山東省某縣主要惡性腫瘤死亡空間分布規(guī)律研究

山東省某縣主要惡性腫瘤死亡空間分布規(guī)律研究

趨勢分析是近年來發(fā)展起來的一種新的地理流行病學(xué)方法。趨勢面分析是一種通過線性模型根據(jù)最小二乘法原理用數(shù)學(xué)曲面擬合樣本數(shù)據(jù)的多元分析方法,它從整體出發(fā),將地理位置上具有一定分布特征的數(shù)據(jù)劃分為趨勢值和殘差值(剩余值)。趨勢值所組成的趨勢面表示區(qū)域的系統(tǒng)性變異,一般被認(rèn)為是由于環(huán)境的變化或人群分布的系統(tǒng)性變化所致。殘差值包括隨機誤差和局部因素所引起的變化。如果趨勢面能完全代表觀察值,則誤差屬隨機性的。實際上擬合往往是不完全的,所以誤差既包括隨機誤差,也反映了局部的變異。趨勢面分析不但能從參差不齊的數(shù)據(jù)中剔除局部和隨機變異的影響,顯示所研究地域大范圍內(nèi)該疾病的總體分布規(guī)律,而且通過計算殘差值,作殘差值分析篩選出殘差值異常的地區(qū),反映出疾病的局部地區(qū)變異,這對研究疾病的地理分布特征、有關(guān)病因及影響因素,將提供重要線索。本文旨在通過趨勢面分析,探討山東省某縣惡性腫瘤死亡率的地理分布特征,為研究惡性腫瘤的病因提供一些線索。數(shù)據(jù)和方法1.死因調(diào)查方法該調(diào)查是由某大學(xué)臨床腫瘤學(xué)院與山東省某縣衛(wèi)生局在2003年合作完成的,時間以2000年1月1日至2002年12月31日為限。采用回顧性普查的方法調(diào)查該縣17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(除縣直單位)的全部因惡性腫瘤死亡的人口。為了便于比較,全部死因統(tǒng)一按照國際疾病分類(ICD-9)進(jìn)行編碼和分析。標(biāo)化率按2000年中國標(biāo)準(zhǔn)人口進(jìn)行計算。調(diào)查工作嚴(yán)格按照全國腫瘤防治研究辦公室對死因情況調(diào)查的要求,統(tǒng)一印制各種調(diào)查表格和卡片并按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)填寫。調(diào)查以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位,從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院抽調(diào)5~10名有臨床經(jīng)驗的醫(yī)務(wù)人員組成調(diào)查組。對所有調(diào)查員進(jìn)行崗前培訓(xùn),統(tǒng)一調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)和方法。經(jīng)過預(yù)調(diào)查后對問卷作進(jìn)一步修改,然后開始正式調(diào)查。調(diào)查質(zhì)控指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求,資料數(shù)據(jù)可靠。2.zih,集中的變化設(shè)Zi(xi,yi)表示惡性腫瘤死亡率,其中(xi,yi)為研究區(qū)域內(nèi)各調(diào)查點的坐標(biāo)。趨勢面分析就是把觀測值Zi(xi,yi)的變化分解成兩個部分,即:Zi(xi,yi)=f(xi,yi)+ei,式中f(xi,yi)為趨勢值,表示由大區(qū)域因素決定的部分,反映了在較大區(qū)域范圍內(nèi)Zi隨著x和y變化的特點;而ei為殘差值,表示由局部區(qū)域因素和隨機因素決定的部分,反映了在局部范圍內(nèi)Zi有異于一般規(guī)律變化的情況和隨機性的干擾所造成的偏差。3.方法根據(jù)各觀察點的腫瘤死亡率及其相應(yīng)的地域位置,建立二元多項式回歸方程,進(jìn)行趨勢面分析。(1)橫坐標(biāo)的選取對于一個省或地區(qū)的地理位置,可在該地區(qū)地圖上劃出等距縱橫線,或用方格紙代替,人為定出該地區(qū)的橫坐標(biāo)xi(東西方向),縱坐標(biāo)yi(南北方向)。本研究以該縣縣政府所在地為原點,建立二維空間直坐標(biāo)系,以地圖上各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府所在地的位置(xi,yi)為空間坐標(biāo),并以該監(jiān)測點惡性腫瘤死亡率為疾病空間化變量Zi,這樣所有監(jiān)測點的腫瘤死亡率都有唯一的一個坐標(biāo)點與之對應(yīng)。(2)趨勢面方程設(shè)以Zi(xi,yi)表示研究對象的某一特征值(實際值),f(xi,yi)和Z?Ζ?表示趨勢函數(shù)值(趨勢值),ei表示殘差值(剩余值),則Zi(xi,yi)=f(xi,yi)+ei=Z?+eiΖi(xi,yi)=f(xi,yi)+ei=Ζ?+ei。設(shè)在觀察點(xi,yi)處疾病的頻率Z?(i=1?2???n)Ζ?(i=1?2???n),則趨勢面方程形式為:一階趨勢函數(shù):Z?1=β0+β1X+β2YΖ?1=β0+β1X+β2Y二階趨勢函數(shù):Z?2=β0+β1X+β2Y+β3X2+β4XY+β5Y2Ζ?2=β0+β1X+β2Y+β3X2+β4XY+β5Y2三階趨勢函數(shù):Z?3=β0+β1X+β2Y+β3X2+β4XY+β5Y2+β6X3+β7X2Y+β8XY2+β9Y3Ζ?3=β0+β1X+β2Y+β3X2+β4XY+β5Y2+β6X3+β7X2Y+β8XY2+β9Y3w階趨勢函數(shù):Z?K=β0+β1X+β2Y+β3X2+β4XY+β5Y2+?βpXwΖ?Κ=β0+β1X+β2Y+β3X2+β4XY+β5Y2+?βpXw其中p=12(w+1)(w+2)?1?β0p=12(w+1)(w+2)-1?β0為常數(shù)項,β1…βP為總體偏回歸系數(shù)。根據(jù)最小二乘法原理,利用觀察資料解方程組得到趨勢面方程總體各偏回歸系數(shù)βp的估計值,將回歸系數(shù)估計值代入方程,即得相應(yīng)階次的趨勢面方程。(3)w階趨勢函數(shù)趨勢面回歸方程的顯著性檢驗常使用F檢驗法:F=(S回/m)/[S剩/(n-m-1)]其中m是w階趨勢函數(shù)式的項數(shù)(常數(shù)項除外),n為觀察點的個數(shù)。若F>F0.05(m,n-m-1)說明該趨勢面函數(shù)方程可用來描述死亡率在不同地理位置上的變化規(guī)律;反之,F<F0.05(m,n-m-1)說明該函數(shù)方程不能用來描述死亡率在地理位置上的變動情況。(4)中所占比重測定趨勢面方程擬合的“好”與“不好”,取決于回歸平方和(S回)在總離差平方和(S總)中所占比重?；貧w平方和越大,擬合程度越好,反之則差。用R2表示趨勢面的擬合優(yōu)度。R2=S回/S總×100%=(1-S剩/S總)×100%其可表示原始數(shù)據(jù)的總波動平方和中由趨勢面反映出來的波動平方和所占的百分比,百分比數(shù)值越接近100%,則擬合程度越好。(5)內(nèi)插外推趨勢面方程并不是階次越高越好。階次高的多項式雖然從逼近觀察點數(shù)據(jù)方面效果較好,但其所表示的曲面過于復(fù)雜,有時反而偏離實際趨勢,在內(nèi)插或外推上效果不好。一般來說,應(yīng)根據(jù)趨勢面方程顯著性檢驗結(jié)果、擬合優(yōu)度和標(biāo)準(zhǔn)誤的大小等,結(jié)合專業(yè)實際情況,綜合考慮,選擇適當(dāng)階次的趨勢函數(shù)。(6)趨勢面分析一般原理選定適當(dāng)階次的趨勢面回歸方程后,可根據(jù)方程繪制趨勢面分析圖,以直觀地表示不同地理位置惡性腫瘤死亡率發(fā)生嚴(yán)重程度的變化狀況,同時從趨勢面分析圖中還可觀察腫瘤死亡率最高區(qū)域(高發(fā)區(qū))和最低區(qū)域(低發(fā)區(qū))的分布。作圖原理為:取Z一系列特定的值,在固定這些Z值的條件下,設(shè)定Xi,求出Yi,將取相同Z值的點以光滑的線條相連接,即得到趨勢面方程的等值線圖。應(yīng)用SAS中的GCONTOUR過程繪制趨勢面模型的等值線圖。(7)觀察點總數(shù)的計算以L(±)表示正或負(fù)殘差值的界值,則L(±)=∑i=1gR(±)i/kL(±)=∑i=1gRi(±)/k。其中R(±)ii(±)表示正或負(fù)的殘差值,g表示正或負(fù)殘差值的個數(shù),k=n/3,n為觀察點總數(shù)。殘差值高于正殘差值界值或低于負(fù)殘差值界值的地區(qū)均視為異常點,找出異常點是趨勢面分析的一項重要內(nèi)容。結(jié)果1.肺癌死亡率趨勢面分析我們對該縣17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)胃癌、肺癌、肝癌、食管癌、白血病、宮頸癌、膀胱癌、乳腺癌、結(jié)腸癌和鼻咽癌的標(biāo)化死亡率作趨勢面分析。資料見表1,其中鄉(xiāng)鎮(zhèn)用字母a、b…q表示,(x,y)為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)在地圖上的地理位置坐標(biāo)。結(jié)果表明,胃癌和鼻咽癌死亡率呈現(xiàn)出地域趨勢,其他8種惡性腫瘤死亡未發(fā)現(xiàn)有地域趨勢性。胃癌和鼻咽癌死亡率的最優(yōu)趨勢函數(shù)見表2。2.有關(guān)死亡率根據(jù)所擬合的函數(shù),繪制最優(yōu)趨勢函數(shù)的等值線圖。結(jié)果表明,胃癌的死亡率由西向東逐漸升高,其中東北地區(qū)死亡率最高為50/10萬,見圖1。鼻咽癌死亡率表現(xiàn)為由東向西逐漸升高,西南地區(qū)死亡率最高為2.5/10萬,見圖2(注:圖上橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)上的數(shù)值的含義是該縣在地圖上的經(jīng)度(東西方向)和緯度(南北方向)的一個地理范圍。圖上直線上的數(shù)值的含義是某個地區(qū)某種惡性腫瘤的死亡率的大小(1/10萬))。3.殘差值與實測值對比根據(jù)所擬合的趨勢函數(shù)和17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的坐標(biāo),得到17個觀察點的相應(yīng)趨勢值,它與實測值之間存在殘差值。胃癌死亡率殘差值高于正的異常殘差界值的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為b和h,低于負(fù)的異常殘差界值的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為e;鼻咽癌死亡率殘差值高于正的異常殘差界值的地區(qū)為i和q,低于負(fù)的異常殘差界值的地區(qū)為a和l。討論1.死亡率與地域趨勢性描述疾病的地域分布情況一般采用統(tǒng)計地圖法。而統(tǒng)計地圖只能描述每個地區(qū)的實際發(fā)病率或死亡率,不能定量地分析發(fā)病率或死亡率是否存在地域趨勢性及其趨勢性的大小。趨勢面分析不僅可擬合死亡率與地理位置的函數(shù)關(guān)系,而且可對這種函數(shù)關(guān)系進(jìn)行假設(shè)檢驗,只有經(jīng)檢驗有顯著性的方程才能從統(tǒng)計上說明有地域趨勢性;并可根據(jù)有意義的方程計算各地的預(yù)測值,并與其實測值進(jìn)行比較,計算剩余值,作殘差值分析,篩選出剩余值異常的地區(qū)。2.肺癌死亡率與腫瘤地理因子分布關(guān)系由趨勢面分析的結(jié)果可見,胃癌和鼻咽癌的趨勢面方程的擬合優(yōu)度分別為39.51%、37.74%,表明所取的趨勢面方程能說明實際變異的39.51%、37.74%,提示該縣這2種惡性腫瘤死亡率有一定的地理分布規(guī)律,地理環(huán)境因素在惡性腫瘤發(fā)生中可能起著重要作用。該縣胃癌、鼻咽癌死亡率的區(qū)域差異主要表現(xiàn)在東西部差異上,2種腫瘤的規(guī)律性差別很大應(yīng)進(jìn)一步研究生活習(xí)慣、經(jīng)濟(jì)狀況等的差異及其與相關(guān)腫瘤的關(guān)系。找出相應(yīng)的影響因素,進(jìn)一步做調(diào)查研究,為腫瘤的病因研究提供理論依據(jù)。如胃癌的高死亡率地區(qū)集中于該縣東北部和東南地區(qū),調(diào)查得知這些地區(qū)有大量食酸煎餅的習(xí)慣,食鹽攝入量較