数学建模论文-- 艾滋病疗法的评价及疗效的预测

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1、艾滋病疗法的评价及疗效的预测摘要本文利用美国艾滋病医疗试验机构ACTG公布的ACTG320和193A数据，在合理的假设基础上，通过线性插值拟合均匀的模拟出每个被调查者每周身体中CD4细胞计数和HIV浓度，对所有的被调查者每周的CD4细胞计数和HIV浓度求平均值，这样可以得到一个关于该疗法的从时间序列角度来说较为完全的数据。用SPSS模拟出最优曲线，得出该疗法对人体CD4细胞计数影响近似为三次曲线，而对人体HIV浓度的影响在四十周以前与四十周以后可以分别用S曲线和三次曲线较好的模拟，从而可以更好的预测未来疗效。由于现行实验室

2、艾滋病入选标准为CD4细胞计数，所以我们根据CD4细胞计数的拟合曲线，参考HIV拟合曲线，得出应该在二十七周左右终止该疗法。针对问题二中被随机分组的1300多名被调查者分别服用不同的药物组合的跟随检测数据，沿用问题一的数据处理方法，用均匀插值填充从第零周到最后一周的数据，得到四种疗法被调查者每周的CD4细胞计数时间序列数据，计算出使用各种疗法的所有被调查者在每个周次的CD4细胞计数的均值，经过用SPSS多次模拟，拟合出较优的针对每种疗法的模型，继而可用此模型分别预测每种疗法继续使用的疗效。由于这些数据是在随机分组的人群中获

3、得的，所以我们假设这些样本是独立的，这样我们就可以采用统计学中的多个独立样本的非参数检验法，利用SPSS11.5软件中的多个独立样本比较秩和检验功能完成，运用Kruskal-WallisHTest和中位数检验法在统计学意义上给出每种疗法的相对疗效大小。在仅以CD4细胞计数为标准下，该四种疗法的疗效为：疗法四最好，疗法三次之，疗法二较差，疗法一最差。服用疗法三的患者应该在二十五周左右停药，而服用疗法四的最好在十九周左右停止用该种药。作为问题二的延伸，考虑不同疗法对不同年龄的艾滋病患者有不同的疗效，将年龄分为三组来找出不同年龄

4、段的最佳治疗方法。同上运用SPSS中的Kruskal-WallisHTest和中位数检验法给出了适合于不同年龄段的最优疗法：第一个年龄段（15~25岁）疗法1第二个年龄段（25~40岁）疗法3第三个年龄段（40岁以后）疗法4如果患者还要考虑治疗费用，这样就有费用和疗效两个因素影响最优疗法的选择问题。我们给出了多准则决策方法——层次分析法对四种疗法的价格和疗效进行了定量的综合评价。得出对于不发达国家和地区，疗法一优于其余三种方法。运用疗法一的模型四（同时参考人民网、搜狐网、安徽新闻网等多家权威网站的消息的只要CD4细胞计数能

5、够维持在350/ul就不应该停用药这一原则），用计算机模拟出用疗法一的最佳终止此疗法时间是在三十四周左右。关键词SPSS11.5非线性曲线拟合线性插值层次分析法非参数检验-19-一问题重述1、背景本题目来源于世界人们都很关注的艾滋病的治疗问题。艾滋病的医学全名为“获得性免疫缺损综合症”，英文简称AIDS，它是由艾滋病毒（医学全名为“人体免疫缺损病毒”,英文简称HIV）引起的。艾滋病是当前人类社会最严重的瘟疫之一，从1981年发现以来的20多年间，它已经吞噬了近3000万人的生命。医学入选标准临床主要依靠体格检查和病史，实验

6、室标准（CD4<200/mm3），则主要依靠CD4细胞计数，如果无法进行CD4检测，也可检测总淋巴细胞计数（TCL<1200/mm3）。CD4细胞计数优于总淋巴细胞计数，如果条件允许应尽可能采用CD4细胞计数。人类免疫系统的CD4细胞在抵御HIV的入侵中起着重要作用，当CD4被HIV感染而裂解时，其数量会急剧减少，HIV将迅速增加，导致AIDS发作。艾滋病治疗的目的，是尽量减少人体内HIV的数量，同时产生更多的CD4，至少要有效地降低CD4减少的速度，以提高人体免疫能力。然而，迄今为止，只有几种公认的能够抑制和延缓其病程的

7、药外，尚无治愈艾滋病的特效药物。目前的一些AIDS疗法不仅对人体有副作用，而且成本也很高。许多国家和医疗组织都在积极试验、寻找更好的AIDS疗法。2、问题现有美国艾滋病医疗试验机构ACTG公布的两组数据。第一组数据是300多名病人同时服用zidovudine（齐多夫定），lamivudine（拉美夫定）和indinavir（茚地那韦）每隔几周测试的CD4细胞计数和HIV浓度（每血液里的数量）;第二组是是将1300多名病人随机地分为4组，每组按下述4种疗法中的一种服药，大约每隔8周测试的CD4浓度（具体数据见附件1和附件2；

8、数据缺HIV浓度，它的测试成本很高）。4种疗法的日用药分别为：600mgzidovudine或400mgdidanosine（去羟基苷），这两种药按月轮换使用；600mgzidovudine加2.25mgzalcitabine（扎西他滨）；600mgzidovudine加400mgdidanosine；