一种老年人生活环境量化计算方法与流程

本发明涉及一种老年人生活环境量化计算方法。从应用场景的角度讲，属于生物医学技术领域；从技术实现的角度来讲，亦属于计算机科学与生物信息处理技术领域。

背景技术：

随着我国老年人口数量的剧增，我国正加速进入老龄化社会，这样势必会造成人力资本的流失、社会福利养老负担加重等一系列现实问题，对我国的经济、社会、政治、文化发展产生深远的影响。生活环境是人类赖以生存的物质基础，生活环境的好坏与每个人生活质量和健康状况都息息相关。尤其对于老年人群体而言，由于其自身的身体机能减弱，恶劣的生活环境对其健康产生更为严重的负面影响。因此，环境与健康的研究已成为当前的迫切课题，也必将是人类生存和发展中重要的、永恒的主题。

目前专门针对老年人群生活环境评估的研究并不多见，现有的环境评估方法主要有量表法和综合评估方法。量表法通过筛选评估要素形成量表，然后以实地查看、当面提问或者调查问卷的形式实施评估，得出结果；综合评估方法则是首先构建评估指标体系得出评估属性，然后把评估属性作为自变量，生活环境作为因变量基于不同的算法构造评估函数得出评估结果。

常用的环境评估量表有icf环境简表、tess-nh量表、news-a量表等，量表中的评估项均涉及到了环境方面的主客观因素。

icf环境简表是世界卫生组织《国际功能、残疾和健康分类》(简称ifc)关于个体状况测试中环境因素测试的子表，该量表供临床医生检查使用。该量表指出环境因素构成了人们生活和指导人们生活的自然环境、社会环境和态度环境。其中评估项目共分为用品和技术，自然环境和对环境的人为改变，支持和相互关系，态度、服务、体制和政策，其他任何背景性因素等6大类，共32个小项。量表使用方法是运用障碍因素以及有利因素对环境进行打分，障碍因素从“无障碍因素”到“完全障碍因素”分为5个等级，有利因素从“无有利因素”到“完全有利因素”分为5个等级。

tess-nh量表是1996年由sloane研制，用于评估养老机构关于老年痴呆患者治疗性环境质量水平。该量表包含12个评估维度，32项评估内容，84个评估条目。量表由工作人员采取现场查看和访谈相结合的评估方式进行。该量表已通过翻译、修改形成了中文版。由于量表评分方式采用likert方式，故主观性较强，另外，评估结果较为粗略。

news-a量表在是社区步行环境量表(简称news)基础上提出的简约版。该量表中，包括生活设施便利情况、道路情况、美化情况、交通情况和治安情况5个维度，共17个条目。每个条目分为5级。该量表专门对生活环境中的社区步行环境进行了评估。该量表的效度和信度较好，但是对评估结果解释性却不够理想。

环境评估领域综合评估方法也较为常用。环境综合评估方法的一般步骤是：确定评估指标体系及指标权重，计算评估结果。但是这种方法目前并没有统一的标准，同时容易受到地域、经济条件等其他因素的限制，并且其赋权方法大多依赖于主观赋权方法，因此其推广难度较大。

综上分析，专门以老年人为对象的生活环境评估研究还较为缺乏，由于老年人身体机能的退化，其对环境的敏感程度要异于青年人，因此为了更为精确的对其进行量化计算，评估属性选取的侧重点要区别于现有量表；生活环境评估需要综合考虑多种因素，因此量表法很难做到全面性，而且量表法并没有充分考虑评估项之间的相关关系，以及不同评估项对评估结果所起作用的差异，这样也在一定程度上影响评估结果的精确性；现有综合评估方法在实施过程中大多依赖专家赋权，这就导致该方法受限于专家的知识水平、临床经验等，这样在一定程度上就会造成评估结果主观性较强、评估方法难以推广等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是：针对目前国内老年人生活环境评估方法匮乏，现有评估方法推广难度较大、评估结果主观性较强等问题，提出一种老年人生活环境量化分析方法。通过计算老年人生活环境百分制得分，达到量化老年人生活环境的目的。

本发明的设计原理如图1所示，具体为：首先，分析当前研究获得老年人生活环境研究领域公认的相关评估属性；然后，基于熵值法量化各个评估属性的权值；最后采用topsis算法计算老年人生活环境的百分制量化得分。本发明可以针对个体状态给出一个百分制的量化值，充分体现个体的个性化特征，在一定程度上弥补现有方法的局限性。

本发明的技术方案是通过如下步骤实现的：

步骤1，分析并筛选老年人生活环境评估属性，完成数据的预处理，具体实现方法为：

步骤1.1，综合分析生活环境研究领域内较为认同的研究成果中生活环境评估的因素，结合专家意见，分层筛选老年人生活环境评估属性，构成老年人生活环境评估指标体系；

步骤1.2，获取清理后待分析数据构成数据集，其中每条数据包含n维生活环境评估属性，以评估属性为列向量，以不同样本对应的属性值为行向量，构建数据集x标记为[xij]。

步骤2，对步骤1获得数据集x＝{xij}，应用熵值赋权法，计算每维评估属性对生活环境的作用程度，即实现评估属性的赋权，具体实现方法为：

步骤2.1，数据标准化，假设对各属性数据标准化后的标准化矩阵为y＝{yij}，且其中0≤yij≤1；

步骤2.2，计算各个评估属性的信息熵，根据信息论中信息熵的定义，一组数据的信息熵计算方法：

其中如果pij＝0，则定义

步骤2.3，计算各指标的权重，由步骤2.2计算得出的各个评估属性的信息熵依次为e1,e2,…,em，通过信息熵计算各属性的权重：

其中，wj即为第j维评估属性的权重。

步骤3，应用topsis方法，计算老年人生活环境量化得分，具体实现方法为：

步骤3.1，将步骤2.1得到的标准化矩阵y＝{yij}进行规范化，构造规范化决策矩阵z′，其元素为z′ij，且有：

式中i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,m；

步骤3.2，将步骤3.1得到的矩阵进行加权，构造加权决策矩阵，权重使用步骤2得到结果，计算方法：

zij＝wjz′ij

式中i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,m，wj为第j个评估属性的权重，由步骤2.3得到；

步骤3.3，确定理想解和负理想解，如果决策矩阵z中元素zij值越大表示评估结果越好，计算方法：

其中z⁺为理想解，z^-为负理想解；

步骤3.4，计算每个样本到理想点的距离si和到负理想点的距离计算方法：

其中，i＝1,2,…,n；

步骤3.5，计算每一个样本对于理想解的相对接近度ci，并进行排序，计算方法：

其中，i＝1,2,…,n，并且0≤ci≤1；

步骤3.6，将步骤3.5得到的相对接近度ci换算成百分制量化得分，计算方法：

scorei＝100*ci

其中，i＝1,2,…,n，scorei为单个老年人生活环境的量化得分。

有益效果

相比于现有的量表评分方法，本发明提出的融合熵值法和topsis算法的老年人生环境量化计算方法，通过量化评估属性对评估结果的作用程度，提高了评估结果的精确性。

相比于基于专家赋权的综合评估方法，本发明所提方法运用了客观赋权的方法，排除了人为因素，评估结果更侧重于数据本身所反映出的意义，在一定程度上提高了方法的普适性，并且大大减少了评估时间，提升了生活环境评估效率。从而本方法更具使用价值。

本发明所提方法，突破了现有环境评估方法的局限性，为中国老年人生活环境的量化评估提供了一种思路。生活环境本身是一个多种因素共同作用下的极为复杂的综合系统，运用本方法对其进行准确的量化计算，能够体现个体的个性化特征，达到细化人群的效果，为个体的个性化干预提供了参考，将有助于改善广大老年人的生活环境质量。

附图说明

图1为本发明提出的老年人生活环境量化计算方法原理图；

图2为具体实施方式中，老年人生活环境量化评估指标体系；

图3为具体实施方式中，老年人生活环境量化得分分布图。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对本发明方法的实施方式做进一步详细说明。

测试数据为2011～2012年北京医院联合全国7省市13家医院的调查数据，采用调查问卷的方式进行数据采集，调查问卷是由中国卫生部行业基金老年健康综合评估课题组和中国老年人保健及疾病防治联盟联合设计，其内容主要包括：基本情况、躯体健康评估、躯体功能评估、生活行为与社会功能评估、心理健康、认知功能、医疗情况、老年人失能等级评估表、辅助检查等9个大类145个小项，共计482个问题的检查。最终经过整合形成具有9503条样本、共524维属性的数据库。

以下测试的实验环境均为同一台计算机，其配置为：2.93ghzcpu，4.0gb内存，windows7操作系统。

第一环节

本环节使用数据源为原始数据源。详细说明老年人生活环境评估属性的筛选过程及评估体系构建过程。具体实施步骤如下：

步骤1.1，综合分析生活环境研究领域内较为认同的研究成果中生活环境评估的因素，结合专家意见，基于调查问卷的项目，按照自然和社会两个类别、物质和非物质两个角度，获得生活环境10维评估属性：所在地区(地理坐标)、家庭类型、现居住地、曾经职业、月收入、文化程度、人际关系、参与能力、生活感受、独立能力，构成评估指标体系，如图2所示；

步骤1.2，对原始数据进行空缺值删除和属性选择，最终得到包括10维评估属性的7938条数据。

第二环节

本环节使用数据源为上一环节获得的数据源。详细说明老年人生活环境评估属性权重计算过程。具体实施步骤如下：

步骤2.1，将具有10维评估属性的7938条数据进行标准化处理，得到矩阵y＝{yij}，其中0≤yij≤1；

步骤2.2，计算各个评估属性的信息熵ej；

步骤2.3，计算各个评估属性的权重wj。

10维评估属性的权重见表1：

表1评估属性权重

第三环节

本环节使用数据源为第一环节获得的数据源。详细说明老年人生活环境量化得分的计算过程。具体实施步骤如下：

步骤3.1，将步骤2.1得到的标准化矩阵y进行规范化，构造规范化决策矩阵z′；

步骤3.2，将步骤3.1得到的矩阵进行加权计算，构造加权决策矩阵zij，评估属性权重为步骤2所得结果；

步骤3.3，计算理想解z⁺和负理想解z^-；

步骤3.4，计算每个样本到理想点的距离si和到负理想点的距离

步骤3.5，计算每一个样本对于理想解的相对接近度ci；

步骤3.6，将步骤3.5得到的相对接近度ci换算成百分制量化得分，最终生活环境量化得分分布如图3所示。

本发明首先是针对目前缺乏适用于中国老年人生活环境量化评估方法的问题，其次针对专家评估法因经验局限性导致评估属性权值准确性不足而且评估过程复杂低效的问题，以及量表法忽略评估属性对最终结果作用程度差异性的问题，提出了一种老年人生活环境量化计算方法。通过老年人生活环境量化计算实验证明，本方法可以将个体生活环境以百分制的形式给出，可以细致地划分人群，同时具备较少的评估属性和较小的属性采集难度，本方法在计算老年人生活环境量化得分上简单高效，易于推广，极具使用价值。同时该方法可以作为理论研究，作为老年人健康其他方面相关分析、量化计算的技术和方法基础。