馬爾可夫模型是用于描述時(shí)間和狀態(tài)都是離散的隨機(jī)過程的數(shù)學(xué)模型,。應(yīng)用其理論和方法,,可以對(duì)疾病發(fā)病情況隨時(shí)間序列的變化規(guī)律進(jìn)行分析和研究,,預(yù)測(cè)疾病的發(fā)展變化趨勢(shì),為預(yù)防和控制疾病提供依據(jù),。表2.12統(tǒng)計(jì)了某市1980~1995年腎綜合征出血熱(HFRS)的發(fā)病率分別為(單位:1/10萬(wàn)):2.95,、6.28、10.28,、7.01,、7.36、13.78,、33.93,、35.87、33.40,、28.38,、30.50、33.79,、39.70,、30.39、39.70,、33.59,,表2.13給出了狀態(tài)取值和初始概率分布。試建立模型對(duì)疾病的未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè),。 表2.12 某市HFRS流行狀況 表2.13 各狀態(tài)取值范圍及初始概率 首先根據(jù)資料將發(fā)病率劃分為四個(gè)狀 態(tài),,統(tǒng)計(jì)各數(shù)據(jù)的狀態(tài)歸屬及各狀態(tài)出現(xiàn)的頻率(初始概率),得表2.12和表2.13,。 由表2.12可得各狀態(tài)的轉(zhuǎn)移頻率即狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的估計(jì)值,,從而得模型的一步轉(zhuǎn)移概率矩陣: 可認(rèn)為HFRS下一年的發(fā)病率只與當(dāng)年發(fā)病率有關(guān),,而與過去的發(fā)病率無關(guān),且任意時(shí)期的一步轉(zhuǎn)移概率矩陣不變,,從而滿足無后效性和平穩(wěn)性的假設(shè),,因而可用初始分布為(4/16,2/16,,1/16,,9/16),轉(zhuǎn)移概率矩陣為P的馬氏鏈模型來預(yù)測(cè)HFRS發(fā)病率未來的情況,。 計(jì)算多步轉(zhuǎn)移矩陣: 分析預(yù)測(cè):由于1995年處于狀態(tài)4,,比較P的第4行的四個(gè)數(shù)字知,p44=0.875最大,,所以預(yù)測(cè)1996年仍處于狀態(tài)4,,即發(fā)病率大于30/10萬(wàn)。同樣,,從二,、三、四步轉(zhuǎn)移矩陣知,,依然是狀態(tài)4轉(zhuǎn)入狀態(tài)4的概率最大,,所以預(yù)測(cè)1996~1999年該市的HFRS發(fā)病率將持續(xù)在大于30/10萬(wàn)(高發(fā)區(qū))水平,這提醒我們應(yīng)該對(duì)此高度重視,,采取相應(yīng)對(duì)策,。 如果轉(zhuǎn)移概率矩陣始終不變,從極限分布看,,最終HFRS發(fā)病率將保持在高發(fā)區(qū)水平,,當(dāng)然,這應(yīng)該是不會(huì)符合實(shí)際情況的,,因?yàn)殡S著各方面因素的改變,,轉(zhuǎn)移概率矩陣一般也會(huì)發(fā)生變化。所以馬爾可夫鏈模型主要適用于短期預(yù)測(cè),。 在用馬爾可夫鏈模型進(jìn)行預(yù)測(cè)的過程中,,無后效性和平穩(wěn)性是最基本的要求,而模型是否合理有效,,狀態(tài)的劃分和轉(zhuǎn)移概率矩陣的估算是關(guān)鍵,,不同的狀態(tài)劃分可能會(huì)得到不同的結(jié)果,通常我們根據(jù)有關(guān)預(yù)測(cè)對(duì)象的專業(yè)知識(shí)和數(shù)據(jù)的多少及范圍來確定系統(tǒng)狀態(tài),。 在衛(wèi)生管理事業(yè)中,,用馬爾可夫鏈模型還可預(yù)測(cè)醫(yī)療器械、藥品的市場(chǎng)占有率,藥品的期望利潤(rùn)收益等,。 |
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