医药学论文：温度对心脑血管疾病日死亡人数影响的时间序列研究

　温度对心脑血管疾病日死亡人数影响的时间序列研究

　　朱勇1，陈晓东2

　　1 东南大学公共卫生学院，江苏南京（210009）2 江苏省疾病预防控制中心，江苏南京（210009）

　　摘 要：目的 研究温度对心脑血管疾病日死亡人数的影响。方法 采用时间序列的Poisson广义相加模型，在控制了时间的长期趋势、季节趋势和其它混杂因素后，研究南京市2004年1 月1 日～2004 年12 月31 日期间温度对心脑血管疾病日死亡人数的影响。结果 日平均温度每下降1℃，对应心脑血管疾病死亡相对危险度为1.01876(95%CI:1.01243～1.02513)。结论 温度变化对心脑血管疾病日死亡人数有影响。

　　关键词：温度；心脑血管疾病；死亡；时间序列；广义相加模型

　　当前，心脑血管疾病在日益老龄化的城市正显得越发突出，严重影响着人类的期望寿命和生存质量。而温度正是引起心脑血管疾病突发死亡的原因之一[1-2]。因此从预防的角度出发，研究温度对心脑血管疾病日死亡人数的影响，为政府制定保护性政策提供依据，是十分必要的。

　　1. 材料和方法

　　1.1 研究区域

　　为江苏省南京市，该市地处中纬度地区，属北亚热带季风气候。

　　1.2 资料收集

　　死亡资料来自南京市2004 年死亡医学登记系统，其中心脑血管疾病日死亡人数按国际疾病标准编码(ICD-10)的I00~I99 进行统计。气象资料来自南京市气象局，包括：南京市2004年逐日平均温度、平均相对湿度、平均地面气压等。大气污染资料则采用环保局发布的南京市2004 年逐日空气污染指数。

　　1.3 统计分析

　　由于本研究中的数据属于时间序列数据，并且时间序列中的反应序列往往存在着与时间有关的趋势项，因此要分析温度对心脑血管疾病日死亡人数的影响就必须首先去除时间趋势项和其它混杂作用的影响[3]。而广义相加模型[3-4]（generalized additive models ,GAM）就可以通过非参数平滑(smoothing spline function)最大限度地减少了时间序列数据间的自相关、灵活地控制混杂因素。所以本研究采用广义相加模型模拟温度对心脑血管疾病日死亡人数的影响。统计分析软件为SAS8.2[4-5]。

　　1.3.1 模型的建立

　　由于人群中心脑血管疾病日死亡人数近似服从Poisson 分布，因此在广义相加模型中我们采用Poisson 分布作为回归模型的分布族(family distribution)，对数函数作为连接函数(linkfunction)[6]。则基本模型为：

　　log[E(Yt)]=α+S(TEMP,df)+s(RH,df)+s(STP,df)+s(API,df)+s(DW,df)+s(DY,df)

　　式中：E(Yt)－观察日t 当天心脑血管疾病死亡人数预期值；α－截距；S－非参数平滑函数；df－自由度；TEMP－观察日t 当天平均温度，解释因素；RH－观察日t 当天平均相对湿度，混杂因素；STP－观察日t 当天平均地面气压，混杂因素；API－观察日t 当天空气污染指数，混杂因素；DW－星期哑元变量，用以控制"星期几"效应；DY－观察日t 在研究时序中的天数序列号，用以控制时间的长期趋势和季节趋势。考虑到心脑血管疾病死亡的突发性，故本研究只考察了观察日t 当天的平均温度对心脑血管疾病日死亡人数的影响，而未考察其滞后(lag)效应[6]。

　　1.3.2 模型的修正

　　根据上述模型的模拟结果，我们发现：日平均温度、日平均地面气压与心脑血管疾病日死亡人数之间的线性趋势显著（P＜0.0001）；日平均相对湿度对心脑血管日死亡人数的影响有统计学意义(P＝0.0205)；心脑血管疾病日死亡人数有着明显的长期趋势和季节趋势(P＜0.0001)；其它因素则无统计学意义。因此我们调整模型为：

　　log[E(Yt)]=α+βTEMP+s(RH,df)+γSTP + s(DY,df)

　　式中：β－观察日t 当天平均温度的回归系数；γ－观察日t 当天平均地面气压的回归系数。

　　2. 结果

　　2.1 描述性统计分析结果

　　表1 为南京市2004 年1 月1 日～2004 年12 月31 日期间气象要素、大气污染及心脑血管疾病死亡情况。

　　表1 2004 年南京市气象要素、大气污染及心脑血管疾病死亡情况

　　图1、图2 为南京市2004 年1 月1 日～2004 年12 月31 日期间日平均温度及心脑血管疾病日死亡人数时间序列图。

　　图1 2004 年南京市日平均温度时间序列

　　图2 2004 年南京市心脑血管疾病日死亡人数时间序列

　　2.2 根据广义相加模型进行相对危险度估计

　　表2 日平均温度每下降1℃心脑血管疾病死亡的相对危险度

　　解释因素 相对危险度 95％可信限

　　日平均温度 1.01876 1.01243～1.02513

　　表2 为日平均温度每下降1℃所对应的心脑血管疾病死亡相对危险度。结果显示：日平均温度每下降1℃，心脑血管疾病死亡相对危险度为1.01876(95%CI:1.01243～1.02513)。可见，气温变化对心脑血管疾病日死亡人数是有影响的。

　　3. 讨论

　　本研究采用了广义相加模型来研究气象要素对心脑血管疾病日死亡人数的影响，发现利用非参数平滑函数控制了时间序列资料的长期趋势、季节趋势和其它混杂因素后，日平均温度每下降1℃，心脑血管疾病死亡相对危险度为1.01876(95%CI:1.01243～1.02513)。分析其原因可能是：较低的日平均温度会引起血管痉挛、血压升高，造成血管舒张功能障碍，从而导致心脑血管疾病死亡的发生。鉴于本研究的结论，我们认为在进行气温对心脑血管疾病危害预测预报的同时，应加强人群特别是心脑血管疾病患者的预防措施宣传，减少低温导致的心脑血管疾病死亡。