«Анализ повозрастных рисков смертности населения. Методические рекомендации» (утв. Минздравом РФ 22.01.2001 N 11-3/25-09)
УТВЕРЖДАЮ
Руководитель Департамента
госсанэпиднадзора
Министерства здравоохранения
Российской Федерации
С.И.ИВАНОВ
22 января 2001 г. N 11-3/25-09
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
АНАЛИЗ ПОВОЗРАСТНЫХ РИСКОВ СМЕРТНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ
Методические рекомендации предназначены для использования в системе социально-гигиенического мониторинга в центрах госсанэпиднадзора 1 и 2 уровней управления для оценки состояния здоровья населения. Программное обеспечение к Методическим рекомендациям «Анализ повозрастных рисков смертности населения» можно взять на сайте Департамента госсанэпиднадзора Минздрава России — WWW.DEPART.DRUGREG.RU
Введение
Одной из основных задач, стоящих перед государственной санитарно-эпидемиологической службой на современном этапе, является определение причинно-следственных связей между состоянием здоровья населения и воздействием факторов среды обитания человека. Для решения этой задачи целесообразно использование методологии оценки риска здоровью населения. Оценка риска — это один из видов экспертных работ, направленный на определение числа людей, которые в ответ на воздействие на них конкретного неблагоприятного фактора, действующего с определенной силой и в известный промежуток времени, проявляют на него негативные реакции. Риск — это количественный показатель, что позволяет использовать его в оценке здоровья населения и при экономических расчетах для планирования оздоровительных мероприятий. Принципиальное значение в применении методики оценки риска имеет тот факт, что оценка риска может быть сориентирована не на всю заболеваемость или смертность, а только на конкретный и измеряемый, а значит и управляемый фактор среды обитания человека, вызывающий конкретную патологию. Это позволяет работать более целенаправленно и продуктивно. Проведение такой работы, в свою очередь, невозможно без наличия баз данных по количественным и качественным характеристикам факторов среды обитания, а также по заболеваемости и смертности населения. Такой базой данных является Федеральный информационный фонд социально-гигиенического мониторинга. С помощью системы оценки риска, основанной на данных социально-гигиенического мониторинга, можно получать качественные и количественные характеристики влияния конкретного фактора (или ряда факторов) на здоровье задолго до того, как проявятся последствия этого влияния. Т.е. есть возможность прогнозировать результат такого воздействия, принимать управленческие решения с учетом возможного экономического ущерба. Методология оценки риска здоровью существенно отличается от существующего гигиенического нормирования тем, что она базируется на конкретных показателях качества окружающей среды, а не указывает «порог допустимых концентраций», кроме того, она позволяет определить достоверно, сколько людей подвергнутся отрицательному воздействию фактора, через какое время наступит это воздействие и чем оно будет характеризоваться. Сравнивая риск здоровью отдельных районов, регионов, можно формировать решения по оздоровлению ситуации. Кроме того, эта методология позволяет вплотную подойти к оценке стоимости здоровья, стоимости ущерба здоровью. Это является чрезвычайно актуальным в современных условиях экономического развития России [1, 2]. Здоровье населения (или общественное здоровье) характеризует здоровье популяции как целостного организма и измеряется системой статистических показателей, включающих: — медико-демографические показатели — рождаемость, смертность (общая, перинатальная, младенческая, по отдельным причинам, повозрастная), естественный прирост, продолжительность жизни; — заболеваемость — общая, по отдельным классам, болезням, группам населения; — физическое развитие;
— инвалидизацию.
Медико-демографические показатели наиболее полно характеризуют состояние общественного здоровья, поскольку отражают степень исчерпанности жизнеспособности организма и весь диапазон воздействующих на население факторов социально-экономического, наследственного, природно-климатического и экологического генеза. В ряду медико-демографических показателей показатели смертности и продолжительности жизни населения являются наиболее объективными критериями, несущими емкую информацию о состоянии и тенденциях изменения общественного здоровья. Статистические данные о смертности населения собираются органами государственной статистики на протяжении длительного времени путем обязательной и полной регистрации актов гражданского состояния и являются наиболее достоверными. Поэтому целесообразно использовать эти показатели на начальных этапах изучения состояния здоровья населения. Первичные данные о смертности населения сводятся в формы (таблицы) статистической отчетности за очередной год, которые формируются на уровне области (республики, края) и крупных городов, откуда поступают в центральные органы статистики страны (Госкомстат РФ и ГВЦ Госкомстата РФ). Вычисленные на основании статистических данных основные показатели смертности и продолжительности жизни населения публикуются в справочниках по статистике населения, поставляются в международные организации (ООН, ВОЗ). В последние десятилетия такой показатель, как ожидаемая продолжительность жизни, стал рассматриваться как очень важный индикатор качества жизни и социального благополучия страны. Сопоставимость и достоверность научных и практических результатов анализа смертности и продолжительности жизни населения обеспечивается в данной работе применением определенного набора методов расчета и анализа. Его основу составляет система показателей смертности населения и техника их количественного оценивания, которая тесно связана с теорией демографии и статистики. В Рекомендациях используется математический аппарат для исследования общей интенсивности смертности и от отдельных причин, а также возрастной относительной смертности от отдельных причин. Предусмотрено сравнение получаемой непараметрической модели общей интенсивности смертности с общепринятой моделью Гомперца-Мейкема, которая, как признается многими авторами, лучше большинства других известных формул описывает общебиологические тенденции в отношении смертности населения [3]. В традиционных методиках анализа повозрастной смертности населения используются периодные таблицы, основанные на вычислении коэффициентов смертности по данным, сгруппированным, как правило, по пятилетним интервалам. Получаемые при этом результаты усредняют как случайные, так и закономерные детали и отражают лишь основную тенденцию, мало отклоняясь от модели Гомперца-Мейкема при анализе смертности. В то же время при исследовании состояния здоровья населения важную информацию несут локальные закономерные отклонения от модели Гомперца-Мейкема, связанные с действиями факторов среды обитания, увеличивающими или снижающими риск летального исхода для людей определенного возраста. Механизмы появления указанных отклонений уточняются при проведении раздельного анализа смертности от определенных причин. Решение поставленной задачи с помощью традиционной схемы вычисления таблиц смертности имеет недостатки, связанные с ограничением объема статистического материала для небольших территорий. Точность предлагаемой методики повышается с увеличением объема исходных данных. Приемлемая для практического применения точность достигается при исследовании популяции объемом 100000 человек и более. Для населенных пунктов с меньшим населением достаточный объем информации достигается объединением данных за ряд лет. Целесообразно использовать в вычислениях регистры смертности (базы первичных персонифицированных данных) для обеспечения последующего более детального анализа. Получаемые характеристики повозрастного риска для исследуемой популяции могут быть сопоставлены с аналогичными характеристиками той же популяции для других периодов времени либо с характеристиками популяций других территорий. Поскольку для рекомендуемых расчетов использован достаточно сложный математический аппарат, Методические рекомендации сопровождаются прикладной программой, руководством пользователя, а также кратким математическим обоснованием применяемых методов исследования и конкретными примерами их использования. Работа имеет следующую структуру:
В разделе 1 даются определения статистических показателей смертности, имеющих отношение к предлагаемой методике. В разделе 2 описаны требования к процедуре сбора данных. В разделе 3 приводится практический пример исследования некоторых повозрастных показателей смертности на фактическом материале. Результатом здесь являются графики аппроксимирующих функций повозрастных показателей смертности. В разделе 4 излагается алгоритм аппроксимации повозрастных характеристик с такой степенью подробности, чтобы он мог быть реализован при помощи стандартных программных средств статистической обработки данных либо как прикладная программа. Этот материал предназначен для математиков-программистов, занимающихся разработкой и сопровождением программного обеспечения в учреждениях госсанэпиднадзора. В Приложении 1 даны таблицы с исходными данными, использованными в приведенном практическом примере, как возможный образец оформления и как исходный материал для тестирования программы обработки данных. В Приложении 2 даны значения аппроксимирующих функций из практического примера в табличном представлении. Они по содержанию дублируют графики и могут быть также использованы для тестирования программы обработки данных. В Приложении 3 дано руководство пользователя для прикладной программы аппроксимации повозрастных показателей здоровья населения. В Приложении 4 приводится глоссарий некоторых терминов, использованных в Рекомендациях. Разработка теоретических положений предлагаемой методики выполнялась при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, грант 97-06-80128.
- Основные понятия и термины
1.1. Повозрастные показатели смертности
В данном разделе даны определения основных понятий. Следует иметь в виду, что математические формулировки, при помощи которых даются определения, как правило, не могут служить непосредственно для вычислений. Они описывают изучаемые явления, но для получения оценок соответствующих показателей, т.е. их приближенных значений по статистическим данным, требуются специальные алгоритмы, изложенные в последующих разделах. Интенсивность смертности характеризует риск смерти, связанный с возрастом. Численно она равна вероятности того, что индивидуум, доживший до определенного возраста а, умрет в течение малого интервала времени ДЕЛЬТА а, отнесенной к величине этого интервала. Более строго в математических терминах интенсивность смертности определяется как условная плотность вероятности умереть в заданном возрасте а при условии, что человек дожил до данного возраста. Это можно записать в виде [4]:
n (а, а + ДЕЛЬТА а) d лямбда(а) = lim -------------------, (1) ДЕЛЬТА а->0 ДЕЛЬТА а х n (а) l
где: n (а, а + ДЕЛЬТА а) — количество сверстников из когорты
d
умирающих в возрастном интервале (а, а + ДЕЛЬТА а); n (а) —
l количество сверстников, доживших до возраста а; ДЕЛЬТА а — малый интервал возраста. Таким образом для индивидуума, дожившего до возраста а, вероятность смерти в течение малого интервала времени ДЕЛЬТА а равна произведению значения функции лямбда(а) на ширину этого интервала, то есть чем больше лямбда(а), тем выше названная вероятность.
При детализированном изучении смертности выделяют отдельные причины или группы причин смерти. Далее символом s будет обозначаться некоторая конкретная причина смерти, например s может быть смертью от болезней сердечно-сосудистой системы, от травм и т.д. Интенсивность смертности от причины s есть вероятность смерти индивидуума, дожившего до возраста а, в течение интервала времени ДЕЛЬТА а именно от причины s, и эта вероятность также делится на ДЕЛЬТА а. Более строго в математических терминах интенсивность смертности от причины s представляет собой характеристику вида:
n (а, а + ДЕЛЬТА а) ds лямбда (а) = lim --------------------, (2) s ДЕЛЬТА а->0 ДЕЛЬТА а х n (а) l
где: n (а, а + ДЕЛЬТА а) — количество сверстников, умирающих
ds
только от причины s в возрастном интервале (а, а + ДЕЛЬТА а). Таким образом, вероятность смерти от причины s в некотором возрасте за интервал времени ДЕЛЬТА а тем выше, чем больше лямбда (а).
s
Сопоставление рисков смерти от различных причин позволяет выявлять те причины смерти, которые приводят к наибольшим или наименьшим потерям в определенном возрасте. Такое сопоставление заключается в определении доли, которую составляет смертность от причины s в смертности от всех причин для некоторого заданного возраста а. Эту интересующую нас величину лямбда (а) / лямбда(а)
s будем далее называть повозрастной относительной смертностью и обозначать Р (а). Иначе повозрастную относительную смертность
s
можно понимать как вероятность того, что в случае смерти жителя в возрасте а причиной смерти будет именно причина s. Это следует из (1) и (2), т.к.:
лямбда (а) s Р (а) = ---------- = s лямбда(а) n (а, а + ДЕЛЬТА а) ds = lim --------------------, (3) ДЕЛЬТА а->0 n (а, а + ДЕЛЬТА а) d
где повозрастная относительная смертность оказывается равной отношению количества умерших от причины s к количеству умерших от всех причин в возрастном интервале (а, а + ДЕЛЬТА а) малой величины ДЕЛЬТА а.
Важнейшим интегральным показателем состояния здоровья
_ населения является средняя продолжительность жизни А индивидуумов изучаемой популяции. Эта характеристика определяется как математическое ожидание возраста умерших. В периодных исследованиях средняя продолжительность жизни определяется через функцию интенсивности смертности [4] для текущего состояния популяции, поэтому ее еще называют средней ожидаемой продолжительностью жизни.
1.2. Функциональная аппроксимация повозрастных показателей смертности
Рассмотренные определения (1)-(3) отражают детерминистически определенные объективные законы существования популяции, но проявляются эти законы как процессы со случайными реализациями. Поэтому задачей функциональной аппроксимации является построение по фактическим данным таких зависимостей (аппроксимирующих функций или, иначе, оценок) лямбда*(а), лямбда*(а), Р*(а), которые
s s приближенно, с определенной точностью, описывают (аппроксимируют, оценивают) соответственно истинные закономерности лямбда(а), лямбда (а), Р (а). При этом погрешность приближения зависит от
s s
точности метода аппроксимации, объема фактических данных, степени искажения данных путем их группирования и т.д.
Задачей периодных исследований является построение оценок повозрастных характеристик (1)-(3) на основе данных наблюдений за популяцией за некоторый, сравнительно небольшой по сравнению с продолжительностью человеческой жизни, период. Данными для периодных исследований являются результаты подсчета количества умерших в возрастных интервалах и распределение количества жителей по возрастным интервалам на некоторый момент времени. Следует заметить, что определения (1)-(3) даются как характеристики когорты и поэтому не могут быть непосредственно использованы для расчетных формул в периодных исследованиях. Однако благодаря существованию определенной взаимозависимости оказывается возможным выразить когортные характеристики (1)-(3) через статистические характеристики популяции, оцениваемые по данным периодных исследований.
Традиционно в периодных исследованиях используется метод таблиц смертности [7]. В этом методе вычисляются коэффициенты смертности:
d m i М = --------------, i p m x ДЕЛЬТА а i i d где: ДЕЛЬТА а - возрастной интервал; m - количество умерших i i p в этом возрастном интервале за весь период наблюдений; m - i
количество жителей на середину периода наблюдений, возраст которых попадает в тот же интервал. Коэффициенты смертности являются локальными оценками интенсивности смертности и при нанесении на график дают кривую, аппроксимирующую функцию лямбда(а).
Как уже упоминалось, выбор ширины возрастных интервалов в значительной степени влияет на точность аппроксимации интенсивности смертности [3]. Кроме того, ошибки, вызванные флуктуациями попадания возраста в интервалы, имеют несимметричное распределение. Действительно, оценки интенсивности смертности, выражаемые через коэффициенты смертности, могут принимать сколь угодно большое положительное значение при малом значении ДЕЛЬТА а , но не могут быть отрицательными. Это означает, что при
i
сглаживании локальных оценок интенсивность смертности будет в среднем завышаться.
Для аппроксимации интенсивности смертности и повозрастной относительной смертности предлагается использовать единый математический аппарат, который основан на положениях теории оценивания статистических законов [3, 6]. Поэтому далее под термином целевая величина будет пониматься любая из исследуемых величин (1)-(3). Подход, предлагаемый в данных Рекомендациях, предусматривает два основных этапа в процедуре аппроксимации целевой величины. На первом этапе вычисляются локальные оценки преобразованной целевой величины, причем преобразование осуществляется таким образом, чтобы ошибки этих оценок были аддитивными и имели полностью определенные статистические свойства. На втором этапе из заданного множества полиномиальных функций выбирается оптимальная аппроксимирующая функция в соответствии с критерием, который обеспечивает ее близость к истинной (реально существующей) преобразованной целевой величине. Таким образом, отличительной особенностью рассматриваемого подхода является оптимизация выбора (минимизация ошибки) аппроксимирующей функции. Краткое математическое обоснование метода и соответствующий вычислительный алгоритм приводятся в разделе 4. Конечным результатом двухэтапной процедуры являются аппроксимирующая функция интенсивности смертности:
k m k-1 лямбда*(а) = exp(b + SUM b а ) 1 k=2 k
и аппроксимирующая функция повозрастной относительной смертности:
k m k-1 exp(b + SUM b а ) 1 k=2 k Р*(а) = -------------------------, s k m k-1 1 + exp(b + SUM b а ) 1 k=2 k
в которых коэффициенты b определены методом наименьших
k
квадратов по выборке локальных оценок преобразованной целевой величины, а степень полинома выбрана в соответствии с критерием аппроксимации.
Параметрическая аппроксимация интенсивности смертности оказывается полезной при сравнении параметров моделей, полученных для разных популяций [4]. Поэтому методикой предлагается оценивание параметров R и альфа модели Гомперца:
лямбда (а) = R х exp(альфа х а) G
и параметров А, R и альфа модели Гомперца-Мейкема:
лямбда (а) = А + R х exp(альфа х а) GМ
по локальным оценкам логарифма интенсивности смертности, рассматриваемым ниже. Это обеспечивает несмещенность соответствующих аппроксимирующих функций лямбда*(а) и лямбда* (а)
G GM по сравнению с функциями, получаемыми по коэффициентам смертности из таблиц смертности.
2. Подготовка данных
2.1. Выбор ширины возрастных интервалов группирования
Подход функциональной аппроксимации требует минимально возможного предварительного искажения исходных данных. Так как для взрослого населения официально регистрируется количество полных прожитых лет, то следует группировать данные по одногодичным интервалам. При таком группировании в малых населенных пунктах будут существовать возрастные интервалы, в которые не попадает ни одного случая смерти или возраста жителей. Предполагается, что все интервалы являются закрытыми, включая последний интервал с ненулевым количеством попаданий, т.е. для каждого интервала известны и левая и правая граница. Допустимо использовать данные, группированные по более широким возрастным интервалам, но в этом случае детали изменения повозрастных характеристик, соизмеримые с шириной интервалов, будут излишне сглажены.
2.2. Подготовка данных об умерших за период наблюдения
Данные об умерших регистрируются в журналах городского бюро ЗАГС. Числа умерших суммируются по соответствующим возрастным интервалам за период наблюдений (t , t ), где: t — начало и t —
l r l r конец этого периода. Для анализа смертности по отдельным причинам необходимо составить таблицы количества умерших по возрастным интервалам от каждой причины в отдельности.
Для анализа повозрастной относительной смертности требуется
_ сформировать таблицы умерших от причины s и умерших от причины s.
_
В таблицу умерших от причины s заносятся группированные данные о возрасте умерших от любой причины, кроме причины s. Если подготовлены таблицы данных об умерших от причины s и умерших от всех причин, то вычитание в каждом возрастном интервале из количества умерших от всех причин количества умерших от причины s
_ дает значение для таблицы умерших от причины s.
2.3. Подготовка данных о возрастном составе жителей
Таблица объединенных данных о возрастном составе жителей формируется следующим образом. Период наблюдения (t , t )
l r разбивается на n равных временных интервалов, середины которых
I приходятся на моменты времени t ,... t . Методикой l n I
предполагается, что временные интервалы выбираются как можно уже. Так как для пересчета возрастного состава населения органами статистики используются данные за год, то минимально возможная ширина временных интервалов разбиения периода наблюдений составляет 1 год.
Для каждого i-го временного интервала составляется таблица распределения возраста живущих на момент t . Данные о населении
i для временных интервалов, не приходящиеся на год переписи населения, оцениваются путем передвижки переписных данных с учетом миграции и естественного движения населения. Полученные числа в одних и тех же возрастных интервалах суммируются. Результатом является единая таблица объединенных данных о возрастном составе населения.
В частном случае период наблюдений может не разбиваться на отдельные временные интервалы, т.е. n равняется 1. Тогда
I используются данные о возрастном составе населения на середину периода наблюдений. Однако в этом случае оценка функции интенсивности смертности может быть значительно искажена, если возрастной состав населения от начала к концу периода наблюдения претерпевает серьезные изменения.
3. Пример проведения анализа повозрастных показателей популяции на фактических данных
3.1. Исходные данные
Выполнение анализа интенсивности смертности рассматривается на примере обработки данных о смертности в г. Владимире за период с 1989 г. по 1993 г., которые содержали повозрастное количество всех умерших за указанный период и, отдельно, умерших от следующих причин: болезни кровеносной системы, новообразования, травмы и несчастные случаи, болезни органов дыхания. Заметим, что анализируемые отдельные причины охватывают не всех умерших. В таблицах 1 и 2 дается образец подготовки данных об умерших, а в таблице 3 о возрастном составе населения за указанный период. В проведенных исследованиях период наблюдения был разделен на пять одногодичных временных интервалов, поэтому в табл. 3 каждое число, соответствующее определенному возрастному интервалу, является суммой количества жителей, имевших соответствующий возраст в 1989, 1990, 1991, 1992 и 1993 гг.
3.2. Анализ интенсивности смертности
В соответствии с рассмотренным алгоритмом аппроксимации были получены функции, аппроксимирующие интенсивность смертности от всех причин и по отдельным группам болезней. На рис. 1-10 <> показаны графики аппроксимирующих функций интенсивности смертности от всех причин и по рассмотренным группам болезней для мужчин и женщин. Образец табличного представления аппроксимирующей функции дается табл. 4 и 5. Для иллюстрации изучаемых изменений графики 1-10 изображены в логарифмическом масштабе, т.е. ось абсцисс имеет линейный масштаб, а ось ординат — логарифмический. В масштабе, линейном по оси ординат, изучаемые относительные изменения зависимостей так растут с ростом изучаемой величины, что невозможно отобразить на одном графике, результаты аппроксимации величины в областях ее малых и больших значений. Заметим также, что экспоненциальная кривая, визуально плохо отличимая по форме от других монотонно круто изгибающихся кривых, превращается в полулогарифмическом масштабе в легко опознаваемую прямую.
<> Рисунки не приводятся.
Обрыв слева на графиках изображенных кривых означает отсутствие соответствующих событий среди членов популяции от рождения до первого реализовавшегося события, необходимых для вычисления оценок изучаемых зависимостей. Рассмотрение графиков позволяет сделать следующие выводы. Кривая интенсивности смертности от всех причин имеет максимум на моменте рождения. Затем она снижается примерно экспоненциально до возраста около 10 лет. Предполагается [5], что это происходит в связи с процессами адаптации детей к жизненным условиям и вымиранием родившихся с генетическими ошибками. Пройдя через минимум, кривая образует относительно крутой подъем, который можно связать с увеличивающимися в этом возрасте влиянием травм и других вредных воздействий, в том числе специфически свойственным современной жизни. Далее рассматриваемая кривая асимптотически приближается к экспоненте (в полулогарифмическом масштабе она выглядит как прямая), проявляя закономерность, уже отмечавшуюся феноменологически для больших возрастов Гомперцом и его последователями [4]. Средняя ожидаемая продолжительность жизни, рассчитанная по полученным интенсивностям смертности от всех причин, составляет 65,3 лет для мужчин и 75,5 лет для женщин. Из приведенных графиков видно, что смертность от болезней кровеносной системы растет монотонно в старших возрастах. Люди, не умершие от других причин, неизбежно умирают от сердечно-сосудистых болезней. Это означает, что борьба с такими болезнями продлит человеческую жизнь, но не снизит существенно их относительную роль среди других причин смерти (если, разумеется, не ослаблять принимаемых мер борьбы с ними). Смертность от новообразований достигает максимума при 80 годах, после чего она может даже снижаться. Интенсивность смертности от травм и несчастных случаев у мужчин достигает максимума приблизительно к 40 годам и после этого мало изменяется с возрастом. Интенсивность смертности от болезней органов дыхания имеет минимум в возрасте около 15 лет у мужчин и 20 лет у женщин, а с увеличением возраста растет так же, как интенсивность смертности от всех причин.
3.3. Анализ повозрастной относительной смертности
По исходным данным в соответствии с описанным алгоритмом оценивались функции повозрастной относительной смертности от заданных групп болезней. На рис. 11-18 показаны графики аппроксимации относительной смертности от различных болезней (относительных долей от всех случаев смерти) для мужчин и для женщин. Анализ графиков позволяет сделать следующие выводы. У мужчин в возрасте до 5 лет максимальную опасность представляют болезни органов дыхания. С 5 до 45 лет наибольшую опасность представляют травмы и несчастные случаи, которые составляют до 75% всех летальных исходов. После 45 лет наибольшая вероятность смерти соответствует болезням кровеносной системы, причем эта вероятность монотонно растет с возрастом. Максимум относительной смертности мужчин от новообразований приходится на 60 лет. Изучение интенсивности смертности и повозрастной относительной смертности позволяет выявлять аномальные отклонения от общего характера изменения соответствующих показателей риска для последующего более детального анализа. Так, например, в возрасте, близком к 8-10 годам, у мужчин наблюдается локальное повышение смертности от новообразований. Новообразования представляют в этом возрасте наибольшую, после травм, опасность. Величина экстремума повозрастной относительной смертности в этом случае достигает 9%. Изучение первичных данных, по которым выполнялся анализ повозрастных рисков, показывает, что в г. Владимире за период 1989-1993 гг. было зарегистрировано 7 случаев смерти от рака в возрасте от 5 до 14 лет. Из них 4 случая — рак крови и кроветворной системы и 3 — от других различных новообразований. В том же возрастном интервале в 1994-1998 гг. было зарегистрировано 4 случая смерти от новообразований, из которых 3 случая — рак крови и кроветворной системы. Эти данные свидетельствуют о стабильности аномалии смертности от рака крови в рассмотренном возрастном интервале. У женщин в возрасте до 5 лет основная опасность смерти связана с болезнями органов дыхания. С 5 до 38 лет наиболее часты случаи смерти от травм и несчастных случаев, достигая максимума 60% от всех смертей в 17 лет. С 38 до 55 лет наибольшая вероятность смерти соответствует новообразованиям с максимумом 40% в возрасте 48 лет. После 55 лет оказывается наибольшей по сравнению с другими болезнями и монотонно растет с возрастом доля смертей от болезней кровеносной системы.
4. Краткое математическое обоснование
и алгоритм аппроксимации повозрастных показателей
4.1. Выражение повозрастных показателей через плотности вероятности возраста умерших за период наблюдений
Рассмотрим случай, когда доступны данные за некоторый период наблюдений (t , t ). Тогда определения повозрастных показателей
l r
(1), (2), (3), выражаемые через характеристики когорты, не могут быть использованы непосредственно. Интенсивность смертности выражается через периодные характеристики популяции следующим образом:
p n (t , t ) x f (а, t , t ) d l r d l r лямбда(а) = --------------------------, (4) t r p интеграл n (t) x f (а|t)dt t l l l p где: n (t , t ) - количество умерших от всех причин за период d l r (t , t ); f (а, t , t ) - плотность распределения вероятности l r d l r p возраста умерших за тот же период; n (t) - количество жителей в l популяции в момент времени t принадлежит (t , t ); f (а|t) - l r l плотность распределения возраста жителей в популяции на момент p p времени t. В рассматриваемых обозначениях n , n , f , f d l d l
подстрочные символы d и l указываются для величин, относящихся, соответственно, к выборке возраста умерших и к выборке возраста жителей популяции, а надстрочный символ p обозначает характеристики популяции и служит для их отличия от характеристик когорты.
Формула (4) является исходной для традиционного метода построения оценки интенсивности смертности через коэффициенты смертности. В этом методе знаменатель формулы (4) заменяется
p
выражением (t — t ) x n (t ) x f (а|t ), где t — середина
r l l m l m m периода наблюдения, тогда:
p n (t , t ) x f (а, t , t ) d l r d l r лямбда(а) ~= -----------------------------. (5) p (t - t ) x n (t ) x f (а|t ) r l l m l m
В числитель и знаменатель выражения (5) входят две функции плотности вероятности f (а, t , t ) и f (а|t ), которые должны
d l r l m быть оценены по результатам наблюдений. Коэффициенты смертности в традиционном методе таблиц смертности представляют собой отношение гистограммных оценок плотности вероятности возраста умерших и возраста жителей, вычисляемых на одних и тех же возрастных интервалах [4]. Это приводит к известным недостаткам при анализе данных, полученных на небольших популяциях.
Переход от (4) к (5) не приводит к большим ошибкам в том случае, когда распределение жителей по возрастам на начало и конец периода наблюдения мало изменяется либо изменяется линейно. При исследовании же относительно небольших популяций недостаток данных восполняется увеличением периода наблюдений, и тогда рассмотренная замена числителя в (4) может привести к значительному искажению оценки интенсивности смертности. Поэтому рассмотрим разбиение периода наблюдений (t , t ) на n равных интервалов шириной
l r l _____ ДЕЛЬТА t. Пусть t — середина i-го интервала, i = 1, n . Если
i I ДЕЛЬТА t достаточно мало, то количество жителей в популяции и плотность распределения вероятности их возраста мало изменяется в
пределах (t — ДЕЛЬТА t / 2, t + ДЕЛЬТА t / 2), i = 1, n . Тогда:
i i I
p n (t , t ) x f (а, t , t ) х n d l r d l r I лямбда(а) ~= ------------------------------------, (6) p n x f (а, t , t ) x (t - t ) lSUM lSUM l r r l
где:
n p r p n = SUM n (t ), lSUM i=1 l i p n n (t ) I l i f (а, t , t ) = SUM ------ f(а|t ). lSUM l r i=1 p i n lSUM Здесь введены обозначения: f (а, t , t ) - плотность lSUM l r распределения вероятности возраста, наблюдаемого как смесь из n I выборок возраста жителей, причем выборки наблюдаются в моменты p времени t ,... t ; n - суммарный объем этих выборок. l n lSUM I
Для дальнейшего изложения важным является выражение логарифма функции интенсивности смертности через логарифм отношения плотности вероятности возраста умерших к плотности вероятности возраста жителей:
p f (а, t , t ) n (t , t ) x n d l r d l r I ln лямбда(а) ~= ln(----------------) + ln(-----------------). (7) f (а, t , t ) p lSUM l r n x (t - t ) lSUM r l
Аналогичное выражение получается очевидным образом для интенсивности смертности лямбда s(а) от причины s заменой f (а, t , t ) на плотность f (а, t , t ) распределения возраста
d l r ds l r p p умерших от причины s и n (t , t ) на количество n (t , t ) d l r ds l r
умерших от причины s за весь период наблюдений.
Повозрастная относительная смертность от причины s может рассматриваться, исходя из определения, как отношение интенсивности смертности от данной причины к интенсивности смертности от всех причин в возрасте а:
лямбда (а) s Р (а) = ----------. s лямбда(а)
Тогда из (4) следует, что:
p n (t , t ) x f (а, t , t ) ds l r ds l r Р (а) = ----------------------------, (8) s p n (t , t ) x f (а, t , t ) d l r d l r p где: n (t , t ) - количество умерших от причины s за весь ds l r период наблюдений; f (а, t , t ) - плотность распределения ds l r вероятности возраста умерших от причины s за период наблюдения. _
Введем в рассмотрение причину смерти s, которая соответствует смерти от любой причины, отличающейся от причины s. Найдем логит функции Р (а), используя определение logit P (а) = ln(Р (а) / (1 —
s s s Р (а))). Применяя теорему Байеса, из (8) получаем: s
p f (а, t , t ) n (t , t ) ds l r ds l r logit Р (а) = ln(--------------) + ln(------------), (9) s f _(а, t , t ) p ds l r n _ (t , t ) ds l r
где: f _(а, t , t ) — плотность распределения вероятности
ds l r p возраста умерших от причины s; n _(t , t ) - количество _ ds l r умерших от причины s за период (t , t ). В данном случае важно, l r
что логит повозрастной относительной смертности выражается через логарифм отношения плотности вероятности возраста умерших от
_ причины s к плотности вероятности возраста умерших от причины s.
4.2. Аппроксимация повозрастных показателей
Отличие рассматриваемой методики состоит в том, что вместо гистограммного подхода, лежащего в основе традиционного метода расчета коэффициентов смертности и оценки интенсивности смертности, реализуется подход функциональной аппроксимации повозрастных показателей с использованием прямых наблюдений логарифма плотности вероятности [5], [6].
Предварительно укажем основные предпосылки методики оценивания. В распоряжении исследователя имеются выборки реализаций следующих случайных величин: возраст умерших от всех причин, возраст умерших от причины s, возраст умерших от причины _
s, возраст жителей. Как было показано авторами данной методики в [5] и [6], из исходной выборки реализаций случайной величины можно сформировать выборку так называемых прямых наблюдений логарифма соответствующей функции плотности. Прямые наблюдения логарифма плотности имеют в качестве своего математического ожидания логарифм плотности вероятности, порождающей исходную выборку, и содержат аддитивные ошибки с априори известными статистическими свойствами, которые не зависят от исходного закона распределения.
Как следует из (7) и (9), логарифм интенсивности смертности и логит повозрастной относительной смертности определяются логарифмом отношения двух функций плотности вероятности или, иначе, разностью логарифмов двух плотностей. Поэтому разность прямого наблюдения логарифма плотности возраста умерших и прямого наблюдения логарифма плотности возраста жителей даст прямое наблюдение логарифма интенсивности смертности с точностью до константы. Аналогичным образом разность прямого наблюдения логарифма плотности возраста умерших от причины s и прямого
_ наблюдения логарифма плотности возраста умерших от причины s даст прямое наблюдение логита повозрастной относительной смертности с точностью до константы. Получаемые прямые наблюдения могут рассматриваться так, как если бы интенсивность смертности (или логит повозрастной относительной смертности) непосредственно измерялась со случайными ошибками, для которых априори известны статистические свойства. Далее логарифм интенсивности смертности и логит повозрастной относительной смертности будут обобщено называться преобразованными целевыми функциями. Процедура оценивания функции интенсивности смертности (логита повозрастной относительной смертности) состоит из двух основных шагов. На первом шаге формируются прямые наблюдения преобразованной целевой функции. На втором шаге по выборке прямых наблюдений генерируются регрессионные оценки из определенного класса функций, например алгебраических полиномов. В соответствии с критерием аппроксимации из полученного множества выбирается оптимальная аппроксимирующая функция. Полученная функция аппроксимирует преобразованную целевую функцию, а ее обратное преобразование дает непосредственное приближение к целевой функции. Для логарифма интенсивности смертности обратным преобразованием является потенцирование, а для логита повозрастной относительной смертности используется преобразование, обратное логиту: ant logit(у) = exp(у) / (1 + exp(у)). Повышение точности построения оценок повозрастных характеристик в данной схеме по сравнению с традиционным методом таблиц смертности достигается за счет исключения субъективного выбора степени сглаживания. Теперь рассмотрим алгоритм оценивания повозрастных показателей более подробно. Как следует из выражений (7) и (9), логарифм интенсивности смертности и логит повозрастной относительной смертности выражаются через логарифм отношения двух функций плотности и константу, что в общем виде может быть записано как:
f (а) u g(а) = ln----- + С = ln f (а) - ln f (а) + С , (10) f (а) uv u v uv v
где:
g(а) = ln лямбда(а),
f (а) = f (а, t , t ), u d l r f (а) = f (а, t , t ), v lSUM l r p n (t , t ) x n d l r l C = ln(-----------------), uv p n x (t - t ) lSUM r l
если целевой функцией является интенсивность смертности, и:
g(а) = logitP (а), s f (а) = f (а, t , t ), u ds l r f (а) = f _(а, t , t ), v ds l r p n (t , t ) ds l r C = ln(-----------), uv p n _(t , t ) ds l r
если целевой функцией является логит повозрастной относительной смертности.
Далее будет использоваться обозначение случайных величин U и V, по реализациям которых необходимо аппроксимировать целевую функцию. Так, если целевой функцией является интенсивность смертности, то величина U есть возраст умерших, а величина V есть возраст жителей. Если же целевой функцией является повозрастная относительная смертность, то величина U есть возраст умерших от
_ причины s и величина V есть возраст умерших от причины s. Исходная задача аппроксимации целевой функции сводится к задаче аппроксимации преобразованной целевой функции. При этом преобразованная целевая функция должна оцениваться как логарифм отношения двух функций плотности распределения по результатам наблюдений соответствующих случайных величин U и V. В работах [3], [5] предложен способ формирования прямых наблюдений логарифма плотности из выборки реализаций случайной величины. Из (10) следует, что прямые наблюдения функции g(а) можно формировать как разности прямых наблюдений логарифма плотности величины U и величины V. Так как ошибки прямых наблюдений логарифма плотности являются аддитивными и их статистические свойства известны, то ошибки прямых наблюдений функции g(а) будут аддитивными, а их статистические свойства будут определены через свойства прямых наблюдений плотностей. Алгоритм аппроксимации состоит из следующих шагов: 1) Преобразование исходных группированных по возрастным интервалам данных в округленные значения возраста для каждой из величин U и V. 2) Формирование прямых наблюдений функции g(а) по прямым наблюдениям логарифма плотности распределения величины U и величины V. 3) Построение множества моделей (аппроксимирующих функций) по выборке прямых наблюдений преобразованной целевой функции и выбор модели оптимальной сложности. 4) Обратное преобразование оптимальной аппроксимирующей функции. Преобразование группированных данных в округленные данные. Исходные группированные данные заменяются округленными данными. Для этого количество случаев попадания в возрастной интервал приписывается середине интервала, причем интервалы, в которые не попало ни одного случая, опускаются. В результате имеем две выборки реализаций случайных величин:
n n u u u v v v Q = {(а , m )} , Q = {(а , m )} , (11) u i i i=1 v i i i=1 u v где: а , а - значения округленных реализаций величин U и V i i u v соответственно; m , m - количество повторений совпадающих i i реализаций; n , n - количество различающихся значений каждой u v
случайной величины.
Формирование прямых наблюдений логарифма плотности величин U и V. Для каждой случайной величины формируются прямые наблюдения логарифма плотности вероятности на интервалах между последовательными упорядоченными значениями. Так, для величины U имеем [6]:
u u мю + 1 exp(ПСИ(мю ) - ПСИ(n )) u i i uSUM y = ln(------- х --------------------------), i u u u 2мю а - а i i+1 i _________ i = 1, n - 1, (12) u n u u u u u где: мю = m + m - 1; n = SUM m - общее количество i i i+1 uSUM i=1 i
реализаций случайной величины до группирования; ПСИ(.) — пси-функция Эйлера (дигамма-функция), которая для целочисленного аргумента определяется формулой:
n-1 1 ПСИ(n) = -C + SUM - k=1 k
с постоянной Эйлера С ~= 0,577215.
u Дисперсия ошибки, входящей в прямое наблюдение y , есть u2 i сигма [6]:
i
u2 u сигма = ПСИ'(мю ) - ПСИ'(n + 1), i i uSUM
где ПСИ'(.) — производная пси-функция Эйлера (тригамма- функция), которая для целочисленного аргумента определяется выражением:
2 пи n-1 1 ПСИ'(n) = --- - SUM --. 6 k=1 2 k
Аргумент прямого наблюдения логарифма функции плотности принимается равным середине интервала между последовательными
ru u u
значениями, а = (а + а ) / 2. В результате имеем выборку
i i i+1
прямых наблюдений логарифма функции плотности для величины U:
n ru u u2 u-1 R = {(а , y , сигма )} . (13) u i i i i=1
Аналогичным образом из выборки Q формируется выборка прямых
v
наблюдений логарифма плотности величины V:
n rv v v v-1 R = {(а , y , сигма )} . (14) v i i i i=1
Формирование прямых наблюдений преобразованной целевой функции. В основе формирования прямых наблюдений преобразованной целевой функции лежит предположение, что в пределах любого
u u v v
интервала (а , а ) или (а , а ) между последовательными
i i+1 j j+1
наблюдениями случайной величины, изменениями функций f (а) и f (а)
u v можно пренебречь. Тогда прямые наблюдения преобразованной целевой функции формируются в следующей последовательности. Определяется
v v
интервал (а , а ) между последовательными значениями величины V,
j j+1 ru в который попадает значение аргумента а прямого наблюдения из
i из выборки R . Разность соответствующих прямых наблюдений
u
логарифма функций плотности с учетом константы С дает прямое
uv ru наблюдение преобразованной целевой функции в точке а . Эта i _________ процедура повторяется для всех i = 1, n - 1. Аналогичным образом u _________ u u для всех j = 1, n - 1 определяется интервал (а , а ), в который v i i+1 rv попадает значение аргумента а , и также вычисляется прямое j
наблюдение преобразованной целевой функции. Возможно возникновение ситуации, в которой имеются два сформированных наблюдения, для
ru v v rv которых одновременно выполняется а принадлежит (а , а ) и а
i j j+1 j u u принадлежит (а , а ). Тогда следует оставить одно наблюдение, i i+1 ru rv для которого принимается аргумент посередине между а и а . r i j Таким образом получаем прямые наблюдения y преобразованной k r r2 целевой функции в точках а , для которых дисперсии сигма ошибок k k u v определяются через дисперсии ошибок в наблюдениях y и y : i j r u v r2 u2 v2 y = y - y + C , сигма = сигма + сигма , k i j uv k i j ru v v если а принадлежит (а , а ) i j j+1 rv u u или а принадлежит (а , а ), j i i+1 ru ru v v а , если а принадлежит (а , а ) i i j j+1 rv u u и а не принадлежит (а , а ), j i i+1 rv ru v v а , если а не принадлежит (а , а ) j i j j+1 r rv u u а = { и а принадлежит (а , а ), k j i i+1 ru rv ru (а + а ) / 2, если а принадлежит i j i v v rv u u (а , а ) и а принадлежит (а , а ). j j+1 j i i+1
В результате имеем выборку прямых наблюдений преобразованной целевой функции объемом n :
r
n r r r2 r R = {(а , y , сигма )} . (15) r k k k k=1
Аппроксимация преобразованной целевой функции. Выборка (15) прямых наблюдений преобразованной целевой функции является исходными данными для построения аппроксимирующей функции. Статистические свойства ошибок прямых наблюдений не зависят от истинной функции [6] и поэтому являются априорной информацией для процедуры выбора модели оптимальной сложности. Здесь модель выбирается из класса алгебраических полиномов вида:
k m k-1 g*(а) = b + SUM b а , (16) 1 k=2 k _____ где: коэффициенты b , k = 1, k вычисляются по выборке R k m r
в соответствии с методом взвешенных наименьших квадратов.
Метод взвешенных наименьших квадратов заключается в том, что коэффициенты b должны обеспечивать минимум взвешенной (в
k 2 соответствии с дисперсиями наблюдений) суммы квадратов S :
n 2 r r r 2 r2 S = SUM (y - g*(а )) / сигма . (17) i=1 i i i
Поэтому вектор искомых коэффициентов является решением системы уравнений:
k n m r r r r2 {SUM b x SUM ПСИ (а ) ПСИ (а ) / сигма = k=1 k i=1 k i l i i n r r r2 _____ = SUM y ПСИ (а ) / сигма , l = 1, k , i=1 i l i i m k-1 где: ПСИ (а) = 1, ПСИ (а) = а при k > 1. l k
Из множества полиномов с k = 1, 2,… необходимо выбирать
m
полином g*(а), близкий в некотором функциональном пространстве к функции g(а). В качестве критерия аппроксимации при известной дисперсии наблюдений используют критерий Маллоуса [7], который для случая неравноточных наблюдений может быть записан в виде:
2 С = S - (n - 2k ). (18) р r m
При различных значениях k вычисляются коэффициенты полинома
m
методом взвешенных наименьших квадратов по выборке R . Для каждого
r полинома вычисляется значение критерия аппроксимации. Из множества полиномов в качестве оптимального g (а) выбирается тот полином,
opt который обеспечивает минимальное значение критерия аппроксимации (18).
Обратное преобразование аппроксимирующей функции. Полученная функция g (а) аппроксимирует преобразованную целевую функцию,
opt
поэтому функция, аппроксимирующая непосредственно целевую функцию, получается соответствующим обратным преобразованием. При исследовании интенсивности смертности, для которой g(а) =
= ln лямбда(а), функция лямбда(а), аппроксимирующая непосредственно интенсивность смертности, получается потенцированием g (а): opt лямбда(а) = exp(g (а)). opt
Если выполняется исследование повозрастной относительной смертности, то искомая функция Р*(а), аппроксимирующая
s непосредственно функцию Р (а), получается следующим s
преобразованием:
exp(g* (а)) opt Р(а) = ----------------. s 1 + exp(g (а)) opt
Логарифмическое преобразование и логистическое преобразование являются однозначными и монотонными, что обеспечивает близость оценки интенсивности к истинной функции интенсивности после обратного преобразования (потенцирования) и близость оценки условной вероятности к условной вероятности после преобразования, обратного логистическому преобразованию.
4.3. Вычисление средней ожидаемой продолжительности жизни
_ Средняя ожидаемая продолжительность жизни А вычисляется по оценке функции интенсивности смертности от всех причин в соответствии с известной формулой:
_ бесконечность -ЛЯМБДА*(а) А = интеграл e dа, (19) 0
где:
а ЛЯМБДА*(а) = интеграл лямбда*(x)dx. (20) 0
Так как аппроксимирующая функция имеет весьма сложное
_ выражение, то найти простое выражение для А через ее параметры не представляется возможным. Поэтому при вычислении (20) и (19) целесообразно воспользоваться методами численного интегрирования, а в качестве верхнего предела интегрирования в (19) использовать максимальное реально наблюдавшееся значение возраста умерших а .
max
Приложение N 1
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРИМЕРА АНАЛИЗА
ПОВОЗРАСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
Таблица 1
КОЛИЧЕСТВО МУЖЧИН, УМЕРШИХ ОТ ВСЕХ ПРИЧИН В Г. ВЛАДИМИРЕ ЗА 1989-1993 ГГ.
Воз- Коли- Воз- Коли- Воз- Коли- Воз- Коли- Воз- Коли- Воз- Ко- раст чес- раст чес- раст чес- раст чес- раст чес- раст ли-
тво тво тво тво тво чес- тво
0 154 19 16 38 99 57 181 76 148 95 4
1 14 20 10 39 80 58 219 77 147 96 4
2 7 21 28 40 72 59 226 78 144 97 3
3 7 22 31 41 89 60 259 79 124 98 1
4 2 23 32 42 108 61 225 80 138 99 2
5 7 24 21 43 83 62 315 81 134 100 0
6 6 25 26 44 69 63 302 82 113 101 0
7 9 26 22 45 82 64 301 83 90
8 8 27 41 46 70 65 294 84 76
9 6 28 38 47 62 66 260 85 57
10 3 29 31 48 79 67 226 86 60
11 3 30 46 49 107 68 201 87 50
12 9 31 48 50 146 69 142 88 31
13 4 32 53 51 187 70 152 89 27
14 13 33 66 52 192 71 128 90 13
15 8 34 56 53 191 72 145 91 14
16 12 35 65 54 200 73 118 92 11
17 15 36 76 55 193 74 117 93 9
18 12 37 65 56 205 75 123 94 4
Таблица N 2
КОЛИЧЕСТВО МУЖЧИН, УМЕРШИХ ОТ БОЛЕЗНЕЙ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ В Г. ВЛАДИМИРЕ ЗА 1989-1993 ГГ.
Воз- Коли- Воз- Коли- Воз- Коли- Воз- Коли- Воз- Коли- Воз- Ко- раст чес- раст чес- раст чес- раст чес- раст чес- раст ли-
тво тво тво тво тво чес- тво 0 2 19 3 38 28 57 78 76 94 95 2 1 0 20 1 39 22 58 90 77 88 96 3 2 0 21 3 40 22 59 105 78 97 97 3 3 1 22 5 41 29 60 114 79 96 98 1 4 0 23 5 42 41 61 105 80 95 99 1 5 0 24 1 43 23 62 164 81 102 100 0 6 0 25 4 44 27 63 151 82 86 101 0 7 0 26 2 45 32 64 150 83 64 8 0 27 5 46 25 65 168 84 55 9 0 28 3 47 28 66 128 85 49 10 0 29 3 48 28 67 124 86 47 11 0 30 6 49 44 68 115 87 41 12 0 31 5 50 53 69 76 88 24 13 0 32 5 51 73 70 92 89 23 14 0 33 7 52 78 71 70 90 12 15 0 34 10 53 85 72 84 91 11 16 0 35 14 54 93 73 68 92 5 17 0 36 13 55 86 74 63 93 8 18 1 37 13 56 82 75 75 94 4
Таблица N 3
СУММАРНОЕ ПОВОЗРАСТНОЕ КОЛИЧЕСТВО МУЖЧИН В Г. ВЛАДИМИРЕ (ПО ДАННЫМ НА СЕРЕДИНЫ 1989, 1990, 1991, 1992 И 1993 ГГ.)
Воз- Коли- Воз- Коли- Воз- Коли- Воз- Коли- Воз- Коли- Воз- Ко- раст чес- раст чес- раст чес- раст чес- раст чес- раст ли-
тво тво тво тво тво чес- тво
0 10703 19 14704 38 14159 57 8171 76 1542 95 17
1 11561 20 15353 39 13861 58 8115 77 1446 96 16
2 12317 21 15713 40 13509 59 8283 78 1251 97 8
3 12502 22 16061 41 12940 60 8546 79 1031 98 3
4 12473 23 15141 42 12461 61 8722 80 908 99 3
5 12524 24 14514 43 11109 62 8747 81 714 100 2
6 12278 25 14732 44 9412 63 8202 82 586 101 2
7 11954 26 15273 45 7893 64 7472 83 476
8 11800 27 15614 46 6900 65 6451 84 376
9 11514 28 16038 47 7258 66 5314 85 306
10 11197 29 16093 48 8244 67 4209 86 242
11 10880 30 16221 49 9691 68 3352 87 190
12 10770 31 16079 50 11541 69 2711 88 136
13 10657 32 15767 51 12845 70 2392 89 95
14 10583 33 15532 52 12307 71 1997 90 58
15 10690 34 15453 53 11852 72 1765 91 45
16 10973 35 15021 54 10838 73 1641 92 40
17 11407 36 14813 55 9606 74 1649 93 33
18 13082 37 14546 56 8551 75 1512 94 30
Приложение N 2
ОЦЕНКИ ФУНКЦИЙ ИНТЕНСИВНОСТИ СМЕРТНОСТИ И ПОВОЗРАСТНОЙ ДОЛИ ЛЕТАЛЬНЫХ ИСХОДОВ
В ТАБЛИЧНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ
Пояснение к таблице 4. Значение интенсивности смертности
r
(столбец лямбда*(а )) численно равно вероятности смерти в течение
i r течение возрастного интервала в один год с серединой в а . r i Например, а = 52 года и лямбда*(52) = 0,014446 означает, что в i
возрасте от 51,5 до 52,5 года умирает примерно 144 человека из 10000 жителей.
Пояснение к таблице 5. Значение интенсивности смертности от
r болезней кровеносной системы (столбец лямбда*(а )) численно равно
s i вероятности смерти от данной причины в течение возрастного
r r интервала в один год с серединой в а . Например, а = 52 года и
i i лямбда*(52) = 0,005923 означает, что в возрасте от 51,5 до 52,5
s
года от болезней кровеносной системы умирает примерно 59 человек из 10000 жителей.
Пояснение к таблице 6. Значение повозрастной относительной
r смертности от болезней кровеносной системы (столбец Р*(а ))
s i r численно равно вероятности смерти в возрасте а от указанной i r причины среди всех причин смерти. Например, а = 52 года и i
Р*(52) = 0,409754 означает, что в возрасте 52 года среди всех s
умерших количество умерших от болезней кровеносной системы составляет примерно 41%.
Таблица N 4
ИНТЕНСИВНОСТЬ СМЕРТНОСТИ МУЖЧИН
ОТ ВСЕХ ПРИЧИН В Г. ВЛАДИМИРЕ ЗА 1989-1993 ГГ.
r r r r r а лямбда* а лямбда* а лямбда* а лямбда* а лямбда*
i r i r i r i r i r (а ) (а ) (а ) (а ) (а ) i i i i i
1,0 0,00522 19,0 0,001202 37,0 0,00495 55,0 0,018583 73,0 0,072801
2,0 0,001563 20,0 0,001268 38,0 0,005352 56,0 0,020271 74,0 0,078352
3,0 0,000725 21,0 0,00134 39,0 0,005769 57,0 0,022127 75,0 0,084714
4,0 0,000464 22,0 0,00142 40,0 0,006202 58,0 0,024153 76,0 0,09207
5,0 0,000372 23,0 0,001511 41,0 0,006651 59,0 0,026347 77,0 0,100618
6,0 0,000349 24,0 0,001616 42,0 0,007119 60,0 0,028705 78,0 0,110561
7,0 0,000363 25,0 0,001738 43,0 0,007611 61,0 0,031218 79,0 0,122082
8,0 0,000401 26,0 0,001879 44,0 0,008132 62,0 0,033873 80,0 0,135317
9,0 0,000457 27,0 0,002041 45,0 0,008689 63,0 0,036657 81,0 0,150304
10,0 0,000526 28,0 0,002225 46,0 0,009291 64,0 0,039557 82,0 0,166921
11,0 0,000606 29,0 0,002433 47,0 0,009946 65,0 0,042563 83,0 0,184807
12,0 0,00069 30,0 0,002666 48,0 0,010667 66,0 0,045672 84,0 0,203285
13,0 0,000775 31,0 0,002924 49,0 0,011465 67,0 0,04889 85,0 0,221322
14,0 0,000857 32,0 0,003207 50,0 0,012352 68,0 0,052237 86,0 0,237542
15,0 0,000934 33,0 0,003514 51,0 0,013341 69,0 0,055748 87,0 0,250367
16,0 0,001006 34,0 0,003844 52,0 0,014446 70,0 0,059475 88,0 0,258283
17,0 0,001073 35,0 0,004194 53,0 0,01568 71,0 0,063492 89,0 0,260219
18,0 0,001138 36,0 0,004563 54,0 0,017055 72,0 0,067894 90,0 0,255941
Таблица N 5
ИНТЕНСИВНОСТЬ СМЕРТНОСТИ МУЖЧИН ОТ БОЛЕЗНЕЙ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ В Г. ВЛАДИМИРЕ ЗА 1989-1993 ГГ.
r r r r r а лямбда* а лямбда* а лямбда* а лямбда* а лямбда*
i s i s i s i s i s r r r r r (а ) (а ) (а ) (а ) (а ) i i i i i 1,0 19,0 0,00012 37,0 0,001023 55,0 0,007781 73,0 0,042418 2,0 20,0 0,000136 38,0 0,001225 56,0 0,008595 74,0 0,046373 3,0 21,0 0,000149 39,0 0,001456 57,0 0,009531 75,0 0,051086 4,0 22,0 0,00016 40,0 0,001712 58,0 0,010602 76,0 0,056775
5,0 0,000018 23,0 0,000168 41,0 0,001992 59,0 0,011817 77,0 0,063688
6,0 0,000006 24,0 0,000177 42,0 0,00229 60,0 0,013183 78,0 0,07209
7,0 0,000003 25,0 0,000187 43,0 0,002601 61,0 0,014699 79,0 0,082235
8,0 0,000003 26,0 0,000199 44,0 0,002921 62,0 0,01636 80,0 0,094324
9,0 0,000003 27,0 0,000214 45,0 0,003248 63,0 0,018155 81,0 0,108426
10,0 0,000004 28,0 0,000236 46,0 0,003579 64,0 0,020067 82,0 0,124383
11,0 0,000007 29,0 0,000263 47,0 0,003917 65,0 0,022078 83,0 0,141691
12,0 0,000011 30,0 0,0003 48,0 0,004266 66,0 0,024172 84,0 0,15941
13,0 0,000018 31,0 0,000348 49,0 0,004631 67,0 0,026339 85,0 0,176156
14,0 0,000028 32,0 0,000409 50,0 0,005021 68,0 0,028582 86,0 0,190246
15,0 0,000042 33,0 0,000487 51,0 0,005448 69,0 0,030919 87,0 0,20002
16,0 0,00006 34,0 0,000584 52,0 0,005923 70,0 0,033392 88,0 0,204293
17,0 0,00008 35,0 0,000704 53,0 0,00646 71,0 0,036066 89,0 0,202779
18,0 0,000101 36,0 0,00085 54,0 0,007074 72,0 0,039034 90,0 0,196311
Таблица N 6
ПОВОЗРАСТНАЯ ОТНОСИТЕЛЬНАЯ СМЕРТНОСТЬ МУЖЧИН ОТ БОЛЕЗНЕЙ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ В Г. ВЛАДИМИРЕ ЗА 1989-1993 ГГ.
r r r r r r r r r r а Р*(а ) а Р*(а ) а Р*(а ) а Р*(а ) а Р*(а ) i s i i s i i s i i s i i s i
1,0 19,0 0,109796 37,0 0,212394 55,0 0,421105 73,0 0,586351
2,0 20,0 0,112347 38,0 0,235084 56,0 0,426689 74,0 0,595429
3,0 21,0 0,111774 39,0 0,258235 57,0 0,433438 75,0 0,605986
4,0 22,0 0,109174 40,0 0,281091 58,0 0,441377 76,0 0,618474
5,0 0,027031 23,0 0,105634 41,0 0,302923 59,0 0,450447 77,0 0,633232
6,0 0,009577 24,0 0,10207 42,0 0,3231 60,0 0,460508 78,0 0,650416
7,0 0,005923 25,0 0,099175 43,0 0,341143 61,0 0,471352 79,0 0,669931
8,0 0,005448 26,0 0,097437 44,0 0,356755 62,0 0,482718 80,0 0,691384
9,0 0,00652 27,0 0,097194 45,0 0,369828 63,0 0,494317 81,0 0,714071
10,0 0,009138 28,0 0,098688 46,0 0,380426 64,0 0,505854 82,0 0,737017
11,0 0,013836 29,0 0,102109 47,0 0,388757 65,0 0,517057 83,0 0,75907
12,0 0,021341 30,0 0,107629 48,0 0,395145 66,0 0,527702 84,0 0,779026
13,0 0,032171 31,0 0,115409 49,0 0,399989 67,0 0,537637 85,0 0,79575
14,0 0,04617 32,0 0,125589 50,0 0,403736 68,0 0,546801 86,0 0,808231
15,0 0,062214 33,0 0,138268 51,0 0,406842 69,0 0,555238 87,0 0,815582
16,0 0,078385 34,0 0,153465 52,0 0,409754 70,0 0,563101 88,0 0,816962
17,0 0,092598 35,0 0,171081 53,0 0,412879 71,0 0,570654 89,0 0,811525
18,0 0,103288 36,0 0,190865 54,0 0,416569 72,0 0,578257 90,0 0,798491
Приложение N 3
РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
ПРОГРАММОЙ ОЦЕНИВАНИЯ ПОВОЗРАСТНЫХ РИСКОВ
П3.1. Назначение программы
Программа предназначена для решения следующих задач в соответствии с математическими положениями и алгоритмами, изложенными в данных Методических рекомендациях: — построение непараметрической оценки интенсивности смертности (от всех причин и по отдельным причинам); — построение непараметрической оценки повозрастной относительной смертности для отдельных причин; — вычисление средней ожидаемой продолжительности жизни по непараметрической оценке интенсивности смертности от всех причин; — построение параметрических моделей Гомперца и Гомперца-Мейкема. В программе дополнительно реализовано построение периодных таблиц смертности классическим методом [7], вычисление по ним средней ожидаемой продолжительности жизни и оценивание параметров моделей Гомперца и Гомперца-Мейкема по коэффициентам смертности.
П3.2. Требования к аппаратным и системным программным средствам
Для работы с программой требуются IBM совместимый компьютер с процессором Intel 486 и выше (рекомендуется Pentium), 8 Мб оперативной памяти, 1,5 Мб дискового пространства, операционная система MS Windows 3.xx с установленными библиотеками Win32s или более поздние версии MS Windows (рекомендуется).
П3.3. Входные и выходные данные
Исходные данные для вычислений должны быть предварительно подготовлены в файле в текстовом формате в виде столбцов левых границ возрастных интервалов и количества попаданий возраста в эти интервалы. Значения полученной в результате вычислений аппроксимирующей функции заносятся программой в файл в текстовом формате. В программе реализована визуализация графиков аппроксимирующих функций, но для высококачественного оформления графиков и совмещения нескольких кривых следует использовать стандартные программы деловой графики (MS Graph, GS Grapher и т.п.), в которых предусмотрен импорт данных для графиков из текстовых файлов. Программой создается файл всех настроек вычислений, который предназначен для повторного использования при вариантных расчетах.
П3.4. Описание интерфейса программы
Последовательность действий при подготовке отдельного сеанса вычислений вместе с информацией для этой последовательности далее называется «Сценарий вычислений». Главное меню программы обеспечивает настройку параметров программы, начало подготовки сценария вычислений (настройку параметров вычислений), выполнение вычислений, просмотр результатов вычислений в графическом и табличном виде. Функции программы реализуются следующими пунктами меню или комбинациями клавиш: «Сценарий|Подготовить данные» или [Ctrl + D] вызывает внутренний текстовый редактор для создания и изменения файлов с данными. «Сценарий|Создать (Изменить)» или [Ctrl + C] создает новый или изменяет существующий сценарий вычислений в диалоговом окне «Сценарий вычислений». «Сценарий|Загрузить» или [Ctrl + O] открывает диалоговое окно «Открыть файл сценария» для чтения информации из файла сохраненного ранее сценария. «Сценарий|Закрыть» или [Ctrl + F4] закрывает активный сценарий вычислений. Пункт не доступен, если нет активного сценария. «Сценарий|Сохранить» или [Ctrl + S] сохраняет активный сценарий в файле. «Сценарий|Сохранить как» сохраняет активный сценарий в файле с другим именем. «Сценарий|Выход» или [Alt + X] приводит к немедленному выходу из программы. «Вычисления» вызывает подменю для запуска вычислений и просмотра результатов вычислений. Пункты подменю не доступны, если нет активного сценария. «Вычисления|Запуск вычислений» или [Ctrl + R] инициирует процесс вычислений в соответствии с установками, заданными при формировании сценария вычислений или считанными из файла сценария. «Вычисления|Просмотр табличного представления функции» или [Ctrl + T] отображает в главном окне табличное представление полученной аппроксимирующей функции. «Вычисления|Просмотр параметров модели» или [Ctrl + P] отображает параметры полученной модели. «Вычисления|Просмотр зависимостей» или [Ctrl + G] отображает в главном окне график полученной аппроксимирующей функции. Щелчок правой кнопки мыши в области построения графиков активизирует выпадающее меню управления диаграммой. «Вычисления|Печать содержимого окна» — вывод на печать содержимого главного окна программы. «Вычисления|Поместить содержимое окна в буфер обмена» или [Ctrl + Ins] — захват содержимого главного окна программы в буфер обмена Windows. «Настройки» вызывает подменю установки параметров программы. «Настройки|Вычислений» открывает диалоговое окно «Параметры вычислений». Пункт не доступен, если нет активного сценария. «Настройки|Общие» открывает диалоговое окно «Общие настройки». «Помощь» вызывает подменю для получения справки. «Помощь|Справка» дает справку о работе с программой. «Помощь|О программе» дает краткие сведения о программе. В программе предусмотрены следующие диалоговые окна: «Открыть файл». В поле <Имя файла> задается имя файла, который необходимо открыть. При выборе кнопки <Открыть> открывается выбранный файл, по кнопке <Отмена> - выход из диалога без изменений. "Сохранить файл". В поле <Имя файла> указывается имя сохраняемого файла. При выборе кнопки <Сохранить> сохраняется файл, по кнопке <Отмена> - выход из диалога без сохранения файла. "Сценарий вычислений". Содержимое сценария отображается единообразными окнами, соответствующими шагам подготовки сеанса вычислений. Для перехода к следующему очередному шагу предназначена кнопка <Далее>, для возврата на предыдущий шаг - кнопка <Назад>, для выхода из диалога без учета сделанных изменений - кнопка <Отмена>. "Сценарий: шаг 1". Из списка <Рассчитываемые показатели> должен быть выбран один из следующих показателей: "Интенсивность смертности", "Повозрастная относительная смертность", "Периодная таблица смертности". Переключатели <Средняя ожидаемая продолжительность жизни> и <Подбор параметров модели Гомперца/Гомперца-Мейкема> доступны, если рассчитываемый показатель - интенсивность смертности или периодная таблица смертности. Счетчик <Нижняя возрастная граница в модели> задает нижнюю возрастную границу, учитываемую при подборе параметров моделей Гомперца/Гомперца-Мейкема и доступен для изменения, только если выполняется подбор параметров. Поле <Описание выполняемого расчета> позволяет документировать описание решаемой задачи. Первая строка описания будет отображена в заголовке графиков. "Сценарий: шаг 2". В поле <Имя первого файла с данными> задается имя файла и полный путь к нему. Кнопка <Обзор> открывает диалоговое окно "Открыть файл". Файл должен содержать таблицу распределения количества умерших по возрастным интервалам. При оценивании повозрастной относительной смертности или интенсивности смертности от заданной причины таблица должна содержать данные о количестве умерших только от заданной причины. "Сценарий: шаг 3". Указывается назначение столбцов в первом файле. Для изменения назначения выбирается номер столбца и переключателем указывается его назначение. Поле <Период наблюдений> (оно не доступно при аппроксимации повозрастной относительной смертности) предназначено для указания периода наблюдений. Поле <Импорт со строки> задает номер строки, начиная с которой будут считываться данные из файла. "Сценарий: шаг 4". Поле <Имя второго файла с данными> определяет имя второго файла, участвующего в вычислениях. Кнопка <Обзор> открывает диалоговое окно "Открыть файл". При оценивании интенсивности смертности и расчете таблиц смертности файл должен содержать распределение количества жителей по возрастным интервалам. При оценивании повозрастной относительной смертности файл должен содержать распределение количества умерших от всех причин. "Сценарий: шаг 5". Указывается назначение столбцов во втором файле. Для изменения назначения столбца выбирается его номер и переключателем указывается его назначение. Поле <Количество интервалов разбиения> (доступно только при оценивании интенсивности смертности) предназначено для указания количества интервалов, на которые разбивается период наблюдений. Поле <Импорт со строки> задает номер строки, начиная с которого будут считываться данные из файла. "Сценарий: шаг 6". Задаются имена выходных файлов, в которые будут помещены результаты вычислений. Поле <Имя выходного файла с аппроксимирующей функцией> определяет имя файла, в который будут помещены значения аппроксимирующей функции. В поле <Имя выходного файла с параметрами модели> задается имя файла, в который будут записаны параметры полученной модели. Установленный переключатель <Вывод результатов для сетки с заданными размерами интервалов> задает вывод аппроксимирующей функции и кривой Гомперца/Гомперца-Мейкема (если установлено <Подбор параметров модели>), вычисленной в узлах сетки, отстоящих на интервалы, заданные через разделитель в поле <Интервалы (через ";")>. Вывод результатов для равномерной сетки вычислений (через равные возрастные интервалы - например, 1 год, или 2 года, или 5 лет и т.п.) осуществляется путем введения соответствующего значения в поле <Интервал>. Для неравномерной сетки (через неравные размеры возрастных интервалов - например, 1 год, 4 года, 5 лет, 10 лет, причем последнее из введенных значений определяет шаг сетки для последующих возрастных интервалов), вывод результатов производится в узлах сетки, которые последовательным суммированием размеров интервалов, начиная с нулевого возраста, и для указанного примера будут: 1, 5, 10, 20, 30 (0 + 1 = 1, 1 + 4 = 5, 5 + 5 = 10, 10 + 10 = 20, 20 + 10 = 30). В файле оперативной справки (контекстной помощи) приведен вариант задания возрастных интервалов для неравномерной сетки при работе с официальной формой статистического наблюдения С-51, введение которых в поле <Интервал> можно осуществить путем стандартных режимов копирования и вставки (Ctrl + C, Ctrl + V). "Сценарий: шаг 7". Окно отображает установки, сделанные на всех предыдущих шагах. Кнопка <Готово> завершает подготовку сценария вычислений. "Параметры вычислений". Установка переключателя <Автоматически> обеспечивает выбор аппроксимирующей функции оптимальной сложности в соответствии с критерием аппроксимации. Поле <Глубина поиска> указывает глубину поиска оптимума критерия. Установка переключателя <Заданной степени> приводит к построению без оптимизации аппроксимирующего полинома заданной степени, указанной в поле <Степень>. Выход с сохранением изменений дает нажатие кнопки <Оk>, <Отмена> - выход без сохранения, <Помощь> - вызов оперативной справки. Если в сценарии вычислений было задано вычисление таблицы смертности, то окно "Настройка вычислений" устанавливает способ определения для каждого возрастного интервала значения доли, прожитой умершими (коэффициент смещения). Поле <Имя файла с коэффициентами смещения> определяет имя файла, в котором должны быть предварительно подготовлены столбец левых границ интервалов и столбец значений коэффициентов. Если имя файла не указывается, то для всех возрастных интервалов коэффициент смещения принимается равным 0,5. "Общая настройка". Группа <Формат числа> определяет формат отображения чисел (общее количество позиций для числа и количество позиций после десятичной запятой) при выводе на экран и в файл. В группе <Параметры шрифта> счетчиком <Размер> задается размер шрифта, используемого для отображения табличного представления аппроксимирующей функции и параметров моделей, а при нажатии кнопки <Шрифт> предоставляется возможность выбрать вид шрифта. В группе <Перед вычислениями> переключатель <Запускать перед началом вычислений> будет вызывать запуск внешней программы непосредственно перед началом вычислений. Путь к программе указывается в поле <Программа> этой группы. В группе <Поле вычислений> переключатель <Запускать поле вычислений> предназначен для запуска внешней программы непосредственно после завершения вычислений. Путь к программе указывается в поле <Программа> этой группы. Кнопки <Обзор> позволяют выбрать путь к внешним программам. Выход с сохранением изменений осуществляется при нажатии кнопки <Оk>, <Отмена> - выход без сохранения, <Помощь> - вызов оперативной справки. Выпадающее меню управления диаграммой, которое появляется при нажатии правой кнопки мыши в окне просмотра графиков аппроксимирующих функций, содержит следующие пункты: - <Логарифмический масштаб> - переключение отображения графиков в логарифмическом масштабе или в масштабе натуральных единиц. - <Прямые наблюдения> отображает или скрывает точки прямых наблюдений на графиках. Не доступно, если вычислялась таблица смертности или результаты вычислений выводились по регулярной сетке возраста. - <Закон Гомперца/Гомперца-Мейкема> отображает или скрывает функцию Гомперца/Гомперца-Мейкема, построенную по подобранным параметрам. Не доступно, если подбор параметров не выполнялся или рассчитываемый показатель - повозрастная относительная смертность. Удерживание клавиши [Shift] и выделение мышкой прямоугольной области приводит к перерисовыванию выделенной области графика в полное окно. Нажатая клавиша [Shift] и щелчок левой кнопки мыши на графике возвращает просмотр всего графика в полное окно.
П3.5. Сообщения пользователю
N Сообщение Объяснение
1 Сценарий изменен. Со- Попытка закрыть сценарий без сохране-
хранить? ния изменений. Кнопка "Да" сохраняет сценарий, "Нет" запрещает сохранение, "Отмена" отменяет закрытие
2 Закройте текущий сце- Есть активный сценарий при попытке
нарий открыть другой сценарий
3 Файл «имя файла» не Файл, указанный при открытии сценария,
найден не найден
4 Внутренняя ошибка при Произошла внутренняя ошибка при выпол-
выполнении вычислений нении вычислений
5 Не определен рассчиты- В файле сценарий не задано, аппрокси-
ваемый показатель мация какого повозрастного показателя должна выполняться
6 Первый файл с данными Первый файл с данными не был найден
не найден
7 Второй файл с данными Второй файл с данными не был найден
не найден
8 Первый файл с данными Число столбцов в первом файле меньше
содержит мало информа- двух ции
9 Второй файл с данными Число столбцов во втором файле меньше
содержит мало информа- двух ции
10 Первый файл с данными Первый файл с данными содержит ошибки
поврежден в записях чисел
11 Второй файл с данными Второй файл с данными содержит ошибки
поврежден в записях чисел
12 Неверный номер столбца Номер столбца возрастных интервалов
возрастных интервалов в первом файле больше количества в первом файле столбцов
13 Неверный номер столбца Номер столбца значений во втором файле
возрастных интервалов больше количества столбцов во втором файле
14 Номер столбца возраст- При совпадении имен входных файлов
ных интервалов равен номера столбцов возрастных интервалов номеру столбца попада- и попаданий не должны совпадать ний в первом файле
15 Номер столбца возраст- При совпадении имен входных файлов
ных интервалов равен номера столбцов возрастных интервалов номеру столбца попада- и попаданий не должны совпадать ний во втором файле
16 Неверный номер столбца Номер столбца попаданий в первом файле
попаданий в первом больше количества столбцов файле
17 Неверный номер столбца Номер столбца попаданий во втором
попаданий во втором файле больше количества столбцов файле
18 Совпадают номера Если совпадают имена входных файлов,
столбцов возрастных то номера столбцов возрастных интер- интервалов и попаданий валов и попаданий не должны совпадать с первым файлом
19 Не задано имя файла Не задано имя файла для значений ап-
значений аппроксими- проксимирующей функции рующей функции
20 Не задано имя файла Не задано имя файла для параметров
параметров модели модели
21 Имя файла параметров Имена выходных файлов не должны сов-
модели совпадает с падать именем файла значений аппроксимирующей функ- ции
22 Не найден каталог для Каталог для записи файла значений ап-
файла значений аппро- проксимирующей функции предварительно ксимирующей функции не был создан
23 Не найден каталог для Каталог для записи файла параметров
файла параметров мо- модели предварительно не был создан дели
24 Не найден файл коэффи- Не найден входной файл, содержащий
циентов смещения для коэффициенты смещения (доли возрастных таблицы смертности интервалов прожитых умершими)
25 Ошибка чтения файла В процессе чтения файла сценария были
настроек обнаружены ошибки
26 Ошибочные коэффициенты Коэффициенты смещения для таблицы
смещения смертности не лежат в пределах от 0 до 1
27 Несоответствие воз- Возрастные интервалы для количества
растных интервалов умерших, количества живущих или коэф- фициентов смещения не совпадают при вычислении таблицы смертности
28 Несоответствие числа Возрастные интервалы в входных файлах
умерших от данной не совпадают или количество умерших от причины и числа умер- данной причины больше количества умер-
ших от всех причин ших от всех причин в возрастном интер- вале
29 Значения интервалов Значения интервалов для регулярной се-
для регулярной сети ти должны быть в диапазоне от 0,01 до должны быть в диапа- 10 зоне от 0,01 до 10
30 Интервалы регулярной Интервалы регулярной сети вывода ре-
сети вывода резуль- зультатов заданы не верно либо в опи- татов заданы не верно сании присутствует недопустимый символ
П3.6. Пример последовательности действий пользователя
Описание решаемой задачи:
1) Получить непараметрическую оценку интенсивности смертности. 2) Осуществить подбор параметров модели Гомперца-Мейкема по тем же данным на интервале возраста после 10 лет. 3) Получить значения функции интенсивности смертности для возрастов с шагом 1 год. П3.6.1. Подготовить исходные данные. Далее под обозначением {DA} будет подразумеваться полный путь к программе оценивания повозрастных рисков. В текстовый файл {DA}\EXAMPLE\DEAD_M.DAT занести строки в виде <левая граница возрастного интервала> <пробелы> <количество умерших в возрастном интервале> из таблицы 1. В текстовый файл {DA}\EXAMPLE\POPULAT.DAT занести строки в виде <левая граница возрастного интервала> <пробелы> <количество жителей> из таблицы 3. Для занесения выберите пункт меню "Сценарий|Подготовить данные". Вместо встроенного редактора можно воспользоваться любым другим внешним текстовым редактором, например "Блокнот" из Windows или "MS Word", с сохранением файла в текстовом формате и другими. П3.6.2. Запустить на выполнение программу DA.EXE. П3.6.3. Создать сценарий. Для этого выбрать пункт меню «Сценарий|Создать». В открывшемся диалоговом окне «Сценарий вычислений» выполнить следующие шаги: 1) Шаг 1
а) выбрать пункт <Интенсивность смертности> из выпадающего списка <Оцениваемые показатели>; б) снять флажок <Средняя ожидаемая продолжительность жизни>; в) установить флажок <Подбор параметров модели>; г) установите переключатель в <Гомперца-Мейкема>; д) счетчик <Нижняя возрастная граница в модели> установить в значение 10; е) в поле <Описание выполняемого расчета> задать краткое описание выполняемых расчетов, например "Интенсивность смертности, г. Владимир, мужчины, 1989-1993 гг."; ж) нажать кнопку <Далее>.
2) Шаг 2
а) в поле <Имя первого файла с данными> задать имя файла и путь к первому файлу {DA}\EXAMPLE\DEAD_M.DAT; б) нажать кнопку <Далее>.
3) Шаг 3
а) щелкнуть на <1 столбец>, в поле <Назначение столбца> установить переключатель в <Граница возрастного интервала>, щелкните на <2 столбец>, в поле <Назначение столбца> установите переключатель в <Количество случаев>; б) в поле <Период наблюдений> указать 5 лет; в) поле <Импорт со строки> оставить без изменения; г) нажать кнопку <Далее>.
4) Шаг 4
а) в поле <Имя второго файла с данными> задайте имя файла и путь к второму файлу, участвующему в вычислениях. Ввести имя и путь к файлу можно непосредственно с клавиатуры {DA}\EXAMPLE\POPULAT.DAT либо, нажав кнопку <Обзор>, указать имя и путь в диалоговом окне <Открыть файл>; б) нажмите кнопку <Далее>.
5) Шаг 5
а) щелкните на <1 столбец>, в поле <Назначение столбца> и установите переключатель в <Граница возрастного интервала>. Щелкните на <2 столбец>, в поле <Назначение столбца> и установите переключатель в <Количество случаев>; б) в поле <Количество интервалов> укажите 5; в) поле <Импорт со строки> оставьте без изменения; г) нажмите кнопку <Далее>.
6) Шаг 6
а) в поле <Имя выходного файла с аппроксимирующей функцией> укажите имя файла, в который будут записаны результаты расчета. Ввести имя и путь к файлу {DA}\EXAMPLE\INTENS.DAT можно непосредственно с клавиатуры либо, нажав кнопку <Обзор>, указать имя и путь в диалоговом окне <Открытие файла>; б) в поле <Имя выходного файла с параметрами модели> укажите имя файла, в который будут записаны результаты расчета. Ввести имя и путь к файлу {DA}\EXAMPLE\INTENS.LST можно непосредственно с клавиатуры либо, нажав кнопку <Обзор>, указать имя и путь в диалоговом окне <Открытие файла>; в) установите флажок <Вывод результатов для сетки с заданными размерами интервалов>; г) поле <Интервалы (через ";")> установите в 1; д) нажмите кнопку <Далее>.
7) Шаг 7
а) просмотрите все установки, сделанные на предыдущих шагах; б) нажмите кнопку <Готово>, если все верно, и кнопку <Назад>, если требуются изменения.
Сохранение сценария в файл
Выберите меню «Сценарий/Сохранить». В диалоговом окне задайте имя файла сценария {DA}\EXAMPLE\INTENS.WIZ.
Запуск вычислений
Выберите меню «Вычисления/Запуск вычислений». Произойдет запуск вычислений и откроется окно «Идут вычисления». По завершении вычислений окно закроется, в главном окне программы будет сообщение «Расчеты проведены».
Просмотр и вывод результатов
вычислений на печать
а) Выберите пункт меню «Вычисления/Просмотр табличного представления функции». В главном окне программы отобразится табличное представление полученной функции. б) Выберите пункт меню «Вычисления/Просмотр параметров модели». В главном окне программы отобразятся параметры полученной модели. в) Выберите пункт меню «Вычисления/Просмотр зависимостей». В главном окне программы отобразятся графики оцениваемых показателей. г) Пункт меню «Вычисления/Печать содержимого окна» выводит на печать содержимое главного окна (табличное представление функции, или параметры полученной модели, или графики).
Приложение N 4
ГЛОССАРИЙ
Аппроксимация (approximation — приближение) — процедура выбора оптимальной аппроксимирующей функции из определенного класса функций. Следует различать параметрическую и непараметрическую аппроксимацию. При параметрической аппроксимации общий вид (формула, модель) изучаемой зависимости считается известным и требуется оценить значения параметров. Параметрическая аппроксимация дает хорошее приближение в том случае, если модель хорошо соответствует действительности, т.е. является адекватной. При непараметрической аппроксимации считаются известными лишь самые общие сведения об изучаемой зависимости. В этом случае требуется из заданного класса выбрать такую функцию, которая была бы близка в некотором смысле к истинной функции. Непараметрическая аппроксимация является инструментом исследования сложных малоизученных зависимостей при отсутствии достаточной информации для разработки параметрической модели. Аппроксимирующая функция — функция, близкая в некотором смысле к исследуемой истинной функции. Аппроксимирующая функция конструируется по данным, содержащим случайные ошибки наблюдений. Аппроксимирующую функцию также называют оценкой истинной функции. Вероятность — число, характеризующее степень возможности наступления случайного события в опыте. Определяется как предел отношения количества исходов, благоприятных для изучаемого события, к общему числу исходов при бесконечном увеличении числа опытов. Вероятность оценивается по частоте наблюдаемых событий, которая с увеличением количества наблюдений стремится к вероятности. Дисперсия ошибок наблюдений — числовая характеристика случайной величины, показывающая средний разброс ошибок наблюдений относительно математического ожидания. Когорта — совокупность сверстников, наблюдаемая в эксперименте для определения демографических характеристик за один и тот же период. Математическое ожидание — среднее значение случайной величины. Математическое ожидание является детерминированной величиной. Среднее арифметическое значение из реализаций случайной величины представляет собой оценку математического ожидания. Среднее арифметическое значение является случайным, но с увеличением количества реализаций оно стремится к математическому ожиданию. Метод наименьших квадратов — метод определения коэффициентов полиномиальной аппроксимирующей функции, основанный на минимизации суммы квадратов отклонений значений аппроксимирующей функции от исходных данных. Повозрастная относительная смертность — доля смертей от заданной причины среди всех смертей в некотором возрасте. Совокупность этих показателей для различных причин показывают структуру повозрастной смертности. Популяция — совокупность индивидуумов, длительное время занимающая определенную территорию и воспроизводящая себя в течение большого количества поколений. Риск — статистическое понятие, определяемое как ожидаемая частота или вероятность нежелательных эффектов, возникающих от воздействия заданной опасности. При исследовании повозрастного риска изучается поведение вероятности нежелательных эффектов (заболевания, смерти) с изменением возраста. Случайная ошибка наблюдения — отличие наблюдения от истинного значения изучаемой величины, вызванное различного рода случайными процессами (неточность измерительных приборов, помехи, округление, вычислительные ошибки и так далее). Смертность — процесс уменьшения численности популяции в результате смерти отдельных индивидуумов. Смертность как показатель есть частота смертных случаев в популяции за некоторый заданный период времени и может выражаться как количество смертных случаев на 1000 человек населения. Повозрастная смертность количественно отражает повозрастной риск смерти для членов популяции, доживших до определенного возраста. Вероятность смерти индивидуума в пределах заданного интервала возраста, отнесенная к продолжительности этого интервала, называется интенсивность смертности (сила смертности, удельная скорость смертности). Средняя ожидаемая продолжительность жизни — вычисленная продолжительность жизни среднего индивидуума когорты при условии, что на протяжении всей жизни возрастные коэффициенты смертности будут такими же, как на момент построения таблицы смертности. Таблица смертности (таблицы дожития) — упорядоченный по возрасту ряд взаимосвязанных величин, показывающий порядок вымирания условного поколения родившихся на момент составления таблицы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Большаков А.М., Крутько В.Н., Пуцилло Е.В. Оценка и управление рисками влияния окружающей среды на здоровье населения // Эдиториал УРСС. Москва, 1999.
- Киселев А.В., Фридман К.Б. Оценка риска здоровью // Международный институт оценки риска здоровью. Санкт-Петербург, 1997.
- Буренков В.Н., Дубов И.Р., Дубов Р.И. Анализ возрастной структуры смертности и заболеваемости и аппроксимация статистических законов распределения // Вестник новых медицинских технологий. Т. III. N 3. 1996. С. 72-76.
- Гаврилов Н.А., Гаврилова Н.С. Биология продолжительности жизни. М.: Наука, 1991.
- Дубов Р.И. Теоретическая модель развития-старения организма и ее практическое применение // Валеология. N 1. 1999. С. 3-9.
- Дубов И.Р. Формирование наблюдений и аппроксимация функций плотности распределения непрерывной случайной величины // Автоматика и телемеханика. N 4. 1998. С. 84-93.
- Chiang C.L. On constructing life tables // Journal of the American Statistical Association. 1972. V. 67. N 339. P. 538-541.
- Mallows C.L. Some comments on Cp // Technometrics. Vol. 15. 1973. P. 661-675.
