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        基于Matlab的藥物傳播研究

        2020-10-12 02:38:39夏堯鑫徐聰王君
        數(shù)碼世界 2020年9期
        關(guān)鍵詞:海洛因

        夏堯鑫 徐聰 王君

        摘要:本文主要描述了阿片類藥物傳播的模式;得到了尋找毒品源頭的方法;對未來毒品情況進行了預(yù)測。并根據(jù)模型得到的結(jié)果提出了有效的應(yīng)對阿片類藥物危機的策略。阿片類藥物傳播模型在動力學(xué)方程的基礎(chǔ)上,改進網(wǎng)絡(luò)傳染病動力學(xué)模型??紤]各縣的度和毒品的檢出率,推導(dǎo)出每一個縣的毒品檢出率的迭代差分方程。使用“縣的篩選法”得到的數(shù)據(jù)具有代表性的縣,代入這些縣的檢出率數(shù)據(jù)。求解差分方程中的系數(shù),可得到一個阿片類藥物傳播模型。然后,通過本模型預(yù)測未來四年阿片類藥物檢出率變化的結(jié)果是:在已有數(shù)據(jù)中檢出率遞增的縣在未來的四年內(nèi)均會變?yōu)?,這說明若繼續(xù)以這種模式傳播下去,阿片類藥物將會極大程度上的泛濫。

        關(guān)鍵詞:阿片類藥物 ?海洛因 ?藥物傳播

        1 引言

        美國正在經(jīng)歷一場阿片類藥物的危機。阿片類藥物是從罌粟中提取的生物堿及體內(nèi)外的衍生物,能緩解疼痛,產(chǎn)生幸福感。雖然阿片類藥物最開始是用來解決癌癥治療中的疼痛問題,但是如今被藥企的誤導(dǎo)、推廣以及人們的濫用。根據(jù)美國國家安全委員會對 2017 年意外死亡數(shù)據(jù)的分析,阿片類藥物過量服用致死的可能性是1/96,超過了車禍致死的可能性1/103。同時僅占世界人口總數(shù)5%的美國人消費了全球80%以上的阿片類藥物。美國濫用阿片類藥物的情況及其嚴重,濫用阿片類藥物給美國政府造成沉重經(jīng)濟負擔(dān)。美國每年因阿片類處方藥物濫用造成經(jīng)濟損失約 785 億美元,費用涉及醫(yī)療保險開銷、成癮治療、刑事司法調(diào)查等。美國疾病防控中心的數(shù)據(jù)還顯示,目前美國有 200 萬人對阿片類藥物有依賴,2016 年約有 130 萬人入院治療。由于成癮的父母無法照看孩子,每年有 300 萬兒童不得不由親屬監(jiān)護。阿片類藥物濫用還影響美國勞動力的數(shù)量和質(zhì)量,以及美國的經(jīng)濟發(fā)展前景。高盛近日發(fā)布的一份報告顯示,阿片類藥物的過度使用,已經(jīng)成為處于黃金年齡、以男性為主的工人找不到工作或不愿就業(yè)的關(guān)鍵因素。

        2 藥物傳播模型

        2.1模型的建立

        (1)數(shù)據(jù)篩選

        通過分析易知毒品海洛因出現(xiàn)時間最長、檢出比例普遍較高,故選取海洛因進行計算。由于所給的縣的數(shù)量過于龐大,計算量過大,且其中可能包含許多無用甚至對模型有干擾作用的數(shù)據(jù)。所以在代入計算之前,將對縣進行篩選。

        本模型從三個方面考慮篩選:抽樣樣本數(shù)量達到一定值的縣,保證抽樣的有效性;該毒品在某縣的檢出率較大;在該縣,某毒品在已有數(shù)據(jù)中的最早年份檢出,以便于得到的關(guān)于毒品傳播的信息;這樣篩選出的縣中毒品的抽樣有效,使用和傳播毒品的特征較為明顯。將具體篩選方法命名為“縣的篩選法”,它按順序分三步如下表:

        通過分析易知毒品海洛因出現(xiàn)時間最長、檢出比例普遍較高,故選取海洛因的數(shù)據(jù)求解方程中的系數(shù)較為恰當(dāng)。經(jīng)縣的篩選法后得到的七個縣分別是:DELAWARE、HARDIN、CAMPBELL、MADISON、GALLIA、WOOD、PERRY。

        (2)使用篩選出的數(shù)據(jù)求解常系數(shù)a, b

        使用 MATLAB 求解得到常系數(shù) a=0.8448, b=0.241 故最終得到毒品傳播的差分方程為:

        2.2模型求解

        利用以上模型可對這七個縣的海洛因檢出率進行預(yù)測,預(yù)測的結(jié)果如下表:

        由預(yù)測結(jié)果可以看出,在已有數(shù)據(jù)中海洛因藥品檢出率遞增的縣,在未來的四年內(nèi)均會變?yōu)?,這說明若毒品繼續(xù)以這種模式傳播下去,將會極大程度上的泛濫。本模型反映了毒品問題的嚴峻性,當(dāng)?shù)卣畱?yīng)采取措施對毒品的傳播進行控制。但是,明顯本模型所預(yù)測的結(jié)果與真實情況差距較大,毒品檢出率在極短的時間跨度內(nèi)就到達了極限,我們認為這是因為給出的時間樣本數(shù)量太少,導(dǎo)致模型只能對未來兩年進行有效的預(yù)測,以及表現(xiàn)出變化的趨勢,而不能對較遠的未來進行預(yù)測。

        3 結(jié)論

        關(guān)于抑制阿片類藥物傳播的建議:我們通過分析歷年數(shù)據(jù)和建立模型,發(fā)現(xiàn)阿片類藥品的傳播服從一種中心性傳播(即阿片類藥物是從一個源頭縣向其四周的縣呈發(fā)散狀傳播),我們發(fā)現(xiàn)阿片類藥物的使用趨勢與美國人口普查提供的部分社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)有重要關(guān)系。如果政府不作出改變,任阿片類藥物以此狀態(tài)傳播下去,對于 2010-2017 年藥物檢出率呈現(xiàn)遞增趨勢的縣,該縣將很有可能在2-3 年后無法抑制阿片類藥物的泛濫。據(jù)此我們提出了一些政策:(1)改變移民政策,使得移民素質(zhì)提高,尤其是引入高端人才。(2)完善社區(qū)建設(shè),增派家庭心理醫(yī)生以促進家庭的和諧。(3)加強高等教育基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),如增加高校數(shù)目,提升高校水平。

        參考文獻

        [1]袁莎.美國阿片類藥物危機及中美禁毒合作[J].和平與發(fā)展,2019(01):101-115+135-136.

        [2]孫麗.美國阿片類藥物濫用及其管控措施[J].中國藥物濫用防治雜志,2018,24(04):219-224.

        [3]楊玉慧,許秀麗,朱珠.美國阿片類藥物濫用及其治理舉措概述[J].中國藥物警戒,2017, 14(12):746-751.

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