一種老年人生活環境量化計算方法與流程

本發明涉及一種老年人生活環境量化計算方法。從應用場景的角度講，屬于生物醫學技術領域；從技術實現的角度來講，亦屬于計算機科學與生物信息處理技術領域。

背景技術：

隨著我國老年人口數量的劇增，我國正加速進入老齡化社會，這樣勢必會造成人力資本的流失、社會福利養老負擔加重等一系列現實問題，對我國的經濟、社會、政治、文化發展產生深遠的影響。生活環境是人類賴以生存的物質基礎，生活環境的好壞與每個人生活質量和健康狀況都息息相關。尤其對于老年人群體而言，由于其自身的身體機能減弱，惡劣的生活環境對其健康產生更為嚴重的負面影響。因此，環境與健康的研究已成為當前的迫切課題，也必將是人類生存和發展中重要的、永恒的主題。

目前專門針對老年人群生活環境評估的研究并不多見，現有的環境評估方法主要有量表法和綜合評估方法。量表法通過篩選評估要素形成量表，然后以實地查看、當面提問或者調查問卷的形式實施評估，得出結果；綜合評估方法則是首先構建評估指標體系得出評估屬性，然后把評估屬性作為自變量，生活環境作為因變量基于不同的算法構造評估函數得出評估結果。

常用的環境評估量表有icf環境簡表、tess-nh量表、news-a量表等，量表中的評估項均涉及到了環境方面的主客觀因素。

icf環境簡表是世界衛生組織《國際功能、殘疾和健康分類》(簡稱ifc)關于個體狀況測試中環境因素測試的子表，該量表供臨床醫生檢查使用。該量表指出環境因素構成了人們生活和指導人們生活的自然環境、社會環境和態度環境。其中評估項目共分為用品和技術，自然環境和對環境的人為改變，支持和相互關系，態度、服務、體制和政策，其他任何背景性因素等6大類，共32個小項。量表使用方法是運用障礙因素以及有利因素對環境進行打分，障礙因素從“無障礙因素”到“完全障礙因素”分為5個等級，有利因素從“無有利因素”到“完全有利因素”分為5個等級。

tess-nh量表是1996年由sloane研制，用于評估養老機構關于老年癡呆患者治療性環境質量水平。該量表包含12個評估維度，32項評估內容，84個評估條目。量表由工作人員采取現場查看和訪談相結合的評估方式進行。該量表已通過翻譯、修改形成了中文版。由于量表評分方式采用likert方式，故主觀性較強，另外，評估結果較為粗略。

news-a量表在是社區步行環境量表(簡稱news)基礎上提出的簡約版。該量表中，包括生活設施便利情況、道路情況、美化情況、交通情況和治安情況5個維度，共17個條目。每個條目分為5級。該量表專門對生活環境中的社區步行環境進行了評估。該量表的效度和信度較好，但是對評估結果解釋性卻不夠理想。

環境評估領域綜合評估方法也較為常用。環境綜合評估方法的一般步驟是：確定評估指標體系及指標權重，計算評估結果。但是這種方法目前并沒有統一的標準，同時容易受到地域、經濟條件等其他因素的限制，并且其賦權方法大多依賴于主觀賦權方法，因此其推廣難度較大。

綜上分析，專門以老年人為對象的生活環境評估研究還較為缺乏，由于老年人身體機能的退化，其對環境的敏感程度要異于青年人，因此為了更為精確的對其進行量化計算，評估屬性選取的側重點要區別于現有量表；生活環境評估需要綜合考慮多種因素，因此量表法很難做到全面性，而且量表法并沒有充分考慮評估項之間的相關關系，以及不同評估項對評估結果所起作用的差異，這樣也在一定程度上影響評估結果的精確性；現有綜合評估方法在實施過程中大多依賴專家賦權，這就導致該方法受限于專家的知識水平、臨床經驗等，這樣在一定程度上就會造成評估結果主觀性較強、評估方法難以推廣等問題。

技術實現要素：

本發明的目的是：針對目前國內老年人生活環境評估方法匱乏，現有評估方法推廣難度較大、評估結果主觀性較強等問題，提出一種老年人生活環境量化分析方法。通過計算老年人生活環境百分制得分，達到量化老年人生活環境的目的。

本發明的設計原理如圖1所示，具體為：首先，分析當前研究獲得老年人生活環境研究領域公認的相關評估屬性；然后，基于熵值法量化各個評估屬性的權值；最后采用topsis算法計算老年人生活環境的百分制量化得分。本發明可以針對個體狀態給出一個百分制的量化值，充分體現個體的個性化特征，在一定程度上彌補現有方法的局限性。

本發明的技術方案是通過如下步驟實現的：

步驟1，分析并篩選老年人生活環境評估屬性，完成數據的預處理，具體實現方法為：

步驟1.1，綜合分析生活環境研究領域內較為認同的研究成果中生活環境評估的因素，結合專家意見，分層篩選老年人生活環境評估屬性，構成老年人生活環境評估指標體系；

步驟1.2，獲取清理后待分析數據構成數據集，其中每條數據包含n維生活環境評估屬性，以評估屬性為列向量，以不同樣本對應的屬性值為行向量，構建數據集x標記為[xij]。

步驟2，對步驟1獲得數據集x＝{xij}，應用熵值賦權法，計算每維評估屬性對生活環境的作用程度，即實現評估屬性的賦權，具體實現方法為：

步驟2.1，數據標準化，假設對各屬性數據標準化后的標準化矩陣為y＝{yij}，且其中0≤yij≤1；

步驟2.2，計算各個評估屬性的信息熵，根據信息論中信息熵的定義，一組數據的信息熵計算方法：

其中如果pij＝0，則定義

步驟2.3，計算各指標的權重，由步驟2.2計算得出的各個評估屬性的信息熵依次為e1,e2,…,em，通過信息熵計算各屬性的權重：

其中，wj即為第j維評估屬性的權重。

步驟3，應用topsis方法，計算老年人生活環境量化得分，具體實現方法為：

步驟3.1，將步驟2.1得到的標準化矩陣y＝{yij}進行規范化，構造規范化決策矩陣z′，其元素為z′ij，且有：

式中i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,m；

步驟3.2，將步驟3.1得到的矩陣進行加權，構造加權決策矩陣，權重使用步驟2得到結果，計算方法：

zij＝wjz′ij

式中i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,m，wj為第j個評估屬性的權重，由步驟2.3得到；

步驟3.3，確定理想解和負理想解，如果決策矩陣z中元素zij值越大表示評估結果越好，計算方法：

其中z⁺為理想解，z^-為負理想解；

步驟3.4，計算每個樣本到理想點的距離si和到負理想點的距離計算方法：

其中，i＝1,2,…,n；

步驟3.5，計算每一個樣本對于理想解的相對接近度ci，并進行排序，計算方法：

其中，i＝1,2,…,n，并且0≤ci≤1；

步驟3.6，將步驟3.5得到的相對接近度ci換算成百分制量化得分，計算方法：

scorei＝100*ci

其中，i＝1,2,…,n，scorei為單個老年人生活環境的量化得分。

有益效果

相比于現有的量表評分方法，本發明提出的融合熵值法和topsis算法的老年人生環境量化計算方法，通過量化評估屬性對評估結果的作用程度，提高了評估結果的精確性。

相比于基于專家賦權的綜合評估方法，本發明所提方法運用了客觀賦權的方法，排除了人為因素，評估結果更側重于數據本身所反映出的意義，在一定程度上提高了方法的普適性，并且大大減少了評估時間，提升了生活環境評估效率。從而本方法更具使用價值。

本發明所提方法，突破了現有環境評估方法的局限性，為中國老年人生活環境的量化評估提供了一種思路。生活環境本身是一個多種因素共同作用下的極為復雜的綜合系統，運用本方法對其進行準確的量化計算，能夠體現個體的個性化特征，達到細化人群的效果，為個體的個性化干預提供了參考，將有助于改善廣大老年人的生活環境質量。

附圖說明

圖1為本發明提出的老年人生活環境量化計算方法原理圖；

圖2為具體實施方式中，老年人生活環境量化評估指標體系；

圖3為具體實施方式中，老年人生活環境量化得分分布圖。

具體實施方式

為了更好的說明本發明的目的和優點，下面結合附圖和實例對本發明方法的實施方式做進一步詳細說明。

測試數據為2011～2012年北京醫院聯合全國7省市13家醫院的調查數據，采用調查問卷的方式進行數據采集，調查問卷是由中國衛生部行業基金老年健康綜合評估課題組和中國老年人保健及疾病防治聯盟聯合設計，其內容主要包括：基本情況、軀體健康評估、軀體功能評估、生活行為與社會功能評估、心理健康、認知功能、醫療情況、老年人失能等級評估表、輔助檢查等9個大類145個小項，共計482個問題的檢查。最終經過整合形成具有9503條樣本、共524維屬性的數據庫。

以下測試的實驗環境均為同一臺計算機，其配置為：2.93ghzcpu，4.0gb內存，windows7操作系統。

第一環節

本環節使用數據源為原始數據源。詳細說明老年人生活環境評估屬性的篩選過程及評估體系構建過程。具體實施步驟如下：

步驟1.1，綜合分析生活環境研究領域內較為認同的研究成果中生活環境評估的因素，結合專家意見，基于調查問卷的項目，按照自然和社會兩個類別、物質和非物質兩個角度，獲得生活環境10維評估屬性：所在地區(地理坐標)、家庭類型、現居住地、曾經職業、月收入、文化程度、人際關系、參與能力、生活感受、獨立能力，構成評估指標體系，如圖2所示；

步驟1.2，對原始數據進行空缺值刪除和屬性選擇，最終得到包括10維評估屬性的7938條數據。

第二環節

本環節使用數據源為上一環節獲得的數據源。詳細說明老年人生活環境評估屬性權重計算過程。具體實施步驟如下：

步驟2.1，將具有10維評估屬性的7938條數據進行標準化處理，得到矩陣y＝{yij}，其中0≤yij≤1；

步驟2.2，計算各個評估屬性的信息熵ej；

步驟2.3，計算各個評估屬性的權重wj。

10維評估屬性的權重見表1：

表1評估屬性權重

第三環節

本環節使用數據源為第一環節獲得的數據源。詳細說明老年人生活環境量化得分的計算過程。具體實施步驟如下：

步驟3.1，將步驟2.1得到的標準化矩陣y進行規范化，構造規范化決策矩陣z′；

步驟3.2，將步驟3.1得到的矩陣進行加權計算，構造加權決策矩陣zij，評估屬性權重為步驟2所得結果；

步驟3.3，計算理想解z⁺和負理想解z^-；

步驟3.4，計算每個樣本到理想點的距離si和到負理想點的距離

步驟3.5，計算每一個樣本對于理想解的相對接近度ci；

步驟3.6，將步驟3.5得到的相對接近度ci換算成百分制量化得分，最終生活環境量化得分分布如圖3所示。

本發明首先是針對目前缺乏適用于中國老年人生活環境量化評估方法的問題，其次針對專家評估法因經驗局限性導致評估屬性權值準確性不足而且評估過程復雜低效的問題，以及量表法忽略評估屬性對最終結果作用程度差異性的問題，提出了一種老年人生活環境量化計算方法。通過老年人生活環境量化計算實驗證明，本方法可以將個體生活環境以百分制的形式給出，可以細致地劃分人群，同時具備較少的評估屬性和較小的屬性采集難度，本方法在計算老年人生活環境量化得分上簡單高效，易于推廣，極具使用價值。同時該方法可以作為理論研究，作為老年人健康其他方面相關分析、量化計算的技術和方法基礎。