基于前瞻性时空重排扫描统计量的手足口病早期预警方法及其实证研究

目的尝试建立"基于前瞻性时空重排扫描统计量的手足口病早期预警方法",并通过实证研究考察该方法的实际预警效果。方法利用2012年南昌市手足口病的监测数据及所辖区县的地理坐标,以区县为单位,基于前瞻性时空重排扫描统计量,应用时空重排模型逐日扫描南昌市手足口病的时空聚集性特征,获取聚集区的预警日期和预警信号持续时间,并将模拟得到的监测预警信息与实际报告的手足口病聚集性疫情信息进行比较,验证前瞻性时空重排扫描统计量在手足口病早期预警应用中的可行性。结果 2012年南昌市共有4个聚集区域分别在2012年3月28日、4月6日、4月9日、8月20日发出预警,覆盖4个区县。其中一类聚集区包括青云谱区、东湖区和青山湖区,进贤县为二类聚集区;与2012年手足口病实际疫情时间进行对比,4个区县模拟得到的预警时间均较实际报告的疫情时间提前,其中东湖区和进贤县均提前6d以上。结论基于前瞻性时空重排扫描统计量的手足口病早期预警方法具有一定的实际应用价值。

前瞻性时空重排扫描统计量在新冠肺炎疫情预警中的应用

使用前瞻性时空重排扫描统计量法探测目标国家新冠肺炎疫情潜在的爆发区,并研究此方法对新冠肺炎疫情爆发进行预警的可行性。利用分析软件SaTScan9.7对疫情波及的德国16个联邦州,40个行政专区及225个县区的1616例新冠肺炎病例地理分布情况进行逐日模拟监测预警。结果表明:基于前瞻性时空重排扫描统计量法,在德国全域2020-03-08至2020-03-11探测出6个非随机性显著的聚集区,成功预警了萨克森州和图林根州部分交界区域的疫情爆发趋势,验证前瞻性时空重排扫描统计量法对于新冠肺炎疫情爆发的时空探测具有一定实用价值,可为国内疫情预警提供科学的方法及案例参考。

前瞻性时空重排扫描统计量法在深圳市流行性腮腺炎聚集性疫情早期预警中的应用

目的分析前瞻性时空重排扫描统计量法应用于深圳市流行性腮腺炎疫情早期预警的效果,为传染病监测预警系统的完善提供科学依据。方法以深圳市为研究范围,以街道行政区域为研究尺度,使用SaTScan软件前瞻性时空重排扫描模型对深圳市2012年1月1日-12月31日流行性腮腺炎发病情况进行逐日模拟预警。根据国家疾病监测信息报告管理系统(大疫情系统)上报的病例个案信息、深圳市疾病控制信息管理系统(深圳系统)上报的聚集性疫情事件,核实模拟预警信息的真实性,计算模型的灵敏度、错误预警率、暴发探测时间、预警提前时间等指标。比较时空重排扫描模型和国家传染病自动预警系统(China Infectious Disease Automated-alert and Response System,CIDARS)时间序列模型、时空序列模型预警效果的差异。结果深圳系统2012年共上报29宗流行性腮腺炎聚集性事件,共计纳入深圳市2011年12月3日-2012年12月31日的流行性腮腺炎分析病例9756例,累计分析366次,其中P≤0.05的预警信号数为88条,被确认为阳性信号的有16次,模型的灵敏度为55.17%(16/29),错误预警率为81.82%(72/88)。暴发探测时间在0~22 d之间,平均6.25 d,中位数为4 d。预警提前时间在-12~41 d之间,平均9.75 d,中位数为5.5 d。CIDARS中2012年深圳市流行性腮腺炎时间序列预警信号发出319次,被判断阳性的2次,灵敏度为6.90%(2/29),错误预警率为99.37%(315/317),时空序列预警信号发出208次,被判断阳性3次,灵敏度为10.34%(3/29),错误预警率为98.56%(205/208)。时空重排扫描模型信号数比大疫情系统时间序列模型和时空序列模型预警分别下降72.41%和57.69%。时空重排扫描模型灵敏度显著高于大疫情系统中时间序列模型(P<0.001)和时空序列模型(P<0.001)。时空重排扫描模型的错误预警率显著低于CIDARS时间序列(P<0.001)和时空序列模型的错误预警率(P<0.001)。结论前瞻性时空重排扫描模型在深圳市流行性腮腺炎疫情中具有较好的早期预警效果。

基于前瞻性时空扫描统计量的蒙特卡罗重排扫描方法的研究

前瞻性时空扫描统计量被大量的应用于聚类的研究,在得到疑似聚集的区域,往往通过蒙特卡罗的方法模拟产生相似数据,对疑似点或区域进行评估,判断其在数学层面上的程度。在实际的应用过程中,会存在多种不同的重排扫描方法,改变参数、扫描过程会产生不同的评估效果。研究拟结合实际的数据对数据进行重排扫描,通过实验,研究在以前瞻性时空扫描统计量为基础上的不同蒙特卡罗重排扫描方法。

基于超几何分布的前瞻性时空扫描统计量在疟疾早期预警中的应用

目的探索基于超几何分布概率模型的前瞻性时空扫描统计量在疟疾早期预警中的应用。方法利用R语言编程实现两种前瞻性时空扫描统计量,分别基于经典的泊松分布概率模型和较新的超几何分布概率模型,模拟实时监测系统对四川省2009年疟疾病例中6月21日-30日连续10天数据进行逐日前瞻性分析。结果基于超几何分布的前瞻性时空扫描统计量和基于泊松分布的前瞻性时空扫描统计量在疟疾早期预警中效果相当,都能早期探测到疟疾的爆发。结论基于超几何分布的前瞻性时空扫描统计量在疟疾早期预警中有应用价值。

基于前瞻性时空重排扫描的蚌埠市新冠肺炎疫情预警模型

为研究地级市市域使用前瞻性时空重排扫描统计量分析模型对探测新冠肺炎疫情潜在的暴发区进行预警的可行性,利用前瞻性时空扫描模型分析软件SaTScan 9.6及地理信息可视化表达软件ArcGIS 10.8对安徽省蚌埠市2020年1月23日至2月23日新冠肺炎疫情进行逐日模拟监测预警;通过时空重排扫描分析,探测出4个集簇,其中非随机性显著的集簇2个,包含怀远县全域20个乡镇、固镇县3个乡镇、蚌埠市区17个街道及开发区,其中第1集簇为低聚集区,涵盖1个街道,复现间隔15天;第2集簇为高聚集区,涵盖34个乡镇街道及开发区,复现间隔11天;蚌埠市禹会区、淮上区、蚌山区若干街道及怀远县全域为下一阶段新冠疫情空间聚集强预警的重点区域,前瞻性时空重排扫描分析可应用于地级市疫情防控应急响应检测预警。

基于空间自相关和时空扫描统计量的聚集比较分析

聚集是区域经济研究中的重点问题之一,而聚集定位问题又是深入分析聚集需要解决的首要问题。由于聚集具有高度的尺度敏感性,采用空间自相关方法分析时,尺度选择容易受研究者主观判断的影响,而且空间自相关方法也未考虑聚集的时间特征。与之相比,Kulldorff等学者提出的扫描统计量方法表现出了明显的优势。研究探索性地选用浙江省各市、县工业从业人口的聚集问题,从尺度选择、尺度转换和时空融合三个方面,比较了空间自相关和时空扫描统计量方法在探测聚集问题上的差异性,进而证实了时空扫描统计量方法不仅有效解决了人为选择尺度的偏倚问题,实现了尺度推绎、转换的自动化,而且更加有利地融合了立体、动态、多尺度的时空分析优势。

运用时空扫描统计量分析江苏省高邮市钉螺时空分布

目的探索高邮市有螺环境的时空分布特征,为制定有针对性的监测方案和防控措施提供参考依据。方法收集1970-2009年江苏省高邮市历史有螺环境资料,运用SaTScan 9.2软件进行时空扫描聚集性分析,探索有螺环境的时空聚集区域,并采用ArcGIS 10.1软件展示聚集结果。结果 1970-2009年高邮市历史有螺环境共有720处,其中水网型521处,面积约456.62 ha,主要分布于县域北部的界首、周山以及南部的车逻和八桥等乡(镇);湖沼型199处,面积约4 495.75 ha,分布于高邮湖与卲伯湖间的新民滩,以及与安徽省天长市接壤的乔尖滩。时空聚集性分析显示,历史全部有螺环境存在两个明显的时空聚集区,相对危险度均>3。其中第1处聚集区为1983-2002年,出现在新民滩;第2处聚集区为1970-1973年,出现在县域北部。按水网地区和湖沼地区进行独立分析,则各存在2处时空聚集区。1970-2009年高邮市共新发现有螺环境244处,其中水网型有螺环境130处,湖沼型有螺环境114处。时空聚集性分析显示,有2个明显的时空聚集区。按水网地区和湖沼地区进行独立分析,则各存在2处时空聚集区。结论时空扫描统计量能够探测到有螺环境在二维时空的聚集区域,可为采取有针对性的监测和控制措施提供参考依据。

时空扫描统计量三维可视化的实现

Kulldorff M提出的时空扫描统计量（spatiotemporal scan statistic）是基于大小和位置处于动态变化的圆柱形窗口（cylinder window）进行扫描,已广泛应用于探测疾病的时空聚集区[1-3]。时空聚集区不同于单纯性空间聚集区,它不仅体现出空间维度上聚集范围的大小,还反映出时间维度上聚集时间的长短。

扫描统计量在流行性腮腺炎聚集性判断的应用

目的探讨扫描统计量在流行性腮腺炎判断聚集性的应用。方法收集中国疾病监测信息系统报告的2008-2012年义乌市流行性腮腺炎个案,采用描述流行病学和时空扫描统计量的方法判断聚集性。结果 2008-2012年义乌市共报告流行性腮腺炎2451例,发病率为25.86/10万;全年均有发病,4-7月份高发;时空扫描统计量显示在2008年3月31日-2008年8月1日、以江东街道的东经29.282338、北纬120.092315为中心的8.54公里半径内是高发区（LLR=157.18,RR=3.88,P〈0.05）,包括江东街道、稠城街道、北苑街道和稠江街道四个街道。结论时空扫描统计量是评价流行性腮腺炎聚集性的一种行之有效的方法。

回顾性时空重排扫描统计量在手足口病聚集性研究中的应用

目的探索回顾性时空重排扫描统计量在手足口病聚集性探测中的应用。方法应用回顾性时空重排扫描统计量（采用SaTScan 9.0软件）对北京市顺义区2010年手足口病疫情资料进行分析。结果 2010年3月13日~7月16日,回顾性时空聚集分析确定了6个可能的手足口病发病聚集区域。4月10日~5月7日期间,高丽营镇区域手足口病发病存在聚集性（P〈1×10-9）;5月8日~21日期间,张镇区域手足口病发病存在聚集性（P=3.8×10-8）;6月19日~7月16日期间,南彩地区和北小营镇区域手足口病发病存在聚集性（P=5.3×10-5）;3月13日~4月9日期间,天竺地区和仁和镇区域手足口病发病存在聚集性（P=4.5×10-4）;5月22日~6月4日期间,胜利街道和光明街道区域手足口病发病存在聚集性（P=2.5×10-3）;5月22日~6月18日期间,牛山镇、赵全营镇、北石槽镇区域手足口病发病存在聚集性（P=7.6×10-3）。结论回顾性时空重排扫描统计量结合地理信息软件是评价手足口病时空聚集性的一种有效的方法,可为阐明手足口病时空聚集性特征及制定有效防控措施提供依据。

河南省新冠肺炎疫情时空聚集性与影响要素研究

以河南省为例,对2020年1月21日—2020年3月29日的新冠肺炎确诊病例进行性别、年龄统计,以日发病数为基本单位对其进行时序与特征分析;同时以病例患者所在区、县地理位置为基本单元,采用回顾性时空扫描统计量方法对该时期河南省新冠肺炎疫情进行时空聚集性分析,并利用地理探测器探究了影响疫情的主要自然环境和社会经济要素。结果表明,河南省新冠肺炎疫情时空聚集的重点区域是1月底至2月上旬的南阳、信阳、驻马店部分县区,主要受输入型病例、人口密度因素的影响。因此,建议河南省新冠肺炎疫情防控应当重点关注输入型病例较多、人口密度较大的地区。

回顾性时空重排扫描统计量在手足口病聚集性疫情探测中的应用

目的:探讨回顾性时空重排扫描统计量在手足口病聚集性疫情探测的可能性,为手足口病流行预警提供一种方法。方法:收集中国疾病监测信息系统报告的2013年义乌市手足口病个案,采用描述流行病学和回顾性时空重排扫描统计量的方法判断聚集性。结果:义乌市2013年手足口病报告发病率为238.16/10万;4-7月份和11-12月份有2个小高峰;回顾性时空重排扫描统计量分析得到,2013年7月8日至2013年11月1日在城西街道和稠江街道(P=0.003 5)和2013年9月28日至10月29日在苏溪镇、大陈镇和廿三里街道(P=0.003 7)存在手足口病聚集性疫情。结论:回顾性时空重排扫描统计量描述流行病学判断手足口病聚集性更加精确,是评价传染病聚集性的一种行之有效的方法。

2008-2013年南宁市梅毒小尺度的时空聚集性研究

目的探测2008-2013年南宁市乡镇尺度上的梅毒时空聚集性,为南宁市梅毒的防控提供科学参考。方法从乡镇尺度上,对2008-2013年南宁市梅毒新发报告率用泊松模型的时空扫描统计量进行小尺度时空聚集性探测,并用地理信息系统实现探测结果的可视化。结果 2008-2013年南宁市梅毒新发报告率共存在五个有统计学意义的高发性时空聚集区。其中,一级时空聚集区以上林县塘红乡为中心,辖15乡镇,始于2010年、止于2012年(LLR=928.35,P=0.000,RR=2.79);主要的次级时空聚集区以横县镇龙乡为中心,辖4个乡镇,聚集于2010-2012年(LLR=58.13,P=0.000,RR=1.55)。结论时空扫描统计量结合地理信息系统可定量探测梅毒的小尺度时空聚集性。2008-2013年南宁市梅毒时空聚集区主要高发于2010-2012年、聚集在来宾市与河池市交界处的马山县和上林县的部分邻接乡镇。

微博签到数据的时空热点挖掘——以北京为例

对社交媒体位置服务大数据进行时空数据挖掘能为城市规划、商业决策、用户行为分析等应用提供决策依据。基于新浪微博签到点数据,应用Knox指数进行时空交互性检验,确定合适的时空分析尺度,并利用时空重排扫描统计方法分别在短时间尺度(时)和长时间尺度(天)下挖掘时空热点。结果表明:短时间尺度(时)和长时间尺度(天)的签到点都具有随着空间距离的增大,时空交互性逐渐增强的趋势;短时间尺度下的时空热点区域主要分布在主城区,覆盖半径集中在2~6km、时间集中在11:00—17:00,热点持续时长约为3~5h;长时间尺度下的时空热点主要集中在主城区,少量均匀分布在城外,覆盖半径集中在5~6km,时间集中在2016-02-07—2016-02-13,热点持续时长约为3~6d。

时空扫描统计量在手足口病聚集性研究中的参数筛选

目的探讨最大空间和最大时间扫描窗口参数的选择。方法以荆州市2016年手足口病逐日发病数据为例,将最大空间扫描窗口设置为风险人口数的50%、40%、30%、20%、10%,最大时间扫描窗口设置为7d、14d、30d、60d,组成20种参数设置方案,逐一进行时空扫描。选择扫出聚集区域覆盖乡镇数<25个,且能同时探测出松滋市卸甲坪乡和监利县三洲镇的聚集性疫情,LLR值和RR值均较大的组合为最优参数设置。结果最大空间扫描窗口设为风险人口数20%,最大时间扫描窗口设置为30d时,共探测到6个聚集区,覆盖乡镇数均<25个,且成功探测到松滋市卸甲坪乡和监利县三洲镇的聚集性疫情,另外LLR值和RR值均较大,为最优参数设置。结论不同参数组合对时空扫描统计量结果产生显著影响,建议在应用该方法前先进行参数优化。

时空扫描统计量在云南省野生蕈中毒聚集性探测中的应用研究

目的探讨时空扫描统计量在野生蕈中毒聚集性探测及早期预警中的应用价值。方法采用回顾性和前瞻性时空扫描统计量建立模型,以区/县作为基本地理单位,对云南省2011—2012年野生蕈中毒数据进行分析,结果分别与三间分布描述结果及实际监测结果进行比对。结果基于回顾性时空聚集性分析:2011年,野生蕈中毒聚集性最强的为7月12日至7月18日文山州丘北县,理论发病人数0.051人,LLR=149.330,P=0.001;2012年,野生蕈中毒聚集性最强的为6月5日至6月18日文山州麻栗坡县和西畴县,理论发病人数0.057人,LLR=91.767,P=0.001。基于前瞻性时空聚集性分析,对2011年6月1日至2011年6月31日的预警结果分析,2011年6月1日至2011年7月1日均发出预警信号,昭通市盐津县在7 d内实际发病数为6例,预期发病例数为0.039例,LLR=24.234,P=0.001。结论回顾性时空聚集分析可以充分利用时间和空间信息,使得探测结果更为精确,能准确有效的探测出野生蕈中毒的发病模式;前瞻性时空聚集性分析可以较为准确的进行前瞻性预警分析,在实际工作中具有重要的应用价值。

江门市手足口病流行病学特征分析及时空聚集性研究

目的探讨广东省江门市手足口病的流行病学特征及时空分布特点,为江门市手足口病的预防控制工作提供依据。方法应用描述性流行病学方法对江门市2011年手足口病疫情资料进行统计,并采用SaTScan 9.0软件的时空扫描统计量对报告病例数进行时空聚集性分析。结果江门市2011年手足口病发病率为276.34/10万,男性高于女性,发病高峰期为5~7月,发病年龄主要在5岁以下。时空扫描统计量探测出了4个可能的手足口病发病聚集区域,聚集区的发病高峰时间为5月4日至8月28日,新会区、开平市、蓬江区、鹤山市、台山市都存在手足口病聚集性和长期流行趋势。结论广东省江门市手足口病的流行情况较为严重(特别是新会区),控制手足口病流行的关键时间段在4月底和5月初。

时空聚集性探测方法在极端高温事件聚集分析中的应用研究

极端高温是灾害性气候的研究热点之一,进行其时空聚集性探测对极端高温灾害的深入研究与危险性评价至关重要。传统温度阈值法从超越概率角度进行极端事件提取,无法实现时空一体化分析,缺少对时空聚集程度的量化评价。该文引入扫描统计量,构造时空柱体扫描窗口对研究区进行时空一体化粗探测,通过相对危险度定量评价聚集程度,最后对探测结果进行局部Moran′s I热点分析,结合热点置信度优化聚集区的空间定位。以中国大陆地区2013年7月的温度数据为例,采用上述方法,探测出研究区的6个显著时空聚集区,相对危险度最高为3.99,最低为2.60,范围覆盖华北、华中、华东、西北的部分地区,最后以当年的气象资料及报道验证探测结果。结果表明,时空扫描和局部Moran′s I分析的集成是一种有效探测极端高温事件时空聚集区的方法,不仅能实现极高温事件准确可靠的时空定位,还能给出极高温区域的时空聚集指标。

时空扫描统计量在细菌性痢疾监测数据分析中的应用

目的探讨时空扫描统计量在细菌性痢疾监测数据分析中的应用，掌握疾病发病的时空格局与变化趋势。方法以2008--2009年全国细菌性痢疾发病数据为例，在描述性分析基础上采用SatScan软件对全国2910个区县逐月进行时空扫描统计分析，扫描结果利用ArcGIS10．0软件可视化展示。结果2008年聚集时间为5～10月，聚集空间分为7个聚类，涉及区县数量分别为1113、10、8、186、6、100、6；2009年聚集时间为8月，聚集空间为2个聚类，区县数量分别为1111和485。结论时空扫描统计量是一种比经典统计学更有效的用来分析食源性疾病时空格局的模型，结合地理信息系统，能够更加直观、全面地展示发病热点聚集区域，有助于为类似研究提供借鉴和参考。