地磁場(chǎng)環(huán)境變化與滲出性胸腔積液發(fā)生的相關(guān)性研究

劉凌，張劍青，董亮，李雪松，楊龍，張寰波.昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)二科，云南昆明　65003；.中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)，云南昆明　6500

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地磁場(chǎng)環(huán)境變化與滲出性胸腔積液發(fā)生的相關(guān)性研究

劉凌1，張劍青1，董亮2，李雪松1，楊龍1，張寰波1
1.昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)二科，云南昆明650032；2.中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)，云南昆明650011

[摘要]目的考證在地磁環(huán)境變化時(shí)胸膜的通透性變化。方法首先遴選第24太陽(yáng)活動(dòng)周期內(nèi)（2009年1月—2014年1月期間）五個(gè)不同年同月的時(shí)間段，統(tǒng)計(jì)該時(shí)間段內(nèi)地磁指數(shù)Dst變化的總量，同時(shí)統(tǒng)計(jì)此段時(shí)間內(nèi)的滲出性胸腔積液確診人數(shù)及其所占總?cè)朐菏罩稳藬?shù)的百分比。將總地磁變化量的絕對(duì)值分別與胸腔積液確診人數(shù)及其所占總?cè)朐菏罩稳藬?shù)的百分比數(shù)進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)。結(jié)果研究分析了每年2.10-3.10，3.15-4.10，5.1-6.14，9.1-9.25以及11.1-12.5 共5個(gè)時(shí)間段內(nèi)地磁場(chǎng)環(huán)境的年變化與滲出性胸腔積液確診人數(shù)及其所占總?cè)朐菏罩稳藬?shù)的百分比數(shù)之間的相關(guān)度，發(fā)現(xiàn)不同年同一時(shí)期內(nèi)的地磁指數(shù)變化與滲出性胸腔積液發(fā)病率呈較好的正相關(guān)性，rs分別達(dá)可達(dá)1.000（P＜0.001），0.900（P＜0.05），0.6000，0.738和1.000(P＜0.001)（Dst–收治確診人數(shù)相關(guān)度）和0.667，0.900（P＜0.05），0.700，1.000(P＜0.001)和1.000(P＜0.001)（Dst–胸腔積液收治百分比相關(guān)度）。結(jié)論通過(guò)此項(xiàng)研究初步驗(yàn)證了太陽(yáng)活動(dòng)引起的地磁變化對(duì)生物膜透過(guò)率的影響，為下一步通過(guò)有效的太陽(yáng)物理觀測(cè)提出合理的預(yù)警、預(yù)防該類疾病提出了理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]太陽(yáng)活動(dòng)；低頻射電觀測(cè)；生物膜透過(guò)率；胸腔積液

從80年前開始科學(xué)界和醫(yī)學(xué)界就開始了關(guān)于人體韻律甚至?xí)r鐘生物學(xué)的研究，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為氣候、季節(jié)、天文現(xiàn)象以及多種自然因素的周期性變化，甚至一周的工作時(shí)間和休假時(shí)間的周期性出現(xiàn)，都會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生重要的影響。其中天文活動(dòng)引起的周期性變化是其中重要的一個(gè)因素。

太陽(yáng)是距離地球最近的恒星，其活動(dòng)是對(duì)地球及人類生產(chǎn)生活最直接的天文活動(dòng)，其通過(guò)微波輻射、紅外線、可見(jiàn)光照射、紫外線、以及高能粒子等不同方式源源不斷的向地球輸送能量，為此不同波段的變化勢(shì)必會(huì)對(duì)人類活動(dòng)產(chǎn)生不同的影響。

從上世紀(jì)60年代開始人類就開始注意到宇宙活動(dòng)特別是太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)人類的健康有重要影響，F(xiàn)riedman等人發(fā)表的幾篇文章中初步探討了人體健康情況和地磁活動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系[1,2]，這是人類早期從一個(gè)系統(tǒng)的領(lǐng)域高度注意到空間災(zāi)害性天氣對(duì)人類的生產(chǎn)生活的影響。從那時(shí)起到本世紀(jì)初，科學(xué)界在太陽(yáng)活動(dòng)的各個(gè)波段做過(guò)與人類相關(guān)疾病的關(guān)聯(lián)性研究。

1.1太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)生物膜透過(guò)率的影響機(jī)制

在太陽(yáng)劇烈活動(dòng)時(shí)期，西日面具有南向磁場(chǎng)的耀斑產(chǎn)生日冕物質(zhì)拋射（CME）達(dá)到地球時(shí)會(huì)引起地磁場(chǎng)變化[3],即磁暴，國(guó)際上采用Dst指數(shù)來(lái)描述磁暴。在強(qiáng)的交變電磁場(chǎng)作用下多種生理指標(biāo)將受到影響，國(guó)外研究表明分別在變電站、工業(yè)區(qū)以及高壓輸電線附近的居民在心血管疾病、精神類疾病方面會(huì)有明顯增高的表現(xiàn)。其內(nèi)在機(jī)理，科學(xué)界目前認(rèn)為是人體內(nèi)離子例如Ca2+，K+，Na2+，OH-在低頻交變電磁場(chǎng)情況下會(huì)產(chǎn)生諧振或者磁力矩變化情況，這會(huì)使得人體內(nèi)激素分泌水平，生物膜透過(guò)水平等發(fā)生變化[4,5]。

2012年V.S.Martynyuk等人總結(jié)到[6]：在低頻交變電磁場(chǎng)作用下首先將引起離子形成共振和極化變化，然后影響親水-疏水基團(tuán)的平衡性 （hydrophobic-hydrophilic balance），然后將改變生物膜和雙向脂類透過(guò)膜的表面物理動(dòng)態(tài)活性，進(jìn)而影響生物膜滲透率以及膜蛋白的活性，見(jiàn)圖1。同時(shí)他們認(rèn)為有兩種途徑可以闡釋生物膜在磁場(chǎng)的變化：第一，正如他們所做的試驗(yàn)：在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的動(dòng)物檢測(cè)；但此法僅能在動(dòng)物身上看到相關(guān)現(xiàn)象，對(duì)推廣到臨床驗(yàn)證；第二，利用大規(guī)模的宇宙—地球物理現(xiàn)象，直接統(tǒng)計(jì)多年的相關(guān)疾病，以期發(fā)現(xiàn)有效的內(nèi)在規(guī)律。

但V.S.Martynyuk等人尚未在臨床中實(shí)際觀測(cè)到在空間天氣變化期間相關(guān)生物膜病變情況，主要由于國(guó)外醫(yī)院相對(duì)規(guī)模較小，且生物膜相關(guān)疾病不屬于急性疾病，為此很難以他們傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)急診數(shù)據(jù)的辦法得到。

本項(xiàng)研究收集了昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院呼吸科2009年1月—2014年1月間因?yàn)樾厍环e液原因待查而入院或者在住院期間發(fā)生胸腔積液的患者，納入經(jīng)胸腔穿刺或胸腔閉式引流術(shù)取得胸水行常規(guī)檢查，符合Light標(biāo)準(zhǔn)診斷為滲出性胸腔積液的患者，排外漏出性胸腔積液或因胸水量少而未能明確胸水性質(zhì)的患者。由于自胸水的產(chǎn)生并增多到出現(xiàn)明顯的臨床表現(xiàn)有一段時(shí)間，且存在部分患者未及時(shí)就診或輾轉(zhuǎn)于多家醫(yī)院等因素，分析太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)胸膜通透性的影響應(yīng)該統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)滲出性胸腔積液的發(fā)病情況。

（1）首先比較自2009年—2014年間，昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院呼吸科的每月出院人數(shù)及住院患者疾病病種的構(gòu)成無(wú)明顯差別?？梢哉J(rèn)為病人來(lái)呼吸科住院是隨機(jī)的，符合統(tǒng)計(jì)意義。入選患者的年齡，性別，發(fā)生滲出行胸腔積液的病因構(gòu)成，以及是否生活在變電站、高壓輸電線附近和工業(yè)區(qū)等的生活環(huán)境調(diào)查無(wú)明顯差異。

（2）我們選取了每年2.10-3.10，3.15-4.10，5.1-6.14，9.1-9.25以及11.1-12.5共5個(gè)時(shí)間段，將2009年1月-2014年1月?五個(gè)時(shí)間段內(nèi)收治住院的全部滲出性胸腔積液患者數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，同時(shí)歸納整理了多年同期內(nèi)觀測(cè)到的地磁指數(shù)變化情況。

（3）選擇研究時(shí)間段的主要選擇依據(jù)：①多年來(lái)某一段固定時(shí)間段內(nèi)存在不同的地磁活動(dòng)程度情況；②同時(shí)遴選的時(shí)間段第一天和最后一天的前5天不能有地磁爆發(fā)，否則會(huì)引起數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；③選擇的固定時(shí)間段盡量避開重大節(jié)假日，盡量避免入院我科病人總數(shù)據(jù)嚴(yán)重變化的情況；（數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心http://www. nsmc.cma.gov.cn/NewSite/NSMC/Channels/100009.html）。

2.4統(tǒng)計(jì)方法

不同時(shí)間段的地磁指數(shù)（DST）、收治病人數(shù)和胸水占總收治人數(shù)百分比的統(tǒng)計(jì)描述采用均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、中位數(shù)和四分位數(shù)、最小值和最大值描述。由于地磁指數(shù)為

1.2滲出性胸腔積液的發(fā)生率變化

胸膜作為人體內(nèi)面積較大的生物膜，其滲透性和多種因素相關(guān)。若胸膜的滲透性增加將產(chǎn)生滲出性胸腔積液且相對(duì)易于發(fā)現(xiàn)。滲出性胸腔積液的產(chǎn)生主要和胸膜滲透性增加有關(guān)，其病因包括：結(jié)核性、繼發(fā)于肺炎、癌性胸膜轉(zhuǎn)移等等。臨床上我們注意到一段時(shí)間內(nèi)胸腔積液的患者數(shù)較多，即其發(fā)生率會(huì)明顯增多，甚至入院時(shí)不存在胸水，而后出現(xiàn)并需要行胸腔穿刺或胸腔閉式引流術(shù)者。

我們推斷胸膜的面積較大，其滲透性的變化如果在原有疾病的基礎(chǔ)上和太陽(yáng)活動(dòng)引起的地磁變化相關(guān)，受影響的程度可能較為明顯，而胸水的產(chǎn)生及增多易于觀察。故我們進(jìn)行了滲出性胸腔積液的發(fā)生和空間天氣事件中的地磁活動(dòng)變化的相關(guān)性研究。

2　病例收集和數(shù)據(jù)分析

非正態(tài)分布，地磁指數(shù)和收治病人數(shù)、地磁指數(shù)和胸水占總收治人數(shù)百分比的相關(guān)性分析采用Spearman秩相關(guān)分析。

2.5不同時(shí)間段地磁指數(shù)、收治病人數(shù)和胸水占總收治人數(shù)百分比的統(tǒng)計(jì)描述

2.5.1時(shí)間段1每年2月10日—3月10日

表1　2009年—2013年每年2月10日-3月10日同期的地磁指數(shù)、收治情況

2009年—2013年每年2月10日-3月10日期間的地磁指數(shù)變化情況如下圖所示

2009年—2013年每年2.10-3.10的收治數(shù)情況如下圖所示

2.5.2時(shí)間段2每年3月15日—4月10日

表2　2009年—2013年每年3月15日-4月10日同期的地磁指數(shù)、收治病人情況

2009年—2013年每年3月15日—4月10日期間的地磁指數(shù)變化情況如下圖所示

2009年—2013年每年3.15—4.10的收治數(shù)情況如下圖所示

2.5.3時(shí)間段3每年5月1日—6月14日

表3　2009年-2013年每年5月1日-6月14日同期的地磁指數(shù)、收治情況

2009年—2013年每年5.1—6.14的地磁指數(shù)變化情況如下圖所示

2009年—2013年每年5.1-6.14的收治數(shù)情況如下圖所示

2.5.4時(shí)間段4每年9月1日—9月25日

表4　2009年—2013年每年9月1日—9月25日同期的地磁指數(shù)、收治情況

2009年—2013年每年9.1-9.25的地磁指數(shù)變化情況如下圖所示

2.5.5時(shí)間段5每年11月1日—12月5日

2009年—2013年每年9.1—9.25的收治數(shù)情況如下圖所示

表5　2009年—2013年每年11月1日—12月5日同期的地磁指數(shù)、收治情況

表6　不同時(shí)間段地磁指數(shù)與收治病人數(shù)和胸腔積液收治百分比Spearm an秩相關(guān)系數(shù)（rs）

2009年—2013年每年11.1-12.5的地磁指數(shù)變化情況如下圖所示

2009年-2012年每年11.1-12.5的收治數(shù)情況如下圖所示

C H I NA HE A LTH I NDUS TR Y

3　結(jié)果

研究分析了2009年1月—2014年1月的2.10-3.10，3.15-4.10，5.1-6.14，9.1-9.25以及11.1-12.5共5個(gè)時(shí)間段內(nèi)地磁場(chǎng)環(huán)境的年變化與滲出性胸腔積液收治確診人數(shù)及其所占總?cè)朐菏罩稳藬?shù)的百分比數(shù)之間的相關(guān)度，發(fā)現(xiàn)不同年同一時(shí)期內(nèi)的地磁指數(shù)變化與滲出性胸腔積液發(fā)生率呈較好的正相關(guān)性。我們從上表可以看出在一段時(shí)間內(nèi)的滲出性胸腔積液收治確診人數(shù)及其所占總?cè)朐菏罩稳藬?shù)的百分比數(shù)與該段時(shí)間內(nèi)的地磁強(qiáng)度變化總數(shù)呈較強(qiáng)的正相關(guān)性，大部分的數(shù)據(jù)P均小于0.05，表示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。rs分別達(dá)可達(dá)1.000（P＜0.001），0.900（P＜0.05），0.6000，0.738和1.000(P＜0.001) （DST-收治確診人數(shù)相關(guān)度）和0.667，0.900（P＜0.05），0.700，1.000(P＜0.001)和1.000(P＜0.001)（DST-胸腔積液收治百分比相關(guān)度）。

4　討論

昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院是昆明最大的一家三甲醫(yī)院，收治患者數(shù)居云南省首位。昆明的空氣環(huán)境優(yōu)于中國(guó)的許多省會(huì)城市，均有利于我們的調(diào)查。通過(guò)對(duì)2009年1月—2014年1月五個(gè)時(shí)間段地磁指數(shù)Dst變化—胸水發(fā)病率的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)不論是胸水收治人數(shù)還是胸水收治數(shù)占總收治數(shù)的百分比都與地磁指數(shù)變化呈較高的正相關(guān)性?？梢缘贸龀醪浇Y(jié)論，在一段時(shí)間內(nèi)的地磁場(chǎng)總變化情況將影響到胸膜的透過(guò)性。

本項(xiàng)研究首次在臨床上驗(yàn)證了在地磁活動(dòng)期間生物膜的通透性變化，經(jīng)過(guò)多個(gè)長(zhǎng)時(shí)間段的相關(guān)檢測(cè)，均是正相關(guān)性，大部分的數(shù)據(jù)P均小于0.05，表示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，合乎在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果。

但是，本研究?jī)H納入一家醫(yī)院，結(jié)論可能偏頗，我們將進(jìn)一步擴(kuò)大調(diào)查范圍來(lái)證實(shí)。以此工作為基礎(chǔ)，由于在地磁暴之前可以通過(guò)太陽(yáng)射電等途徑進(jìn)行觀測(cè)和有效的預(yù)警，為此昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院將進(jìn)一步聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)在有效的干預(yù)、預(yù)防方面進(jìn)行深入研究。

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[中圖分類號(hào)]R7

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1672-5654（2015）10（b）-0078-04

DOI：10.16659/j.cnki.1672-5654.2015.29.078

收稿日期：（2015-07-12）

[基金項(xiàng)目]云南省衛(wèi)生科技計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：2014NS166。

[作者簡(jiǎn)介]劉凌（1970.9-），女，云南省人，碩士生，醫(yī)師，副教授，研究方向：胸膜疾病。

Correlation analysis between the exudative p leural effusion occurrences and geom agnetic fields variations

LIU Ling1，ZHANG Jian-qin1，DONG Liang2，LIXue-song1,YANG Long1,ZHANG Huan-bo1
1.First affiliated hospital of Kunmingmedical university,650032 China;2.Yunnan observatory of Chinese academy of science 650011 China

[Abstract]Ob jective To clarify the permeability changes in the pleura during the geomagnetic field variation periods. Methods At firstwe select five typical geomagnetic storm periods from Jan-2009 to Jan-2014 in 24th solar cycle and static the variations of Dst index values,the numbers and percentages of exudative pleural effusion patients in these five periods. And then we did some correlative analysis between the total variations of the Dst absolution values and the percentages of exudative pleural effusion patients in same period.Resu lts Our research analyzed correlations between the total variations of the Dst absolution values,the numbers and the percentages of exudative pleural effusion patients in five periods every year from 2009-2014,respectively 2.10-3.10，3.15-4.10，5.1-6.14，9.1-9.25 and 11.1-12.5.And then we found that there existed high correlation between variations of Dst value and exudative pleural effusion morbidities—the total number and percentage,the correlative index rs can respectively reach 1.000(P＜0.001),0.900(P＜0.05),0.6000,0.738,1.000(P＜0.001), and the correlation between Dst and total number of the exudative pleural effusion morbidities,0.667,0.900(P＜0.05),1.000 (P＜0.001),1.000(P＜0.001)--the correlation between Dst and percentages of the exudative pleural effusionmorbidities.Conclusions From this research,we preliminarily verified the influences of the permeability of biologicalmembranes leading by the geomagnetic storms inducing by solar activities.And it provides theoretical basis for giving effectively pre-alarm information by solar observation data for preventing these illnesses.

[Key words]Solar activities;Low frequency solar radio observation；Permeability of biological membranes；Exudative pleural effusion