手足口病贝叶斯时空预测预警模型的构建与应用

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目的
  手足口病(Hand, foot and mouth disease——HFMD)是一种肠道病毒传染性疾病,常见于婴幼儿及5岁以下儿童。多年来累计报告发病数稳居我国丙类传染病首位,形势十分严峻。此外,严重的空气污染问题也是导致手足口病的发病率和死亡率逐年上升的原因之一。但是,到目前为止有关探讨空气污染与手足口病发病风险之间的关系的研究还是十分有限。因此本研究旨在构建更精准、高效的手足口病贝叶斯时空预测预警模型,并进一步对模型结果进行验证,构建更为直观的手足口病可视化预警系统,有效地预防手足口病的发生和流行。
  方法
  第一步是建立手足口病预测模型。本研究利用深圳市2012-2015年手足口病的病例数据进行建模和数据分析。纳入预测模型分析共有11个变量,基于BYM模型(Besag,York and Mollie Model)的泊松回归数学形式建立连接函数,通过迭代估计模型的后验参数。最后选择出最优的模型,并求得各地区手足口病的相对发病风险。
  第二步是建立可视化预警系统。通过利用GIS数据分析技术(Geographic Information Science)在时空尺度上综合描述其高低值的分布。最后利用预测预警模型计算分析各地区相对发病风险并对高风险的区域进行提前预警,为疾病的预案启动评估提供科学有效的参考依据。
  第三步是对手部卫生影响因素进行验证。随机抽取汕头市城镇地区、农村地区的公立幼儿园和私立幼儿园各一所,共4所。采用非介入性观察的形式调查班级内的儿童手部卫生行为的情况。分析比较不同特征组的儿童手部卫生依从性的差异及其影响因素。
  结果
  2012年至2015年的深圳市手足口病年均发病率分别为334.07/10万,333.97/10万,446.77/10万,439.33/10万。发病率分级分布图显示,严重发病地区主要集中在深圳市东北部。人口数量、人口密度、SO2浓度和NO2浓度与手足口病的发病风险呈正相关,人均GDP、公立幼儿园数量、PM10浓度和O3浓度与手足口病风险呈负相关。
  可视化预警系统包括3个子系统:发病率热力图与发布子系统、发病风险查询子系统、预警可视化子系统。采用空间信息分析技术来探讨疾病的时空分布特征,并对疾病预测预警模型的分析结果进行可视化展示。
  调查结果显示,儿童手部卫生整体依从率为22.1%,城镇地区的公立幼儿园的依从率为34.3%,城镇地区的私立幼儿园的依从率为12.8%,农村地区的公立幼儿园的依从率为4.2%,农村地区的私立幼儿园的依从率为26.6%,差异具有统计学意义(P<0.01)。肥皂数量、水龙头数量、学校性质、班级等是幼儿园儿童手部卫生依从性的影响因素。
  结论
  研究证实,社会人口学因素、经济因素、空气污染因素和公立幼儿园数量(手部卫生因素)对深圳市手足口病的发病风险具有影响。这些结果将对地方当局有着重要的实际影响作用,有利于进一步开展精准预防,并可用于制定更有针对性的疾病干预措施。
  可视化预警系统能展示疾病时空分布特征,且对预测的高风险地区及时发出预警提示,以便疾病控制中心等机构能迅速应对有关疫情。
  汕头市幼儿园的儿童手部卫生的依从性普遍偏低,特别是农村公立幼儿园。学校以及相关教育行政部门应该加大对其财政投入和政策支持。
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