基于统计分析的耳石症发病率影响因素分析

李绮婷　钟锐楠　孙洪波　梅良才　赵鑫东

【摘 要】本课题主要是通过调查方式研究气候因素对耳石症是否有显著影响，从而找到耳石症的病因。根据灰色关联计算得出舒适度与病例数的关联度r=0.7437属于强关联，通过类平均系统聚类分析对数据的特征提取，即病例数对应的天气特征提取，从而得出病例数与气象因素存在着明显的周期关系，在舒适度为[50，70]即人体最佳舒适度范围内，病例数为一年当中最少，其他数值呈现出两极化，最后通过ARIMA模型，预测1年期的病例数，得出科学结论并给出合理的建议。

【关键词】耳石症;聚类分析;疏系数模型

中图分类号： R741 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）21-0086-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.039

Analysis of Influencing Factors of Incidence of Otolithiasis Based on Statistics

LI Qi-ting ZHONG Rui-nan SUN Hong-bo* MEI Liang-cai ZHAO Xin-dong

（School of Applied Science and Civil Engineerig， Beijing Institute of Technology Zhuhai， Zhuhai Guangdong 519000， China）

【Abstract】This paper is to investigate whether climate factors have significant influence on otolithiasis， so as to find out the etiology of otolithiasis. Calculated based on grey correlation comfort and r=0.7437 belong to strong correlation of correlation between the number of cases， through the class average system clustering analysis of the data feature extraction， the number of cases corresponding weather feature extraction， thus it is concluded that the number of cases and meteorological factors exist obvious cycle relationship， in comfort as[50，70] the best comfort within the scope of the human body， the number of cases for a year at least， other numerical presents the polarization， finally by ARIMA model， predict the number of cases of one-year， scientific conclusion and give reasonable Suggestions.

【Key words】Otolith disease; Clustering analysis; Thinning coefficient model

1 引言及文獻综述

耳石症在医学上又称为良性阵发性位置性眩目（BPPV），具体诱因尚未明确，古往今来，国内许多学者在这方面也做出了较多的研究，陈曦等研究得出其发病率与内耳缺血有关;[1]徐明明等人研究得出BPPV和血清玻尿酸相关;[2]中华医学会耳鼻咽喉科学分会等总结得出BPPV的四种临床诊断和疗效;[3]龚建齐等通过手法复位结合药物治疗耳石症眩晕的临床效果观察得出手法复位结合药物治疗可降低耳石症眩晕的复发率，提高了疗效;[4]然后国外也有部分学者对此病症做出了相关研究，在1921年以前，匈牙利医生Barany研究得出以一种发作性眩晕为特点的症候群，尤其是将患者头部摆放在与重力相关的特定位置时发病，持续时间很短，并呈现有自限性。从耳石症内因以及治疗手法上的研究都有了一定的成果，但耳石症诱因尚未明确;因此本文主要从外因出来，研究和舒适度指数有关的天气气象因素与耳石症之间的显著性关系。

1.1 研究目的及意义

耳石症病因不明，根据经验方法及相关文献得知天气因素与耳石症的发病率可能存在一定关系。健康问题和环境问题激起了强烈的社会反响，减少发病率，实现绿色生活，过上幸福快乐生活成为我们所关心的问题。

1.2 研究内容

本课题主要是通过调查方式研究天气因素对耳石症是否有显著影响，从而找到耳石症的病因。通过对应分析对数据的特征提取，主要发病率对应的天气特征提取，从而得出影响发病率的主要天气因素为平均气温、平均相对湿度、平均风速共同构成舒适度指数。通过收集得到的2013年至2015年气象局中平均气温、相对湿度、平均风速的数据将这3年数据进行样本聚类，构想与ARIMA模型结合，预测1年期的病例数，得出合理的建议。

2 数据的探索性分析

2.1 数据预处理

本文数据为2013年-2015年惠州市天气中各因素的平均数据和耳石症发病率，数据主要来源于惠州市第一人民医院以及惠州市惠阳气象局。数据结构包含3个指标包括（日平均气温、日相对湿度、日平均风速）以及因变量耳石症病例数。

人体舒适度指数（SSD）是日常生活中较为常用的表征人体舒适度的方法。其中气温是判断气候舒适度的主要指标，湿度和风速是辅助指标。因此我们以天气中的日平均气温、平均湿度与平均风速3个指标计算人体舒适度指数。

2.2 描述性统计与可视化

对原始数据进行简单分析，对数据进行可视化得出，分别画出2013-2015年各月份病例数。

从数据中我们可以直接观察到的：

（1）近年来，患病人数变多，发病率有较为明显的增长。

（2）相比来说，年尾患病人数普遍较多。相关矩阵如下（颜色深浅代表相关性强弱）。

3 基于类平均系统聚类分析耳石症影响因素

3.1 理论基础

类平均系统聚类模型：设某一步将类Gp与Gq合并成Gr，它们各自有np，nq，（nr，nr=np+nq），个样品，类平均就是两类距离的平方定义为这两类元素两两之间的平均平方距离，即

3.2 模型的建立

对样本数据进行处理后，用数据进行样本聚类，使发病率和为平均气温，平均相对湿度，平均风速的数据特征进行聚类，从而找出发病率的周期性和季节效应。

3.2.1 确定分类数

为了准确地得到样本的分类数，对样本数据进行多目标决策，由分类数目图可以得出，当聚类数为4时样本线段慢慢变为平缓，因此可以将样本分为四类。

3.2.2 类平均系统聚类

通过R语言采用Hartigan-Wong系统聚类法，用欧式距离对样本进行聚类。序号1到36分别代表2013年1月至2015年12月，将其用字母加以区分，整理后得到的样本聚类结果如下：

3.2.3 类特征分析

由聚类结果可以得出，耳石症的发病率是与季节性有关，其存在一定的周期性。这里聚类结果中，按天气气候近似划分为：第一类夏季为、第二类为秋季、第三类为冬季、第四类为春季，可以看出在春季和秋季气候下发病率更高。

春季气候特点：

（1）气温变化幅度大;（2）空气干燥多大风;

（3）北方多沙尘天气;（4）南方多阴雨天气。

从中可以了解到的是春季除了气温变化较大之外，还多伴随这一些恶劣天气，特别是北方的沙尘天气导致大气中各种悬浮颗粒急剧增多，空气质量下降，对人体有害的可吸入颗粒物浓度也急剧升高。没有做好个人防范措施的话，极易诱发过敏体质的人产生过敏反应，从而引起过敏性皮炎、过敏性鼻炎、哮喘以及荨麻疹等过敏性疾病， 对耳石症的发病也有明显的影响。

4 疏系数模型预测病例数

模型的建立

由上述的样本聚类分析得出耳石症的发病率与季节因素存在着一定的关系，因此对处理后的数据列进行时间序列季节性效应分析，得到结果如下：

由时序图6可得出，随着时间的递推，病例数呈现出递增的趋势，日平均气温和日相对湿度呈现出明显的周期性，为非平稳序列，日平均风速的变化波动也非常大。

人体的最佳舒适度为[50，70]，由舒适度与病例数的时序图7可以得出，当舒适度较低或者较高时，该序列在每一年呈现出两极化，部分月份的发病率很高，其他的发病率很低，病例数是明显增加的，因此可以认为舒适度是明显影响着耳石症的发病率的，进一步得出影响耳石症的主要气象因素是日平均气温、日平均风速与日相对湿度。同时也可以得出病例数的序列为非平稳序列，存在着明显的周期性，需要对其进一步差分实现平稳。

根据模型拟合输出结果，得到的拟合模型为：

由模型的残差序列通过白噪声检验结果可得，残差序列白噪声检验p=0.8398大于0.05，接受原假设，显示该模型拟合效果良好，对序列相关信息提取充分，最后对序列进行1年期预测，得到结果为：

从图10中可以看到耳石症的发病率呈现周期性波动，一般在春、秋季节，发病率会有所增加。预测2016年内会逐步平缓，基本处在0.8上下波动，这与实际值几乎相近。

5 结论与建议

5.1 结论

耳石症是最常见的一种眩晕病，特别是中老年女性最容易发作。其并非一种突发性，危险性极大的病症，发病时只会出现的短暂阵发性的眩晕，一般只持续数秒至数分钟。据相关资料显示，耳石症发病率主要与疲劳，情绪和天气原因有一定的关系。主要与寒冷天气有关。但由于人们重视程度不高，再加上季节性导致的发病率增加，在长期缺乏有效治疗后，不仅对生活工作有极大影响，对人的精神健康也存在极大的隐患。

5.2 建议

为了预防耳石症，我们可以改善睡眠，避免熬夜;避免过劳;合理营养，预防感冒;科学锻炼，运动有度;耳鸣耳聋要重视，尽早治疗且在天气剧变情况下减少外出的次数。

【参考文献】

[1]陈曦，林少莲，吴子明，张榕.良性阵发性位置性眩晕的发病因素[J].中国医学科学院报，2008，30（6）：677-679.

[2]徐明明，陈维，刘琳，王芳，凌云，黄镇河.良性阵发性位置性眩晕和血清尿酸相关性研究[J].湘南学院学报（医学版），2015，17（3）：11-13.

[3]中华耳鼻咽喉头颈外科杂志编辑委员会，中华医学会耳鼻咽喉头颈外科学分会.良性阵发性位置性眩晕诊断和治疗指南（2017）[J].中华耳鼻咽喉头颈外科雜志，2017，52（3）：173-177.

[4]龚建齐，张新日，徐红霞.手法复位结合药物治疗耳石症眩晕的临床效果观察[J].世界最新医学信息文摘（连续型电子期刊），2015（24）：80-80，81.