关键词:
手足口病
扬州市
DLNM模型
季节性
预测模型
ARIMA模型
摘要:
研究目的:
1.描述扬州市2013-2022年全市手足口病流行特征,包括其三间分布特征。
2.探究逐月和逐日两个时间维度气象因素对扬州市手足口病发病的影响。
3.基于扬州市手足口病发病数据,构建四种不同的预测模型,为扬州市手足口病的预防提供科学依据。
方法:
1.收集2013年1月1日-2022年12月31日期间扬州市手足口病发病资料,探究其时间分布、人群分布、空间分布特征,并采用季节指数和集中度两个指标描述手足口病发病的季节性,明确手足口病高发季节、重点发病地区及高发人群。
2.以新冠疫情暴发之前为时间点(2013年1月1日-2019年12月31日),使用GAM模型从逐月维度上探究各种气象因素与扬州市手足口病发病之间的关系,并采用DLNM模型定量分析气象因素对手足口病的暴露-滞后效应。
3.根据手足口病发病的时间规律以及周期性特征,分别构建ARIMA模型、NNAR模型以及ARIMA-NNAR组合模型,同时引入气象因素,构建SVM模型,以MAE和RMSE为评价指标,比较四种模型的拟合和预测效果,并进行评价。
结果:
1.扬州市2013-2022年累计发病52674例,年均发病5267例,年均发病率为117.26/10万;发病具有较强的双峰季节性,第一个主高峰集中在4-6月份,第二个次高峰在9-10月份;扬州市主城区(邗江区、广陵区)为手足口病高发地区,年均发病率最高;病例主要集中在3岁及以下年龄段,男性发病率高于女性,职业分布以散居儿童、幼托儿童为主。
2.逐月数据表明,平均气温和降水量与手足口病呈现“倒U型”关系,平均气压与手足口病呈现“U型关系”,相对湿度和日照时数与手足口病发病数近似呈现正线性关系。通过DLNM模型得到的气象因素-滞后天数-相对危险度的三维效应图,结果显示,不同滞后天数下,各气象因素与手足口病呈现非线性关系。
3.利用2013-2019年数据建立的四种模型中,AIRMA-NNAR组合模型在拟合阶段的RMSE=226.80,MAE=136.18是误差最小的模型,NNAR模型在预测阶段的RMSE=273.60,NNAR=148.66,是误差最小的模型。预测结果显示,每年的6、11月份为手足口病的高峰期,应当提前做好手足口病防控预案工作。
结论:
1.2013-2022年扬州市手足口病发病整体呈现双峰分布的特征,4-6月为一个主高峰,9-10月为一个次高峰。2013-2019年呈现“奇年低、偶年高”的趋势,2020-2022年呈现低流行水平。发病率较高的是邗江区、广陵区;人群分布中男性高于女性,发病集中在1~3岁儿童,职业以散居儿童和幼托儿童为主。
2.逐月数据显示,平均气温和降水量与手足口病呈现“倒U型”关系,平均气压与手足口病呈现“U型关系”,相对湿度和日照时数与手足口病发病数近似呈现正线性关系。逐日数据显示,除平均气温和日照时数外,不同滞后天数下,各气象因素与手足口病呈现非线性关系。提示在不同的气候条件下应做好手足口病的预防工作。
3.四种模型一定程度上可以模拟手足口病的发病趋势,ARIMA-NNAR模型在拟合阶段表现最佳,NNAR模型在预测阶段误差最小,然而模型的精度有待进一步优化。