数学建模论文A.docx

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公交车工作人员的代谢综合症的发

病机制和干预措施

数学建模协会编号：

108

姓名：

王夕臣潘东黄冬艳指导教师：

王宏州

评阅编号：

评阅专家1

评阅专家2

评阅专家3

评阅专家4

评阅专家5

摘要

目的为了解某市公交司机以及公交站其他工作人员的MS患病情况，并对

MS患者和高危人群采取相应干预措施。

方法模型将利用统计学方法采用CDS诊断标准，通过对体检表和生活习惯调查问卷的统计分析得到受调查人群中MS确诊人数，在统计过程中还按照性别、年龄对确诊人数进行了分组。

在MS成因关联度分析中我们利用数据挖掘技术，按照年龄段将被调查人员分段，并进行MS与某个指标的关联计数，计算每个指标的支持度和置信度，采用基于频集理论的

Apriori的层次算法来对MS危险因素做出关联度分析，通过该算法可分别求得

MS与各个指标之间的关系，并根据人群的发病情况及危险因素大小对患病者及高危人群给出干预措施。

结果在被调查的人群中按CDS表诊断标准的确认人数为348人，MS发病率为15.23％，其中男性中发病率高于女性，并且随着年龄的增加，发病率呈现上升趋势。

根据关联度分析，MS与生活压力、饮食规律、吸烟喝酒、睡眠时间、个人口味等呈独立相关，其中生活压力、个人口味是MS的危险因子，而睡眠时间、饮食规律和不吸烟喝酒是MS的保护因子。

据此我们可以从相关方面给出干预措施。

关键词：

代谢综合征，发病率，关联度，干预。

12

公交车工作人员的代谢综合症的发病机制和干预措施

问题重述

代谢综合征（MS）是指一系列代谢紊乱和心脑血管危险因素的聚集，其核心理论“胰岛素抵抗→高胰岛素原血症→多种危险因素→糖尿病→动脉粥样硬化

→心脑血管病”正得到学术界的广泛认同和重视，MS是20世纪90年代以来医学界研究的重点和热点问题之一。

2005年4月国际糖尿病联盟制定了MS全球统一定义即以中心性肥胖为核心，合并血糖、血压、甘油三酯升高和/或高密度脂蛋白胆固醇降低。

据卫生部最新公布的信息：

我国成人超重和肥胖人数分别为2

亿和6000多万；全国现患高血压人数为1.6亿、糖尿病人数为2000多万、血脂异常人数为1.6亿，这些疾病都与MS密切相关。

当前，以MS为代表的代谢异常疾病正在成为影响人类健康和生命的最主要的非传染性疾病。

某市第一人民医院对该市公交司机以及公交站其他工作人员共2297人，现在要根据其体检表及生活习惯调查问卷结果，按MS对诊断标准了解公交工作人员的MS患病情况，确定患病人数。

还要根据问卷内容建立适当模型对危险因素做出关联度分析并最初合理解释，最后根据对患病人群的了解及危险因素关联性大小，对MS患者及高危人群做出干涉措施，以减小MS发病。

问题分析

代谢综合征作为一种症候群在临床上早有认识，随着社会经济的发展和人们生活方式的改变，MS患病率20年来在我国剧增，MS的主要危害在于对心血管的损害，因此早期诊断和防治MS已经成为很多专家的共识。

要确定某市公交工作人员中MS患者的人数，可根据统计学方法，选择合适的MS诊断标准得出确诊人数，对MS现状分析时还要考虑到MS患病情况与年龄、性别的关系，所以为了更准确的解决问题，在统计处理数据时可对人群进行性别和年龄分组。

在了解了被调查人员的患病情况后，最终还要对MS患者和高危人群给出干预措施，这就需要对已有危害因素做出关联度分析，只有明确该特定职业人群生活中与MS关联的主要因素的前提下，结合已有医学统计资料，才能有针对性的进行干预。

对此，我们可采用关联层次算法，通过问卷资料得到各因素的关联性，据此做出合理分析。

模型建立与求解

一． MS患者人数的确定

1.代谢综合征的诊断标准

由于对MS的组分即每一组分的纳入标准及各组分在MS发病和干预中的重要性和意义认识有所不同，目前有几个诊断标准，但国内外用的较多的是

1999年的世界卫生组织（WHO）、2001年的美国国家胆固醇教育计划成人治疗指南Ⅲ（NCEP-ATPⅢ）、2005年国际糖尿病联盟（IDF）在综合了来自世界六大洲糖尿病学、心血管病学、血脂学、公共卫生、流行病学、遗传学、营养和代谢病学专家意见的基础上，颁布了新的代谢综合征工作定义。

对代谢综合征的定义各有不同，WHO标准强调在糖代谢紊乱基础上的多个危险因素的聚集,以糖代谢异常为诊断的前提,同时合并其他二项以上异常,并将胰岛素抵抗和微量白蛋白尿也纳入其中。

NCEP-ATPⅢ的标准则要求四项条件中，

至少三项达标即可诊断为MS，不需要检验尿微量白蛋白尿和胰岛素抵抗。

这些定义各有特点及其实际意义，如WHO的定义精确，诊断率高，但是需测定胰岛素抵抗指数（IR）及确定定难度，NCE背景人群，临床应用中有一P-ATP

Ⅲ定义简单易行、经济实用。

这些定义的差别造成了学术交流和临床研究的混淆（特别是在比较不同研究资料时），因此有必要建立统一的代谢综合征定义。

IDF在综合了来自世界六大洲糖尿病学、心血管病学、血脂学、公共卫生、流行病学、遗传学、营养和代谢病学专家意见的基础得到了关于代谢综合征的全球统一定义。

2004年中华医学会糖尿病学会也提出了中国人的工作定义即CDS标准【1】，这个标准其实是WHO和NCEP-ATPⅢ的“杂交”

（见表1）

项目

WHO（1999）

NCEP-ATPⅢ（2001

）

CDS（2004）

诊断条件

糖代谢异常的基础上，至

少两项

四项中至少3项

四项中至少3项

肥胖

BMIkg/m2）

≥30

-

≥25.0

腹围（cm）

-

>102（男），>88女）

-

WHR

>0.90（男），>0.85（女）

-

-

血脂紊乱

TG（mmol/L）

≥1.70

≥1.70

≥1.7

HDL-C

（mmol/L）

<0.9（男），<1.0（女）

<1.04（男），

<1.30（女）

＜0.9（男），<1.0

（女）

高血压

SBP/DBP

（mmHg）

≥140/90

≥130/85

≥140/90（或已

治疗）

血糖代谢异常

FPG（mmol/L）

≥6.1

≥6.1

≥6.1

2hPG

（mmol/L）

≥7.8及（或）诊断为糖

尿病

-

≥7.8和（或）

已确诊糖尿病

胰岛素抵抗

葡萄糖钳夹试验的M值上

四分位数

-

-

微量白蛋白尿

白蛋白

（ug/mm）

≥20

-

-

白蛋白/肌酐

（mg/g）

≥30

-

-

表1.MS诊断的不同标准

2.MS诊断使用标准选择

上述各指标中差异最大的是超重/肥胖标准，WHO的标准为≥25kg/m2为超重，而≥30为kg/m2为肥胖，根据已有资料国人≥30为kg/m2者仅占5％-10％.然而，国人的BMI≥22.3为kg/m2时心血管危险性已经增加。

韩国的一项研究调查显示，BMI≥23-24kg/m2时成人糖尿病、高血压及血脂素紊乱患病率增加1倍，当BMI

≥26kg/m2时将增加2倍【2】。

由于亚洲人体内脂肪的组成、分布及其血管危险因素的关系不同于欧美人群，因此，WHO及有关国际肥胖研究专家建议将亚太地

区人群的肥胖标准定义为BMI≥25kg/m2,BMI≥23kg/m2为超重。

NCEP-ATPⅢ标准较适合于欧美，其腰围的标准远高于WHO亚太地区标准。

考虑到标准适用人群的差异性，为了更准确地反映调查人群的患病情况，对此次所得数据，采用CDS标准作为诊断标准。

3.数据汇总与处理

受调查人数为总人数2297人，其中男1048人（45.6％），女1249人（54.4％），调查人是公交工作人员，由于职业的特殊性，女性比率较大，且所调查人群年龄都在15~70岁区间。

将所得数据按性别、年龄分为15，30，40，50，60五个组。

对每个分组除了对数据进行一般性归类统计外，还要按CDS标准得出人群分性别、年龄的MS确诊人数，然后合并各年龄分组得出在总人群中不同指标下的患病率。

（1）对不同的年龄段进行分组后统计各段MS确诊人数后得到表2.

年龄段

男性患者（人次）

女性患者（人次）

男性发病率

女性发病率

总发病率

第一组（15~）

0

0

第二组（30~）

2

6

24.76％

7.22％

15.23％

第三组（40~）

117

70

第四组（50~）

134

13

第五组（60~）

5

1

表2.总体发病率分布表

从表2中可以得到MS发病者总数为348人次，其中男性患者为258人，女

性患者为90人，且患者主要集中在第三、四组年龄段人群，在男性中发病率高于女性中的发病率，男性发病率为24.76％，女性发病率7.22％。

此次的受调查人群中，男性发病率和总体发病率与中国-ⅠMS诊断标准【3】所得到的MS患病情况接近，男性发病率从13.7％~30.3％，女性从11.4％~22.4％，两性合计为

14.6％~23.1％.而女性的发病率低于标准所得，对此主要考虑到两个因素：

①此次调查人群为公交工作人员，受试者本身具有职业特殊性，女性人数较多。

而这段标准所得到的区间是在男女人数平衡条件下得到的，所以实际得到的发病率会有一定偏差。

②调查人群都是在职工作人员，都具有劳动能力，身体素质会比较好。

而且年龄主要集中于15~70岁，并不包含青少年与老年，所以会导致实际发病率与标准区间有所差距。

（3）为了直观反映患者人数在不同性别年龄的分布情况，可统计数据得到图1，并对各年龄段中MS确诊人数在总确诊人数所占比率做出饼状图，如图2.

200

年龄段确定

MS确诊人数年龄分布

0

1.72％ 2.29％

42.41％

53.58％

1

2

3

4

5

180

为患者人数

160

（女）

140

年龄段确定

为患者的人

120

数（男）

100

80

60

40

20

0

1 2

3

4

5

图1调查人群各年龄段人数 图2各年龄段MS确诊人数分布从图1中可以看出，调查人群中第三个年龄段（40~49）的人数最多，其次

5

4

3

2

1

0

0％

0％0％

2.27％

5

15

8.66％

10

15.38％

14.29％

20

22.63％

25

27.44％

31.25％

男性各段年龄发病率

女性各段年龄发病率

35

30

是第四年龄段（50~59），这与公交人员职业特殊性有关。

图2为各年龄段中确诊为MS患者在总患者中的比率饼状图，从图中可以清晰的得出MS患者主要集中在第三、第四年龄段，而只有第一年龄段没有MS患者。

图2中的各年龄段人群所占比率很大部分和该段年龄段的人数有关，由于第三，第四段的总人数比较多，基数大，患者的比率自然很大。