中华流行病学杂志  2015, Vol. 36 Issue (5): 465-469   PDF    
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2015.05.012
中华医学会主办。
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刘新凤, 苟发香, 任晓卫, 刘东鹏, 郑芸鹤, 魏孔福, 刘海霞, 李娟生, 孟蕾. 2014.
Liu Xinfeng, Gou Faxiang, Ren Xiaowei, Liu Dongpeng, Zheng Yunhe, Wei Kongfu, Liu Haixia, Li Juansheng, Meng Lei. 2014.
甘肃省2009-2013年肺结核发病的时空聚集性研究
Spatial-temporal specific incidence of pulmonary tuberculosis in Gansu, 2009-2013
中华流行病学杂志, 2015, 36(5): 465-469
Chinese Journal of Epidemiology, 2015, 36(5): 465-469
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2015.05.012

文章历史

投稿日期:2014-10-20
甘肃省2009-2013年肺结核发病的时空聚集性研究
刘新凤1, 苟发香1, 任晓卫2, 刘东鹏1, 郑芸鹤1, 魏孔福1, 刘海霞1, 李娟生2 , 孟蕾1     
1. 730000 兰州, 甘肃省疾病预防控制中心;
2. 兰州大学公共卫生学院流行病与卫生统计学研究所
摘要目的 分析2009-2013年甘肃省肺结核报告发病率的时空及发病聚集区分布特征。方法 采用空间统计学方法, 利用2009-2013年甘肃省肺结核报告发病率数据, 以区(县)水平计算其空间分布的全局、局部自相关系数, 并分析时空分布特征。结果 2009-2013年甘肃省肺结核报告发病率存在空间相关性(P<0.001);局部G统计量分析显示热点区域主要分布于河西地区、临夏州、定西部分县区(渭源县、漳县、岷县、安定区), 冷点区域主要分布于兰州市、定西地区部分县区(陇西县、通渭县)、天水市、平凉市及庆阳市部分县区;时空分析结果显示, 2009-2013年甘肃省肺结核报告发病率存在时空聚集性, 高发病率最大可能聚集区分布于河西地区, 聚集时间为2009-2010年(LLR=3 031.10, RR=2.27, P<0.001), 低发病率最大可能聚集区分布于兰州市, 聚集时间为2011-2013年(LLR=1 545.52, RR=0.37, P<0.001)。结论 2009-2013年甘肃省肺结核报告发病率存在空间和时空聚集区域, 河西地区是甘肃省肺结核防控的重点地区。
关键词肺结核     地理信息系统     时空聚集    
Spatial-temporal specific incidence of pulmonary tuberculosis in Gansu, 2009-2013
Liu Xinfeng1, Gou Faxiang1, Ren Xiaowei2, Liu Dongpeng1, Zheng Yunhe1, Wei Kongfu1, Liu Haixia1, Li Juansheng2 , Meng Lei1     
1. Gansu Provincial Center for Disease Control and Prevention, Lanzhou 730000, China;
2. Department of Epidemiology and Health Statistics, School of Public Health, Lanzhou University
Abstract: Objective To understand the spatial-temporal specific incidence of pulmonary tuberculosis (TB) in Gansu. Methods The county-based incidence of pulmonary TB in Gansu from 2009 to 2013 was used to calculate Moran's I and G statistics, and analyze the spatial-temporal distribution of areas with different pulmonary TB incidences. Results The spatial correlation in incidence of pulmonary TB was found in Gansu from 2009 to 2013 (P<0.001), and the hot spot areas were mainly in Hexi area, Linxia, part of Dingxi, while the cold spot areas were in Lanzhou, part of Dingxi, Tianshui, Pingliang and Qingyang. Spatial-temporal analysis showed that the clustering of high pulmonary TB incidence areas were most likely in the Hexi area during 2009-2010 (LLR=3 031.10, RR=2.27, P<0.001), and the clustering of low pulmonary TB incidence areas were most likely in Lanzhou during 2011-2013(LLR=1 545.52, RR=0.37, P<0.001). Conclusion The analysis on spatial and spatial-temporal specific incidences of pulmonary TB in Gansu from 2009 to 2013 indicated that Hexi area is the key area in pulmonary TB prevention and control in Gansu.
Key words: Pulmonary tuberculosis     Geographic information system     Spatial-temporal clustering    

我国是全球第二大结核病高负担国家。2012年全球约有860万结核病新发病例,130万人死于结核病,其中95%以上的结核病死亡发生在低收入和中等收入国家,以贫困社区和弱势群体受害尤著[1]。第五次全国结核病流行病学调查结果显示,我国西部地区活动性、涂阳、菌阳肺结核患病率高于中东部地区,其中甘肃省肺活动性肺结核患病率下降较为缓慢,防控形势严重[2, 3]。本研究运用空间统计学的分析方法,探讨甘肃省2009-2013年肺结核报告发病率的时空分布特征及其时间和空间变化趋势,为制定结核病防控策略提供科学依据。 资料与方法

1. 资料来源:甘肃省2009-2013年肺结核报告发病率和人口数据来源于“传染病报告信息管理系统”,系统中肺结核报告发病率的计算方法参照《传染病监测信息网络直报工作与技术指南》,其公式

2. 研究方法:采用ArcGIS 10.2软件绘制地图,空间自相关采用Geoda 1.60软件[4](包括全局Moran’s I系数和局部G统计量),使用SatScan 9.3软件[5]进行时空聚集性分析。 使用全局Moran’s I系数和局部Getis-Ord G统计量进行空间自相关分析。分析时,假设肺结核在人群中的发病风险相同,服从Poisson空间随机过程。空间权重矩阵采用二进制空间邻接矩阵(binary spatial proximity/connectivity matrix),即根据是否空间邻接确定空间权重系数。以全局Moran’s I系数判断事件发生是否有空间自相关性,根据标准化统计量Z(I)检验其统计学意义。当P值无统计学意义,表明事件的发生服从随机空间分布过程;若P值有统计学意义,且Z(I)值为正,表明事件的发生呈高值或者低值的聚集性分布过程;若P值有统计学意义,且Z(I)值为负,表明事件的发生呈高值和低值的离散型分布过程(dispersed spatial process)。 局部Getis-Ord G统计量为局部空间自相关衡量指标,可度量高值或者低值的聚集程度,探测事件发生的热点(hot spots)、冷点(cold spots)区域,以标准化统计量Z(Gi)检验其统计学意义[6]。与局部Moran’s I系数相比较,能更准确地探测出聚集区域[7]。当Gi>0,且P<0.05时,表明研究区域内存在高值聚集区;当Gi<0,且P<0.05时,表明研究区域内存在低值聚集区。 时空扫描采用SatScan软件[8]。分析时,设定最大空间扫描区域为全省总人口的50%,最大时间扫描段设定为总体研究时间的50%。对于每个可能存在的时空聚集区,构建统计量对数似然比(LLR)评价聚集区存在的可能性,并利用蒙特卡洛模拟进行统计学意义评价,探索最大可能聚集区域。 结 果

1. 肺结核报告发病率的空间分布:2009-2013年甘肃省肺结核报告发病率分别为111.22/10万、90.64/10万、88.09/10万、75.70/10万和69.26/10万。肺结核报告发病率最高和最低地区,2009年分别为临泽县和岷县,2010年分别为肃南县和兰州市七里河区,2011年分别为山丹县和兰州市城关区,2012和2013年均为天祝县和兰州市七里河区。高发病率县(区)主要集中在河西地区、甘南部分地区,而低发病率县(区)则分布于兰州、定西、天水、平凉和庆阳市周围(图 1)。

图 1 甘肃省2009-2013年肺结核报告发病率的空间分布

2. 肺结核报告发病率的空间聚集性分析: (1)使用全局Moran’s I系数进行全局自相关检验,2009-2013年甘肃省报告肺结核发病率全局Moran’s I系数均>0,Z值均>1.96,差异有统计学意义,Moran’s I系数总体呈下降趋势(表 1)。说明甘肃省2009-2013年肺结核报告发病率呈聚集性分布,存在高值或者低值聚集区。 (2)使用局部G统计量进行局部自相关检验,2009-2013年甘肃省报告肺结核发病率存在热点和冷点区域(图 2)。热点区域主要分布于河西地区、临夏州及定西部分县(渭源县、漳县、岷县、安定区),覆盖县(区)数有下降趋势;冷点区域主要分布于兰州、定西部分县(区)(陇西县、通渭县)、天水、平凉及庆阳部分县(区),覆盖县(区)数也有下降趋势。

表 1 2009-2013年甘肃省肺结核报告发病率的全局自相关分析
图 2 2009-2013年甘肃省肺结核报告发病率的热点(红色)和冷点(绿色)区域分布

3. 肺结核报告发病率的时空聚集性分析:2009-2013年甘肃省肺结核报告发病率时空扫描分析显示(表 2),高发病率扫描有时空聚集性(图3),共发现9个聚集区域。其中最大可能聚集区覆盖12个县(区),主要分布于河西地区,分别为永昌县、玉门市、甘州区、高台县、山丹县、天祝县、肃北县、肃州区、临泽县、民乐县、肃南县、凉州区,聚集时间为2009-2010年,区域内实际报告发病12 486例,期望发病数为5 858例(RR=2.27,LLR=3 031.10,P<0.001)。低发病率扫描也有时空聚集性(图 3),共发现9个聚集区域。其中最大可能聚集区覆盖6个县(区),主要分布于兰州市,分别为七里河区、临洮县、城关区、安宁区、西固区、榆中县,聚集时间为2012-2013年,区域内实际报告发病2 296例,期望发病数为5 975例(RR=0.37,LLR=1 545.52,P<0.001)。

表 2 2009-2013年甘肃省肺结核报告发病率时空聚集性分析
讨 论

本研究显示,2009-2013年甘肃省肺结核报告发病率存在空间、时空聚集性,并提示河西地区是甘肃省肺结核防控的重点地区。全局自相关结果表明,肺结核病报告发病率有空间正相关关系,存在空间聚集性。进一步的局部空间自相关分析显示,肺结核报告发病率热点区主要分布于河西地区、临夏州、定西部分县(区);冷点区主要分布于兰州、定西(陇西县、通渭县)、天水、平凉、庆阳部分县(区)。2009-2013年全局Moran’s I指数有下降趋势,热点或冷点覆盖县(区)数量也呈下降趋势,这可能与肺结核的有效防治有关,使得相邻县(区)间报告发病率的差异越来越小[9, 10, 11]

时空扫描统计量包括时间和空间2个维度,较单纯的空间分析更为准确。时空聚集性考虑了时间因素在疾病地理空间分布中的作用,是单纯空间扫描分析的有益补充。时空聚集分析结果显示,高发病率扫描最大可能聚集区位于2009-2010年,主要分布于河西地区;低发病率扫描最大可能聚集区位于2012-2013年,主要分布于兰州地区,空间分布与局部空间自相关结果相似。甘肃省地处西部,地区间发展不平衡,热区和高发病率时空扫描聚集区多集中在河西地区,而冷区和低发病率时空扫描聚集区多集中在兰州、天水、平凉及其周围地区,这与肺结核发病率与GPD水平呈负相关的结论相似[12]

本研究数据源自“传染病报告信息管理系统”,该数据与当地肺结核报告发病率、病例就诊情况、医疗机构重视程度和报告意识、对结核病的防控重视程度及病例报告奖惩等相关政策落实情况有关,此外还需进一步对医疗卫生条件、环境因素、个人行为等影响疾病聚集性分布的原因开展深入研究[13]

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