网络Meta分析研究进展系列(十九):基于外部证据确立贝叶斯网络Meta分析异质性的先验信息

本文围绕医学研究证据整合领域异质性问题,介绍了异质性先验分布类型、使用外部证据确立异质性先验信息的普适的经验,进一步聚焦于异质性的方差-协方差矩阵讲述了异质性估计常用的四种模型。期望帮助读者掌握如何使用外部经验数据作为异质性方差的先验信息,得到更稳健的网络Meta分析估计。

口服抗凝药治疗非瓣膜心房颤动有效性和安全性贝叶斯网络Meta分析

目的采用贝叶斯网络Meta分析评价口服抗凝药预防非瓣膜房颤患者卒中/系统性栓塞事件的有效性及安全性。方法检索Cochrane Library、PubMed、Embase数据库,检索时间为各数据建库截至2019年5月1日,纳入口服抗凝药治疗非瓣膜房颤患者的随机对照试验。结局指标包括卒中/系统性栓塞、主要出血。结果共纳入12篇随机对照试验,包括78 067名患者。网络Meta分析结果:在预防卒中/系统性栓塞方面,利伐沙班疗效最优的概率最大,其次是达比加群酯、依度沙班;在主要出血方面,同种药物的主要出血风险呈剂量相关性。不同治疗方案中依度沙班的主要出血风险最低的概率最大,其次是阿哌沙班、达比加群酯、利伐沙班。结论在优于华法林的几种口服抗凝药中,利伐沙班预防卒中/系统性栓塞效果较好;同时伴有高出血风险患者,临床选药时应根据患者自身情况选择适合抗凝方案,现有证据表明依度沙班出血风险低于其他抗凝方案。

医学统计学不同教学方法效果及满意度比较的贝叶斯网络meta分析

目的采用贝叶斯网络meta分析,对医学统计学不同教学方法的教学效果及满意度进行比较。方法通过计算机检索中国知网、万方数据库、维普数据库、中国生物数据平台中关于医学统计学教学方法的研究,末次检索时间为2021年8月,按照纳入排除标准筛选文章、提取数据并进行质量评价,主要指标包括:期末考试综合成绩、教学方法满意度,采用R.4.1.1软件进行网络meta分析。结果本研究共纳入40篇文献,包括6781名学生,网络meta分析结果显示,相比于传统讲授教学法,线上+线下混合教学模式(MD=9.80,95%CI=4.80~14.78)、CBL+翻转课堂(MD=7.59,95%CI=3.24~11.94)、线上+翻转课堂(MD=5.62,95%CI=1.88~9.47)、PBL+CBL(MD=9.38,95%CI=5.71~13.05)、PBL(MD=7.05,95%CI=4.48~9.54)、CBL教学法(MD=5.68,95%CI=2.84~8.49),期末综合成绩差异均有统计学意义,学生满意度有提升;等级概率排序结果显示,混合教学模式在医学统计学教学中效果最佳。结论6类教学模式的教学效果和学生满意度优于传统讲授教学,其中线上+线下讲授混合教学、PBL+CBL、CBL+翻转课堂等模式效果较为突出。本研究可以为医学统计学教学方法的选择提供客观的参考依据。

改进贝叶斯网络模型在起重作业人机交互差错风险分析中的应用

为量化分析起重作业人机交互差错风险,根据安全工效学原理及安全技术规范将起重作业人、机、环相关影响因素作为根节点,按照事故致因层次关联关系确定子节点,构建起重作业人机交互差错的3层级贝叶斯网络模型(Bayesian Network, BN);基于模糊集理论,采用认知可靠性与失误分析方法(Cognitive Reliability and Error Analysis Method, CREAM),厘定贝叶斯网络父节点失效概率以及中间节点条件概率;利用逆向推理仿真技术分析起重作业人机交互差错发生的因果链,探究起重伤害事故发生的人机交互差错风险。结果表明:起重作业人机交互差错最可能致因链为起重设备安全检查不到位→管理人员失误→人员操作失误→起重伤害事故发生;单因素失效条件下,起重作业人机交互差错风险概率呈线性增长趋势;在多因素失效条件下,一级节点因素失效概率愈大则人机交互差错效应愈显著,且呈现非线性增长态势。

基于数据驱动贝叶斯网络的化工事故风险分析

为减少化工厂风险分析中的主观干预,基于关联规则和贝叶斯网络构建1种数据驱动风险分析模型。该模型涵盖3个任务项,分别为数据集项、关联规则驱动项和贝叶斯网络风险评估项。首先,收集事故报告和事故因素构建事故数据库;其次,将事故数据导入Apriori算法,并根据关联规则的因素相关性确定贝叶斯网络和条件概率表结构;然后,基于事故因素出现频率计算先验概率和条件概率,并采用Fussel-Vesely计算事故因素的敏感度;最后,收集94起危险化学品中毒窒息事故实例,运用数据驱动风险分析模型评估事故因素的影响大小。研究结果可为减少和避免化工事故提供一定参考,有助于提高相关企业的整体安全水平。

基于动态贝叶斯网络的装配式建筑吊装施工安全风险分析

针对装配式建筑吊装施工期间风险影响因素多、不确定性高及风险状态随时间动态变化等问题,提出基于动态贝叶斯网络的装配式建筑吊装施工安全风险动态分析方法。首先,根据装配式建筑吊装施工特点和事故致因理论,从“人、物、环、管”4个方面建立风险指标体系。其次,引入时间维度建立动态贝叶斯网络模型,利用模糊理论和专家打分法量化网络节点的概率,并结合Leaky Noisy-or Gate扩展模型修正条件概率。最后,利用动态贝叶斯网络的双向推理功能对装配式建筑吊装施工安全风险进行动态风险分析。由实例分析得到某装配式建筑吊装施工安全风险的时序变化曲线,通过反向推理得到导致吊装事故发生的关键风险因素。研究成果可为分析和有效控制装配式建筑吊装施工安全风险提供新思路。

中成药治疗良性前列腺增生有效性和安全性的贝叶斯网状Meta分析

目的 采用贝叶斯网状Meta分析方法比较不同中成药治疗良性前列腺增生(BPH)的疗效及安全性差异。方法 计算机检索PubMed、Embase、Cochrane Library、CNKI、SinoMed、WanFang Data、VIP数据库,搜集关于中成药治疗BPH的随机对照试验(RCT),检索时限均从建库至2023年1月1日。由2名研究员独立筛选文献、提取资料并评估纳入研究的偏倚风险后,采用Stata 15.0、GeMTC 14.3软件进行贝叶斯网状Meta分析。结果 最终纳入51个RCT,涉及12种中成药,共4 927例患者。直接Meta分析结果显示,中成药联合常规西药在降低国际前列腺症状评分[MD=-4.44,95%CI(-5.09,-3.79),P <0.001]、改善最大尿流率[MD=3.16,95%CI(2.71,3.61),P <0.001]、减少残余尿量[MD=-8.27,95%CI(-9.62,-6.92),P <0.001]以及前列腺体积[MD=-3.89,95%CI(-4.60,-3.18),P <0.001]方面均优于常规西药。网状Meta分析结果显示,在降低国际前列腺症状评分方面,癃闭舒胶囊+常规西药疗效最佳;在改善最大尿流率方面,夏荔芪胶囊+常规西药疗效最佳;在减少残余尿量方面,泽桂癃爽胶囊+常规西药疗效最佳;在减小前列腺体积方面,热淋清颗粒+常规西药疗效最佳。在不良反应发生率方面,中成药联合常规西药组(8.27%)低于常规西药组(11.98%)。结论 现有证据表明,中成药联合常规西药在改善BPH的各种临床症状中整体优于常规西药,且安全性好。各种中成药有不同的治疗侧重点,在临床中可根据BPH患者具体症状进行个体化用药。受纳入研究数量和质量限制,上述结论尚待更多高质量研究予以验证。

基于贝叶斯网络的高校突发传染病疫情情景演化分析

针对高校如何科学有效地应对突发传染病疫情的问题,从湖北省武汉市各高校官方网站筛选100份文本资料,运用扎根理论将其整理为193个概念和117个范畴,构建高校突发传染病疫情的情景要素。建立高校突发传染病疫情的事故树,梳理情景演化逻辑。结合专家打分法和数据分析法,建立包含19个节点的高校突发传染病疫情的情景演化贝叶斯网络。结果表明:疫区管控,大规模接种疫苗和病患统一管理是新增病例数量下降的关键因素;提供充足物资与宣传防控知识对人员心理问题有较大影响;在病毒突变的情况下,未采取任何措施新增病例数量下降概率仅21%,而采取常态化疫情防控情况下可达86.7%。

基于故障树和贝叶斯网络的履带车辆行星变速机构可靠性分析

行星变速机构作为履带车辆传动系统的核心部件,其可靠性直接影响履带车辆的正常运行。以履带车辆行星变速机构为研究对象,基于实测试验结果建立故障树,将故障树转化为贝叶斯网络(Bayesian Network,BN)模型,并考虑行星变速机构正常、普通故障、严重故障3种状态进行可靠性分析。研究结果表明,行星变速机构失效概率为89.34×10^(-8)h^(-1),其工作400 h的可靠度为0.99964,符合设计要求;利用贝叶斯网络双向计算的功能,可知当行星变速机构发生失效,由主轴断裂或摩擦片烧蚀、翘曲、断裂或齿轮疲劳断齿引起的可能性较大。为后续装备检修、改进设计提供理论依据。

基于贝叶斯网状meta分析中药治疗高尿酸血症及痛风的效果与安全性

目的系统评价中药治疗高尿酸血症(HUA)及痛风的疗效与安全性的差异。方法计算机检索中国知网(CNKI)、万方、CBM、PubMed等数据库,检索中药治疗高尿酸血症及痛风的随机对照试验(RCT),由2位研究员独立筛选文献并提取资料后应用ADDIS 16.1和Stata 15软件进行贝叶斯网状meta分析。结果共有48篇文献符合纳入标准,包含4674例受试患者,其中试验组患者2431例,对照组患者2236例,共涉及9种中药,13种用药方案,在提高总有效率方面,前三的治疗方案为:通滞苏润江胶囊>息痛散煎剂>四妙丸。在安全性方面,前三的治疗方案为:痛风宁>息痛散煎剂>痛风定胶囊。结论与常规西药治疗对比,在提高总有效率方面,通滞苏润江胶囊效果最佳,在减少不良反应方面,痛风宁效果最佳,受纳入研究质量限制,此结论需更多高质量研究进行验证。

基于贝叶斯网络的重特大交通事故关键因素分析

基于2013—2021年97起重特大交通事故数据,探究重特大交通事故关键致因。采用改进的灰色关联法构建关键影响因素集,以关键因素为节点变量建立了贝叶斯网络,通过网络结构学习和节点条件概率学习,分析了14个与事故相关的因素,并从中提取了15个单、多车事故死伤人数因素组合链,基于区间数理论对影响因素的危险性进行了排序。结果表明:单、多车事故致因存在差异,超载、存在大型客车、无物理隔离等因素对单、多车事故均有影响,但这些因素对单、多车事故死伤人数的影响程度不同,整体来看,多车事故后果更严重。贝叶斯网络可以反映各因素之间的真实关系,且具有较好的预测精度,研究结论有助于管理部门制定相应的预防策略以减少重特大交通事故发生频率。

网络正念对癌症患者干预效果的Meta分析

目的通过Meta分析评价网络正念对癌症患者的干预效果。方法计算机检索中国知网(CNKI)、万方数据库、维普(VIP)、中国生物医学文献数据库(CBM)、Cochrane Library、PubMed、Web of Science、Embase、Scopus、Ovid内与癌症患者的网络正念干预有关的文献,检索时间范围为建库至2022年7月,限定研究类型为随机对照试验。由2名研究人员进行质量评价,采用RevMan 5.4软件进行Meta分析。结果共纳入12篇文献,共涉及1292例患者,Meta分析结果显示:与常规护理措施相比较,网络正念干预能有效降低癌症患者的压力[SMD=-1.82,95%CI(-3.17,-0.47),P=0.008]、焦虑[SMD=-0.60,95%CI(-1.08,-0.12),P=0.01]、抑郁[SMD=-0.54,95%CI(-0.89,-0.18),P=0.003]水平,提高癌症患者的生活质量[SMD=1.55,95%CI(0.49,2.62),P=0.004],减轻癌症患者的睡眠障碍[SMD=-0.67,95%CI(-1.30,-0.03),P=0.04]、癌因性疲乏[SMD=-0.58,95%CI(-0.83,-0.33),P<0.00001]和癌症复发恐惧[MD=-2.44,95%CI(-4.51,-0.37),P=0.02]。结论网络正念干预能够有效降低癌症患者的压力、焦虑和抑郁水平,提高癌症患者的生活质量和睡眠质量,减轻患者的癌因性疲乏及癌症复发恐惧。受纳入文献的质量和数量限制,此结论需要开展更多的高质量研究加以验证。

川芎嗪类注射液辅助治疗急性缺血性脑卒中疗效的贝叶斯网状Meta分析

背景急性缺血性脑卒中(AIS)是一种严重的脑血管疾病,给社会和患者造成了沉重的负担。川芎嗪类注射液已被广泛用于AIS的治疗,且疗效明显,但目前还缺乏川芎嗪类注射液之间直接或间接比较。目的系统评价川芎嗪类注射液辅助治疗72 h内AIS的疗效性和安全性。方法计算机检索中国知网(CNKI)、万方数据知识服务平台、维普网(VIP)、PubMed、Cochrane Library、Embase和Web of Science数据库中有关川芎嗪类注射液治疗AIS的随机对照试验,检索时限从建库至2023年4月。由2位研究员独立筛选文献、提取资料并用Cochrane评价工具对文献进行质量评价,采用RevMan 5.3、Stata 17、Addis及RStudio软件进行统计分析,比较不同川芎嗪类注射液的疗效及安全性差异并进行排序。结果共纳入71篇文献,总样本量7304例,干预措施包括:丹参川芎嗪注射液(DSCXQ)、参芎葡萄糖注射液(SXPTT)、杏芎氯化钠注射液(XXLHN)、磷酸川芎嗪注射液(LSCXQ)和盐酸川芎嗪注射液(YSCXQ)分别联合常规西医治疗(CT)及单独CT。直接Meta分析结果显示:川芎嗪类注射液联合CT的总有效率、美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分、纤维蛋白原水平、不良反应发生率均优于单独CT(P<0.05)。网状Meta分析结果显示:在总有效率方面,累积概率排序为:SXPTT+CT(0.60)>YSCXQ+CT(0.20)>LSCXQ+CT(0.15)>DSCXQ+CT(0.03)>XXLHN+CT(0.02)>CT(0);在降低NIHSS评分方面,累积概率排序为:SXPTT+CT(0.55)>XXLHN+CT(0.26)>YSCXQ+CT(0.12)>DSCXQ+CT(0.07)>CT(0);在降低纤维蛋白原水平方面,累积概率排序为:XXLHN+CT(0.32)>LSCXQ+CT(0.22)>DSCXQ+CT(0.17)>SXPTT+CT(0.15)>YSCXQ+CT(0.14)>CT(0);在安全性方面,累积概率排序为:SXPTT+CT(0.79)>XXLHN+CT(0.13)>CT(0.04)>DSCXQ+CT(0.03)>YSCXQ+CT(0.01)。结论川芎嗪类注射液辅助治疗AIS疗效显著、安全性好,其中参芎葡萄糖注射液在总有效率方面和改善NIHSS评分方面最佳、不良反应最少;杏芎氯化钠注射液在降低纤维蛋白原水平方面最有优势。

基于贝叶斯卷积神经网络的渗透系数反演与不确定性分析

地下水资源的科学管理及决策高度依赖于精确的地下水模型,其中渗透系数这一水文地质参数发挥着至关重要的作用。为了全面理解和有效利用地下水,不仅需要准确估计渗透系数空间分布,还需对参数的不确定性进行量化,以评价其可信度。研究利用贝叶斯卷积神经网络(BCNN)探讨了渗透系数的参数反演和不确定性分析问题。为了检验该方法的有效性,进行了二维稳态水力层析抽水试验的虚拟数值实验。基准模型是具有编码-解码器结构的卷积神经网络,通过建立一个逆向映射模型,能够直接从空间插值得到的水头场中估计出参数场。在这个确定性模型的基础上,训练了贝叶斯卷积神经网络。结果表明,BCNN在不同训练数据规模下,都比确定性模型精度更高,特别是在数据量较少时,优势更加突出。通过对测试集样本进行分析,发现模型对不同区域的估计值有不同的可信度。训练良好的BCNN能够可靠地捕捉渗透系数分布的大致模式。此外,与生成式模型相比,BCNN在估计更加具挑战性的多峰非高斯对数渗透系数场时也有良好表现,这证明了BCNN在不同地质介质条件下的广泛适用性。贝叶斯卷积神经网络的使用能准确反演渗透系数并评估不确定性,为后续的地下水流模拟等物理过程提供了坚实的基础。

基于贝叶斯网络的近海渔船碰撞事故致因分析

为减小近海渔船碰撞事故发生的概率,保障渔船航行安全,从渔船视角出发,根据渔船碰撞事故样本数据,采用鱼刺图法分析近海渔船碰撞事故的原因,并将事故原因作为贝叶斯网络的节点进行推理和验证,通过后验概率推理和敏感性分析探究事故致因链。结果表明:人为因素对近海渔船碰撞事故的影响程度最大;其次是管理因素,其中未按规定显示号灯号型、未采取有效的避让行动、瞭望疏忽及配员不符合要求的敏感度较高,对近海渔船碰撞事故的影响程度较大。

Meta分析联合网络药理学的连花清瘟方联合常规西药治疗小儿肺炎支原体肺炎的临床疗效评价及潜在机制探析

目的:基于Meta分析和网络药理学方法,评价连花清瘟方联合常规西药治疗小儿肺炎支原体肺炎的临床疗效,并初步探究其潜在作用机制。方法:通过检索PubMed、Embase、中国知网、万方数据库、维普数据库、中国生物医学文献数据库,收集连花清瘟方联合常规西药对比单纯常规西药治疗小儿肺炎支原体肺炎的随机对照试验,检索时限均为建库至2022年3月,按Cochrane系统评价员手册进行质量评价,采用RevMan 5.3系统进行Meta分析;而后基于网络药理学,筛选连花清瘟方中的化学成分及作用靶点,与疾病靶点映射对比后基于生物信息学技术进行关键通路的相关注解,探讨连花清瘟方治疗肺炎支原体肺炎的潜在作用机制。结果:最终纳入文献20篇,总样本量为2031例。Meta分析结果显示试验组总有效率高于对照组,咳嗽时间、退热时间、肺部啰音消失时间均短于对照组,治疗后试验组患儿CD4+、第1秒用力呼气量、呼气流量峰水平均高于对照组,白细胞介素(Interleukin,IL)-6、C-反应蛋白水平低于对照组。试验组的安全性高于对照组。网络药理学通过在线数据库得到连花清瘟方中化学成分234个、相关靶点646个,其中80个靶点与肺炎支原体肺炎的治疗相关,槲皮素、木犀草素、山柰酚、靛蓝、色胺酮可能为治疗的主要成分,主要涉及核因子(Nuclear Factor,NF)-κB信号通路、肿瘤坏死因子(Tumor Necrosis Factor,TNF)信号通路、IL-17信号通路、Toll样受体信号通路、辅助性T细胞(Helper T Cell,Th)17细胞分化等通路。结论:连花清瘟方可提高小儿肺炎支原体肺炎的临床疗效,在改善临床症状、增强免疫力、改善肺功能方面具有优势,主要通过抗炎、抗氧化、调节免疫等达到治疗目的。

故障树和模糊贝叶斯网络在管廊运维风险评估中的应用研究

地下综合管廊是城市的生命线,一旦出现问题就会对人们生命财产安全造成巨大损害。为了系统地分析管廊运维风险,建立了基于模糊贝叶斯网络的风险评估框架。首先,通过分析管廊运维风险源与风险形成的原因以确定风险事件和风险类别;其次,建立管廊运维风险故障树来梳理风险因素之间的逻辑关系,将故障树映射为贝叶斯网络;最后,结合专家模糊评价,构建地下综合管廊运维风险评估模型。案例分析结果显示:中间事件“火灾、爆炸”与“危害气体浓度过高”的发生概率较高。敏感性分析结果显示:“运维人员操作和维护不当”是导致管廊运维风险发生的根本事件,因此需要制定严格管理措施及规范,加强对运维人员的素质培训,以降低管廊运维过程中各种风险的发生概率。

粤港澳大湾区内地城市群路网韧性的贝叶斯网络评估

随着我国城市化进程的推进,城市路网的韧性问题愈发凸显。构建了一种基于贝叶斯网络模型的城市路网韧性评价模型,并以粤港澳大湾区内地城市群为例,评估了2000—2019年该地区9个城市的路网韧性。基于韧性功能函数从容灾性、稳定性、重构性、恢复性4个方面建立功能层,选取稳定性、可变性、可维护性、可靠性、服务性、安全性、鲁棒性、可修性、适应性9个因素建立性能层,选取客运量、公共汽车数量、道路面积率、出租车数量、交通事故死亡人数、公共交通投资、每万人公共汽车数、道路运输从业人数、人均道路面积9个因素建立因素层。研究结果表明:路网韧性指数最高的为深圳(60%),而最低的为中山(43%);广州、深圳、珠海、东莞的路网韧性一直稳定增长,其余城市的路网韧性浮动较小;路网韧性并非总是随着城市GDP的增长而提高,还与人均GDP有关;敏感性分析表明,路网重构性、路网可靠性、交通事故死亡人数分别为各自所在层中对路网韧性影响最大的因素;加强中心城市与其他城市之间的联系可以提高城市路网韧性。研究成果可为粤港澳大湾区城市群交通路网功能完善与韧性提升提供技术参考。

不确定条件下任务风险分析的贝叶斯网络方法

针对作战任务系统复杂多样、任务数据难以获取、专家评估主观性强等问题,基于模糊理论和置信度提出模糊置信贝叶斯网络模型并开展任务风险分析。首先,结合模糊理论和置信度理论度量节点的先验概率及条件概率;然后,基于贝叶斯网络和模糊理论的运算规则反向推理根节点的后验概率,通过灵敏度分析确定根节点的重要程度;最后,进行方法的对比分析。通过对某次重装空投任务进行风险分析,验证所提方法的有效性和先进性。

基于贝叶斯网络的高速公路交通事故严重程度预测及致因分析

为了深入研究高速公路交通安全,剖析高速公路交通事故的发生机理以及各类因素对高速公路交通事故严重程度的影响,收集曲靖市境内沪昆高速段2017—2019年的1 939起交通事故进行研究。以事故严重程度为因变量,筛选出人、车、路、环境4个大类下的与事故严重程度相关的19个影响因素为自变量,采用数据融合法基于树增广型贝叶斯网络构建事故严重程度预测模型,量化各因素间的影响关系,经特征筛选找出关键致因,并结合案例进行推理分析。结果表明:影响高速公路交通事故严重程度的关键致因依次为天气情况、视距情况、路面情况等。模型对高速公路事故严重程度预测准确率可达84.27%,高于传统贝叶斯方法,模型有效性验证良好。针对事故主要致因提出改进建议,可为交管部门提供准确事故信息辅助决策,加快事故响应速度,提高事故应急指挥能力。