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小儿急性肠套叠是小儿外科常见急腹症之一,其临床典型表现为:阵发性腹痛或哭闹,果酱样大便,呕吐,腹部腊肠样包块。其发病急,进展快,如未及时诊治,易致肠穿孔、腹膜炎等严重并发症。在临床诊治小儿急性肠套叠的过程中,我们观察到肠套叠的发病与近期气温波动有所关联。肠套叠患儿常在发病数小时至1 d后来我院急诊就诊,就诊时间大多为夜间,急性肠套叠空气灌肠复位术后观察发现就诊日前几日常有较大气温波动。与此同时,气压、风速、空气湿度等气象因素在日常生活中不为大众所重视,是否与小儿急性肠套叠的发生发展存在关联仍有疑问。儿童仍处于身体发育阶段,对气象因素变动的影响更为敏感。有文献[1-3]报道气象因素与呼吸系统、循环系统疾病发生发展的密切相关。近年来气象变化与儿童健康的关系的研究已成为热门话题[4]。目前国内外对于小儿急性肠套叠的病因学研究方面较少有对于气象因素的探究,本研究旨在探讨芜湖市小儿急性肠套叠发病与气象因素的相关性。
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根据纳入及排除标准筛选收集皖南医学院第一附属医院2014年4月至2018年3月收治的急性肠套叠患儿1 491例。纳入标准:(1)入院诊断和出院诊断主要为急性肠套叠;(2)开塞露通便后B超仍提示急性肠套叠可能,在影像科行诊断性空气灌肠证实为急性肠套叠的;(3)ICD-10疾病编码为K56.100;(4)症状体征不典型但彩超和诊断性空气灌肠明确为急性肠套叠的;(5)患儿发病近期居住地为芜湖市区及其所辖区县城;(6)入院记录对发病时间确切记录的患儿。排除标准:(1)慢性肠套叠,或继发性肠套叠病例;(2)疾病相关信息有遗漏的患儿。
通过医院HIS办公软件后台软件工程师调取我院2014年4月至2018年3月收治的急性肠套叠患儿病例资料信息,生成Excel表格,并由专人进行核实。相关资料包括:发病月龄,性别,患儿入院记录(代)主诉,患儿发病近期居住地址,患儿出入院诊断资料,发病时间(年/月/日)。
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气象数据来自芜湖市气象局历史数据库资料库,温度(T)为地面以上2 m的大气温度(℃),气压(P)为气象站水平的大气压(mmHg);降水量(RRR)为在有降水的情况下每隔6 h观测一次的数据,风速(Ff)为观测前10 min内地面高度10~12 m处的平均风速(m/s),相对湿度(U)为地面高度2 m处的相对湿度(%)。由专人收集研究期限内每一天的气象数据资料以及肠套叠的发病数并汇总,再由SPSS23.0和R3.4.3软件进行数据分析加工。为了便于处理数据,我们从数据库中选取一天中的具有代表性的2点、5点、8点、11点、14点、17点、20点的气象资料,其中昼夜温差为数据库中的一天中的气温最大值和最小值的差值。
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疾病资料与气象资料的描述性统计、相关分析及主成分分析由SPSS 23.0完成。应用时间序列分析方法和半参数广义相加模型(GAM)定量评估气象因素对肠套叠发病人数的影响,由R 3.4.3统计软件的mgcv完成。
肠套叠发病人数相对于总人口来说,属于小概率事件,其实际分布近似泊松分布,故本研究对肠套叠每日发病人数拟合泊松分布。如下:
$ {log}\left[ E\left( {{Y}_{k}} \right) \right]=\alpha +DOW+\beta Xk+s({time},df) $
式中:Yk为第k日肠套叠发病人数;E(Yk)为第k日肠套叠发病人数的期望值;α为残差;β为回归系数;Xk为第k日气象要素;s为样条平滑函数;df为自由度;DOW为星期哑元虚拟变量;time为日历时间。在排除星期效应和长期趋势后,考虑气象因素对肠套叠发病的影响可能存在滞后效应,同时考虑肠套叠存在潜伏期一般为1~3 d,将0(即当天) ~3 d前气象因素分别引入模型,根据赤池信息准则(Akaike information criterion,AIC)最小的原则,进行因子的选择和优度拟合检验,估算回归系数β,计算相对危险度(RR)和95%可信区间(95%CI)[20]。如式(2)。
$ RR = {{\rm{e}}^{{\rm{ \mathsf{ β} }} \cdot {\rm{loR}}}} $
式中:β为回归系数;IQR为四分位距
$ 95\% CI = \left[ {{{\rm{e}}^{(\beta - 0.96S{\rm{e}}) \cdot 1{\rm{QR}}}}, {{\rm{e}}^{({\rm{ \mathsf{ β} + 0}}{\rm{.96Se}}) \cdot {\mathop{\rm IQR}\nolimits} }}} \right] $
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芜湖市位于长三角西部,安徽省沿江东部,气候宜人。本研究选取2014年4月至2018年3月我院小儿肠套叠发病资料,根据纳入标准和排除标准筛选1 491例,日平均发病人数1.02例,日最大发病人数为5例,昼夜温差、平均气压、降水量、风速、相对湿度的日均值为6.741 ℃、760.621 mmHg、4.540 mm、2.689 m/s、77.303%(见表 1)。小儿急性肠套叠发病主要集中在5~11月龄,男女发病率比为2: 1,且与发病前3 d内的气温变化和日气温较差相关。发病高峰为每年的5~6月份。
平均值 标准差 最小值 最大值 P25 中位数 P75 IQR 昼夜温差/℃ 6.741 3.750 0.300 19.400 3.600 6.600 9.400 5.800 平均气压/mmHg 760.621 6.903 745.700 781.100 754.643 760.400 766.071 11.428 降水量/mm 4.540 13.203 0.000 166.000 0.000 0.000 2.150 2.150 风速/(m/s) 2.689 1.175 0.571 8.429 1.857 2.429 3.286 1.429 相对湿度/% 77.303 13.156 34.857 100.000 68.714 78.143 88.071 19.357 小儿肠套叠发病 例数(n=1 491) 0.460 0.712 0.000 5.000 0.000 0.000 1.000 1.000 注:IQR=P75-P25;P75:第75分位; P25:第25分位 表 1 2014年4月至2018年3月芜湖市气象因素和肠套叠日发病人数描述性统计
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Spearman相关分析表明,昼夜温差与降水量为负相关(r=-0.621,P < 0.01),与相对湿度为负相关(r=-0.736,P < 0.01), 降水量与相对湿度正相关(r=0.708,P < 0.01);肠套叠日发病人数与昼夜温差正相关(r=0.080,P < 0.01),而与平均气压、相对湿度负相关(r=-0.054、-0.066,P < 0.05),与降水量、风速无关,据此推测,小儿肠套叠可能高发于昼夜温差大、平均气压低、相对湿度低的环境(见表 2)。
昼夜温差 平均气压 降水量 风速 相对湿度 小儿肠套叠发病例数 昼夜温差 1.000 平均气压 0.003** 1.000 降水量 -0.621** -0.169** 1.000 风速 -0.190** 0.031 0.130** 1.000 相对湿度 -0.736** -0.188** 0.708** 0.044 1.000 小儿肠套叠发病例数 0.080** -0.054* -0.016 0.016 -0.066* 1.000 注:**P < 0.01, *P < 0.05 表 2 2014年4月至2018年3月芜湖市气象因素和肠套叠日发病人数的Spearman相关系数
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对气象因素进行主成分分析,各成分的总方差解释见表 3。提取得到3个特征值>1的成分,累计贡献率为81.227%,对其进行成分分析。选择昼夜温差(X1)、平均气压(X2)、降水量(X3)、风速(X4)、相对湿度(X5) 5个气象因素作为自变量, 肠套叠日发病人数作为因变量, 得到各气象因素的成分矩阵(见表 4)。
成分 特征值 贡献率/% 累积贡献率/% 1 2.059 41.188 41.188 2 1.101 22.020 63.207 3 0.901 18.020 81.227 4 0.690 13.794 95.021 5 0.249 4.979 100.000 表 3 肠套叠日发病人数与气象因素关系的主成分分析中各主成分的总方差解释
主成分1 主成分2 主成分3 X1 -0.838 -0.272 0.247 X2 -0.302 0.711 -0.556 X3 0.668 -0.164 0.146 X4 0.193 0.702 0.680 X5 0.884 -0.045 -0.215 表 4 肠套叠日发病人数与气象因素关系的主成分分析中各气象因素的成分矩阵
$ \begin{array}{*{20}{l}} {主成分1:{y_1} = - 0.838{X_1} - 0.302{X_2} + 0.668{X_3}}\\ { + 0.193{X_4} + 0.884{X_5}} \end{array} $
$ \begin{array}{*{20}{l}} {主成分2:{y_2} = - 0.272{X_1} + 0.711{X_2} - 0.164{X_3}}\\ { + 0.702{X_4} + 0.045{X_5}} \end{array} $
$ \begin{array}{*{20}{l}} {主成分3:{y_3} = - 0.247{X_1} - 0.556{X_2} + 0.146{X_3}}\\ { + 0.680{X_4} - 0.215{X_5}} \end{array} $
通过比较系数得出,主成分1中X5对肠套叠日发病人数影响最大,其次为X1、X3、X2、X4;主成分2中X2对肠套叠日发病人数影响最大,其次为X4、X1、X3、X5;主成分3中X4对肠套叠日发病人数影响最大,其次为X2、X1、X5、X3。
对提取的3个主成分与肠套叠日发病人数进行多元线性回归,结果见表 5。得到式(6):
主成分 非标准化回归系数 非标准化标准误 标准化回归系数 t P 常数项 0.462 0.019 — 24.89 < 0.01 主成分1 -0.041 0.019 -0.058 -2.24 < 0.05 主成分2 -0.009 0.019 -0.013 -0.49 > 0.05 主成分3 0.046 0.019 0.065 2.50 < 0.05 表 5 肠套叠日发病人数与主成分的多元线性回归分析
$ y = 0.462 - 0.041{y_1} - {0.009{y_2}} + {0.046{y_3}} $
经线性假设检验,回归方程有意义(F=3.830, P=0.010)。将式(3)~式(5)代入式(6),得到式(7):
$ \begin{array}{l} y = 0.462 + 0.048\;168{X_1} - 0.019\;593{X_2} - \\ 0.019\;196{X_3} + 0.012\;969{X_4} - 0.044\;439{X_5} \end{array} $
故气象因素对小儿急性肠套叠的影响从大到小依次为X1>X5>X2>X3>X4。
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GAM分析结果:昼夜温差在滞后0 d(Lag0)时,温差每增加一个IQR(5.8)时,肠套叠发病风险的RR值为1.136 (95%CI:1.011~1.276)。其中在滞后1天其发病最高,RR值为1.53。其中Lag01表示累积暴露,其含义为暴露当天和滞后1 d的昼夜温差的滑动平均值(见表 6)。
气象因素 lag b SE IQR P RR Low High 昼夜温差 Lag0 0.021 94 0.010 27 5.8 3.26E-02 1.136 1.011 1.276 Lag1 0.073 33 0.010 23 5.8 7.53E-13 1.530 1.362 1.719 Lag2 0.009 808 0.010 265 5.8 0.339 3 1.059 0.942 1.190 Lag3 -0.005 78 0.010 377 5.8 0.577 8 0.967 0.859 1.088 Lag01 0.066 72 0.012 1 5.8 3.52E-08 1.473 1.283 1.690 Lag02 0.062 92 0.013 72 5.8 4.56E-06 1.440 1.232 1.684 Lag03 0.054 44 0.015 15 5.8 0.000 326 1.371 1.154 1.629 平均气压 Lag0 -0.007 02 0.010 249 11.428 0.493 2 0.923 0.734 1.161 Lag1 0.011 17 0.010 44 11.428 0.284 7 1.136 0.899 1.435 Lag2 0.017 24 0.010 57 11.428 0.102 8 1.218 0.961 1.543 Lag3 -0.008 06 0.010 234 11.428 0.431 0.912 0.725 1.147 Lag01 0.002 043 0.010 957 11.428 0.852 1 1.024 0.801 1.308 Lag02 0.009 025 0.011 824 11.428 0.445 3 1.109 0.851 1.445 Lag03 0.004 249 0.012 251 11.428 0.728 7 1.050 0.798 1.381 降水量 Lag0 -0.004 93 0.003 449 2.15 0.153 2 0.989 0.975 1.004 Lag1 -0.025 52 0.005 712 2.15 7.89E-06 0.947 0.924 0.970 Lag2 -0.000 22 0.002 988 2.15 0.941 8 1.000 0.987 1.012 Lag3 0.004 262 0.002 554 2.15 0.095 2 1.009 0.998 1.020 Lag01 -0.021 11 0.005 659 2.15 0.000 192 0.956 0.933 0.979 Lag02 -0.017 04 0.005 793 2.15 0.445 3 0.964 0.941 0.988 Lag03 -0.010 3 0.005 737 2.15 0.072 6 0.978 0.955 1.002 风速 Lag0 -0.005 69 0.033 907 1.428 571 0.866 7 0.992 0.902 1.091 Lag1 -0.041 63 0.034 87 1.428 571 0.232 5 0.942 0.855 1.039 Lag2 -0.105 6 0.036 34 1.428 571 0.003 66 0.860 0.777 0.952 Lag3 -0.120 85 0.036 5 1.428 571 0.000 93 0.841 0.760 0.932 Lag01 -0.034 9 0.041 92 1.428 571 0.405 1 0.951 0.846 1.070 Lag02 -0.098 26 0.049 55 1.428 571 0.047 372 0.869 0.756 0.998 Lag03 -0.171 81 0.057 1.428 571 0.002 58 0.782 0.667 0.918 相对湿度 Lag0 -0.008 13 0.003 079 19.357 14 0.008 32 0.854 0.760 0.960 Lag1 -0.019 92 0.003 116 19.357 14 1.62E-10 0.680 0.604 0.765 Lag2 -0.009 52 0.003 077 19.357 14 0.001 97 0.832 0.740 0.935 Lag3 0.000 268 0.003 083 19.357 14 0.930 7 1.005 0.894 1.130 Lag01 -0.017 39 0.003 445 19.357 14 4.49E-07 0.714 0.627 0.814 Lag02 -0.018 86 0.003 782 19.357 14 6.13E-07 0.694 0.601 0.801 Lag03 -0.018 86 0.003 782 19.357 14 6.13E-07 0.694 0.601 0.801 表 6 肠套叠日发病人数与芜湖市气象因素的关联分析
芜湖市小儿急性肠套叠发病与气象因素的相关性研究
Study on the correlation between the incidence of acute pediatric intussusception and meteorological factors in Wuhu City
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摘要:
目的探讨芜湖市小儿急性肠套叠发病与气象因素的相关性。 方法选择皖南医学院第一附属医院2014年4月至2018年3月收治的急性肠套叠患儿的相关资料,记录其发病时间;收集同期气象数据,包括每日最低气温、平均气温、最高气温、平均气压、平均相对湿度、降水量、平均风速。对样本进行统计学分析,相关分析及主成分分析由SPSS 23.0完成。应用时间序列分析方法和半参数广义相加模型(GAM)定量评估气象因素对肠套叠发病人数的影响,由R 3.4.3统计软件的mgcv完成。 结果气象因素对小儿肠套叠发病的影响具有一定的滞后性;气象因素对小儿急性肠套叠的影响从大到小依次为昼夜温差、相对湿度、平均气压、降水量、风速。发病前3 d内的气温变化和日气温较差与急性肠套叠发病相关。 结论推测气温、空气湿度、气压等气象条件可能对急性肠套叠的发生发展有相关性。 Abstract:ObjectiveTo investigate the correlation between the incidence of acute pediatric intussusception and meteorological factors in Wuhu City. MethodsThe clinical data of pediatric intussusception in the First Affiliated Hospital of Wannan Medical College from April 2014 to April 2018 were retrospectively analyzed, and the time of onset was recorded.The daily minimum air temperature, average air temperature, maximum air temperature, average atmospheric pressure, average relative humidity, precipitation, and average wind speed were collected at the same period.The principal component was analyzed using SPSS 23.0 statistical software.Time series analysis method and semi-parametric generalized additive model(GAM) were used to quantitatively evaluate the impact of meteorological factors on the number of cases with intussusception, and which was completed by the MGCV of R 3.4.3 statistical software. ResultsThe influence of meteorological factors on the incidence of intussusception in children had a certain hysteresis.The influences of day and night temperature difference, relative humidity, average pressure, precipitation and wind speed on intussusception gradually decreased in turn.The change of air temperature and difference of daily air temperature before 3 days of onset were correlated with the incidence of acute intussusception. ConclusionsThe air temperature, air humidity, air pressure may be related to the occurrence and development of acute pediatric intussusception. -
表 1 2014年4月至2018年3月芜湖市气象因素和肠套叠日发病人数描述性统计
平均值 标准差 最小值 最大值 P25 中位数 P75 IQR 昼夜温差/℃ 6.741 3.750 0.300 19.400 3.600 6.600 9.400 5.800 平均气压/mmHg 760.621 6.903 745.700 781.100 754.643 760.400 766.071 11.428 降水量/mm 4.540 13.203 0.000 166.000 0.000 0.000 2.150 2.150 风速/(m/s) 2.689 1.175 0.571 8.429 1.857 2.429 3.286 1.429 相对湿度/% 77.303 13.156 34.857 100.000 68.714 78.143 88.071 19.357 小儿肠套叠发病 例数(n=1 491) 0.460 0.712 0.000 5.000 0.000 0.000 1.000 1.000 注:IQR=P75-P25;P75:第75分位; P25:第25分位 表 2 2014年4月至2018年3月芜湖市气象因素和肠套叠日发病人数的Spearman相关系数
昼夜温差 平均气压 降水量 风速 相对湿度 小儿肠套叠发病例数 昼夜温差 1.000 平均气压 0.003** 1.000 降水量 -0.621** -0.169** 1.000 风速 -0.190** 0.031 0.130** 1.000 相对湿度 -0.736** -0.188** 0.708** 0.044 1.000 小儿肠套叠发病例数 0.080** -0.054* -0.016 0.016 -0.066* 1.000 注:**P < 0.01, *P < 0.05 表 3 肠套叠日发病人数与气象因素关系的主成分分析中各主成分的总方差解释
成分 特征值 贡献率/% 累积贡献率/% 1 2.059 41.188 41.188 2 1.101 22.020 63.207 3 0.901 18.020 81.227 4 0.690 13.794 95.021 5 0.249 4.979 100.000 表 4 肠套叠日发病人数与气象因素关系的主成分分析中各气象因素的成分矩阵
主成分1 主成分2 主成分3 X1 -0.838 -0.272 0.247 X2 -0.302 0.711 -0.556 X3 0.668 -0.164 0.146 X4 0.193 0.702 0.680 X5 0.884 -0.045 -0.215 表 5 肠套叠日发病人数与主成分的多元线性回归分析
主成分 非标准化回归系数 非标准化标准误 标准化回归系数 t P 常数项 0.462 0.019 — 24.89 < 0.01 主成分1 -0.041 0.019 -0.058 -2.24 < 0.05 主成分2 -0.009 0.019 -0.013 -0.49 > 0.05 主成分3 0.046 0.019 0.065 2.50 < 0.05 表 6 肠套叠日发病人数与芜湖市气象因素的关联分析
气象因素 lag b SE IQR P RR Low High 昼夜温差 Lag0 0.021 94 0.010 27 5.8 3.26E-02 1.136 1.011 1.276 Lag1 0.073 33 0.010 23 5.8 7.53E-13 1.530 1.362 1.719 Lag2 0.009 808 0.010 265 5.8 0.339 3 1.059 0.942 1.190 Lag3 -0.005 78 0.010 377 5.8 0.577 8 0.967 0.859 1.088 Lag01 0.066 72 0.012 1 5.8 3.52E-08 1.473 1.283 1.690 Lag02 0.062 92 0.013 72 5.8 4.56E-06 1.440 1.232 1.684 Lag03 0.054 44 0.015 15 5.8 0.000 326 1.371 1.154 1.629 平均气压 Lag0 -0.007 02 0.010 249 11.428 0.493 2 0.923 0.734 1.161 Lag1 0.011 17 0.010 44 11.428 0.284 7 1.136 0.899 1.435 Lag2 0.017 24 0.010 57 11.428 0.102 8 1.218 0.961 1.543 Lag3 -0.008 06 0.010 234 11.428 0.431 0.912 0.725 1.147 Lag01 0.002 043 0.010 957 11.428 0.852 1 1.024 0.801 1.308 Lag02 0.009 025 0.011 824 11.428 0.445 3 1.109 0.851 1.445 Lag03 0.004 249 0.012 251 11.428 0.728 7 1.050 0.798 1.381 降水量 Lag0 -0.004 93 0.003 449 2.15 0.153 2 0.989 0.975 1.004 Lag1 -0.025 52 0.005 712 2.15 7.89E-06 0.947 0.924 0.970 Lag2 -0.000 22 0.002 988 2.15 0.941 8 1.000 0.987 1.012 Lag3 0.004 262 0.002 554 2.15 0.095 2 1.009 0.998 1.020 Lag01 -0.021 11 0.005 659 2.15 0.000 192 0.956 0.933 0.979 Lag02 -0.017 04 0.005 793 2.15 0.445 3 0.964 0.941 0.988 Lag03 -0.010 3 0.005 737 2.15 0.072 6 0.978 0.955 1.002 风速 Lag0 -0.005 69 0.033 907 1.428 571 0.866 7 0.992 0.902 1.091 Lag1 -0.041 63 0.034 87 1.428 571 0.232 5 0.942 0.855 1.039 Lag2 -0.105 6 0.036 34 1.428 571 0.003 66 0.860 0.777 0.952 Lag3 -0.120 85 0.036 5 1.428 571 0.000 93 0.841 0.760 0.932 Lag01 -0.034 9 0.041 92 1.428 571 0.405 1 0.951 0.846 1.070 Lag02 -0.098 26 0.049 55 1.428 571 0.047 372 0.869 0.756 0.998 Lag03 -0.171 81 0.057 1.428 571 0.002 58 0.782 0.667 0.918 相对湿度 Lag0 -0.008 13 0.003 079 19.357 14 0.008 32 0.854 0.760 0.960 Lag1 -0.019 92 0.003 116 19.357 14 1.62E-10 0.680 0.604 0.765 Lag2 -0.009 52 0.003 077 19.357 14 0.001 97 0.832 0.740 0.935 Lag3 0.000 268 0.003 083 19.357 14 0.930 7 1.005 0.894 1.130 Lag01 -0.017 39 0.003 445 19.357 14 4.49E-07 0.714 0.627 0.814 Lag02 -0.018 86 0.003 782 19.357 14 6.13E-07 0.694 0.601 0.801 Lag03 -0.018 86 0.003 782 19.357 14 6.13E-07 0.694 0.601 0.801 -
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