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1、,某市脑卒中发病与气象环境因素的相关性摘要针对脑卒中发病环境因素问题，运用单因素相关分析和多元线性回归建立数学模型，并进行分析和讨论，为找出高危人群，提出合理的预警干预建议方案。第一，利用Excel、SPSS13.0软件分析数据，得出发病人群的时间分布、职业分布、年龄段分布、不同职业不同月份发病人群分布、发病与诊断时间差分布等，结论如下：（1）数据筛选后剩余有效数据47388，男性25742例，占构成54.32%，女性21646例，占构成45.68%。（2）一年中1、3、4、5、10月份发病人数居多，6、7、9、12月份发病人数较少，12月人数达最低水平。（3）农民在1、3、5月份发病人数高，
2、工人在1、2、3、9、10、11月发病人数高，退休人员在1、5、10、11月份发病人数高，教师、渔民、医务人员，职工在所有人数中所占比例较少，讨论分析无意义，离退人员则在3、4、8月份发病人数高。（4）病患主要分布在农民、工人、退休人员中，其中农民占了55%，超过半数，退休人员占13%，工人占6%。其它职业占22%，可见在各行各业中均有患病者。（5）病患主要是50至90这个年龄段的，占总数的92.53%，51-60占12.6，61-70占23.64，71-80占34.51，局最高，81-90占21.17，其中，以71-80岁间人最多。（6）绝大多数患者在发病3个月内就会及时进行诊断治疗，但也有
3、不少人发病后不能做到早发现早治疗。第二，通过Excel绘制单一相关因素的散点图，求得各因素的相关系数及线性方程，并建立发病人数与气压、气温、相对湿度等的多元线性回归方程，得出发病人数与气压、气温、相对湿度的关系，即：气压越高，温度越低，温差越大，相对湿度越高，发病人数越多。第三，针对问题三通过大量搜集整理资料，汇总归纳脑卒中的相关信息，并结合问题一二的结论以及现有的干预措施，提出预警干预的建议方案。具体方案如下：（1）根据分析可知，1、3、4、5、10月份发病人数较高，在此期间进行大面积脑卒中科普知识的宣传。（2）农民在病患中的构成比中占了55%，是该病的主要人群，加强农村教育普及同时提高农民
4、的生活水平，改善生活环境，发动农民积极进行体育锻炼，健康饮食，降低在农民群体中的发病人数。（3）50至90岁病患占总体的92.53%，针对50岁以上的人群在每年病情高发期，提供免费的身体健康检查，鼓励已诊断患者及时接受治疗，以免延误病情（4）在进行体育锻炼应选在天气比较稳定时，避免在温差较大的天气进行锻炼，另外，潮湿天气也不宜锻炼。关键词:多元线性回归 相关分析 散点图 一、问题重述 脑中风是严重危害人类健康和生命安全的常见的难治性疾病。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，其目的是为了充分认识脑中风的严重性，提高脑中风的治疗与预
5、防水平、降低脑中风的发病人数，致残率和死亡率1。同时，通过建立数据模型，掌握脑卒中发病人数的规律，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。利用数学模型，完成以下问题：1根据病人基本信息，对发病人群的职业、年龄、性别等分别进行统计整理，分析发病人群的一些特征。2分析2007-2010每日的气象数据及病人发病信息，建立数学模型研究脑卒中发病人数与气温、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、问题分析随着城市经济的快速发展和城市人口的
6、不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日益突出。与此同时，环境对人类的身体健康也造成了极大的影响2、3。所以，研究脑卒中病人的发病特征和指标，以及气温气压、相对湿度对病人的影响，对脑卒中环境危险因素的控制也显的越来越重要。首先，从所给各家医院2007年1月至2010年12月的脑卒中发病病例信息中，统计病人的发病年龄段分布、职业分布、性别及发病时间与相应人数之间的关系分布情况，制作相关图表并进行统计分析，问题一属于统计学问题，对于此类问题，一般采用统计学的相关知识进行分析，进行简单的统计描述。该题中运用了Excel和SPSS13.0软件进行统计，其中附录中的结果反映了各个气象因素的均值，以及得出
7、结果后的标准方差，标准误、置信区间、最大最小值，反映了数据的波动情况及数据的准确度。其次，根据所提供的四年的脑卒中病人的相关信息以及相应期间当地的逐日气象资料，通过对数据进行分析，分别做出每月份的气温、气压、相对湿度的折线图，运用Excel相关、回归函数，采用单因素相关、回归分析，建立多元回归方程，得出结论。最后，问题三的解答需要查阅和搜集相关文献中有关脑卒高危人群的重要特征和关键性指标，进行科学的分析和筛选，并结合前两个问题所得出的结论，对脑卒中高危人群提出合理有效的预防措施和干预方案。三 、模型假设1、 假设删除错误数据，按数据缺失处理。2、 假设数据空缺，按数据缺失处理。3、 假设筛选后
8、的数据都是可靠数据。4、 假设通过网络搜集到的资料都是真实可靠的。5、 假设当地所给病人信息具有普遍代表性。6、 假设在处理数据中对数据的有效位数的处理不影响最终结果。四、符号说明平均气压最高气压最低气压平均温度最高温度最低温度平均相对湿度最小相对湿度温差（即）发病人数五、模型的建立及求解一、数据资料说明脑卒中发病病例信息资料来源于中国某城市各家医院2007年1月至2010年12月收治的脑卒中病人共61924例，气象资料来源于当地相应期间的逐日气象资料。分析时采用月平均气压、月最高气压、月最低气压、月平均气温、月最低气温、月最高气温、月平均相对湿度、月最小相对湿度八项要素。二、统计分析对发病人
9、群进行统计描述数据整理：将所给61924个数据在EXCEL工作表中进行数据筛选，剩余有效数据47388，男性25742例，占构成54.32%，女性21646例，占构成45.68%。男女的比例基本为1:1时间分布1、 四年中每个月的发病人数统计分析月份发病人数142162392334322441245426363687737918387293745104152113801123492月份与发病人数关系 月份与发病人数折线图根据有效数据，利用SPSS13.0软件统计这四年各月份的患病人数，分析得出：1、3、4、5、10月份发病人数居多，6、7、9、12月份发病人数较少，12月人数达最低水平。接下来
10、结合四年相应期间当地的逐日气象资料进行统计分析：利用SPSS13.0软件得到如下统计结果：Descriptives 平均气压 Descriptives 平均温度各月份平均气压图 各月份平均温度图Descriptives 平均相对湿度 各月份平均相对湿度分析结果：由上三图走势初步判断发病人数与平均气压成正相关，与平均温度成负相关，与平均相对湿度成负相关。 2、人群分布（1）职业分布 不同职业在各月份的患病人数分布图 职业Total123456789month1236624858215721713384642162222623547314221996856392332423276507722191
11、409464322422752115351437231459114124524052135901665321088884263620791955235351292773368772023218534106215117866379182144231518134323144792387291983248487153715139848374510223622256712652213794541521119482415691284231258713801121835193483841221288183492average21622285311254201258633849Total2594327316
12、368141544524215041036047388 表2首先，为了保证分析结果的有效可靠性，将所给数据中的错误数据利用EXCEL软件中的筛选功能除去，剩余47388个有效数据，然后利用SPSS13.0分别统计这四年中各职业、月份的患病人数分析结果：农民在1、3、5月份发病人数高，工人在1、2、3、9、10、11月发病人数高，退休人员在1、5、10、11月份发病人数高，教师、渔民、医务人员，职工在所有人数中所占比例较少，讨论分析无意义，离退人员则在3、4、8月份发病人数高。 各职业发病人数饼图 图6图5 为了直观表现分布差异，将结果转换成以上条形、饼状统计图，由图5、6可初步得出结论：病患主
13、要分布在农民、工人、退休人员中，其中农民占了55%，超过半数，退休人员占13%，工人占6%。其它职业占22%，可见在各行各业中均有患病者。（2）年龄分布 各年龄段患病人数统计表年龄段人数构成比男男性构成比女女性构成比20-301960.381070.39890.3831-405941.163941.422000.8441-5023964.6615195.498773.751-60647712.6369113.33278611.7561-701215023.64702225.36512821.6371-801773434.51957734.59815734.4181-901088021.1750
14、2818.16585224.6891-1009661.883481.266182.61 表3表3是同职业分布统计方法一样处理数据后，以十岁为一个年龄段进行分段统计并计算其构成比，初步可得出得出结论：病患主要是50至90这个年龄段的，占总数的92.53%，51-60占12.6%，61-70占23.64，71-80占34.51，局最高，81-90占21.17，其中，以71-80岁间人最多；男女比例基本为1：1，将男女分开统计无意义。发病与诊断时间差分布 发病跟诊断时差分布图日期差值1个月2个月3个月4个月5个月6个月7个月8个月9个月10个月11个月12个月一年以上总计30974576912395
15、732622841891451311138967426 表4 表4由excel中筛选得到数据并作成表格，绝大多数患者在发病3个月内就会及时进行诊断治疗，但也有不少人发病后不能做到早发现早治疗。（二）、研究脑卒中发病人数与气温、气压、相对湿度间的关系1、 该市气象的基本特征（根据由SPSS13.0软件统计得到的数据制表） 各气象因素分布统计图项目平均气压1015.4838.9030最高气压1017.7649.1309最低气压1013.1398.7620平均气温16.96619.1998最高气温21.19189.4530最低气温13.6239.3122平均相对湿度70.865113.5816最小相
16、对湿度50.850717.5141 表52、 将四年脑卒中患者资料及气象数据平均后合并得表如下 不同月份各气象因素的均值图月月平均气压月最高气压月最低气压月平均温度月最高温度月最低温度月平均相对湿度月最小相对湿度X9(x5-x6)发病人数y11027.211029.851024.483.75807.60400.841967.830651.00806.762421621022.191025.041019.166.706110.85663.448670.592951.87617.408392331019.221022.361015.9810.34814.79516.644367.2546.3951
17、8.150432241016.171018.991013.2614.85719.465811.020865.466644.3758.445412451009.711011.881007.3621.58626.737917.344364.419340.21779.393426361005.691007.381003.8724.474128.307521.608377.158358.58336.699368771003.921005.581002.1329.148333.265326.008073.838755.35487.257379181006.021007.731004.2628.88713
18、2.882225.945974.887156.19356.936387291011.331013.041009.6324.7828.543322.043378.17560.14166.53745101018.211020.181016.3519.436223.588716.011273.169350.54037.5774152111023.161025.41020.9112.166616.58258.5670.97548.91668.0223801121023.331026.131020.616.805611.01853.379866.862946.97587.6383492合计1015.48
19、1017.761013.1316.966121.191813.62370.865150.85077.56847388 表6表6是将四年的患病资料与气象数据合并后，将该市脑卒中发病患者资料作分析，运用Excel相关、回归函数，采用单因素相关、回归分析，建立多元回归方程。结果（a）单因素分析脑卒中与各气象因素相关程度分析：与平均气压呈正相关，相关系数R=0.1949，P0.05，回归直线方程为：与最低气压呈正相关，相关系数R=0.1732，P0.05，回归直线方程为：与平均气温呈负相关，相关系数R=0.200，P0.05，回归直线方程为：与最低气温呈负相关，相关系数R=0.2214，P0.05，回
20、归直线方程为：与平均相对湿度呈正相关，相关系数R=0.1612，P0.05，回归直线方程为：与最低相对湿度呈正相关，相关系数R=0.1691，P0.05，回归直线方程为：与最高温度与最低温度差值呈正相关，相关系数R=0.4879，P0.05，回归直线方程为：(b)脑卒中与各气象因素相关程度分析 脑卒中在2007-2010这四年中发病人数共有47388人，根据统计中每月的发病人数与气温、气压、相对湿度的关系进行分析，平均气温、平均气压具有统计学意义。据此进行分析阐述。以四年中平均气压、平均气温、平均相对湿度为因素分别与每月的脑卒中发病人数做逐日波动图如下。Descriptives 平均气压 De
21、scriptives 平均温度 图7 图8Descriptives 平均相对湿度 图9（2）多元回归方程经分析发现脑卒中与平均气压、最高气压、最低气压、平均气温、最高气温、最低气温、平均相对湿度、最小平均相对湿度均有显著意义，多元回归方程平均气压与平均温度P55岁、女性65岁；（3） 吸烟；（4） 总胆固醇5.72mmol/L（220mg/dl）；（5） 高密度脂蛋白胆固醇降低、低密度脂蛋白胆固醇升高；（6） 糖尿病控制不理想；早发心血管疾病家族史（发病年龄男55岁，女177mol/L或2.0mg/dl）；（14） 血管疾病、夹层动脉瘤、症状性动脉疾病、重度高血压性视网膜病变、出血或渗出、视乳
22、头水肿；（15） 另外,根据全国第二次脑血管病学术会议制订的卒中诊断标准, 其中66. 2% 有CT 或MR 诊断结果。各危险因素的定义如下: 高血压病史按国际诊断标准诊断,即收缩压#140 mmHg 和( 或) 舒张压#90 mmHg( 1 mmHg= 0. 133 kPa) 以上; 心脏病病史按专科医师确诊的高血压性心脏病、冠心病和心肌病; 糖尿病病史为空腹静脉血浆葡萄糖#7. 8 mmol/ L 及任何时候静脉血浆葡萄糖#11. 1 mmol/ L; 高血压家族史、脑卒中家族史以县或县以上医院的诊断为准7。2、对高危人群提出预警和干预的建议方案：（a）目标（1）积极开展健康教育，提高脑卒
23、中患者的脑卒中知晓率和行为改变率，增强脑卒中患者自我管理的意识和效果，降低高位人群中危险因素水平。（2）积极开展人群脑卒中筛查，建立40岁以上人群进行血压、血浆葡萄糖含量等各项指标的检查，提高脑卒中筛查和早诊早治的比例。（3）提高医务人员脑卒中防治理论和技能，加强脑卒中患者和高危人群的随访管理，控制患者血压、血糖、胆固醇、体重增长，提高脑卒中的规范管理率和控制率，降低脑卒中患者的死亡率。（b）脑卒中患者的检出（1）制定风险评估准则既往有脑卒中病史者或者40岁以上、脑卒中风险评估3分的为高危人群。项目包括以下10项（每一项得1分）： a、高血压病史（140/90 mmHg）或正在服用降压药； b
24、、房颤和心瓣膜病； c、吸烟； d、血脂异常； e、糖尿病； f、很少进行体育活动； g、明显超重或肥胖（BMI26 kg/m2）； h、有脑卒中家族史i、有一次性脑缺血发作者j、脑动脉粥样硬化（c）脑卒中干预的主要内容及措施（1）根据发病人群分布统计描述结论制定干预措施如下：（1.1）根据分析可知，1、3、4、5、10月份发病人数较高，在此期间脑卒中科普知识的宣传，如印制宣传资料、健康教育处方，制作宣传栏展板等。（1.2）农民在病患中的构成比中占了55%，是该病的主要人群，加强农村教育普及同时提高农民的生活水平，改善生活环境，发动农民积极进行体育锻炼，健康饮食，降低在农民群体中的发病人数。（
25、1.3）50至90岁病患占总体的92.53%，针对50岁以上的人群在每年病情高发期，提供免费的身体健康检查，并推出治病优惠活动，鼓励已诊断患者及时接受治疗，以免延误病情（2）据发病人数与气温、气压、相对湿度间的关系制定如下干预措施：在进行发病人数与气象因素之间的关系的研究时，我们知道平均气压与平均温度与脑卒中的发病人数有关。另外，气象因素作为脑卒中发病的因素早已引起国内外学者的广泛关注。其作用机制认为: 冬季冷空气刺激人体交感神经兴奋性增高, 体内儿茶酚胺分泌增加, 血管收缩血压升高诱发脑出血, 其次, 由于小动脉痉挛造成重要器官供血( 供氧) 不足, 血管脆性增高, 更加促发脑出血8 。、有
26、关学者研究认同: 脑卒中好发人群为老年人, 其机体调节能力下降, 血管壁脆性增加, 舒张能力下降, 一旦受到冷刺激易引起血流动力学改变, 形成微血栓而促及脑梗塞发生 9。针对此，可分为药物干预与非药物干预两种方案：脑卒中的非药物干预主要通过改善脑卒中患者及其高危人群的不合理生活方式，降低危险因素水平，达到预防和控制脑卒中的目的。（2.1）脑卒中非药物干预具体措施为：（2.1.1）合理膳食：（2.1.1.1）限制饮酒：提倡脑卒中患者应戒酒。（2.1.1.2）多吃新鲜蔬菜、水果。（2.1.1.3）减少膳食脂肪，适量增加优质蛋白质，增加含蛋白质较高而脂肪较少的鱼类、禽类。控制血压、血糖、胆固醇的含量
27、，优化营养结构10。（2.1.2）体育锻炼：增加日常活动量（多步行、骑车、爬楼梯）。指导患者规律运动（每周35天、每天不少于30分钟），帮助患者选择适宜的运动方式和运动强度。由题二得到的结论可知，气象对是否患脑卒中有重要影响：气温越低，越易患此病，故在温度较低的天气应多加注意，更应加强体育锻炼，增强体质，抵御病害侵身；相对湿度越大，也越易患病，故在阴雨天气，应保护自己；气压越高，患病人数越多，所以，当去气压较大的地方时，如有不适，应及时查看，以免延误最佳治疗期。总之，在气象天气变化较大时，应留心自己的身体状况的变化，早查看，早治愈。（2.1.3）控制体重：监测体重变化，规律运动，减少食量，少吃
28、肥肉，含油脂高的食品和零食。制定个体化饮食和运动方案。（2.1.4）戒烟：帮助戒烟者制订戒烟计划，并提供必要的专业支持，提供心理支持，创造戒烟环境，防治复吸。（2.1.5）平衡心理：根据患者性格特征，提出适当的建设和措施，使患者少生气，多交流，保持心态平和。（2.2）药物干预具体措施有：（2.2.1）2010年美国脑卒中一级、二级预防指南依据我国科学家文章指出:高同型半胱氨酸和脑卒中风险升高密切相关;补充叶酸降低同型半胱氨酸可以降低脑卒中风险,在同型半胱氨酸下降大于20%,以及在未食物强化叶酸地区进行的研究疗效更佳。（2.2.2）抗血小板药物是预防卒中再发的关键核心治疗，尤其对于卒中高危患者，
29、应长期给予更积极的抗血小板药物波立维®预防卒中再发。（2.2.3）动脉粥样硬化性脑梗塞，不论血脂水平如何，均应长期口服他汀类药物(如辛伐他汀或阿托伐他汀)，但需要注意其副作用，如肝功能损害和肌肉损害11具体筛查与预警、干预流程12：六、模型的优缺点评价1、优点（1）建立的模型方法简单易行，形式简单，能被大部分人理解，可普遍应用；（2）在处理大量数据的过程中，绝大多数数据使用大家熟悉的办公软件Excel进行统计分析，也可被大多数人很容易的接受应用；2、缺点（1）在筛选数据的过程中将大量的缺失数据处理掉，影响模型的准确程度；（2）在进行单一变量进行分析过程中，没有考虑其它因素对它的影响，虽
30、然简化了计算方法，但有可能对结果造成影响。七、参考文献1健康导读，, 2012.09.09.2 程爱群，程极汪，陆建萍等，南京天气和心血管疾病住院率之间的关系，南京医科大学学报，1994.12.3， 462 3赵素萍,范慧清,王秋芳等，气象因素对北京市顺义区居民心血管疾病影响的研究，中国慢性病的预防与控制，2000.08.01，7-8 4. Carlene M, Derrick A, Valery L, et al. Blood pressure and stroke: an overview of published reviews. Stroke, 2004, 35: 1024-10335
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33、高润霖,脑卒中筛查与防治指导规范概述,中国医学,2001-5-6附录SPSS13.0软件一、DescriptivesNotesOutput Created07-SEP-2012 19:29:53Comments InputDataC:UserslenovoDesktop.savFilterWeightSplit FilemonthN of Rows in Working Data File1461Missing Value HandlingDefinition of MissingUser defined missing values are treated as missing.Cases
34、UsedAll non-missing data are used.SyntaxDESCRIPTIVES VARIABLES=Averpres Highpres Lowpres Avertemp Hightemp Lowtemp AverRH MinRH /STATISTICS=MEAN STDDEV MIN MAX .ResourcesElapsed Time0:00:00.01Descriptive StatisticsOutput Created07-SEP-2012 19:31:30Comments InputDataC:UserslenovoDesktop.savFilterWeig
35、htSplit FileyearN of Rows in Working Data File1461Missing Value HandlingDefinition of MissingUser-defined missing values are treated as missing.Cases UsedStatistics for each analysis are based on cases with no missing data for any variable in the analysis.SyntaxONEWAY Averpres Highpres Lowpres Avertemp Hightemp Lowtemp AverRH MinRH BY month /STATISTICS DE