老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值與地理因素

王 欣 葛 淼 閆艷春 何進(jìn)偉 曹麗霞 (陜西師范大學(xué)旅游與環(huán)境學(xué)院,陜西 西安 710062)

老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值與地理因素

王 欣 葛 淼 閆艷春 何進(jìn)偉 曹麗霞 (陜西師范大學(xué)旅游與環(huán)境學(xué)院,陜西 西安 710062)

目的 揭示中國老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值的地理分布規(guī)律,為制定中國老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù)。方法 收集中國 70個市(縣)級醫(yī)院和有關(guān)研究單位及高等院校測定的 4 413例老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值,運(yùn)用相關(guān)分析法分析了補(bǔ)呼氣量參考值與地理因素之間的相關(guān)性,多重共線性診斷法診斷 7個地理指標(biāo)海拔高度(X1),年日照時數(shù)(X2),年平均氣溫(X3),氣溫年較差(X4),年平均相對濕度(X5),年降水量(X6),年平均風(fēng)速(X7)的共線性,然后用主成分分析的方法分析老年前期女性補(bǔ)呼氣量參考值與地理指標(biāo)的關(guān)系。結(jié)果 健康老年前期女性補(bǔ)呼氣量參考值與地理指標(biāo)之間有相關(guān)關(guān)系,用主成分分析的方法推導(dǎo)出一個線性回歸方程:?= 0.824 085+0.000 010 599X1-0.000 016 987X2+0.000 044 761X3-0.0 018 164X4-0.000 068 549X5+0.000 045 107X6+0.0 063 978X7±0.028。(F=16.079,P=0.000),并通過克里格(K riging)插值法精確的內(nèi)插出中國老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值的地理分布圖。結(jié)論 如果知道了中國某地的地理因素,就可用此模型估算該地區(qū)老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值,從地理分布圖也可得到中國任何地方老年前期女性補(bǔ)呼氣量的正常參考值。

主成分分析;老年前期女性;補(bǔ)呼氣量正常參考值;地理要素;空間分析

補(bǔ)呼氣量是肺功能測定的一個重要指標(biāo),當(dāng)其降低明顯時,提示細(xì)支氣管在呼氣時有陷閉存在。目前,國內(nèi)外缺乏補(bǔ)呼氣量正常參考值指標(biāo)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)重影響了臨床診斷的準(zhǔn)確性。為制定中國老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),很多人測定了本地區(qū)的老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值,但對不同地區(qū)老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值與地理因素之間的關(guān)系研究未見報道。本文采用主成分分析的方法研究了中國各地的老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值與地理因素的關(guān)系,并對其規(guī)律性進(jìn)行分析。

1 資料與方法

1.1 材料 檢索了中國期刊網(wǎng)數(shù)據(jù)庫、萬方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)、維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫等,收集中國 70個市(縣)級醫(yī)院和有關(guān)研究單位及高等院校測定的4 413例老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值〔1～20〕,年齡 46～59歲,分布在中國 31個省、市、自治區(qū)(不含臺灣省、香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū))。

1.2 補(bǔ)呼氣量測定 測定前,先向受試者說清方法以取得其充分合作。測定時取立位,將肺量計的呼吸管道與咬口相連,將咬口置于唇齒之間,夾上鼻夾。先作平靜呼吸,待其習(xí)慣后,描記平靜呼吸曲線,然后進(jìn)行補(bǔ)呼氣量指標(biāo)的測定,測值均重復(fù)測定 2～3次,選取平均值進(jìn)行統(tǒng)計〔21〕。

1.3 地理資料選取 地理資料均來源于國家測繪局?jǐn)?shù)據(jù)中心提供的共享資料及有關(guān)地理著作和詞典〔22,23〕,選取的地理因素指標(biāo)是:海拔高度 (X1,m),年日照時數(shù) (X2,h),年平均氣溫(X3,℃),氣溫年較差(X4,℃),年平均相對濕度 (X5,%),年降水量(X6,mm),年平均風(fēng)速(X7,m/s)。

2 結(jié) 果

2.1 相關(guān)分析法 運(yùn)用相關(guān)分析法得出健康老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值與 X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7的單相關(guān)系數(shù)分別是:r1= -0.149(P1=0.250);r2= -0.544(P2= 0.000);r3=0.600(P3=0.000);r4= -0.463(P4=0.000); r5= -0.310(P5=0.015);r6=0.584(P6=0.000);r7=0.598 (P7=0.000)。2.2 多重共線性診斷 運(yùn)用多重共線性診斷〔24〕X1,X2,X3,X4, X5,X6,X7等 7個地理指標(biāo)之間的共線性,方差膨脹因子 (V IF)分別為:V IF1=2.860,V IF2=46.51,V IF3=232.4,V IF4=107.80, V IF5=5.826,V IF6=67.52,V IF7=70.22;如果 V IF>10說明自變量存在嚴(yán)重的共線性,因此本研究選取主成分分析的方法。

2.3 主成分分析方法 主成分分析 (Principa l com ponen t ana lysis)思想是通過降維過程,將多個相互關(guān)聯(lián)的數(shù)值指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個互不相關(guān)的綜合指標(biāo)的統(tǒng)計方法,即用較少的指標(biāo)來代替和反映原來較多的信息,這些綜合后的指標(biāo)就是原來多指標(biāo)的主要成分〔25〕。因為各個地理指標(biāo)之間存在一定的相關(guān)性,所以選擇用主成分分析法分析。

2.3.1 提取主成分 對選取的原始的變量 X1,X2,X3,X4,X5, X6,X7等 7項地理指標(biāo)采用主成分分析法提取主成分。見表1、圖 1。

表1 總方差解釋

表 1是主成分的統(tǒng)計信息,包括特征根由大到小的次序排列,各主成分的貢獻(xiàn)率及累積貢獻(xiàn)率:第一主成分的特征根為4.803,它解釋了總變異的 68.621%;第二主成分的特征根為1.428,它解釋了總變異的 20.407%,前 2個特征根都大于 1,累積貢獻(xiàn)率達(dá)89.028%,說明它們包含了各原有數(shù)據(jù)89.028%的信息。由于累積貢獻(xiàn)率超過 85%,因此選前 2個主成分。由圖1可知,碎石圖呈下降趨勢,前 2個特征值變化較快,第 3、4、5、6個和第 7個趨于平穩(wěn),結(jié)合特征根曲線的拐點(diǎn)及特征根值,因此提取前 2個主成分來代替原有變量進(jìn)行主成分分析。

2.3.2 主成分的表達(dá)式 通過表 2的得分系數(shù)矩陣可將所有主成分表示為各個變量的線性組合。2個主成分的表達(dá)如下(公式一): Z1=-0.046stdX1-0.157stdX2+0.206stdX3-0.186stdX4-0.140stdX5+0.206stdX6+0.205stdX7;

圖1 碎石圖

表2 因子得分系數(shù)矩陣

表3 描述統(tǒng)計

Z2=0.572stdX1+0.336stdX2-0.054stdX3-0.273stdX4-0.422stdX5-0.048stdX6-0.048stdX7;

stdXi(i=1,2,3,4,5,6,7)表示標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)變量 (公式二)。

由表 3可知,標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)變量的公式為:stdX1=(X1-449.276)/780.047;stdX2=(X2-1 784.972)/907.773;stdX3= (X3-296.734)/685.373;stdX4=(X4-62.921)/20.032; stdX5=(X5-760.920)/484.820;stdX6=(X6-306.289)/ 683.712;stdX7=(X7-4.220)/4.796

2.3.3 回歸分析 運(yùn)用主成分分析法得出主成分之間的線性回歸方程為:?=0.962+0.156Z1-0.027Z2±0.028

將主成分分析結(jié)果表 2引入。將公式一的 Z1和 Z2表達(dá)式帶入上面的回歸方程,得到的應(yīng)變量 y與原自變量 X1～X7的線性回歸方程為:

該公式即為用主成分分析方法求得的線性回歸模型。在該回歸方程中,?是健康老年前期女性補(bǔ)呼氣量參考值(L)。

2.4 繪制補(bǔ)呼氣量正常參考值地理分布規(guī)律圖 本文選取了全國 4 383個市縣作為觀測點(diǎn),將各個觀測點(diǎn)指標(biāo)代入上述線性回歸方程,計算出這 4 383個市、縣老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值的預(yù)測值,在已矢量化好的地圖上準(zhǔn)確定位該 4 383個市、縣。應(yīng)用 GIS軟件中的地理統(tǒng)計分析模塊 (Geostatistical Analyst)進(jìn)行克里格 (K riging)插值〔26,27〕?？死锔癫逯捣ㄊ且钥臻g自相關(guān)性為基礎(chǔ),此方法的假設(shè)前提是采樣點(diǎn)間的距離和方向可反映一定的空間關(guān)系,并用他們來解釋空間變異?？死锔穹ɡ迷紨?shù)據(jù)和一定的數(shù)學(xué)函數(shù)對特定點(diǎn)或是給定搜索半徑內(nèi)的所有點(diǎn)進(jìn)行擬合來估計每個點(diǎn)的值,對區(qū)域化變量的未知采樣點(diǎn)進(jìn)行無偏估計的插值方法,是一種精確的插值方法。用這種方法精確的擬合出中國老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值的空間分布規(guī)律圖。見圖 2。

圖 2 中國老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值分布圖

由圖 2可以清楚的知道中國任何地方老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值,位于同一色系和等值線上的區(qū)域補(bǔ)呼氣量正常參考值相等,同一等值線附近的區(qū)域參考值相近,色彩變化越快和等值線越密的區(qū)域,表示補(bǔ)呼氣量正常參考值變化較大,反之變化緩慢。等值線的變化與年平均溫度的變化關(guān)系很密切,北部地區(qū)年平均氣溫低,則這個地方的老年前期女性補(bǔ)呼氣量普遍較高;南部地區(qū)的年平均氣溫較高,則老年前期女性補(bǔ)呼氣量普遍較低;西南地區(qū)青藏高原邊緣的補(bǔ)呼氣量參考值變化較快,因為這個地方的溫度變化較快。總的來說,中國老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值的分布呈現(xiàn)出由東南向西北遞增的趨勢。

3 討 論

人體生理和病理活動與自然界的時間過程的周期性變動是同步的、統(tǒng)一的。順應(yīng)這種四時陰陽消長節(jié)律進(jìn)行養(yǎng)生,就能保持體內(nèi)外陰陽氣的協(xié)調(diào),使人體機(jī)能正常地同步進(jìn)行。人體是與自然界息息相關(guān)的有機(jī)整體,自然界時間季節(jié)、地理環(huán)境的變化對人體生理狀態(tài)具有不可忽視的影響作用。人體臟腑生理功能適應(yīng)外界環(huán)境的變化,以維持自身穩(wěn)定的生理狀態(tài),地理環(huán)境具有一定的地域分布規(guī)律性,因而補(bǔ)呼氣量正常參考值也有一定的地域性。例如,我國的青藏高原和東北地區(qū),氣候寒冷,其補(bǔ)呼氣量正常參考值較大;而中國南部地區(qū),年平均溫度較高,其補(bǔ)呼氣量正常參考值較小。因此,相同地理環(huán)境下的補(bǔ)呼氣量正常參考值應(yīng)該是相同的,反之則不同。

補(bǔ)呼氣量正常參考值與地理因素之間應(yīng)該是有依賴關(guān)系的。從單相關(guān)系數(shù)可以看出,隨著年平均氣溫的逐漸增大,補(bǔ)呼氣量正常參考值逐漸減小;并隨著年日照時數(shù)的增加而增大。本文正是用主成分分析研究了地理因素與補(bǔ)呼氣量的關(guān)系,如果知道了中國某地的海拔高度 (X1),年日照時數(shù) (X2),年平均氣溫 (X3),氣溫年較差 (X4),年平均相對濕度 (X5),年降水量(X6),年平均風(fēng)速 (X7)7項地理指標(biāo)就可以用回歸方程:=0.824 085+0.000 010 599X1-0.000 016 987X2+ 0.000 044 761X3-0.0 018 164X4-0.000 068 549X5+ 0.000 045 107X6+0.0 063 978X7±0.028來估算出某地的老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值。例如,北京地區(qū)海拔高度為31.3m,年日照時數(shù)2 763.7 h,年平均氣溫 11.8℃,氣溫年較差30.8℃,年平均相對濕度 60.0%,年降水量 626.0 mm;年平均風(fēng)速2.5m/s。計算得:?=0.824 085+0.0 000 105 994× 31.3-0.000 016 987×2 763.7+0.000 044 761×11.8-0.001 816 4×30.8-0.000 068 549×60+0.000 045 107×626 +0.006 397 8×2.5±0.028=(0.643 5±0.028)L。

因此,用回歸方程計算的北京老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值為(0.643 5±0.028)L。然后借助 GIS軟件,應(yīng)用空間分析的方法,可精確的插值出中國老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值的分布圖。由圖可以宏觀的估計得到中國區(qū)域內(nèi)任何地方老年前期女性補(bǔ)呼氣量正常參考值,為該區(qū)域的臨床診斷提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。

1 林友華,馬 毅 .肺容量和通氣功能測定的常數(shù)和臨床意義〔J〕.北京醫(yī)學(xué),1982;4(4):195-7.

2 穆魁津,劉世琬,主編 .全國肺功能正常值匯編〔M〕.北京:北京醫(yī)科大學(xué)、中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社,1990:5-70.

3 李于功,高培躍 .中度肥胖者的肺功能變化〔J〕.中國應(yīng)用生理學(xué)雜志,1990;6(1):89-91.

4 李志平,黃毓東,謝燦茂 .肺容量對氦氧混合氣和對高原環(huán)境的反應(yīng)〔J〕.高原醫(yī)學(xué)雜志,2001;11(2):19-20.

5 李志平,黃建強(qiáng),郭禹標(biāo),等 .呼吸高氦濃度氦氧混合氣體令補(bǔ)呼氣容積大幅增加現(xiàn)象探討〔J〕.實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志,2002;18(12):1258-9.

6 李志平,盧桂芳,唐可京,等 .COPD患者和健康人呼吸氦氧混合氣后肺活量變化的比較〔J〕.中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2004;14(3):5-7.

7 嚴(yán)英碩,謝燦茂,程東升,等 .體積描記法測定殘氣容積較氮沖洗法偏高的原因探討〔J〕.廣州醫(yī)藥,1996;27(3):30-2.

8 朱廣瑾 .中國人群生理常數(shù)與心理狀況——21世紀(jì)初中國部分省(區(qū))市人群調(diào)查報告〔M〕.北京:中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社,2006: 273-93.

9 韓中明,張興志,高緒蘭 .體育鍛煉與吸煙對健康的影響〔J〕.中國校醫(yī),1995;5(4):257-8.

10 王 賢,韓中明,張興志 .運(yùn)動鍛煉對婦女健康的作用〔J〕.當(dāng)代生態(tài)農(nóng)業(yè),2000;(29):78-9.

11 劉玉春,鄒曉娉 .50歲以上健康人膈肌活動度與肺功能的關(guān)系〔J〕.佳木斯醫(yī)學(xué)院學(xué)報,1992;15(1):38-9.

12 羅文侗,王山澤,顏澤敏,等 .體描法與氮清洗法測定功能殘氣量的比較〔J〕.中華結(jié)核和呼吸雜志,1996;19(1):52-3.

13 陳文彬,殷大奎,袁玉如,等.應(yīng)用電子肺量計測定健康成人肺功能的正常值及其預(yù)計值公式〔J〕.華西醫(yī)大學(xué)報,1988;19(2):184-8.

14 孫世潔,李富國,李惠琴,等 .健康正常人肺功能測定正常值的探討〔J〕.海南總醫(yī)院院刊,1990;3(2):69-75.

15 陳鐵男,龔學(xué)紅,李成松,等 .拉薩市藏族正常人肺功能正常值測定〔J〕.西藏醫(yī)藥雜志,1996;17(1):7-9.

16 王 雯,習(xí)家駿,劉榮惠,等 .肺功能指標(biāo)對阻塞性肺氣腫診斷價值的評價〔J〕.新疆醫(yī)學(xué)院學(xué)報,1996;19(3):178-82.

17 劉 健,江為民,楊寬德,等 .內(nèi)蒙古自地區(qū)正常人肺功能值檢測分析〔J〕.云南醫(yī)藥,2001;22(6):476-7.

18 王效婭,駱仙芳,王會仍 .老年人的肺功能和血?dú)庾兓睯〕.浙江實(shí)用醫(yī)學(xué),2003;8(2):120-1.

19 賈巨才,郭先健,毛寶齡 .閉合容積 -補(bǔ)呼氣量百分比的臨床意義〔J〕.第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報,1986;8(2):173-7.

20 王金平,賈巨才 .體積描記儀與國產(chǎn)肺量計肺功能測定值對比分析〔J〕.第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報,1997;19(6):557-9.

21 張建福,奚扮林,祁友鍵,等 .60～69歲健康老年人肺功能生理參數(shù)的調(diào)查〔J〕.徐州醫(yī)學(xué)院學(xué)報,1984;4(2):9-10.

22 閻崇年,顏吉鶴,宋俊嶺,等 .中國市縣大辭典〔M〕.北京:中共中央黨校出版,1991:1-1446.

23 顏 宏,沈國權(quán),毛耀順,等 .中華人民共和國氣候圖集〔M〕.北京:氣象出版社,2002:2-250.

24 宇傳華 .SPSS與統(tǒng)計分析〔M〕.北京:電子工業(yè)出版社,2007:246-54.

25 宇傳華 .SPSS與統(tǒng)計分析〔M〕.北京:電子工業(yè)出版社,2007:491-506.

26 湯國安,楊 昕.A rcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析教程〔M〕.北京:科學(xué)出版社,2006:50-203.

27 黨安榮,賈海峰,易善楨 .A rcGIS8 Desktop地理信息系統(tǒng)應(yīng)用指南〔M〕.北京:清華大學(xué)出版社,2003:79-301.

〔2009-10-13收稿 2009-11-30修回〕

(編輯 袁左鳴)

Norm a l reference va lue of exp ira tory reserve vo lum e of pre-elder ly wom en and geograph ica l factors

W ANG X in,GEM iao,YAN Yan-Chun,et a l.

Co llege of Tour ism and Env ironm en t Sc ience,Shaanx iNorm a l Un iversity,X i’an 710062,Shaanx i,Ch ina

O b jective To reveal the geographicaldistributing ru le and supp ly a scientific basis fo runifying the no rm al reference value standard of exp iratory reserve vo lum e(ERV)ofChinese p re-elderlywom en in various regionsof China.M ethods The norm al ERV reference valuesw ere co llected from 4 413 healthy p re-elderlywom en in 70 areasofChina.The correlationsbetween them easured valuesof ERV and the geographical factors,inc luding altitude(X1),annual sunshine duration(X2),annualm ean temperature(X3),annual temperature range(X4),annualm ean relative hum idity(X5),and annualp recip itation(X6),annualaveragew ind speed(X7),were analyzed.The co llinearof these 7 geographical factorswas judged by co llinear diagnostics.The relationship between the reference valuesof ERV and the geographical factorswas analyzed by p rincipal componentanalysis.Resu lts The reference value of ERV was correlated w ith the geographical facto rs.The linear regression equation deduced from p rincipal component analysisw as?=0.824 085+0.000 010 599 X1-0.000 016 987 X2+0.000 044 761 X3-0.001 816 4 X4-0.000 068 549 X5+0.000 045 107 X6+0.006 397 8 X7±0.028(F=16.079,P=0.000). The geography distribution figure of Chinese p re-elderlywom en ERV reference valueswasexactly insertedw ithm ethodsof K riging.Conc lusion s If geographical factorsof a particular area are obtained,the ERV reference value of Chinese p re-elderlywom en in this area can be calcu lated by thismodeland the no rm al ERV reference valuesof Chinese p re-elderlywom en anywhere in China can be ob tained from geography distribution figure.

Principal componentanalysis;Pre-elderlywom en;Norm al reference value of exp irato ry reserve vo lum e;Geographical factors;Spatial analysis

book=30,ebook=13

R188

A

1005-9202(2010)01-0060-04

國家自然科學(xué)基金資助項目(40971060)

葛 淼(1960-),男,研究員,博士生導(dǎo)師,主要從事醫(yī)學(xué)參考值地理研究。

王 欣(1985-),女,碩士,主要從事醫(yī)學(xué)參考值地理研究。