沈陽市城區(qū)正常兒童肺功能預(yù)測方程研究

馬亞楠，趙洋，劉玉芹，黃美夢，孫晶，劉洋，任萬輝，呂雪峰，董光輝，何欽成

（1.中國醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)教研室，沈陽110001；2.沈陽市環(huán)境監(jiān)測中心站，沈陽110016；3.遼寧省大氣污染防治管理中心，沈陽110161）

·論著·

沈陽市城區(qū)正常兒童肺功能預(yù)測方程研究

馬亞楠1，趙洋1，劉玉芹1，黃美夢1，孫晶1，劉洋1，任萬輝2，呂雪峰3，董光輝1，何欽成1

（1.中國醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)教研室，沈陽110001；2.沈陽市環(huán)境監(jiān)測中心站，沈陽110016；3.遼寧省大氣污染防治管理中心，沈陽110161）

目的建立沈陽市健康兒童肺功能預(yù)測方程。方法采用整群隨機(jī)抽樣法在沈陽市5個行政區(qū)各抽取1所小學(xué)和1所初中，將10所學(xué)校三年級到九年級所有兒童作為研究對象。身高、體質(zhì)量和肺功能指標(biāo)按照標(biāo)準(zhǔn)化程序由經(jīng)過培訓(xùn)的調(diào)查員進(jìn)行測量。應(yīng)用線性回歸模型建立不同性別的肺功能預(yù)測方程。結(jié)果在調(diào)查的1 087例兒童中，除年齡外其他指標(biāo)［身高、體質(zhì)量、用力肺活量（FVC）、一秒用力呼氣容積（FEV1）、最大呼氣中期流量（MMEF）和最大呼氣流速峰值（PEF）］在不同性別組間均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。不同性別的FVC、FEV1、MMEF和PEF（因變量）等肺功能指標(biāo)與年齡、身高和體質(zhì)量（自變量）之間的回歸預(yù)測方程具有較好的擬合優(yōu)度。結(jié)論本研究建立了沈陽市城區(qū)9～15歲兒童肺功能預(yù)測方程。

兒童；肺功能；方程

肺功能檢測通常被認(rèn)為是呼吸系統(tǒng)疾病（特別是肺部疾?。┑脑\斷基礎(chǔ)［1］，并已成為呼吸系統(tǒng)疾病臨床評價(jià)的重要工具之一［2］。由于肺功能指標(biāo)受年齡、性別、身高和種族等不同因素的影響［3］，所以產(chǎn)生了許多關(guān)于兒童肺功能預(yù)測的研究，特別是西方發(fā)達(dá)國家［4～6］。然而，受種族因素的影響，這些方程或許并不適用于中國漢族兒童，尤其是近二十年間，中國社會經(jīng)濟(jì)狀況發(fā)生巨大變化，兒童的飲食習(xí)慣和生活方式也隨之改變，中國兒童超重率和肥胖率也不斷增加，將導(dǎo)致兒童的肺功能發(fā)生改變［7］。因此建立以人群為基礎(chǔ)的兒童肺功能預(yù)測方程對于中國兒童的肺功能評價(jià)和肺功能預(yù)測具有重要意義。本研究隨機(jī)選取沈陽市城區(qū)9～15歲兒童，并對其建立兒童肺功能預(yù)測方程。

1 材料與方法

1.1 研究對象

2011-2012年期間我們對沈陽市5個行政區(qū)（和平區(qū)、沈河區(qū)、大東區(qū)、鐵西區(qū)和皇姑區(qū)）采用隨機(jī)整群抽樣方法在每個行政區(qū)抽取1所小學(xué)和1所初中，最終將10所學(xué)校三年級到初中三年級所有兒童作為研究對象。研究對象納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡9～15周歲；（2）沈陽市區(qū)常住人口；（3）漢族；（4）身體健康、無吸煙史。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）過去或現(xiàn)在有吸煙史；（2）近1個月有感冒史；（3）具有急性或慢性呼吸系統(tǒng)疾病史（例如哮喘、喘鳴、過敏性鼻炎、肺結(jié)核、肺炎和支氣管炎等）。

1.2 問卷調(diào)查

采用國際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)問卷——美國胸科學(xué)會調(diào)查表中文版進(jìn)行問卷調(diào)查，問卷具有較好的效度和信度。調(diào)查內(nèi)容包括：兒童社會人口學(xué)因素（年齡、性別等）、兒童吸煙狀況和兒童哮喘及相關(guān)癥狀，包括哮喘、喘鳴、過敏性鼻炎、肺結(jié)核、肺炎和支氣管炎等。兒童吸煙定義：兒童在學(xué)校或家中等場所曾經(jīng)吸煙并具有吸煙史。對哮喘及喘鳴、過敏性鼻炎、肺結(jié)核、肺炎和支氣管炎的定義采用美國胸科協(xié)會統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)過專業(yè)醫(yī)生診斷。

由經(jīng)過流行病調(diào)查培訓(xùn)的班主任和調(diào)查員將調(diào)查問卷發(fā)放給家長，填寫完后的問卷第2天由學(xué)生轉(zhuǎn)交給班主任統(tǒng)一回收。然后對調(diào)查問卷進(jìn)行數(shù)據(jù)庫核查與錄入。最終1 087名健康兒童納入。本次調(diào)查均取得家長或者監(jiān)護(hù)人的知情同意書，并經(jīng)過中國醫(yī)科大學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。

1.3 體格測量和肺功能測量

人體學(xué)指標(biāo)（包括身高、體質(zhì)量）按照標(biāo)準(zhǔn)化程序由經(jīng)過培訓(xùn)的調(diào)查員進(jìn)行測量［8］，所有測量指標(biāo)均經(jīng)過2次測量并取平均值作為最終分析指標(biāo)。身高、體質(zhì)量采用國家體委研制的身高體質(zhì)量計(jì)測量（精確度身高和體質(zhì)量分別為0.1 cm和100 g），儀器在測量前均經(jīng)過校正。

肺功能包括用力肺活量（forced vital capacity，F(xiàn)VC）、一秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1）、最大呼氣中期流量（maximum mid expiratory flow，MMEF）和最大呼氣流速峰值（the maximum peak expiratory flow，PEF）等指標(biāo)，其檢測采用美國胸科協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)［6］。測量儀器為意大利（Spirolab，MIR）可攜帶式電子肺量儀，由2名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的調(diào)查員在正式測試之前對兒童統(tǒng)一講解肺功能測量注意事項(xiàng)和規(guī)則并進(jìn)行檢測。測量時(shí)兒童未進(jìn)行任何運(yùn)動，采用站立姿勢，并佩戴鼻夾以防止空氣從鼻流出。肺功能測量儀與筆記本電腦聯(lián)機(jī)，在肺功能測試之前輸入兒童的身高、年齡、體質(zhì)量等。測試時(shí)，兒童每次至少吹3條合格的曲線，計(jì)算機(jī)自動記錄每1條肺活量曲線并選取最佳值作為肺功能測量指標(biāo)。采用Epidata4.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)庫雙錄入和核查。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

定量變量和定性資料分別采用x±s以及率或者構(gòu)成比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述。不同性別間身高、體質(zhì)量和肺功能指標(biāo)的差異比較采用成組設(shè)計(jì)的t檢驗(yàn)。應(yīng)用Pearson線性相關(guān)分析法分析身高、體質(zhì)量和肺功能各指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系。同時(shí)，應(yīng)用線性回歸模型建立不同性別的FVC、FEV1、MMEF和PEF（因變量）等肺功能指標(biāo)與年齡、身高和體質(zhì)量（自變量）之間的回歸預(yù)測方程?；貧w方程擬合優(yōu)度檢驗(yàn)依據(jù)r2（決定系數(shù)）和剩余標(biāo)準(zhǔn)差等指標(biāo)，最后選擇r2最大的最佳回歸預(yù)測模型［6］。方程模型采用殘差圖進(jìn)行正態(tài)性、線性、獨(dú)立性和方差齊性檢驗(yàn)，并將某些異常值刪除之后構(gòu)建模型［9］。所有統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 17.0軟件，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為雙側(cè)，α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 年齡分布

結(jié)果顯示各年齡組男性和女性分布基本均衡。見表1。

表1 研究對象年齡分布情況Tab.1 The frequency and percentage for age stratified by gender［n（%）］

2.2 不同性別之間各指標(biāo)比較分析

不同性別組別之間兒童肺功能和人體測量指標(biāo)比較情況見表2。結(jié)果顯示：除年齡外其他指標(biāo)在不同性別之間均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。

表2 不同性別兒童肺功能和其他指標(biāo)比較情況Tab.2 Comparison of lung function and other variables between boys and girls

2.3 不同性別肺功能與年齡、身高和體質(zhì)量之間的相關(guān)分析

結(jié)果顯示：無論是男性組還是女性組年齡、身高、體質(zhì)量均與肺功能指標(biāo)正相關(guān)（P＜0.01），見表3。

表3 不同性別兒童肺功能與年齡、身高和體質(zhì)量的相關(guān)分析結(jié)果（r）Tab.3 Pearson’s correlation coefficients between spirometric parameters and height，weight，age（r）

2.4 肺功能預(yù)測方程

不同性別組的肺功能回歸預(yù)測方程，男性為FVC=-2.662+0.019×身高+0.013×體質(zhì)量+0.148×年齡（r2=0.684）；FEV1=-2.544+0.016×身高+0.010×體質(zhì)量+0.167×年齡（r2=0.708）；PEF=-3.056+0.017×身高+0.017×體質(zhì)量+0.365×年齡（r2=0.555）；MMEF=-2.519+0.010×身高+0.013×體質(zhì)量+0.292×年齡（r2=0.561）。女性為FVC=-2.534+0.025×身高+ 0.008×體質(zhì)量+0.047×年齡（r2=0.618）；FEV1=-2.452+0.024×身高+0.008×體質(zhì)量+0.051×年齡（r2=0.657）；PEF=-2.052+0.027×身高+0.010×體質(zhì)量+0.132×年齡（r2=0.339）；MMEF=-2.145+ 0.022×身高+0.013×體質(zhì)量+0.095×年齡（r2= 0.423）。由決定系數(shù)r2可見，各肺功能指標(biāo)方程擬合較好。

3 討論

本研究基于沈陽市城區(qū)9～15歲中小學(xué)兒童數(shù)據(jù)，采用多元線性回歸分析方法建立方程，回歸模型構(gòu)建采用變量變換（如對數(shù)、乘積項(xiàng)、二次項(xiàng)和三次項(xiàng)等）和逐步回歸分析等方法。最終，結(jié)合決定系數(shù)和剩余標(biāo)準(zhǔn)差選擇多元線性回歸模型（變量無任何變換）作為最佳預(yù)測方程。

目前，關(guān)于中國學(xué)齡兒童的肺功能預(yù)測方程研究報(bào)道較少。Ip等［10］香港學(xué)者在1995年至1996年對香港地區(qū)551名7～19歲兒童采用回歸模型構(gòu)建肺功能預(yù)測方程。Tsai等［11］臺灣學(xué)者于2004年至2005年對臺灣地區(qū)309名6～11歲健康兒童建立FVC、FEV1、MMEF和PEF等肺功能預(yù)測額方程。Feng等［12］中國學(xué)者于2008年對哈爾濱地區(qū)443名8～18歲健康朝鮮族兒童建立肺功能預(yù)測方程。最近的一項(xiàng)國內(nèi)研究是陸燕紅等［13］于2010年對蘇州市區(qū)610名健康兒童建立5～14歲兒童肺通氣功能的預(yù)測值方程式。然而，這些學(xué)者報(bào)道的兒童肺功能的預(yù)測方程具有一定的地理區(qū)域局限性，并且選取兒童樣本量較少，某些研究距今已有較長時(shí)間，不同地區(qū)兒童可能具有一定差異。自從20世紀(jì)以來，中國的工業(yè)化和城鎮(zhèn)化發(fā)生了巨大改變，兒童的飲食、營養(yǎng)和環(huán)境已經(jīng)改變。據(jù)有關(guān)研究表明1995年至2010年間中國兒童與青少年的肱三頭肌皮褶厚度增幅男生為1.36 mm/10 a，女生為1.05 mm/10 a；肩胛下皮褶厚度增幅男生為1.07 mm/10 a，女生為0.67 mm/10 a。2010年體脂率男、女增幅分別為1.42%/10 a和0.91%/10 a［14］。并且相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)中國兒童的超重率和肥胖率呈較快增長趨勢［7］。同時(shí)文獻(xiàn)研究表明種族、性別、年齡、身高和體質(zhì)量是影響肺功能指標(biāo)的關(guān)鍵因素［15］，利用其他國家和地區(qū)的肺功能方程對兒童肺功能預(yù)測將可能高估或者低估肺活量參數(shù)［16］。因此，建立基于本地區(qū)的兒童肺功能預(yù)測方程十分必要。

本研究通過線性回歸模型建立了沈陽市中小學(xué)兒童的年齡、身高、體質(zhì)量和性別對常用肺功能指標(biāo)的預(yù)測方程。該預(yù)測方程僅適用于9～15歲漢族兒童，并且抽樣樣本地區(qū)僅為沈陽城區(qū)，不能夠代表全國兒童。另外，本研究屬于橫斷面研究，不能夠推斷人口學(xué)指標(biāo)與肺功能指標(biāo)之間的因果聯(lián)系。因此，下一步將同時(shí)選取其他年齡段的兒童進(jìn)行隊(duì)列研究，以便了解兒童肺功能的增長和發(fā)展情況。

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（編輯 武玉欣）

Regression Equations for Predicting Lung Function of Healthy Children in Shenyang

MA Ya-nan1，ZHAO Yang1，LIU Yu-qin1，HUANG Mei-meng1，SUN Jing1，LIU Yang1，REN Wan-hui2，Lü Xue-feng3，DONGGuang-hui1，HE Qin-cheng1
（DepartmentofBiostatistics，SchoolofPublic Health，China MedicalUniversity，Shenyang 110001，China）

ObjectiveTo develop accurate predictive equations forspirometric reference valuesforchildren aged 9 to 15 years in Shenyang.Meth?odsA cross-sectional study of healthy children was conducted at 10 randomly selected schools in Shenyang city.Weight，height and spirometry measurements of 1 087 school children were measured by trained interviewers.Prediction equations were developed using the multiple linear regression.The independent variables were entered in sequence of height，age and weight.R2and estimates of regression coefficients were obtained and the goodness of fit was examined.ResultsThere were significant differences on the lung function between different gender，height，and weight groups. The prediction equations showed good performance for most spirometric parameters.ConclusionPrediction equations for spirometric parameters was developed，which isapplicable to the chinese children within the age range of9-15 year-old.

child；lung function；regression equations

R179

B

0258-4646（2014）05-0385-04

國家自然科學(xué)基金（81302405）；中華環(huán)境保護(hù)基金項(xiàng)目（CEPF2008-123-1-5；CEPF2010-123-1-3）；沈陽市科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目計(jì)劃項(xiàng)目（F13-220-9-34）

馬亞楠（1982-），男，講師，碩士.

何欽成，E-mail：qche@mail.cmu.edu.cn

2014-03-12

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