[發明專利]一種基于Cox回歸模型的老人健康數據分析方法

在審

• 申請號: 201610209336.8
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN105678104A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 饒云波;劉偉;陸川;廖丹;張明;范柏江;葛豐;王詩琪;徐凡超;李慧;鄧建華
• 申請（專利權）人: 電子科技大學成都研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于大數據分析技術領域，涉及一種基于Cox回歸模型的老人健康數據分 析方法。

背景技術

智能養老也稱之為“智能居家養老(Smarthomecare)”，是新近流行的一種養老 概念。最早由英國生命信托基金會最早提出，被統稱為全智能化老年系統，該養老模式能讓 老人在日常生活中不受時間和地理環境的束縛，在老年福利院、老年公寓、敬老院、老年康 復中心、酒店式養老公寓及大型養老社區等養老機構過上高質量高享受的生活。

老人健康數據分析是“智能養老”的一個重要環節。它的主要內容是健康風險評 估，是老年人疾病預防的第一步。該研究通過收集到老人健康數據，分析老年人生活方式、 環境、遺傳等危險因素與疾病之間的量化關系并建立模型，根據模型預測老人在一定時間 內發生某種特定疾病或因該疾病死亡的概率。不同方法建立的風險評估模型從預測準確性 (accuracy)、模型擬合度(goodnessoffit)、可靠性(reliability)三個方面進行效果評 價和比較。

當前對健康數據的分析基本上都是基于對研究對象的身高、體重、肺活量、身體素 質、營養狀況、血壓、血糖等方面進行檢查測量然后對獲得的數據進行分析，再配合走訪、問 卷調查法等方法從獲得的數據中分析出存在的問題并提出相應的一些對策。這種研究方法 只能用于發現現有問題，而不能對研究群體的健康狀況進行預測，而且這種傳統的研究方 法涉及走訪研究和調查問卷，具有研究周期相對較長，工作量較大等缺點，不能很好的滿足 現代社會快速的生活節奏的要求。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述問題，提出一種實現了對群體數據的分析來預測個 體健康狀況的基于Cox回歸模型的老人健康數據分析方法。

本發明的技術方案為：一種基于Cox回歸模型的老人健康數據分析方法，其特征在 于，設定Cox回歸模型為：

h(t,X)＝h₀(t)exp(β₁x₁+β₂x₂+...+β_nx_n)

其中，X＝(x₁,x₂,...,x_n)'是n維向量，它表示一個個體的n個變量的觀測值，代表 風險函數的n個協變量，是研究影響老人健康狀況的n個因素；h(t,X)表示具有協向量X在時 刻t的風險率函數，h₀(t)表示t時刻的基準風險率函數，即t時刻協變量X的取值為0時的風 險率函數，可以看出h₀(t)僅與時間有關；β_i表示相應協變量x_i回歸系數，β為回歸系數向量；

設定Cox回歸模型對應的生存函數為：

S(t；X)＝S₀(t)^exp(X′β)

其中，S₀(t)是t時刻的平均生存函數，即在危險因素處在平均水平時的生存函數。

分析方法包括以下步驟：

a.收集多個老人的健康數據作為樣本，估算出危險因子的回歸系數，所述危險因 子為影響老人健康的因素；

b.根據步驟a中獲得的回歸系數估計值，分析危險因子的相對危險系數RR；

c.根據步驟b中獲得的相對危險系數，獲取與老人健康數據相關聯的危險因子的 集合；

d.使用Cox生存函數對個體老人的發病率進行預測。

進一步的，步驟a具體包括以下步驟：

a1.假設由n個老人組成樣本，則需要從觀測時間開始，在時刻t得到k個不同的健 康時間段統計值和n-k個不同的刪失數據，所述刪失數據為在觀測時間段內退出的個體；將 得到的k個不同的觀測值表示為：t₁＜t₂＜...＜t_k；設R_i＝{j:t_j≥t_i}表示t_i時刻的風險集， 其含義為在t_i時刻之前沒有發生老人生病且沒有出現刪失的個體；

a2.采用似然函數