中国青年人口血压健康状况的分布规律
2016-04-21张明鑫王学忠张明慧
张明鑫 王学忠 张明慧
(宁夏大学资源环境学院,宁夏 银川 750021)
中国青年人口血压健康状况的分布规律
张明鑫王学忠1张明慧1
(宁夏大学资源环境学院,宁夏银川750021)
〔摘要〕目的研究中国正常人血压正常值与地理因素的关系,揭示出中国正常人血压正常值的地域分布规律。方法使用ArcGIS10.0软件的空间数据分析模块的插值模块、选择克里格方法来生成我国区域地理因素的插值图。采用质底法,根据各个省区的预测值分布值在区域范围内普染颜色,采用质底法以显示布满整个制图区域的全国范围内人口血压正常值分布的状况和差别。结果精确地绘制出不同性别不同年龄段收缩压及舒张压正常值的地理分布专题图。结论通过所生成的专题图,能够清楚的显示各个省区人体血压正常值的整体分布情况及各个省区之间血压正常值的差异。
〔关键词〕区域地理因素;血压健康;地理环境;预测模型
随着全球气候和生态环境的逐渐变化,越来越多的人开始关注人体相关指标和区域地理环境的关系,关于地理、环境、气候因素与人体血压间的关系近年来也有一些报道〔1~13〕。本文运用主成分分析的方法研究了中国各地近几年测定的19~25岁青年人口收缩压(SBP)与区域地理因素的关系,发现有非常明显的地域分布规律。
1资料与方法
通过两年多以来检索中国期刊网全文数据库、中国学位论文数据库、中文科技期刊篇名数据库、中文科技期刊数据库、中国生物医学文献数据库和中国学术会议论文数据库等。在北京、上海、西藏、重庆、西安、青海等地的图书馆检索和购买了有关资料。收集了我国各个省区相关医院测定的21 812例不同年龄段、不同性别人口的SBP值;年龄19~25岁;这些单位分布在中国30个省、直辖市和自治区,所收集的资料缺乏西藏自治区、台湾省香港、澳门特别行政区的资料〔1〕。本文将19~25岁年龄段确定为青年段。每个年龄段分男性人口和女性人口SBP。
2方法与结果
用同样的方法得到青年女性SBP正常值与各个地理指标之间的单相关系数r及P分别为:r1=0.112 (P1=0.114),r2=-0.182 (P2=0.264),r3=0.352 (P3=0.005),r4=0.122(P4=0.113),r5=0.141(P5=0.351),r6=0.133(P6=0.608),r7=-0.083 (P7=0.198)。
2.2SBP实测值与地理因素的主成分分析先把所有指标做主成分分析,即提取主成分,然后利用主成分进行回归分析。另外用SPSS分析因子分析的结果,转化后进行主成分回归。在进行主成分分析之前,先了解变量之间的相关性来判断进行主成分分析是否合适,在SPSS17.0软件中测得KMO抽样适度测定值为0.819,KMO值大于0.8,BartLett球形检验为零。因而对七项地理因素进行主成分分析是可行的。
2.2.1主成分的统计信息计算主成分分析总变量解释见表1,给出了特征根,并且由大到小的次序排列,各主成分的贡献率及累积贡献率:前3个特征根分别为2.703、2.150和1.457,都大于1,但是前3个主成分的累积贡献率达90.140%,解释了总变异的90.140%。
表1 主成分分析总变量解释
2.2.2因子得分矩阵分析见表2。通过因子得分矩阵,从因子得分矩阵当中提取出主成分分析所选取的前3个主成分因子的相关系数,从而得出前3个主成分因子表达式,其表达式如下:
z1=-0.145stdx1-0.281stdx2+0.195stdx3+0.298stdx4+
0.349stdx5-0.146stdx6-0.016stdx7;
z2=-0.215stdx1-0.192stdx2+0.367stdx3-0.267stdx4-
0.049stdx5+0.416stdx6-0.021stdx7;
z3=-0.463stdx1+0.232stdx2-0.071stdx3+0.015stdx4+
(式1)
这里stdxi(i=1,2,3,4,5,6,7)表示标准指标变量。
表2 因子得分系数矩阵
2.2.3原始变量的标准指标确定通过分析所要参与计算的7项原始地理因素变量的均数和标准差,得出原始指标变量对应的计算公式,如式2所示,分解后如式3所示。
由表3可得原始变量的标准指标变量为:
(式2)
将公式式2分解后得:
stdx1=0.003 002 462X1-0.453 535 304
stdx2=0.000 462 508X2-4.725 334 382
stdx3=0.061 308 32X3-3.453 525 302
stdx4=0.014 039 028X4-7.198 585 144
(式3)
stdx5=0.000 957 447X5-2.213 977 742
stdx6=0.041 153 957X6-3.588 157 118
stdx7=0.435 729 847X7-3.695 652 174
表3 原始变量的均数和标准差
经过以上分析计算,将七项地理因素X1(m)、X2(h)、X3(℃)、X4(%)、X5(mm)、X6(℃)、X7(m/s) 进行主成分分析,提取出前三个指标,如式1所示,来代替原来的7项地理因素指标,分别与12项血压指标做主成分回归分析,得出主成分回归方程。
2.3SBP实测值与地理因素的主成分回归分析
2.3.1青年男性SBP实测值主成分回归分析以3个主成分变量z1、z2、z3作为自变量,青年男性SBP正常值Y作为因变量,运用SPSS17.0中的向后消元法对其做多元回归分析,得到方程为:
(式4)
其中拟合优度R2=0.519,F统计量的观察值为29.242,显著性概率P=0.000。
将式1代入上述方程中,得到应变量Y与标准自变量stdx1~stdx7的线性回归方程:
Y=113.599-0.819 083stdx1-0.242 314stdx2+
0.590 065stdx3-0.193 991stdx40.177 488stdx5+
(式5)
将标准变量还原为自变量,把式3代入式4中,得出青年男性SBP正常值与地理因素之间的线性回归方程为:
Y=110.313 632 9-0.002 459 266X1-
0.000 112 072X2+0.036 175 894X3-
0.002 723 445X4+0.000 169 935X5+
(式6)
其中拟合优度R2=0.519,F统计量的观察值为29.242,显著性概率P=0.000。
2.3.2青年女性SBP实测值的主成分回归分析以3个主成分变量z1、z2、z3作为自变量,青年女性SBP正常值Y作为因变量,运用SPSS17.0中的向后消元法对其做多元回归分析,得到的方程为:
(式7)
其中拟合优度R2=0.613,F统计量的观察值为32.349,显著性概率P=0.000。
将式1代入上述方程,得到应变量Y与标准自变量stdx1~stdx7的线性回归方程:
Y=104.223-0.272 087stdx1+0.009 108stdx2+
0.118 885stdx3-0.085 281stdx4+
(式8)
将标准变量还原为自变量,把式3代入式4中,得出青年女性SBP正常值与地理因素之间的线性回归方程为:
Y=103.053 148 2-0.000 816 931X1+
4.212 52E-06X2+0.007 288 64X3-
0.001 197 262X4+9.388 73E-06X5+
(式9)
其中拟合优度R2=0.613,F统计量的观察值为32.349,显著性概率P=0.000。
2.4主成分回归分析最优预测模型通过主成分回归分析方法得出回归模型的对比分析,根据预测值的趋势选择最逼近真实值的血压正常值的预测模型。最后将各年龄段不同性别正常人SBP正常值最优预测模型,如下所示:
2.4.119~22岁男性青年SBP正常值最优预测模型
Y=110.313 632 9-0.002 459 266X1-
0.000 112 072X2+0.036 175 894X3-
0.002 723 445X4+0.000 169 935X5+
0.020 443 022X6+0.234 057 952X7;
(R2=0.519,F=29.242,P=0.000)。
2.4.219~22岁女性青年SBP正常值最优预测模型
Y=103.053 148 2-0.000 816 931X1+
4.212 52E-06X2+0.007 288 64X3-
0.001 197 262X4+9.38873E-06X5+
0.005 945 883X6+0.107 695 425X7;
(R2=0.613,F=32.349,P=0.000)。
2.5基于ArcGIS的全国尺度人体血压正常值制图表达
为了能更清楚地表示出SBP正常值的地理空间分布状况,本论文选取中国全国范围内34个省会城市和333个地级城市作为基础观测点,借助ArcGIS软件中的ArcMap模块在矢量化好的地图上准确定位这些点,将各个省、自治区及直辖市内所辖的省级城市和地级城市的预测值进行平均,并用质底,根据各个省区的预测值分布值在区域范围内普染颜色,采用质底法以显示布满整个制图区域的全国范围内人口血压正常值分布的状况和差别。精确地拟合并绘制出不同性别不同年龄段收缩压及舒张压正常值的地理分布趋势图。见图1。
男性 女性图1 我国男性和女性青年SBP正常值分布专题图(单位:mmHg)
在绘有各个省区行政区边界的地图上,按照血压正常值不同的预测值,着上深浅不同的颜色,以鲜明的表示各个省区预测值的差异。根据全国范围内人体血压正常值各个指标的整体分布情况,将各个省区人体收缩压正常值分为6个等级,分别用不同的颜色表示;同时在图上附加各省区名称注记。通过所生成的专题图,能够清楚的查的各个省区人体血压正常值的整体分布情况及各个省区之间血压正常值的差异。
我国西藏地区和广东省男性青年SBP正常值分布最低,分布范围为106.4~107.1 mmHg;我国内蒙古地区最高,分布范围为117.8~120.8 mmHg;河南、山东、吉林、湖南和浙江省分布次高,分布范围为115.8~117.7 mmHg。
我国西藏地区女性青年SBP正常值分布最低,分布数值为98.3 mmHg;青海、四川、陕西、重庆和贵州省分布次低;我国内蒙古地区、黑龙江省、天津市和浙江省分布最高,分布范围为106.0~106.5 mmHg。其他省区女性青年SBP正常值的分布范围也可以从图上读出。
3讨论
本文通过对人体血压指标与区域地理因素的相关分析,判断人体血压指标和区域地理因素的相关关系,相关系数来精确地反映各个地理因素与血压正常正常值之间的强弱程度。通过研究发现,我国19~25岁人口血压正常值和区域地理因素之间的相关性非常显著。我国人口血压正常值在全国区域分布差异性非常明显。我国人体血压正常值在全国区域分布呈现明显的区域差异性。
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〔2014-09-18修回〕
(编辑安冉冉/曹梦园)
〔中图分类号〕R181.3
〔文献标识码〕A
〔文章编号〕1005-9202(2016)07-1687-04;
doi:10.3969/j.issn.1005-9202.2016.07.070
基金项目:国家自然科学基金项目(41461098);宁夏区自然科学基金项目(NZ14020)
1宁夏医科大学总医院心内科
第一作者:张明鑫(1980-),男,博士,副教授,主要从事区域环境健康和空间地理数据挖掘研究。