，一年中的环境因素不同，因此首先将Appendix-C1中的数据进行整理，男女分开分析（表1，图1），职业分成九组依次分析（表3，图3），年龄以30以下，30-50,50-70，70-90，90以上分成五组分析（表2，图2），一年分成12个月份（表4，图4）进行分析。观察图1、2、3、4可以知道哪种职业发病人数多，那个年龄段的发病人数多，哪个月份的发病人数多。对于问题二，要求研究脑卒中发病率与气温、气压、相对湿度间的关系，所以首先求出发病率。然后将Appendix-C2中的数据进行分析，结合问题一中统计的数据通过spss软件进行分析，得到较可靠的模型，总结出发病率与气温、气压和相对湿度间的关系。对于问题三，通过查找大量的文献记载得到较为详细有说服力的重要特征和关键指标，结合问题一与问题二所得到的结论从而得到全面可靠的结论，并通过大量的计算和比证证明，对高危人群提出科学的预警和干预的方案。四、 问题假设1.假设题目中的数据来源是可信的，而且其中的一些缺失或错误忽略不计。2.假设该城市人口流动性不强，人口总数变化很小，可以不计。3.假设四年中每人可以多次发病。4.假设该城市气压、气温和相对湿度除受自然灾害外，不受其他因素影响。5.假设各职业具有代表性。五、 符号说明发病总人数男性发病人数女性发病人数男性发病的构成比女性发病的构成比30岁以下的发病人数30岁-到50岁的发病人数50岁-70岁的发病人数70岁-90岁的发病人数90岁以上的发病人数30岁以下的发病构成比30岁-50岁的发病构成比50岁-70岁的发病构成比70岁-90岁的发病构成比90岁以上的发病构成比气压温度相对湿度平均气压平均温度平均相对湿度发病率任意一个月天数 六、 模型的建立与求解问题一：对发病人群进行统计描述1、根据性别进行统计分析根据Appendix-C1中的数据进行统计，分别统计出男和女脑卒中的发病人数，再根据，计算出男性和女性发病的比例如表1、图1，从中可以看出男性的发病人数较多一些，男性发病的构成比：，女性发病的构成比：表1 脑卒中男女的患病人数性别人数构成比男性3338553.92%女性2852646.08%发病总数61911100%图1男女发病的比例2、根据年龄进行统计分析利用Excel表格进行整理分析得出各年龄段脑卒中发病的人数，做出了表2、图2。30岁以下的发病人数构成比：，30岁-50岁的发病人数构成比：，50岁-70岁的发病人数构成比：，70岁-90岁的发病人数构成比：，90岁以上的发病人数构成比：。从图表中的数据能够看出脑卒中发病人数多的是50岁-70岁和70岁到90岁两个年龄段，也就是说脑卒中发病人集中在老年人群中表2 脑卒中年龄分布男性女性总人数构成比30岁以下（）3641545180.84%30岁-50岁（）2285172440096.47%50岁-70岁（）13040105282356838.07%70岁-90岁（）17211156303284053.05%90岁以上（）4854909751.57%图23、根据职业进行统计分析利用Excel表格进行整理分析，做出柱形图，从表3、图3中不难看出各种职业的脑卒中发病人数，发病人数最多的是农民。表3 脑卒中各种职业分布农民工人退休人员教师渔民医务人员职工离退人员其他男14697279737681405268350109710416女15044205928817614223856547391总计29741485666492166690735175117807图34、根据月份进行统计分析同样是利用Excel表格进行整理、分析和作图，计算出四年中每个月的发病人数和每个月总的发病人数，并做出了表格和图像，如表4、图4。从中我们可以推断出一年中发病高的月份是一月、三月、四月和五月。表4 2007年2008年2009年2010年合计一月944182487717645409二月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综上所述，我们可以得出结论，脑卒中发病男性较多，集中在老年人中，而且大部分是农民，主要的发病季节是冬春。问题二：脑卒中发病率与气温、气压、相对湿度间的关系脑中风的发病率与环境因素有关，如气温、气压、相对湿度。由此我们设以下回归模型 。 我们将某城市07-10年四年间各月份平均气压、平均气温、平均相对湿度、发病率四项用Excal进行统计（表5），（1） 将Appendix-C2中的四年气压值代入（1）式中得到表5中精确数值 （2）将Appendix-C2中的四年气温值代入（2）式中得到表5中精确数值 （3）将Appendix-C2中的四年相对湿度值代入（3）式中得到表5中精确数值表5月份平均气压平均气温平均相对湿度每月总人数一月1027.2 3.7 67.8 5409.0 二月1022.1 6.7 70.7 5028.0 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 根据表5中数据用SPSS做出回归分析如下表：系数a模型非标准化系数标准系数tSig.B标准 误差试用版1(常量)5984.97121619.457.277.789平均气压2.65821.266.088.125.904平均气温14.36720.553.541.699.504平均相对湿度-52.32814.810-1.006-3.533.008a. 因变量: 每月总人数由上表得出多元线性回归方程由以上各项计算得出脑卒中的患病率与气压、气温、相对湿度存在多元线性回归关系问题三：脑卒中发病具有明显的季节性。国内许多资料显示脑卒中的发病率、死亡率有北高南低,东高西低,冬季高于其他季节的特点 。但夏季也有一小高峰。也有研究表明脑血管病发病季节差异并不显著( P 0. 05) ,并认为由于春、夏、秋、冬各季均存在气候异常变化,才导致此病发病率无明显季节差异研究也显示 ,北京地区脑卒中发病有明显的季节性,冬、春季高发,夏、秋季低发;出血性脑卒中则是春、秋季高发,夏季低发。温度诱发脑出血的机制是:寒冷以及降温使交感神经兴奋,周围血管收缩,血压升高,进而易引起小血管破裂,致出血型卒中。而夏季气温高,不会使血管收缩,但人多汗。秋季干燥使人体血液浓缩,血黏度增高,致血流缓除影响血压外,也容易诱发缺血型卒中.1)、预防中风，就要把中风的危险因素尽可能降到最低。控制高血压是预防中风的重点。高血压病人要遵医嘱按时服用降压药物，有条件者最好每日测1次血压，特别是在调整降压药物阶段，以保持血压稳定。要保持情绪平稳，少做或不做易引起情绪激动的事，如打牌、搓麻将、看体育比赛转播等；饮食须清淡有节制，戒烟酒，保持大便通畅；适量活动，如散步、打太极拳等；防治动脉粥样硬化，关键在于防治高脂血症和肥胖。建立健康的饮食习惯，多吃新鲜蔬菜和水果，少吃脂肪高的食物如肥肉和动物内脏等；适量运动增加热量消耗；服用降血脂药物；控制糖尿病与其他疾病如心脏病、脉管炎等。2)、注意中风的先兆征象：一部分病人在中风发作前常有血压升高、波动，头痛头晕、手脚麻木无力等先兆，发现后要尽早采取措施加以控制。3)、有效地控制短暂性脑缺血发作：当病人有短暂性脑缺血发作先兆时，应让其安静休息，并积极治疗，防止其发展为脑血栓形成。4)、注意气象因素的影响：季节与气候变化会使高血压病人情绪不稳，血压波动，诱发中风，在这种时候更要防备中风的发生。气候变化是诱发脑卒中不可忽视的因素。有一半以上的患者，会在秋末冬初气候骤变的时候发生脑卒中。这是因为：(1)低气温可使体表血管的弹性降低，外周阻力增加，血压升高，进而导致脑血管破裂出血。(2)寒冷的刺激还可使交感神经兴奋，肾上腺皮质激素分泌增多，从而使小动脉痉挛收缩，增加了外周阻力，血压升高，脑血管缺血。(3)寒冷还可使血液中的纤维蛋白原含量增加，血液浓度增高，促使血液中栓子的形成而发病。(4)寒冷可使呼吸道抵抗力降低，急性炎症过程会引起粥样硬化斑块破裂，大量的炎性介质会破坏血液系统，凝血失衡，导致血栓形成。天气变化是诱发脑卒中不可忽视的因素。约有一半以上的病例，发生在秋末冬初天气骤变的时候，这是因为气温偏低，人体血管收缩明显，血压增高，在危险因素控制不佳的情况下，容易发生心脑血管病。夏季天气较热，血管相对处于扩张状态，一般人认为发生脑卒中的概率会减少，其实也不尽然。当气温较高时，人体大量出汗以降低体温，水分消耗多，容易造成体内缺水，血液浓缩相对黏稠，血流减慢，也容易诱发脑卒中。因此，对于有危险因素如高血压、糖尿病、动脉硬化的老年人，在冬季的时候要注意保暖，常到阳光充足的地方晒晒太阳，天冷时减少户外活动。夏天时要避免大量出汗，并要及时补水。脑卒中好发于低温、高压气象条件，而缺血性脑卒中多发于高温、低压、高湿度气象条件。温度作为脑出血危险因素已得到学者广泛认同。其机制普遍认为：冷空气及降温使交感神经兴奋，周围血管收缩，血压升高2。长期冷刺激可导致脑内小动脉或深穿支动脉壁纤维样坏死或脂质透明变性，小动脉瘤或微夹层动脉瘤形成，当血压骤然升高时，血液自血管壁渗出或动脉瘤直接破裂，血液进入脑组织形成血肿。另外，冷空气刺激可引起远端血管痉挛，导致小血管缺氧坏死及血栓形成、斑点状出血及脑水肿，出血融合成片而发生较大出血3。另一方面，寒冷可引起血液中凝血因子VII减少和纤溶酶活性增高4。天气炎热时，为保持体温恒定而生理性出汗散热，体液丢失多，血容量不足，血压相对较低，血液黏稠度明显增加，血流缓慢，诱发血栓形成，脑梗死发生。气压增高易引发出血性脑卒中，其发生机制不甚明确，可能是气压变化打破了人体血管内压与大气压之间正常平衡状态有关5。外界气压升高造成血管收缩，引起血压升高，从而导致管壁破裂出血。由于高压与低温相伴随、低压与高温伴随，两者对脑卒中的影响结果基本一致，因此气压对两型脑卒中的影响可能与温度的协同作用有关。资料研究目的在于通过分析脑卒中发生与气象因素的关系，为脑卒中的预防提供理论依据和措施。预防脑卒中的发病，除了要考虑个体的心理状态及生理参数外，还要注意脑卒中发病与气象因素的关系，应加强医学气象监测和预报。从气象学角度预防其发生，其具体措施：(1)高血压是出血性脑卒中最重要的危险因素，对患有高血压病的中老年人，在严冬季节必须积极有效地控制好血压，避免血压过高。(2)加强医学气象监测和预报，冬季在气温大幅骤降时，高危人群应尽量减少户外活动，停止晨练，或推迟外出晨练时间。(3)在高温、低压、高湿度时要多饮水，避免高温作业环境，对糖尿病等高危人群，除治疗原发病外，每天早晨口服抗凝及抗血小板药物，以减少缺血性脑卒中的发生。(4)改善居住条件，住宅是气候和人体之间的缓冲带，创造一个适宜的微小气候，能较好地减少该病发生。七、 模型的评价与改进我们在建立模型的过程中，对数据进行了处理，这给问题的解决带来了方便，但对问题的求解结果会产生或多或少的影响，使得求解结果变得不太准确。我们在解题的过程中主要用到了回归分析的方法检验回归模型。同时也用到了插值的方法，在数据不是很多的时候合理的补充一些点后在进行拟合，对曲线的拟合有很大的帮助。对于本模型我们认为还有未考虑到的地方，如人的情绪是否发生很大变化等。实际生活中，还有很多因素影响是否发病。八、 模型的推广我们在建立模型的过程中，对数据进行了处理，这给问题的解决带来了方便，但对问题的求解结果会产生或多或少的影响，使得求解结果变得不太准确。我们在解题的过程中主要用到了回归分析的方法检验回归模型。同时也用到了插值的方法，在数据不是很多的时候合理的补充一些点后在进行拟合，对曲线的拟合有很大的帮助。对于本模型我们认为还有未考虑到的地方，如人的情绪是否发生很大变化等。实际生活中，还有很多因素影响是否发病。十参考文献2011-12-23 8:51 深圳特区报 当心天气骤变引发“脑中风” 高危人群有4类 2012-6-12 14:01:08 放心医苑网 哪些人容易患中风 2003-10-13 健康网 怎样预防中风的发生？2012-03-31 海口市人民医院为什么秋冬季节脑中风容易发作？ 1 杨红坡. 脑卒中与气象因素的关系 J . 张家口医学院学报, 2002, ( 19) 6: 46-47. 2 郑学山. 潍坊市脑中风疾病与气象条件的关系及预报 J . 山东气象, 2002, ( 22) 6: 23-24. 3 董蕙青, 郭琳芳, 覃天信, 等. 脑卒中发病与气象要素变化关系分折 J . 广西气象, 2000, ( 21) 2: 40-42. 4 赵涛. 北京地区气象条件与死亡关系的探讨 J . 环境与健康杂志, 1998, ( 15) 4: 169-171. 5 谭冠日. 气候影响评价的两种统计学方法 论广州天气对死亡率的影响 J . 南京气象学院学报, 1990,( 13) 3: 359-364. 6 吴彦元, 吴兆苏, 洪昭光, 等. 北京地区冠心病、脑卒中发病与气象关系探讨 J . 中华流行病杂志, 1990, 11( 2) : 88-91. 7 印佩芳, 马辛宇, 袁军. 脑卒中与天气过程的关系 J . 气象, 1993, 19( 12) : 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