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基于贝叶斯网络模型的山西省糖尿病相关因素

王旭春 翟梦梦 任浩 李美晨 全帝臣 张洁 陈利民 仇丽霞

王旭春, 翟梦梦, 任浩, 李美晨, 全帝臣, 张洁, 陈利民, 仇丽霞. 基于贝叶斯网络模型的山西省糖尿病相关因素[J]. 中华疾病控制杂志, 2021, 25(8): 968-974. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2021.08.017
引用本文: 王旭春, 翟梦梦, 任浩, 李美晨, 全帝臣, 张洁, 陈利民, 仇丽霞. 基于贝叶斯网络模型的山西省糖尿病相关因素[J]. 中华疾病控制杂志, 2021, 25(8): 968-974. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2021.08.017
WANG Xu-chun, ZHAI Meng-meng, REN Hao, LI Mei-chen, QUAN Di-chen, ZHANG Jie, CHEN Li-min, QIU Li-xia. Analysis of factors associated with diabetes mellitus in Shanxi Province based on Bayesian network model[J]. CHINESE JOURNAL OF DISEASE CONTROL & PREVENTION, 2021, 25(8): 968-974. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2021.08.017
Citation: WANG Xu-chun, ZHAI Meng-meng, REN Hao, LI Mei-chen, QUAN Di-chen, ZHANG Jie, CHEN Li-min, QIU Li-xia. Analysis of factors associated with diabetes mellitus in Shanxi Province based on Bayesian network model[J]. CHINESE JOURNAL OF DISEASE CONTROL & PREVENTION, 2021, 25(8): 968-974. doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2021.08.017

基于贝叶斯网络模型的山西省糖尿病相关因素

doi: 10.16462/j.cnki.zhjbkz.2021.08.017
基金项目: 

国家自然科学基金 81973155

详细信息
    通讯作者:

    仇丽霞,E-mail:qlx_1126@163.com

  • 中图分类号: R587.1

Analysis of factors associated with diabetes mellitus in Shanxi Province based on Bayesian network model

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 81973155

More Information
  • 摘要:   目的  针对2015年山西省糖尿病调查数据,利用最大最小爬山(max-min hill-climbing, MMHC)算法构建糖尿病相关因素的贝叶斯网络模型,探索糖尿病及其相关因素间的网络关系,通过网络模型推理反映各影响因素对糖尿病的影响程度。  方法  采用单因素及多因素Logistic回归分析模型对2015年山西省≥18岁居民的糖尿病调查数据进行变量初筛,再以MMHC算法构建贝叶斯网络模型,参数估计采用极大似然估计法。  结果  2015年山西省糖尿病的检出率是9.5%。经Logistic回归分析模型对变量进行筛选后,年龄、职业、日均摄油量、高血压、高脂血症、BMI和心率被纳入贝叶斯网络模型;贝叶斯网络模型结果显示:年龄、高脂血症、高血压与糖尿病直接相关,BMI通过影响高脂血症与糖尿病间接相关,日均摄油量通过影响BMI和高脂血症与糖尿病间接相关。  结论  贝叶斯网络模型能很好地揭示糖尿病及其相关因素间复杂的网络关系,在分析疾病相关因素上具有较好的适用性和应用前景。
  • 图  1  2015年山西省DM调查点分布图

    Figure  1.  Distribution of survey points of diabetes mellitus in Shanxi Province in 2015

    图  2  MMHC算法构建DM贝叶斯网络模型及先验概率

    Figure  2.  Diabetes mellitus Bayesian network constructed by MMHC algorithm and its prior probability

    表  1  2015年山西省DM患病率的单因素分析[n (%)]

    Table  1.   Univariate analysis of the prevalence of diabetes mellitns in Shanxi Province in 2015 [n (%)]

    变量 N(%) 糖尿病 χ2 P 变量 N(%) 糖尿病 χ2 P
    民族 1.998 0.157 日均摄油量(g) 5.941 0.015
      汉族 4 548(99.6) 433(9.5) 4 115(90.5)   ≤25 238(5.2) 50(7.0) 662(93.0)
      少数民族 19(0.4) 0(0.0) 19(100.0)   >25 4 329(94.8) 383(9.9) 3 472(90.1)
    性别 2.296 0.130 日均摄盐量(g) 0.098 0.754
      男 2 236(49.0) 197(8.8) 2 039(91.2)   ≤6 236(5.2) 21(8.9) 215(91.1)
      女 2 331(51.0) 236(10.1) 2 095(89.9)   >6 4 331(94.8) 412(9.5) 3 919(90.5)
    年龄(岁) 86.867 < 0.001 高血压 40.103 < 0.001
      18~ < 40 549(12.0) 24(4.4) 525(95.6)   否 2 500(54.7) 158(6.3) 2 342(93.7)
      40~ < 60 2 202(48.2) 148(6.7) 2 054(93.3)   是 2 067(45.3) 275(13.3) 1 792(86.7)
      ≥60 1 816(39.8) 261(14.4) 1 555(85.6) 高脂血症 34.012 < 0.001
    婚姻状况 9.329 0.009   否 4 134(90.5) 175(7.1) 2 278(92.9)
      未婚 160(3.5) 9(5.6) 151(94.4)   是 433(9.5) 258(12.2) 1 856(87.8)
      已婚 4 178(91.5) 391(9.4) 3 787(90.6) 心率 12.872 0.002
      离异/丧偶 229(5.0) 33(14.4) 196(85.6)   过缓 156(3.5) 14(9.0) 142(91.0)
    职业 64.142 < 0.001   正常 4 156(92.2) 381(9.2) 3 775(90.8)
      农牧渔业 2 324(50.9) 175(7.5) 2 149(92.5)   过速 196(4.3) 33(16.8) 163(83.2)
      其他劳动 1 025(22.4) 89(8.7) 936(91.3) 慢性消化系统疾病 0.135 0.713
      未就业 127(2.8) 14(11.0) 113(89.0)   无 752(16.5) 74(9.8) 678(90.2)
      自由职业 766(16.8) 87(11.4) 679(88.6)   有 3 815(83.5) 359(9.4) 3 456(90.6)
      离退休 325(7.1) 68(20.9) 257(79.1) 慢性泌尿系统疾病 3.258 0.071
    文化水平 0.419 0.518   无 325(7.1) 40(12.3) 285(87.7)
      高中以下 3 692(80.8) 345(9.3) 3 347(90.7)   有 4 242(92.9) 393(9.3) 3 849(90.7)
      高中及以上 875(19.2) 88(10.1) 787(89.9) 中心性肥胖 35.490 < 0.001
    吸烟 8.890 0.003   否 1 966(43.0) 128(6.5) 1 838(93.5)
      否 3 184(69.7) 329(10.3) 2 855(89.7)   是 2 601(57.0) 305(11.7) 2 296(88.3)
      是 1 383(30.3) 104(7.5) 1 279(92.5) BMI (kg/m2) 46.716 < 0.001
    饮酒 12.428 0.006    < 18.5 127(2.8) 6(4.7) 121(95.3)
      从不 4 247(93.0) 420(9.9) 3 827(90.1)   18.5~ < 24.0 1 926(42.2) 136(7.1) 1 790(92.9)
      偶尔 40(0.9) 3(7.5) 37(92.5)   24.0~ < 28.0 1 715(37.6) 170(9.9) 1 545(90.1)
      经常 151(3.3) 5(3.3) 146(96.7)   ≥28.0 799(17.5) 121(15.1) 678(84.9)
      每天 129(2.8) 5(3.9) 124(96.1)
    身体活动度 10.394 0.004
      不足 1 032(22.6) 110(10.7) 922(89.3)
      达标 2 381(52.1) 241(10.1) 2 140(89.9)
      充足 1 154(25.3) 82(7.1) 1 072(92.9)
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    表  2  2015年山西省DM患病的多因素Logistic回归分析

    Table  2.   Multi-factor Logistic regression analysis of diabetes mellitns prevalence in Shanxi Province in 2015

    变量 β sx Wald χ2 OR(95% CI)值 P 变量 β sx Wald χ2 OR(95% CI)值 P
    年龄(岁) 高脂血症
      18~ < 40 1.000   否 1.000
      40~ < 60 0.426 0.237 3.232 1.532(0.962~2.438) 0.072   是 0.487 0.109 19.949 1.627(1.314~2.015) < 0.001
      ≥60 1.200 0.241 24.866 3.321(2.072~5.324) < 0.001 心率
    职业   过缓 1.000
      农牧渔业 1.000   正常 0.109 0.294 0.138 1.115(0.627~1.983) 0.710
      其他劳动 0.361 0.143 6.417 1.435(1.085~1.898) 0.011   过速 0.790 0.353 5.013 2.204(1.104~4.403) 0.025
      未就业 0.645 0.315 4.193 1.907(1.028~3.537) 0.041 BMI (kg/m2)
      自由职业 0.405 0.144 7.882 1.499(1.130~1.988) 0.005    < 18.5 1.000
      离退休 0.934 0.166 31.680 2.545(1.838~3.523) < 0.001   18.5~ < 24.0 0.464 0.434 1.143 1.590(0.679~3.722) 0.285
    日均摄油量(g)   24.0~ < 28.0 0.710 0.435 2.669 2.035(0.868~4.772) 0.102
      ≤25 1.000   ≥28.0 1.085 0.442 6.043 2.961(1.246~7.035) 0.014
      >25 0.370 0.164 5.116 1.448(1.051~1.996) 0.023 常数 -5.279 0.633 69.566 0.005 < 0.001
    高血压
      否 1.000
      是 0.402 0.115 12.207 1.494(1.193~1.872) < 0.001
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    表  3  2015年山西省DM节点的条件概率表

    Table  3.   Conditional probability table of diabetes mellitus nodes in Shanxi Province in 2015

    高脂血症 年龄(岁) DM患病风险
    18~ < 40 0.018
    40~ < 60 0.051
    ≥60 0.112
    18~ < 40 0.072
    40~ < 60 0.086
    ≥60 0.182
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-12-18
  • 修回日期:  2021-03-23
  • 网络出版日期:  2021-08-24
  • 刊出日期:  2021-08-10

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