Регрессионные модели прогноза «Качество дня» для
заболеваемости стенокардией
Назаров Алишер
1
Акбарходжаев Ш
1
1
Ташкентский университет информационных технологий имени Мухаммада ал-Хоразмий
Ташкент 100084, пр. Амира Темура. 108, Узбекистан
https://doi.org/10.5281/zenodo.10470840
Ключевые слова
: Критерий Стьюдента, корреляция, регрессия, статистическая модель, солнечная и метеорологическая
активность, адекватность
Аннотация:
В статье рассмотрены и определены значимые параметры внешней среды, влияющие на заболевания
стенокардией. На их основе построены регрессионные модели прогноза частоты этой
заболеваемости.
ВВЕДЕНИЕ
Известно, что на здоровье и жиз-
недеятельность
людей
оказывают
влияние
факторы
окружающей
среды:
температура
воздуха,
влажность
воздуха,
атмосферное
давление, солнечная радиация, магнитные бури, в
также некоторые другие факторы [1, 5]. Наиболее
сильно подвержена влиянию данных факторов
категория лиц метеозависимых людей, стра-
дающих или предрасположенных к забо-
леваемости
стенокардией.
В
частности,
обострение стенокардической болезни сердца и
сосудистой системы вызывает межсуточная
изменчивость атмосферного давления. До 95%
обострений стенокардической болезни сердца
регистрируются в дни неблагоприятной погоды.
Имеющиеся исследования свидетельствуют о
корреляционной зависимости стенокардических
заболеваний от резких перепадов температур,
давления,
влажности,
увеличенной
напряженности магнитного поля Земли [2].
Исследования показали, что в день, когда
на Солнце происходит вспышка, число случаев
сердечно
–
сосудистых
заболеваний
увеличивается. Оно достигает максимума на
следующий день после вспышки (примерно в 2
раза больше по сравнению с магнитными
спокойными днями) [7].
Кроме того, имеются работы, сви-
детельствующие о корреляционной зависимости
состояния стенокардической болезни сердца от
солнечной
активности
и
увеличенной
напряженности магнитного поля Земли [3].
Исследования сердечного ритма показали, что
слабые возмущения магнитного поля Земли не
вызывали
увеличения
числа
нарушений
сердечного ритма. В случае влияния сильных гео-
магнитных бурь нарушения ритма сердца
(стенокардия) происходят чаще, чем при
отсутствии магнитных бурь.
Результаты исследований показали, что в
дни геомагнитных возмущений число приступов
стенокардии на 45-50
%
больше, чем в обычные
дни [4,6].
В силу научно - доказанных связей
между биологическими и гелиофизическими
процессами возникла насущная необходимость
прогноза
влияния
внешних
факторов
на
обострение стенокардических заболеваний с
последующим
планированием
лечебно
-
профилактических мероприятий, рационального
распределения кардиологического оборудования,
приборов, лекарственных препаратов.
В связи с этим своевременное получение
прогнозных оценок «качества дня» с точки зрения
профилактики и предупреждения обострения
заболеваний у метеозависимых лиц с проблемами
заболеваемости стенокардией является весьма
актуальной проблемой.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Эффективное
решение
проблемы
правильного и своевременного прогнозирования
«Качество дня» по стенокардии может быть
основано на использовании комплексной оценки
влияния метеорологической и солнечной ак-
тивности. При этом практической реализацией
такого подхода должна быть информационная
система,
обладающая
свойством
широкой
доступности не только для профильных лечебно-
профилактических учреждений, но и широких
масс населения.
Одной из групп методов прогнозирования,
широко применяемых в медицине, являются
статистические методы прогнозирования. Причем,
наиболее часто на практике используется
экстраполяция на основе уравнений парной,
множественной и других видов регрессии, которая
осуществляется в два этапа
.
Вначале методом
экстраполяции тренда прогнозируется изменение
каждого из факторных признаков (факторов
окружающей среды), а затем найденные
прогнозные значения подставляются в уравнение
регрессии
и
рассчитывается
прогноз
результативного показателя «качества дня».
Процесс прогнозирования помощью
статистических методов имеет следующие этапы:
1) Предварительная обработка исходных данных
(исключение недостоверных данных, медианная
обработка данных, определение значимых и с
корреляционной
зависимостью
параметров
окружающей среды с заболеваемостью стенокар-
дией).
2) Регрессионное прогностическое моделирование
«Качество дня» заболеваемости стенокардией;
3) Исследование качества и выбор наилучшей из
построенных моделей;
4) Проверка адекватности моделей и
интерпретация полученных результатов.
Входными параметрами для построения
статистических моделей прогноза «качества дня»
являются: среднесуточные значения следующих
факторов окружающей среды: температура
окружающей среды; атмосферное давление;
влажность
воздуха;
параметры
солнечной
активности, а также суточные скорости изменения
температуры окружающей среды, атмосферного
давления, влажности воздуха, геомагнитной
активности, соответственно.
Исходные данные по частоте поступления
пациентов стенокардией были предоставлены
Самаркандским
филиалом
Республиканского
научного центра экстренной медицинской помощи
(РНЦЭМП) по дням за период с сентября 2013 по
декабрь 2021 года. Исходные данные по
параметрам окружающей среды за этот же период
были взяты из интернет сайтов с метеоданными за
указанный период по городу Самарканду, а также
по
геомагнитной
обстановке:
http://www.pogodaiklimat.ru/history/38696.htm
Качество дня определялось в зависимости
от поступления пациентов в клинику. Дни, в
которые не отмечалось поступления больных,
были приняты в качестве благоприятных и
составили 1 группу. Вторую группу (менее
благоприятные) составили дни, в которые было
отмечено 1-2 поступления в сутки. Если же
количество поступлений было 3 и более человек в
сутки, то такие дни были отнесены к третьей
группе (неблагоприятные).
Проведенный
корреляционный
анализ
показал, что некоторые параметры внешней среды
достоверно влияют на поступление больных с
сердечно – сосудистыми заболеваниями.
Построение моделей производилось с
помощью метода наименьших квадратов в классе
линейных функций, т.к. теснота связи между
поступлениями больных и факторами внешней
среды по критерию Фишера в основном показала
линейный характер для различных сердечно –
сосудистых патологий. При построении на
параметры модели накладывалось условие их эф-
фективности не ниже уровня (p<0,05) по критерию
Стьюдента.
Для того, чтобы оценить долевой вклад
каждого из этих параметров в общий процесс,
были разработаны интегральные характеристики.
В результате были получены математи-
ческие модели.
Регрессионная модель прогноза
заболеваемости стенокардией на основе
метеорологических данных имеет вид:
Y= − 8,2175 − 0,1048M1 + 0,0346M2 + 0,0041M3,
где: M1 – cреднесуточная температура воздуха
(°C), М2 – среднесуточное давление воздуха
(мм.рт.ст.), M3 – среднесуточная влажность
воздуха (%).
Рис. 1. График зависимости прогноза
стенокардии на основе МА
При условии, что Y ≤ 0,58 прогнозируется
редкое поступление, если Y ≥ 0,63, то частое
поступление, если 0,63>Y>0,58, то прогноз
равновероятности выше приведенных условий
поступления больных стенокардией.
Регрессионная
модель
прогноза
заболеваемости стенокардией на основе
данных солнечных протуберанцев имеет
вид:
Y= 0,8505 + 0.0812Р1 − 0,0051Р2 + 0,01Р3,
где: P1 – среднесуточное значение количества
выбросов протуберанцев (км), Р2, Р3-
минимаксное значение выбросов протуберанцев
соответственно (км).
Рис. 2. График зависимости прогноза
стенокардии на основе выброса протуберанцев
При условии, что Y ≤ 0,50 прогнозируется
редкое поступление, если Y ≥ 0,60, то частое
поступление, если 0,50>Y>0,60, то прогноз
равновероятности выше приведенных условий
поступления больных стенокардией.
Регрессионная модель прогноза
заболеваемости стенокардией на основе
параметров солнечной активности имеет вид:
Y= − 0,4716 − 0,0068S1 + 0,001S2 + 0,0013S3,
где: S1, S2– минимаксное значение площади
солнечного пятна соответственно (км²). S3 –
среднесуточное значение площади солнечного
пятна (км²).
Рис.3. График зависимости прогноза
стенокардии на основе солнечных пятен
При условии, что Y ≤ 0,37 прогнозируется
редкое поступление, если
Y ≥ 0,50, то частое поступление, если 0,37>Y>0,50,
то прогноз равновероятности выше приведенных
условий поступления больных стенокардией.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Для повышения точности статистических
оценок
была
проведена
предварительная
обработка
статистической
данных
метеорологической и солнечной активности:
1.
Исключение недостоверных данных;
2.
Обработка
экспериментальных
данных
методом медианных центров;
3.
Определение значимых параметров внешней
среды, влияющих на заболеваемость стенокардией
по критерию Стьюдента.
4.
Определение
параметров
окружающей
среды, имеющие корреляционные зависимости с
заболеваемостью стенокардией.
5.
Статистические регрессионные модели
заболеваемости стенокардией построены на
основе параметров метеорологической и
солнечной активности.
6.
Проверка адекватности моделей прогноза
показало, что повышение
F
-отношения
и
увеличение коэффициента детерминации при
сравнимых
статистических
ошибках,
свидетельствуют
о
повышении
уровня
адекватности
математических
моделей,
построенных
на
выборке,
подвергшейся
предварительной обработке.
Полученные интегральные характеристики
прогноза «Качество дня» для больных с диагнозом
стенокардия
позволяет
рекомендовать
использовать их в клинической практике врачей –
кардиологов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
[ 1 ] . Kadirov R.H., Kamilov A. I., Nazarov A.I. About
influeces of forces of gravition of change of a climate on the
Earth. Perspectives for the development of information
technologies ITPA-20l5, Tashkent - 20I5, p. 164-167.
[ 2 ] . Назаров А.И., Кабильджанов А.С., Иброхимов Б.С.
Прогностическое моделирование влияния магни-
тосферных бурь на прединсультное состояние человека.
Научный журнал «Проблемы вычислительной и
прикладной математики». 2019. – №2(8). – С.7-11
[3]. Назаров А.И., Кабильджанов А.С. Модели прогноза
влияния параметров внешней среды на сердечно – со-
судистые заболевания. Журнал «Проблемы информа-
тики и энергетики», Изд–во Фан АН РУз, №3, 2010г. –
С. 42 – 48
.
[4] Гурфинкель Ю.И., Рагульская М.В. Воздействие
изменений магнитного поля Земли на критические со-
стояния человеческого организма. Материалы конгресса
" Биометеорология человека". С.-Петербург, 2000,
С.158/
[5] Са л ты к ов а М.М., Бобровницкий И.П., Яковлев
М.Ю., Бонченко А.Д. Влияние погоды на пациентов с
болезнями системы кровообращения: главные направ-
ления исследований и основные проблемы//Экология
человека. 2018. – № 6. – С. 43 – 51.
[6] Паршина С.С., Тоаева Л.К., Головачева Т.В., Долова
Е.М., Афанасьева Т.Н., Водолаин А.В. Солнечная ак-
тивность и особенности гемореологических нарушений
у больных стенокардией. Саратовский научно-меди-
цинский журнал . 2008. №1(19), январь-март.
[7] Обридко В. Н., Рагульская М. В., Хабарова О. В.,
Дмитриева И. В., Резников А. Е. // Реакция человече-
ского организма на факторы, связанные с изменениями
солнечной активности. Биофизика, 2001, том 46, выпуск
№ 5. – С. 940 – 945.
