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随着生活水平的不断提高,2型糖尿病患病率在世界范围内呈上升趋势,已成为最常见的慢性非传染性疾病之一。2型糖尿病的病程较长,一旦患病很难治愈,且易引起多种并发症,给国家和个人都造成较重经济负担,严重影响患者生活质量。预防为主是疾病控制的主要策略,2型糖尿病早期预防及控制的实现,将有效避免糖尿病的发生,极大地降低糖尿病的发病率,改善糖尿病危险人群的生活质量,并减轻其庞大的经济开支。在此背景下,本文以研究2型糖尿病高危人群干预指标和干预效果的分析方法,为高危人群提供量化干预指导,避免或推迟其疾病发生为目标,讨论其条件、研究内容、关键问题及应用价值等。本文采用数据挖掘方法研究分析高危干预技术,首先从量化分析多因素对血糖变化的影响入手,以2型糖尿病发病高危人群干预指标的选取为桥梁,模拟预测分析高危人群的干预效果,进而研究2型糖尿病高危人群干预指标与效果的分析方法,为预防2型糖尿病提供依据。同时对所选取高危人群干预指标的有效性,进行验证讨论。论文的主要成果和创新点如下:(1)提出一种基于BP(Back Propagation)神经网络敏感度的多因素对血糖变化影响的定量化分析方法。为了了解血糖变化特点和确定2型糖尿病干预指标提供理论依据,本文提出一种基于BP神经网络的发病危险因素对血糖变化影响的量化分析方法。该方法首先筛选出性别、年龄、体重、舒张压、胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、糖尿病家族史、腹围和血糖共10维重要发病危险因素;然后根据性别和年龄将人群划分成9组,分别由最小误差原则训练生成BP神经网络模型;最后通过模型误差分析和提取模型敏感度值,得出不同患病危险因素对血糖影响的量化值。实验结果表明:体重对血糖变化的敏感度最大(0.2449);胆固醇、年龄和甘油三酯位于第二位;这四个因素对血糖变化的敏感度占所有目前监测危险因素的77%;不同性别、不同年龄的敏感度排序不同,可以为个体的细化干预提供判定方法。该方法可应用推广到其它疾病危险因素的量化分析,还可应用于因素干预-判定-因素干预的良性循环中,从而有效提升个体的健康水平。(2)提出一种基于H-SVMs(Hierarchical Support Vector Machines)算法的2型糖尿病高危人群干预指标分析方法。为了使2型糖尿病高危人群的干预指导有针对性,本文提出一种高危人群干预指标的选取和验证方法。该方法通过定性分析和定量计算相结合的方式分别训练高危人群干预的选取和验证模型,且在模型的构建过程中采用数据挖掘和数学统计方法;利用H-SVMs算法构建亚人群归属模型,在不同的子人群中分别定量调整各自的干预指标;再分别计算各子人群中从高危状态转移到较低风险状态(中危、低危和无风险)的转移概率,以对干预指标进行验证。实验选取并验证了高危16组子人群的干预指标,结果表明:高危A类在体重指数(BMI)降低5%或体重减轻3-5kg的情况下,转移到较低风险状态的概率为10-20%,建议从运动和饮食两方面进行干预;高危B1类建议BMI降低5%或体重减轻3-5kg;高危B2类建议复查空腹血糖和餐后2小时血糖;高危C类建议胆固醇(CHOL)降低2.5%或降低0.13-0.34mmol/L,转移到较低风险状态的概率为10-25%。该方法通过对高危人群干预指标选取和验证,为有针对性的开展2型糖尿病高危人群干预提供了理论基础和指导建议,有利于干预效果的提升。(3)提出一种基于C4.5算法和BP神经网络的2型糖尿病发病高危人群干预效果分析方法。为了结合2型糖尿病高危人群当前身体状况,模拟预测其干预后的干预效果,在干预初期预知干预效果,给出有效的干预指导提高干预效率,本文提出一种针对2型糖尿病高危人群干预效果的模拟预测分析方法。该方法通过数据挖掘和数学统计相结合的方式分别训练高危人群的模拟预测模型,首先利用C4.5算法构建计算状态转移概率的模型,对调整前两位指标和前三位指标的转移概率分别进行计算;然后基于BP神经网络算法预测血糖值;最后再计算状态转移概率,给出干预预测结果。实验结果表明:高危人群可以通过既往的RSD风险判定、干预指标敏感性分析和人群一般特点分为四个组,各组下调敏感指标后具有不同的干预效果;四组人群按照性别、年龄分组后体现出了各自的不同特点;四组人群都可以降低体重作为首选的干预方式,单纯降低体重20%,能产生35-40%的转移概率,下调的干预指标越多,干预效果越好,最大干预效果可达到95%;四组人群对干预指标下调敏感程度不一,男>50岁转移概率平台期出现在10%附近,女>50岁出现在20%附近,男≤50岁出现在20%附近,女≤50岁出现在14%附近;四组人群中区分不同患病风险和干预敏感程度人群A类、B1类、B2类和C类有利于预估和指导干预工作。风险等级判定与干预效果预测分析方法可为糖尿病高危人群干预实施,提供从整体上了解人群风险程度与干预效果的技术支持,便于有效利用资源,提高干预效率。(4)设计实现一个2型糖尿病高危人群干预分析实验系统。为了提升干预实施工作的效率,把理论研究的成果与实际应用需求相结合,本文设计实现一个2型糖尿病高危人群干预分析实验系统。通过该系统可以对个体体检数据进行高危筛查、亚类归属、确定干预指标、计算干预程度和风险降低的转移概率,并结合个人运动和膳食习惯,制定个体化干预指导方案。同时本文实验验证了系统具有较好的稳定性、可靠性和容错性。