(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111400175.8 (22)申请日 2021.11.24 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 魏晟　刘佳琳　李东　张心雨　 (74)专利代理 机构 武汉泰山北斗专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 42250 代理人 程千慧 (51)Int.Cl. G06N 7/00(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 基于贝塔二项正态分布的膳食重金属慢性 暴露评估方法 (57)摘要 本发明涉及基于贝塔二项正态分布的膳食 重金属慢 性暴露评估 方法， 主要步骤为利用调查 所获得的消费量数据和文献检索或者污染物监 测得到的数据计算调查人群在调查天数内的污 染物的摄入量， 然后建立线性随机效应模型， 将 膳食调查的变异分解为人内变异和人间变异， 去 掉人内变异后计算阳性摄入量， 最后通过计算机 模拟， 抽样获取人群的膳食频率， 与第一部分计 算的惯常摄入量相乘， 即为人群摄入污染物的长 期摄入水平。 本发明是采用概率统计方法， 可应 用于半概率或者全概率计算， 能够量化统计计算 过程中的不确定性和变异性。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 114239836 A 2022.03.25 CN 114239836 A 1.基于贝塔二项正态分布的膳食重金属慢性暴露评估方法， 其特征在于， 对调查人群 中的个体进行抽样， 计算抽样个体i的惯常摄入量＝pi×yposi， pi为个体i的阳性摄入天数 阳性摄入概率为， yposi为个体i的阳性摄入量； 所有抽样个体的惯常摄入量分布数据即为 人群长期暴露量分布； 所述pi的计算方法包括以下步骤： 对pi进行贝塔分布的假设模拟得到摄入模型pi～Be( αi, βi)， 根据个体i的大米的消费 天数， 采用极大似然估计法估算出贝塔二项分布中的参数αi, βi的估计值为α ’i和β’i， 将参 数的估计值带入到服从贝塔分布的摄入频率模型中， 得到pi＝Be( α’i, β’i)； 所述yposi的计算方法包括以下步骤： 步骤1.1、 利用膳食污染物摄入量的经验分布公式计算计算调查人群在调查天数内的 污染物的摄入量yj： 步骤1.2、 将 yj进行转换使其近似符合正态分布， 得到transf(yposij)； 利用随机效应模 型得到transf(yposij)＝transf(yposij)＝ μ+ci+ui， 其中ci表示人间变异效应， 服从正态分 布 ui表示人内变异效应， 服从正态分布 步骤1.3、 利用最大似然估计法得到 μ， 的估计值， 分别为m, 步骤1.4、 在 表示人间变异 的正态分布中随机模拟抽样， 得到人间变异估计值 步骤1.5、 利用公式 计算得到阳性摄入量的数据yposi。 2.根据权利要求1所述的基于贝塔二项正态分布的膳食重金属慢性暴露评估方法， 其 特征在于， 计算 参数αi和βi的估计值的方法包括以下步骤： 步骤2.1、 统计 个体i有目标污染物摄入的天数以及总调查天数n； 步骤2.2、 计算摄入天数的均值m和方差Var； 步骤2.3、 根据数统参数估计转换， 用公式pi ＝m/n； phi＝(Var/(n*pi*(1 ‑pi))‑1)/(n‑1)以及α’i＝pi*(1‑phi)/phi； β ’i＝(1‑pi)*(1‑ phi)/phi得到参数αi, βi的估计值分别为α ’i, β’i。 3.根据权利要求1所述的基于贝塔二项正态分布的膳食重金属慢性暴露评估方法， 其 特征在于， 所述 步骤1.1中的膳 食污染物摄入量的经验分布公式为： 其中， yj为调查对象在调查天数的第j天污染物的摄入量， p为所统计的食物种类数量， xjk为调查对象在第j天对第k种食物的消费克数， cjk为第j天第k种食物中污染物的浓度， 单 位mg/kg； w 为调查个 体的体重值， 单位 kg。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114239836 A 2基于贝塔二项正态分布的膳食重金属慢性暴露评估方 法 技术领域 [0001]本发明涉及膳食重金属暴露评估方法领域， 具体的讲是一种基于贝塔二项正态 分 布的膳食重金属慢性 暴露评估方法。 背景技术 [0002]自古以来， 食品安全都是国家和人民所关注的民生问题， 随着世界科技和技术的 发展， 该问题也引发世界各国人民的重视。 其中食品化学物的污染是污染物中常见 的一类 问题。 矿石的开采以及农药化肥 的使用等都会导致铅镉砷汞铜等重金属在食物上 的残留， 最终通过饮食进入体内对人体产生健康伤害。 为更加系统地开展对化学污染物对人体影响 的研究， 膳食暴露评估是一种重要的途径。 该方法主要是对生物或化学性物质通过食品或 其他相关途径摄入量的定量评估。 具体方法为将食物污染物浓度数据与食品的消费量结合 起来， 通过 统计学的方法， 定量评估污染物的摄入量。 进一步通过和世界权威组织根据毒理 学实验数据所制定的每周或每日耐受剂量或推荐剂量进行比较， 了解全国范围或不同人群 的暴露水平， 进 而进行安全性评价， 是风险评价的关键性环 节。 [0003]膳食暴露评估主要包括急性评估和慢性评估， 一些水果蔬菜中残留的农药是采用 急性评估的方法， 聚焦于污染物所产生的的急性危害。 而大多数重金属进入人体内有较长 的代谢周期或者转化为其他形式的物质在人体内长期储存， 产生慢性健康危害。 常采用的 方法为点评估模型， 观测个体均值模型、 概率评估模型等。 点评估模 型是将人群的食物消费 量和污染物浓度设为固定值， 并将左右食物摄入量累加。 简单分布模型是 由食物消费量的 经验分布和污染物浓度点评估值相乘计算得到。 概率评估方法是将浓度数据和消费量数据 分别作为两个独立的个体， 在利用已有样本数据过得总体分布后， 采用计算机模拟的方法 从两个总体中抽样， 进行配对相乘， 计算污染物暴露量的概率分布。 虽然以上3种 方法在方 法上不断推进和 提升， 更大程度上可以减小评估过程中的变异性和不确定 问题。 但是对于 污染物长期的暴露评估， 关键在于获得人群个体全年的膳食消费量数据， 这在当前情形下 是不可能实现的。 通常采用短期的间断(2天工作日， 1天休息日)3天共 72小时的消费量调查 数据进行化学污染物的长期暴露评估， 最主要的一个局限是短期重复测量数据变异性较 大， 会导致人内变异比实际要大， 高估评估结果。 发明内容 [0004]本发明要解决的技术问题是针对以上不足， 提供一种基于贝塔二项正态 分布的膳 食重金属慢性 暴露评估方法。 [0005]为解决以上技 术问题， 本发明采用以下技 术方案： [0006]基于贝塔二项正态分布的膳食重金属慢性暴露评估方法， 对调查人群中的个体进 行抽样， 计算抽样个体i的惯常摄入量＝pi×yposi， pi为个体i的阳性摄入天数阳性摄入概 率为， yposi为个体i的阳性摄入量； 所有抽样个体的惯常摄入量分布数据即为人群长期暴 露量分布；说　明　书 1/6 页 3 CN 114239836 A 3