劉恩順，王清月，孫增濤，王海英

（天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院，天津　300150）

慢性阻塞性肺疾病穩(wěn)定期療效評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分析*

劉恩順，王清月，孫增濤，王海英

（天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院，天津300150）

［目的］分析慢性阻塞性肺疾病（COPD）穩(wěn)定期臨床指標(biāo)的權(quán)重特征，探討科學(xué)、合理的療效評(píng)價(jià)方法。［方法］利用70例COPD穩(wěn)定期患者治療前后的療效評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)作為樣本，進(jìn)行主成分分析并計(jì)算每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；以治療前權(quán)重為橫軸，治療后權(quán)重為縱軸，繪制象限圖，分析各指標(biāo)在治療前后的重要性及變化趨勢(shì)。［結(jié)果］1）圣喬治問(wèn)卷、呼吸困難量表、臨床癥狀積分出現(xiàn)在第一象限，治療前后的權(quán)重均較高，未出現(xiàn)明顯的權(quán)重游移；2）TNF-α位于接近象限圖中心的位置，未出現(xiàn)權(quán)重的明顯游移；3）六分鐘步行試驗(yàn)、肺功能出現(xiàn)在第三象限，未出現(xiàn)權(quán)重的明顯游移。4）BODE指數(shù)出現(xiàn)在第四象限，出現(xiàn)了權(quán)重的游移，治療前權(quán)重較高而治療后權(quán)重不高。［結(jié)論］采用權(quán)重分析結(jié)合象限圖的方法對(duì)COPD穩(wěn)定期臨床指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估和分析，可以初步明確各個(gè)指標(biāo)在反映病情嚴(yán)重程度和對(duì)治療敏感程度上的特性。

COPD；穩(wěn)定期；指標(biāo)權(quán)重；主成分分析；象限圖

慢性阻塞性肺疾?。–OPD），是一種可以預(yù)防和治療的慢性氣道炎癥性疾病，主要累及肺臟，但其全身（肺外）的不良效應(yīng)不可忽視。COPD穩(wěn)定期指患者咳嗽、咳痰、氣短等癥狀穩(wěn)定或癥狀較輕的疾病階段，部分療效評(píng)價(jià)指標(biāo)在該疾病分期不具備敏感性，而且疾病臨床結(jié)局具有多維屬性，單指標(biāo)評(píng)價(jià)僅僅能夠反映評(píng)價(jià)對(duì)象在某一特定方面的療效或機(jī)制，無(wú)法從整體、全局上對(duì)研究進(jìn)行評(píng)價(jià)［1］。因此尋找COPD穩(wěn)定期療效評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)病情嚴(yán)重程度及對(duì)治療敏感性評(píng)估分析方法，探討多指標(biāo)的綜合應(yīng)用成為當(dāng)務(wù)之急。

1　資料與方法

1.1數(shù)據(jù)來(lái)源源于2007年8月—2009年1月，天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院承擔(dān)的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“冬病夏治理論在COPD防治中的作用及機(jī)理研究”（項(xiàng)目編號(hào)：30672681）數(shù)據(jù)庫(kù)中70例COPD穩(wěn)定期患者的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)作為樣本開(kāi)展研究。

1.2評(píng)價(jià)指標(biāo)的范圍包括以下8個(gè)方面：中醫(yī)證候積分、生活質(zhì)量測(cè)評(píng)、呼吸困難量表、6分鐘步行試驗(yàn)、呼吸困難指數(shù)、肺功能、炎性介質(zhì)、免疫指標(biāo)。

1.3統(tǒng)計(jì)分析使用SPSS19.0軟件，采用降維分析中的因子分析模塊進(jìn)行主成分分析，按照方差大于1，方差累計(jì)貢獻(xiàn)率超過(guò)70%標(biāo)準(zhǔn)提取主成分，得到特征根與方差貢獻(xiàn)表以及初始因子載荷矩陣。用初始因子載荷矩陣中的數(shù)據(jù)除以主成分相對(duì)應(yīng)的特征根的開(kāi)平方根獲取所得主成分中每個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)；用第一主成分中每個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)乘上其所對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率，除以所提取的所有主成分方差貢獻(xiàn)率總和，依次計(jì)算再求和，得到每個(gè)指標(biāo)的初始權(quán)重；對(duì)初始權(quán)重進(jìn)行平移，得到歸一化后的指標(biāo)權(quán)重。

1.4COPD穩(wěn)定期各評(píng)價(jià)指標(biāo)的字母表示及主成分分析數(shù)學(xué)模型表達(dá)在建立主成分分析數(shù)學(xué)模型前，使用相應(yīng)的字母賦予各指標(biāo)的涵義。設(shè)原始變量：Xp（p=1，2，...，26），代表涵義如下表1所示。

主成分分析的表達(dá)公式為：Y=a1X1+a2X2+……+ anXn（n=1，2，3，...）

其中，Y表示對(duì)于整個(gè)事件所承載的信息總量；Xi表示第i個(gè)指標(biāo)所承載的信息量；ai表示第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，所有指標(biāo)的總權(quán)重之和等于1。

2　結(jié)果

2.1治療前評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)學(xué)處理與建模采用相關(guān)性系數(shù)矩陣求解主成分，共提取了8個(gè)主成分，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到73.279%，可代替原來(lái)的26個(gè)初始變量，基本反映全部指標(biāo)的信息。

表1　COPD穩(wěn)定期各評(píng)價(jià)指標(biāo)字母表示Tab.1　The letter representation of each evaluation index of COPD stability period

用初始因子載荷矩陣中的數(shù)據(jù)除以主成分相對(duì)應(yīng)的特征根的開(kāi)平方根便得到了8個(gè)主成分中每個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)。

用第一主成分中每個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)乘上其所對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率，除以所提取的所有8個(gè)主成分方差貢獻(xiàn)率總和，依次計(jì)算再求和，得到每個(gè)指標(biāo)的初始權(quán)重。

通過(guò)此方法得到的治療前初始綜合得分模型為：

Y=0.068X1+0.071X2+0.085X3+0.013X4-0.033X5+0.099X6-0.081X7+0.030X8+0.027X9+ 0.028X10+0.041X11+0.133X12-0.052X13+0.028X14+ 0.175X15+0.143X16+0.143X17+0.156X18+0.009X19+ 0.045X20-0.039X21+0.065X22-0.012X23-0.049X24+ 0.043X25-0.017X26

對(duì)初始權(quán)重進(jìn)行歸一化處理:

dp為以上各指標(biāo)的初始權(quán)重，進(jìn)行平移與歸一化后的權(quán)重為dp′，則有：

這種調(diào)整主要為：（1）移軸，將原點(diǎn)由O點(diǎn)移到-k點(diǎn)，去掉負(fù)值；（2）映射，即把（k+dp）壓縮到0～1的區(qū)間內(nèi)。k值取大于所有負(fù)權(quán)重絕對(duì)值的最大值，即k=0.09，優(yōu)點(diǎn)是在保證所有權(quán)重均達(dá)到正值的前提下，使得結(jié)構(gòu)相對(duì)數(shù)權(quán)重的分散性更強(qiáng)，更容易判定在綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)中各指標(biāo)的重要性。

歸一化后的綜合得分模型為：

Y=0.045X1+0.036X2+0.053X3+0.040X4+ 0.030X5+0.058X6+0.020X7+0.017X8+0.020X9+ 0.021X10+0.025X11+0.049X12+0.007X13+0.043X14+ 0.056X15+0.050X16+0.051X17+0.051X18+0.062X19+ 0.056X20+0.022X21+0.043X22+0.041X23+0.008X24+ 0.034X25+0.057X26

2.2治療后評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)學(xué)處理與建模數(shù)學(xué)處理方法同上，得到的總治療后初始綜合得分模型為：

Y=0.085X1+0.050X2+0.094X3+0.039X4+ 0.034X5+0.150X6+0.040X7+0.019X8+0.039X9+ 0.002X10+0.059X11+0.104X12-0.042X13+0.008X14+ 0.163X15+0.140X16+0.111X17+0.147X18+0.033X19+ 0.070X20-0.052X21+0.068X22+0.038X23+0.016X24+ 0.073X25-0.026X26

歸一化后的綜合得分模型為：

Y=0.046X1+0.037X2+0.048X3+0.034X4+ 0.033X5+0.063X6+0.034X7+0.029X8+0.034X9+ 0.024X10+0.039X11+0.051X12+0.013X13+0.026X14+ 0.067X15+0.060X16+0.053X17+0.062X18+0.032X19+ 0.042X20+0.010X21+0.042X22+0.034X23+0.028X24+ 0.043X25+0.017X26

2.3以歸一化后的模型權(quán)重中的治療前權(quán)重為橫軸，治療后權(quán)重為縱軸，繪制象限圖，見(jiàn)圖1。

圖1　治療前后各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重象限圖Fig.1　The weight of each evaluation index quadrant map before and after treatment

2.3.1療前后權(quán)重均較高，未出現(xiàn)明顯游移的指標(biāo)落在象限一內(nèi)，如X15、X16、X17、X18-圣喬治問(wèn)卷；X12-呼吸困難量表；X2、X3、X6-中醫(yī)證候積分，提示這些指標(biāo)對(duì)治療前后的病情評(píng)估及對(duì)治療效應(yīng)的反映具有較好的作用。

2.3.2X13-六分鐘步行試驗(yàn)［4］，X8、X9、X10、X11-肺功能治療前后的權(quán)重均較低，TNF-α位于接近象限圖中心的位置，權(quán)重未出現(xiàn)明顯的游移，提示在病情波動(dòng)不大的COPD穩(wěn)定期，上述指標(biāo)對(duì)治療手段的敏感性不強(qiáng)。

2.3.3X14--BODE指數(shù)［5］落在象限四，治療前權(quán)重較高而治療后權(quán)重不高，出現(xiàn)了明顯的權(quán)重游移，提示該指標(biāo)對(duì)治療前的病情評(píng)估及對(duì)治療效應(yīng)的反映具有較好的作用。

3　討論

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中指標(biāo)賦權(quán)是綜合評(píng)價(jià)研究中的關(guān)鍵問(wèn)題。主成分分析是把各變量之間互相關(guān)聯(lián)的復(fù)雜關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)化分析的方法。主成分分析試圖在力保數(shù)據(jù)信息丟失最少的原則下，對(duì)這種多變量的截面數(shù)據(jù)表進(jìn)行最佳綜合簡(jiǎn)化，對(duì)高維的變量空間降維，即研究指標(biāo)體系的少數(shù)幾個(gè)線性組合，并且這幾個(gè)線性組合所構(gòu)成的綜合指標(biāo)將盡可能多地保留原來(lái)指標(biāo)變異方面的信息。這些指標(biāo)就稱為主成分。用此方法進(jìn)行多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)是根據(jù)各指標(biāo)所包含的“信息”確定指標(biāo)權(quán)重，可將多項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為較少的綜合性指標(biāo)，既使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單而直觀，也保留了原有指標(biāo)的絕大部分信息，既可以減少主觀因素帶來(lái)的缺陷，給出較為客觀的權(quán)重，同時(shí)也減少了指標(biāo)選擇的工作量。因此，以主成分分析為基礎(chǔ)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系能夠較好地保證評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性，如實(shí)地反映實(shí)際問(wèn)題，是實(shí)際操作中一種較為理想的綜合評(píng)價(jià)方法［6］。

研究結(jié)果顯示，圣喬治問(wèn)卷、呼吸困難量表、中醫(yī)證候積分落在象限一內(nèi)，治療前后權(quán)重均較高，未出現(xiàn)明顯游移，對(duì)治療前后的病情評(píng)估及對(duì)治療效應(yīng)的反映具有較好的作用。六分鐘步行試驗(yàn)、肺功能治療前后的權(quán)重均較低，TNF-α權(quán)重變化不顯著，未出現(xiàn)明顯的游移，提示在病情波動(dòng)不大的COPD穩(wěn)定期，上述指標(biāo)對(duì)治療手段的敏感性不強(qiáng)。BODE指數(shù)落在象限四，治療前權(quán)重較高而治療后權(quán)重不高，提示該指標(biāo)對(duì)治療前的病情評(píng)估及對(duì)治療效應(yīng)的反映具有較好的作用?？梢钥闯?，采用權(quán)重分析結(jié)合象限圖的方法對(duì)COPD穩(wěn)定期臨床指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估和分析，可以初步明確各個(gè)指標(biāo)在反映病情嚴(yán)重程度和對(duì)治療敏感程度上的特性。因此在COPD穩(wěn)定期的療效評(píng)價(jià)體系中，可根據(jù)各指標(biāo)權(quán)重，加以側(cè)重，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而構(gòu)建客觀、全面的綜合評(píng)價(jià)方法，既有利于全面反映患者的整體狀況，也有利于科學(xué)的評(píng)價(jià)臨床療效。

［1］王明航，李建生，李素云，等.慢性阻塞性肺疾病多維結(jié)局指標(biāo)綜合療效評(píng)價(jià)研究［J］.中華中醫(yī)藥雜志，2013，21（3）:635-640

［2］朱建平，殷瑞飛.SPSS在統(tǒng)計(jì)分析中的應(yīng)用［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2007:171-174.

［3］張鵬.基于主成分分析的綜合評(píng)價(jià)研究［D］.南京:南京理工大學(xué)，2004.

［4］Celli BR，MacNee W，Arusti A，et al.Standards for the diagnosisand treatment of patients with COPD:a summary of the ATS/ERS position paper［J］.EurRespir J，2004，23（6）:932-946.

［5］Celli BR，Cote CG，Marin JM，et al.The body-mass index，airflow obstruction，dyspnea，exercise capacity chronic obstructive pulmonary disease［J］.N Engl JM ed，2004，350（10）:1005-1012.

［6］張文霖.主成分分析在滿意度權(quán)重確定中的應(yīng)用［J］.市場(chǎng)研究，2006，54（6）:18-22.

（本文編輯：滕曉東，張震之）

Weight analysis on evaluation index of curative effect of chronic obstructive pulmonary disease in stable stage

LIU En-shun，WANG Qing-yue，SUN Zeng-tao，WANG Hai-ying
（The Second Affiliated Hospital of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine，Tianjin 300150，China）

［Objective］To analyze the clinical indicators weight of COPD stable stage，and to explore the scientific and reasonable evaluation method.［Methods］Using the curative effect of evaluation data of 70 patients of COPD before and after treatment as sample，proceeding principal component analyse and calculate each index weight.Making the index weight before treatment for the horizontal axis and the index weight after treatment for the longitudinal axis，draw the quadrant diagram，analyze the importance of each index and the change trend.［Results］1）St.George’s questionnaire，dyspnea scale，clinical symptoms appear in a quadrant，weight before and after treatment were higher，no significant weight wavering；2）TNF-α was located near the Quadrant center position，and the weight did not appear obviously wandering；3）Six minute walk test，pulmonary function appears in the third quadrant，no significant weight wavering；4）BODE index appears in the fourth quadrant，the weight appeared wavering，and the weight of these indicators was high before treatment and low after.［Conclusion］By adopting the method of weighting analysis combined with the quadrant diagram of COPD stabilization clinical indicators for evaluation and analysis，the illness severity and treatment features sensitive degree can be reflected preliminarily and clearly.

COPD；stable stage；index weight；principal component analysis；quadrantal diagram

R563

A

1672-1519（2016）09-0529-03

10.11656/j.issn.1672-1519.2016.09.05

2016-04-15）

天津市高等學(xué)校科技發(fā)展基金計(jì)劃項(xiàng)目（20080220）。作者簡(jiǎn)介：劉恩順（1973-），男，博士，主任醫(yī)師，主要研究方向?yàn)椋褐嗅t(yī)、中西醫(yī)結(jié)合呼吸系統(tǒng)疾病臨床與基礎(chǔ)研究。