向思亭 葛 淼 張亞平 井 靜 周文華

(陜西師范大學(xué)旅游與環(huán)境學(xué)院健康地理研究所，陜西 西安 710062)

心率是心功能研究的一項(xiàng)重要指標(biāo)，與心動(dòng)周期的時(shí)程長(zhǎng)短有密切關(guān)系。但目前，國(guó)內(nèi)外缺乏心率參考值的統(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(guó)人的心率參考值的標(biāo)準(zhǔn)，許多學(xué)者研究了心率參考值與年齡、身高、體重、性別、海拔等的關(guān)系〔1～20〕，但對(duì)于中國(guó)老年人心率參考值與地理因素的因子分析，國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)他人報(bào)道。本文使用相關(guān)分析、因子分析和回歸分析等方法，研究中國(guó)各地測(cè)定的健康老年人心率參考值與地理因素之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)二者具有一定的規(guī)律性。

1 材料與方法

1.1 心率參考值 通過(guò)檢索中國(guó)期刊網(wǎng)、維普資訊網(wǎng)、超星數(shù)字圖書(shū)館等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，查閱北京、上海、西安等地圖書(shū)館相關(guān)期刊和書(shū)籍，獲取了全國(guó)68 589例健康人心率值，從中篩選出年齡在60歲以上的健康老年人心率參考值數(shù)據(jù)3 750例，測(cè)定地點(diǎn)包含全國(guó)50個(gè)市(縣)級(jí)醫(yī)院和有關(guān)研究單位及高等院校，東部地區(qū)的資料多于西部地區(qū)。測(cè)定儀器為動(dòng)態(tài)心電圖記錄儀，記錄結(jié)果為中國(guó)健康老年人靜息心率參考值，以次/min為單位。

1.2 地理資料 均來(lái)源于國(guó)家測(cè)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，選取的地理因素指標(biāo)為：海拔高度(X1)，年日照時(shí)數(shù)(X2)，年平均氣溫(X3)，年平均相對(duì)濕度(X4)，年降水量(X5)，氣溫年較差(X6)，年平均風(fēng)速(X7)。

2 結(jié)果

2.1 相關(guān)分析 運(yùn)用相關(guān)分析法，得出老年人心率參考值與X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7的 單 相 關(guān) 系數(shù) r 分別 為 0.328、-0.142、0.186、0.036、0.235、-0.423、-0.423;P 值分別為0.010、0.163、0.098、0.403、0.050、0.001、0.001?？梢钥闯?，X6和X7是影響老年人心率的最主要的因素。此外，X1與老年人心率參考值的相關(guān)性也很顯著。

2.2 因子分析〔21〕在進(jìn)行因子分析之前，首先要了解各個(gè)變量之間的相關(guān)性，從而判斷因子分析的方法使用是否合適。如果大多數(shù)變量之間的單相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值＞0.3，進(jìn)行因子分析就有實(shí)際意義。從相關(guān)系數(shù)矩陣(表1)中，可以看出大多數(shù)變量的相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值＞0.3，說(shuō)明各地理因素之間存在著顯著的相關(guān)性，所以在進(jìn)行預(yù)測(cè)模型之前，要取消較為嚴(yán)重的共線性，并把一些錯(cuò)綜復(fù)雜的變量總結(jié)為少數(shù)幾個(gè)綜合因子的多元分析方法。

表1 相關(guān)系數(shù)矩陣

2.2.1 因子分析實(shí)用性判斷 進(jìn)行因子分析之前，有一個(gè)默認(rèn)的前提條件，就是各變量間必須具備相關(guān)性，此條件可用KMO統(tǒng)計(jì)量和Bartlett球形檢驗(yàn)加以判斷。當(dāng)KMO統(tǒng)計(jì)量大于0.5或者Bartlett球形假設(shè)被拒絕，即說(shuō)明各指標(biāo)之間并非獨(dú)立，取值是有相關(guān)性的。因此用SPSS17.0軟件計(jì)算X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7的 KMO 統(tǒng)計(jì)量和 Bartlett球形檢驗(yàn)，得出KMO統(tǒng)計(jì)量為0.738，因此各變量間的相關(guān)程度無(wú)太大差異，數(shù)據(jù)適合做因子分析;Bartlett球形檢驗(yàn)，近似χ2值388.408，自由度21，顯著性水平0.000，因此拒絕Bartlett球形度檢驗(yàn)的零假設(shè)，認(rèn)為適合做因子分析。

2.2.2 用因子分析的方法來(lái)構(gòu)造因子變量 利用SPSS17.0軟件，對(duì)選取的 X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7進(jìn)行公因子的提取。

根據(jù)主成分個(gè)數(shù)的確定，一般取累積方差貢獻(xiàn)率≥70%且特征根≥1的因子作為提取的公因子。由表2可知，前2個(gè)因子的累積貢獻(xiàn)率已達(dá)到85.555%，且特征根≥1，說(shuō)明其已經(jīng)包含了各地理變量的85.555%的信息，效果較好。又由特征根碎石圖(圖1)可以看出，當(dāng)取到第2個(gè)特征根時(shí)，曲線明顯呈下降的趨勢(shì)，隨后趨于平穩(wěn)，所以選取前2個(gè)公共因子代替原始的7個(gè)地理因素來(lái)研究對(duì)老年人心率參考值的影響。

表2 解釋的總方差

圖1 特征根碎石圖

2.2.3 因子載荷與因子旋轉(zhuǎn) 為了指導(dǎo)每個(gè)公共因子的明確意義，有必要進(jìn)行因子旋轉(zhuǎn)，使得新的因子載荷盡可能地接近0或者遠(yuǎn)離0。對(duì)已經(jīng)得到的2個(gè)公共因子進(jìn)行Varimax方差最大正交旋轉(zhuǎn)，可以得到2個(gè)新的公共因子，其因子載荷矩陣和旋轉(zhuǎn)空間分布情況見(jiàn)表3，圖2?？梢钥闯龉惨蜃覨2對(duì)X1、X7的載荷量較大(其絕對(duì)值≥0.5)，從相關(guān)系數(shù)上看，X1和X7與老年心率相關(guān)性顯著，因此公共因子F2反映的是地理因素對(duì)心率的直接影響。而公因子 F1對(duì)X2、X3、X4、X5、X6的載荷量較大(其絕對(duì)值≥0.5)，從相關(guān)系數(shù)上看，X2、X3、X4、X5與老年心率相關(guān)性不顯著。因此說(shuō)明，公共因子F1反映的是氣候因素對(duì)心率的間接影響。

表3 正交旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣

2.2.4 因子得分 公共因子是由原始變量綜合而來(lái)的，把原始變量的取值代入到表達(dá)式中求出各個(gè)因子的得分值，從而用因子得分值代替原始變量進(jìn)行回歸分析。F1、F2的表達(dá)式公式一 為：F1= -0.044stdX1-0.228stdX2+0.213stdX3+0.207stdX4+0.215stdX5-0.207stdX6-0.063 7stdX7，F(xiàn)2=-0.484stdX1+0.054stdX2+0.045stdX3+ 0.116stdX4+0.035stdX5+0.303stdX6+0.511stdX7。這里，stdXi(i=1，2，3，4，5，6，7)表示標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)變量。標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)變量的公式二為：stdX1=(X1-385.55)/782.503;stdX2=(X2-2 298.26)/438.094;stdX3=(X3-14.700)/5.317 6;stdX4=(X4-69.64)/8.796;stdX5=(X5-1 025.848)/539.290 8;stdX6=(X6-25.220)/5.165 3;stdX7=(X7-2.612)/0.689 5。

圖2 因子得分散點(diǎn)圖

2.2.5 計(jì)算回歸方程 以F1、F2為自變量，以老年人心率參考值為因變量進(jìn)行回歸分析，獲得回歸方程：

將公式一與公式二代入回歸方程(1)，最終轉(zhuǎn)化為?與原始變量的多元回歸方程：

F=9.317，P=0.000＜0.05，說(shuō)明該模型較顯著。在以上回歸方程中，?是心率(次/min)參考值，0.433是剩余標(biāo)準(zhǔn)差。

應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件，運(yùn)用成對(duì)樣本t檢驗(yàn)〔21〕，比較老年人心率參考值的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值。配對(duì)t檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)量t為-0.136，所對(duì)應(yīng)的雙側(cè)P值為0.895，所以可以認(rèn)為兩組之間總體方差是相等的，無(wú)顯著性差異，故可以認(rèn)為老年人心率參考值的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值具有較好的一致性。運(yùn)用方程(2)對(duì)中國(guó)11個(gè)城市的老年人心率參考值進(jìn)行預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較。從圖3可以看出預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的擬合程度較好，P=0.005＜0.01。因此可以認(rèn)為，由因子分析得出的回歸方程可以用來(lái)預(yù)測(cè)中國(guó)老年人心率參考值。

2.3 繪制中國(guó)老年人心率參考值分布規(guī)律圖 見(jiàn)圖4。為了準(zhǔn)確揭示出中國(guó)老年人心率參考值的分布規(guī)律，本文選取了全國(guó)4 383個(gè)市縣作為觀測(cè)點(diǎn)，根據(jù)各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的8項(xiàng)地理因素值，計(jì)算出這4 383個(gè)市縣健康老年人心率參考值的預(yù)測(cè)值：在已矢量化好的地圖上準(zhǔn)確定位這4 383個(gè)市縣;應(yīng)用GIS軟件中的地統(tǒng)計(jì)分析模塊(Geostatistical Analyst)進(jìn)行克里格(Kriging)插值，精確地?cái)M合出中國(guó)老年人心率參考值的空間趨勢(shì)分布圖?？梢怨浪阒袊?guó)任一地區(qū)的老年人心率的參考值。位于同一色系和等值線上的老年人心率參考值相等;同一等值線附近區(qū)域的參考值相近。從圖中顏色可以清晰獲知，我國(guó)西南部老年人心率參考值較大，而東北部較小;同一色系分布與我國(guó)地形三級(jí)階梯分布大致相近，可見(jiàn)海拔對(duì)老年人心率參考值影響很大，這也符合老年人心率參考值與地理因素有很大關(guān)系的認(rèn)識(shí)。

圖3 中國(guó)11城市老年人心率預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值

圖4 中國(guó)老年人心率參考值空間趨勢(shì)圖

3 討論

從單相關(guān)系數(shù)可以看出，隨著X1的逐漸增大，老年人心率正常參考值逐漸增加，相關(guān)性很顯著。隨著X2的逐漸增大，老年人心率正常參考值逐漸減小，相關(guān)性不顯著。隨著X3逐漸增大，老年人心率正常參考值逐漸增大，相關(guān)性不顯著。隨著X4逐漸增大，老年人心率正常參考值逐漸增大，相關(guān)性不顯著。隨著X5逐漸增大，老年人心率正常參考值逐漸增大，相關(guān)性顯著。隨著X6逐漸增大，老年人心率正常參考值逐漸減小，相關(guān)性很顯著。隨著X7逐漸增大，老年人心率正常參考值逐漸減小，相關(guān)性很顯著。醫(yī)學(xué)著作《內(nèi)經(jīng)》在《素問(wèn)·異法方宜論篇》里指出“東方之域……其民食魚(yú)而嗜咸……，其民皆黑色疏理。西方者……其民凌居而多風(fēng)，其民華食而脂肥。北方者，其民樂(lè)野而乳食……。南方者，……其民嗜酸而食胕……。中央者……其民食雜而不勞……”。在《素問(wèn)·五常政大論篇》里同樣指出“天不足西北，左寒而右涼;地不滿東南，右熱而左溫?！且缘赜懈呦?，氣有溫涼，高者氣寒，下者氣熱……西北之氣散而寒之，東南之氣收而溫之，所謂同病異治也”。說(shuō)明由于所處的地理環(huán)境有高低方位的不同，其氣候的寒熱溫涼也不盡相同，人的生理和病理狀況也隨之各異，其治療方法也就各不相同。這與本研究結(jié)果密切吻合。此外，本研究成果與《內(nèi)經(jīng)》中“因地異質(zhì)，因地制宜”理論和“物競(jìng)天擇，適者生存”、“生物器官用進(jìn)廢退的特性”的達(dá)爾文進(jìn)化論是相吻合。

因此，相同地理環(huán)境下的醫(yī)學(xué)參考值應(yīng)該是相同的，不同地理環(huán)境下的醫(yī)學(xué)參考值應(yīng)該是不同的，醫(yī)學(xué)參考值與地理因素之間應(yīng)該是有依賴關(guān)系的。

如果知道中國(guó)某地的 X1(m)、X2(h)、X3(℃)、X4(%)、X5(ml)、X6(℃)、X7(m/s)這些地理因素指標(biāo)，就可以用建立的回歸方程來(lái)估算這一地區(qū)的老年人心率參考值。也可以利用繪制的老年人心率參考值空間趨勢(shì)圖來(lái)估算這一地區(qū)的老年人心率參考值。例如，通過(guò)查閱相關(guān)資料獲取了上海市的X1～X7分別為 5.5 m、1 986.1 h、15.7℃、79%、1 120 ml、24.3℃、3.80 m/s，將這些地理數(shù)據(jù)代入方程(2)有：?=80.22+0.000 964 1×5.5-0.000 645 0×1 986.1+0.017 99×15.7-0.003 782×79+0.000 212 8×1 120-0.135 2×24.3-1.369 6×3.80±0.433=70.68±0.433。

所以，上海市老年人心率參考值為(70.68±0.433)次/min。也可以使用老年人心率參考值空間趨勢(shì)圖，找到上海的具體地理位置，估算出其老年人心率參考值為70.4～71.7次/min。

但本文也存在一定的不足之處，主要問(wèn)題是所得數(shù)據(jù)是通過(guò)公開(kāi)發(fā)表的論文、著作獲得，無(wú)法直接獲得一手?jǐn)?shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性上有所欠缺。但是地理因素本身就是多年平均的綜合結(jié)果，并且收集的是同一年齡段同一測(cè)定方法和測(cè)定儀器的健康老年人心率參考值，故對(duì)結(jié)論的影響并不大。在今后的工作中，將盡可能朝著一手資料和大容量樣本努力。

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