25高教社杯数模国赛【C题国一学长思路+问题分析】第二弹

2025年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目解析
问题1：胎儿Y染色体浓度与孕妇的孕周数和BMI等指标的相关性分析

思路：
1．数据清理．首先，检查数据的完整性、异常值和缺失值。如果有缺失值，可以通过均值填充或者删除含有缺失值的样本进行处理。
2．数据可视化
使用散点图来观察胎丿I Y染色体浓度与孕周数、BMI等指标之间的关系。
如果可能，使用热图或相关系数矩阵来查看各个变量之间的相关性。
3．相关性分析
计算胎丿I Y染色体浓度与孕周数、BMI等变量的皮尔逊相关系数，判断它们之间的线性相关性。
若相关性显著，进一步进行回归分析。
4．回归模型建立
采用线性回归模型分析胎丿I Y染色体浓度与孕妇的孕周数和BMI的关系。
检验回归模型的显著性，使用t检验和F检验来验证系数的显著性。
分析R方值和残差图，判断模型的拟合效果。型：

5．模型评估．检验显著性并通过RA2评估模型拟合度。

问题2：男胎孕妇BMI分组和最佳NIPT时点分析

思路：
1．BMI分组
根据孕妇BMI数据进行合理的分组。根据数据特点，可以考虑使用等宽分组法或等频分组法进行分组。例如，定义BMI为[20，28L [28，32L [32，36L [36，40），[40+）五个区2．最佳NIPT时点。

对于每个BMI分组，分析胎丿I Y染色体浓度达到或超过4％的最早时间。可以通过对不同组的时间序列数据进行建模来预测最佳时点。
可以使用时间序列分析（如ARIMA模型）或回归分析来找出最佳时点。

3．风险分析
通过计算每个分组的误差和不确定性，评估不同BMI分组下的风险。
可使用Monte Carlo模拟或Bootstrap方法来估算预测的不确定性和误差。

4．模型验证通过交叉验证评估预测准确性。
使用交叉验证方法评估模型的预测性能，确保最佳NIPT时点的预测准确性。
计算模型的误差率和预测值与实际值的偏差。

问题3：综合因素和检测误差对男胎NIPT时点影响分析

思路：
1．多因素分析
在问题2的基础上，加人男胎孕妇的其他因素（如年龄、身高、体重等）进行多元回归分析。可以使用线性回归模型或决策树模型等进行分析。
在多元回归中，检查不同变量对Y染色体浓度达标时间的影响。
2．误差分析
考虑到实际检测误差，使用误差传播模型来分析误差对结果的影响。可以采用统计学中的方差分析方法来量化误差的影响。
使用Bootstrap重采样技术，模拟不同误差对模型的影响，评估误差对最终结果的影响。
3．优化最佳时点
基于多因素回归分析的结果，预测不同变量组合下的最佳NIPT时点。
使用最小化潜在风险的目标函数来确定最佳时点。
4．风险评估．模拟不同组合下的风险，找出最小风险时点。

问题4：女胎异常判定方法的建立

思路：
1．z值计算
计算各染色体的z值，判断是否超过阈值，是否异常。对13号、18号、21号染色体的 z值进行计算，观察每个染色体的z值是否超过某个阈值，判断是否存在异常。
2．x染色体与其他染色体的关系
结合x染色体浓度、GC含量、读段数、相关比例和BMI等因素，使用逻辑回归模型或决策树等方法来建立判定女胎是否异常的模型。
分析不同因素对染色体异常判定的贡献，找出最重要的特征。
3．综合判定方法
将采用加权平均方法，将x染色体浓度、各个染色体的z值、GC含量、BMI等特征综合起来，计算一个综合评分，超过某个阈值即可判定为异常。
可使用机器学习算法（如随机森林、支持向量机等）来训练分类模型，实现女胎异常的判定。
4．模型评估
使用交叉验证方法评估判定模型的准确性，计算模型的准确率、召回率和FI值。
可以通过混淆矩阵分析模型的分类效果，并针对假阳性和假阴性情况进行改进。

后续都在数模加油站…