基于廣義偏線性模型的40~65歲女性原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥篩檢工具研究.pdf

1、1目的
　　 1.1篩選出原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥(primaryosteoporosis,POP)發(fā)病的重要危險因素和中醫(yī)證候要素,明確POP發(fā)病的重要影響因素。
　　 1.2建立基于廣義偏線性模型(generalizedpartiallinearmodel,GPLM)的、包括危險因素和中醫(yī)證候要素內(nèi)容的POP判別模型,為建立POP篩檢工具提供數(shù)理模型依據(jù)。
　　 1.3初步建立符合北京、上海社區(qū)人群特征的POP篩檢工

2、具,為對POP高危人群進行篩查提供科學依據(jù)。
　　 2方法
　　 2.1POP篩檢問卷設計
　　 在導師課題組前期設計的《原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥中醫(yī)證候調(diào)查問卷》的基礎(chǔ)上,根據(jù)量表學和臨床流行病學方法,結(jié)合骨質(zhì)疏松癥專家的臨床經(jīng)驗,以及《中醫(yī)內(nèi)科常見病診療指南:西醫(yī)疾病部分》中的中醫(yī)證候辨證內(nèi)容,增加了軀體癥狀條目,新加了生活習慣、發(fā)病相關(guān)因素等領(lǐng)域內(nèi)容,制定了《社區(qū)40歲～65歲婦女骨質(zhì)疏松危險因素及證候調(diào)查問卷》。

3、整個篩檢問卷包括一般信息、生活習慣、發(fā)病相關(guān)因素、軀體狀況、臨床體征等五個領(lǐng)域的內(nèi)容,共65個條目,為封閉式設計。在調(diào)查實施前,由獨立的中國中醫(yī)科學院中醫(yī)臨床基礎(chǔ)醫(yī)學研究所倫理委員會對問卷內(nèi)容進行論證,認為符合醫(yī)學倫理要求。
　　 2.2調(diào)查人群篩選標準
　　 2.2.1納入標準
　　 納入:①女性；②年齡40～65歲；③意識清楚,可用言辭表達,有閱讀能力,與調(diào)查人員溝通無障礙者；④經(jīng)調(diào)查人員說明研究目的后,本人

4、愿意接受篩檢問卷調(diào)查和骨密度(bonemineraldensity,BMD)檢測,并在“卷首頁”簽名同意者。
　　 2.2.2排除標準
　　 排除:①藥物或其他疾病(如糖尿病、化膿性脊髓炎、腎炎、甲亢等)引起的繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥；②有惡性腫瘤、痛風、類風濕性關(guān)節(jié)炎等疾病,影響中醫(yī)證候判斷者；③精神障礙、認知障礙者。
　　 2.3POP診斷標準
　　 根據(jù)2008年中華中醫(yī)藥學會發(fā)布的《中醫(yī)內(nèi)科常見病診療指南

5、:西醫(yī)疾病部分》中BMD檢測T值為骨質(zhì)疏松定性診斷標準,取BMD檢測報告單中腰椎L1-L4、股骨頸、股骨全區(qū)3個部位的最小T值,T值>M-1SD為骨量正常,M.1SD～-2.0SD為骨量減少,　　 2.4數(shù)據(jù)來源
　　 2009年3月～8月期間,在上海市徐匯區(qū)凌云、華涇鎮(zhèn)、長橋3家社區(qū)醫(yī)療服務中心,北京市東城區(qū)交道口、景山、朝陽、東華門、北新橋5家社區(qū)醫(yī)療服務中心,進行POP高危人群篩

6、選,對符合本次調(diào)查納入標準的人員進行現(xiàn)場問卷調(diào)查,并進行BMD檢測。在上海社區(qū)共發(fā)放篩檢問卷1101份,返回問卷1027份,經(jīng)核實排除不合格問卷26份,得到合格問卷共1001份,占發(fā)放問卷數(shù)的90.92％。在北京社區(qū)共發(fā)放篩檢問卷800份,返回問卷763份,經(jīng)核實排除不合格問卷24份,得到合格問卷共739份,占發(fā)放問卷數(shù)的92.38％。應用課題組與北京科技大學合作開發(fā)的“骨質(zhì)疏松癥健康管理系統(tǒng)”網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集平臺(http:／／210.7

7、6.97.192:8080／gzss),將合格的問卷獨立雙錄雙核后,進行一致性檢驗,共獲得1740例合格篩檢問卷和BMD檢測數(shù)據(jù)。
　　 2.5統(tǒng)計分析方法
　　 2.5.1統(tǒng)計分析軟件
　　 應用SPSS18.0forWindows軟件、SAS9.2forWindows軟件和SPSSClimentine12.0數(shù)據(jù)挖掘軟件進行篩檢問卷數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計建模,運用Lantern1.5軟件進行隱樹模型分析。
　　

8、 2.5.2篩檢問卷信度和效度分析
　　 運用克朗巴赫α系數(shù)和Guttman折半系數(shù)法考核篩檢問卷的信度,篩檢問卷“軀體癥狀”領(lǐng)域條目的結(jié)構(gòu)效度采用因子分析(factoranalysis)方法。
　　 2.5.3POP發(fā)病危險因素分析
　　 采用多分類logistic回歸(multinomiallogisticregression)方法分析POP發(fā)生與各危險因素之間的定量關(guān)系,建立多項logit模型(multi

9、nomiallogitmodel),以初步篩選出影響POP發(fā)生的危險因素。
　　 2.5.4POP中醫(yī)證候要素分析
　　 運用隱樹模型(latenttreemodel)方法,通過可見的“癥狀顯變量”來探求內(nèi)在的不可見的“證素隱變量”,并建立“證素隱變量”之間的隱樹結(jié)構(gòu),分析POP的基本中醫(yī)證候要素及其相互關(guān)系。
　　 2.5.5POP判別模型的建構(gòu)
　　 運用支持向量機(supportvectormach

10、ine,SVM)數(shù)據(jù)挖掘方法篩選出與骨質(zhì)疏松發(fā)病相關(guān)的重要危險因素和中醫(yī)癥狀為自變量,以BMD定性診斷為因變量,建立基于GPLM的POP判別模型。
　　 2.5.6POP篩檢工具的評價
　　 運用接收者工作特征曲線(receiveroperatingcharacteristiccurve,ROC)評價篩檢工具的判別準確度,通過ROC曲線下面積(areaundertheROCcurve,AUC)評價篩檢工具診斷價值的大小。

11、
　　 3結(jié)果
　　 3.1篩檢問卷信度和效度評價
　　 3.1.1篩檢問卷信度評價
　　 通過對篩檢問卷“軀體癥狀”領(lǐng)域條目分析,腎陽虛證、肝腎陰虛證、脾腎陽虛證、血瘀證等4個維度的克朗巴赫系數(shù)α值分別為0.803、0.871、0.811和0.707,整個領(lǐng)域的克朗巴赫系數(shù)α值為0.913。“軀體癥狀”領(lǐng)域4個維度的Guttman折半信度值分別為0.789、0.831、0.743和0.699,整個領(lǐng)域的

12、Guttman折半信度值為0.867。
　　 3.1.2篩檢問卷效度評價
　　 采用因子分析方法,運用主成分法提取公因子,經(jīng)過平均正交旋轉(zhuǎn)法,迭代25次,KMO檢驗統(tǒng)計量為0.935(>0.5),Bartlett's檢驗的近似x2=18058.066,df=741,P<0.01。按特征根值>1提取其因子,共提取了10個因子,累積方差貢獻率達到53.789％。
　　 3.2POP發(fā)病危險因素的篩選
　　 3

13、.2.1POP發(fā)病相關(guān)因素一般描述
　　 經(jīng)方差分析,年齡、體重指數(shù)、絕經(jīng)年限在骨量正常、骨量減少和骨質(zhì)疏松三類人群中的均數(shù)差異有統(tǒng)計意義(P<0.05)。經(jīng)交叉表分析,肉類膳食、魚類膳食、飲用咖啡、每天鍛煉時間、是否變矮、是否絕經(jīng)、懷孕次數(shù)、生產(chǎn)次數(shù)、骨折次數(shù)等在三類人群中的分布比例差異有統(tǒng)計意義(P<0.05)。
　　 3.2.2POP發(fā)病危險因素的多項logit模型
　　 將肉類膳食、魚類膳食、飲用咖啡、每

14、天鍛煉時間、是否變矮、是否絕經(jīng)、懷孕次數(shù)、生產(chǎn)次數(shù)、骨折次數(shù)等9個影響因素作為自變量；絕經(jīng)年限和體重指數(shù)作為協(xié)變量；以BMD定性診斷為因變量,以骨量正常人群作為參考分類標準,運用SPSS18.0軟件MultinomialLogistic過程逐步向前法(forwardstepwise)建立多項logit模型。按α=0.05的標準,模型最終引入的變量有:絕經(jīng)年限、體重指數(shù)、魚類膳食、是否變矮、是否絕經(jīng)和生產(chǎn)次數(shù)。
　　 3.3POP

15、中醫(yī)證候要素分析
　　 3.3.1POP軀體癥狀一般描述
　　 北京、上海兩地總?cè)巳褐?出現(xiàn)頻率高于15％的軀體癥狀有:健忘、遇寒痛甚、腰膝酸軟、惡熱、乏力、畏寒、腰痛、易怒、脫發(fā)、納呆、視物模糊、頭暈、下肢骨痛、下肢困重、失眠、夜尿次數(shù)、小便清長、腿軟、背痛、齒搖、目睛干澀、氣短、便秘、多夢易驚、下肢抽筋、身痛、耳鳴、盜汗、尿頻、口苦、手足煩熱等。經(jīng)方差分析和兩獨立樣本t檢驗,按α=0.05的標準,畏寒、目睛干澀、齒搖

16、、納呆、腹脹、胸脅苦滿、夜尿次數(shù)、下肢抽筋、下肢骨痛等9個癥狀在骨量正常和骨質(zhì)疏松兩類人群中的發(fā)生率差異有統(tǒng)計意義(P<0.05)。
　　 3.3.2POP中醫(yī)證候要素隱樹模型分析
　　 利用啟發(fā)式單重爬山算法學習得到BIC評分最高的隱樹模型,其BIC評分為-15671。隱樹模型中的顯變量癥狀所展現(xiàn)的隱變量與POP常見的腎虛、肝虛、陽虛、陰虛、腎精不足、血瘀等基本證候要素特點相吻合,病變部位以肝腎兩臟為主,病性以虛證為主

17、。
　　 3.4基于GPLM的POP判別模型建構(gòu)和評價
　　 3.4.1GPLM模型變量篩選
　　 采用支持向量機RBF核函數(shù)變量選擇方法,篩選出12個對骨質(zhì)疏松癥有重要判別意義的變量,分別是:是否絕經(jīng)、絕經(jīng)年限、魚類膳食、目睛干澀、駝背、體重指數(shù)、生產(chǎn)次數(shù)、下肢抽筋、下肢骨痛、腹脹、胸脅苦滿、飲用咖啡等。
　　 3.4.2GPLM模型參數(shù)估計
　　 綜合多項logit模型篩選出來的危險因素和SV

18、M方法篩選出來的中醫(yī)癥狀變量為自變量,BMD定性診斷為因變量,構(gòu)建GPLM模型。GPLM模型線性部分參數(shù)估計,是否絕經(jīng)、體重指數(shù)、下肢抽筋、下肢骨痛、絕經(jīng)年限(線性效應)的模型系數(shù)分別為:1.14182、-0.15805、0.36149、0.32267、0.12956,具有統(tǒng)計意義(P<0.05)。GPLM模型非線性部分估計,絕經(jīng)年限(非線性效應)的檢驗x2=13.5948,P=0.0012,具有統(tǒng)計意義(P<0.05)。
　　

19、 3.4.3GPLM模型評價
　　 用“是否絕經(jīng)”、“下肢抽筋”、“下肢骨痛”“體重指數(shù)”4個危險因素和中醫(yī)癥狀作為自變量,與因變量BMD定性診斷擬合線性logistic回歸模型,其AUC值為0.7536,而擬合GPLM模型時加入了“絕經(jīng)年限”的非線性效應,其AUC值為0.7971,提高了骨質(zhì)疏松癥人群的判別準確率,經(jīng)檢驗,x2=21.9162,P<0.001,具有統(tǒng)計意義(P<0.05),說明帶有非線性效應的GPLM模型要優(yōu)于

20、線性logistic回歸模型。
　　 3.5POP篩檢工具的建立和評價
　　 3.5.1POP篩檢工具的建立
　　 基于GPLM模型,將“是否絕經(jīng)”、“絕經(jīng)年限”和“體重指數(shù)”3個西醫(yī)危險因素,“下肢抽筋”和“下肢骨痛”兩個中醫(yī)癥狀作為篩檢工具的主要條目。將GPLM模型中各變量的參數(shù)估計值取Exp值,并取10倍值調(diào)整后得到篩檢工具算式:Score=31.3×是否絕經(jīng)+11.4×絕經(jīng)年限-8.5×體重指數(shù)+14.4

21、×下肢抽筋+13.8×下肢骨痛。
　　 3.5.2POP篩檢工具的評價
　　 篩檢工具的AUC值為0.789(95％CI:0.766to0.812),與AUC=0.5相比較,檢驗Z值為21.482,P<0.0001,具有統(tǒng)計意義(P<0.05)。篩檢骨質(zhì)疏松的靈敏度為55.67％(95％CI:50.6％to60.6％),特異度為84.62％(95％CI:82.0％-87.0％),陽性預測值為63.0％(95％CI:57.

22、7％to68.0％),陰性預測值為80.2％(95％CI:77.5％to82.8％),Youden指數(shù)為0.403。以-80為截斷值,高危人群(Score≥-80)中,63.0％患有骨質(zhì)疏松,37.0％骨量正常；低危人群中(Score<-80),僅19.8％患有骨質(zhì)疏松,80.2％骨量正常。結(jié)果顯示篩檢工具具有較好的篩檢骨質(zhì)疏松和排除骨量正常人群的能力。
　　 4結(jié)論
　　 4.1絕經(jīng)是POP的主要危險因素,低體重指數(shù)也

23、是POP發(fā)病的危險因素；魚類膳食和POP發(fā)病之間均存在負相關(guān)性,是POP的保護性因素。
　　 4.2下肢抽筋和下肢骨痛是POP發(fā)病的重要中醫(yī)癥狀。腎虛、肝虛、陰虛、陽虛和血瘀是POP的基本中醫(yī)證候要素。病變部位以肝腎兩臟為主,病性以虛證為主。隱樹分析方法可以彌補聚類分析在中醫(yī)證候研究方法上的先天不足。
　　 4.3經(jīng)過GPLM模型非參數(shù)部分的擬合檢驗,發(fā)現(xiàn)絕經(jīng)年限與骨質(zhì)疏松發(fā)病之間存在非線性效應。將西醫(yī)危險因素和中醫(yī)癥狀