Ритмические вариации
Поиски причинно-следственных связей между различными процессами, будучи, несомненно, привлекательными, чреваты опасностью принять желаемое за действительное, поэтому мы относимся к этому с большой осторожностью. Тем не менее, мы попытались выявить некоторые связи между вариациями медицинских показателей, с одной стороны, и процессами, протекающими в окружающих средах, с другой.
Выше мы подробно рассмотрели связи между ритмическими вариациями солнечной и геомагнитной активности и медицинскими показателями. Далее по данным за 1995-1999 гг. с суточной дискретизацией рассмотрим влияние на состояние здоровья людей иных внешних источников. На рис. 9.15 приведены ряды таких природных процессов: атмосферного давления, скорости вращения Земли, а также индекса патогенности J и эффективной температуры ЕТ, описанных Н.Н. Новиковой с соавторами в работе.
Вариации без размерной величины скорости вращения Земли v обусловлены процессами, протекающими в атмосфере, гидросфере, жидком ядре, а также лунно-солнечными приливами. Индекс J учитывает показатели влажности воздуха, ветра, облачности, межсуточного изменения давления и температуры. Величина ЕТ — производная от скорости ветра, температуры и относительной влажности воздуха и характеризует степень температурной комфортности человека.
На основании анализа временных рядов вызовов скорой помощи (рис. 9.4) можно с полной уверенностью говорить о существовании весенних и осенних обострений ряда заболеваний, причиной которых могут быть перечисленные выше внешние факторы, отличающиеся выраженным годовым ритмом. Важно отметить, что динамика годовых и сезонных ритмов временных рядов медицинских показателей различна: а) у мужчин и женщин с одинаковыми заболеваниями, б) у больных с разными заболеваниями, в) у здоровых. Этот же вывод можно сделать и для других ритмов: недельных, полунедельных, околомесячных.
Сходство между динамикой заболеваний и некоторых внешних факторов, равно как и заболеваний между собой, конечно, не отвечают на вопрос о наличии или отсутствии причинно-следственных связей между изучаемыми параметрами, но изучение их корреляционных связей может дать представление о синхронности изменения параметров, возможно, под влиянием каких-то общих факторов.
Для выяснения синхронности и коррелированности динамики рассматриваемых рядов они подверглись корреляционному анализу. Была рассчитана нормированная корреляционная функция (R) для двух коррелируемых эквидистантных рядов. Первый — ряд одного из внешних факторов: чисел Вольфа, атмосферного давления, индекса патогенности, эффективной температуры или скорости вращения Земли рассматривался как условно «фиксированный», а второй — ряд числа вызовов скорой помощи по поводу различных заболеваний в Москве за 1995-1999 гг. с суточным опросом — как условно «сдвигающийся» относительно первого.
По результатам корреляционного анализа была построена таблица экстремальных коэффициентов корреляции Rэкстр (табл. 9.1), где для случаев, когда экстремальный коэффициент достигается при сдвиге, отличном от нуля, указаны значения этих сдвигов в годах. Заметим, что все приведенные коэффициенты корреляции значимы при уровне значимости 0.001, хотя их значения для большинства заболеваний невелики. Оказалось, что для большинства рассмотренных заболеваний наилучшая корреляция внешних факторов и числа вызовов скорой помощи достигается при некотором относительном сдвиге рядов.
Коэффициенты корреляции рядов скорой помощи и чисел Вольфа для алкогольных психозов, эпилепсии, нервных и кожных заболеваний превышают 0.5; а для рядов атмосферного давления значения R не превышают 0.25. Максимальные коэффициенты корреляции рядов индекса патогенности с рядами вызовов отмечаются для гипертонии и респираторных заболеваний. Так же хорошо эти ряды коррелируют и с рядами эффективной температуры. Значения рядов эффективной температуры с рядами астмы и цереброваскулярных расстройств также превышают 0.5.
Ряды гипертонии и цереброваскулярных расстройств коррелируют и с рядами скорости вращения Земли. Таким образом, ряды вызовов по поводу заболеваний, связанных с расстройством психики, наиболее тесно коррелируют с рядами солнечной активности. Динамика рядов атмосферных факторов влияет на более широкий спектр рядов заболеваний — от респираторных до сердечно-сосудистых и цереброваскулярных расстройств.
Таблица 9.1 Экстремальные значения нормированной корреляционной функции чисел Вольфа (W), атмосферного давления (Р), индекса патогенности (J), эффективной температуры (ЕТ), скорости вращения Земли (v) и числа вызовов скорой помощи по поводу различных заболеваний
| Заболевания | W | Р | J | ЕТ | V | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rэкстр | Сдвиг рядов, год | Rэкстр | Сдвиг рядов, год | Rэкстр | Сдвиг рядов, год | Rэкстр | Сдвиг рядов, год | Rэкстр | Сдвиг рядов, год | |
| 1 — алкогольные психозы | 0.71 | 1.17 | 0.24 | 0.18 | -0.20 | 0.29 | 0.18 | 0.49 | -0.4 | -0.16 |
| 2 — астма | -0.2 | 0.8 | 0.13 | -0.19 | 0.45 | -0.43 | -0.59 | 0 | 0.46 | -0.39 |
| 3 — осложнения при родах | -0,18 | 0 | 0.1 | -0.23 | -0.1 | 0.38 | 0.09 | -0.1 | 0.38 | -0.34 |
| 4 — заболевания крови | 0,27 | 2.17 | 0.11 | -0.37 | 0.23 | 0.44 | -0.28 | -0.18 | -0.23 | 0.32 |
| 5 — заболевания кровообращения | 0,49 | 1.48 | 0.14 | 0.37 | 0.36 | -0.11 | -0.47 | 0 | 0.17 | -0.28 |
| 6 — сердечно-сосудистые | 0.23 | 2.17 | 0.11 | -0.2 | 0.34 | 0.44 | -0.48 | 0 | 0.26 | -0.34 |
| 7 — цереброваскулярные расстройства | 0,24 | 1.23 | 0.09 | -0.23 | 0.41 | -0.35 | -0.52 | 0 | 0.51 | -0.39 |
| 8 — заболевания органов пищеварения | 0,36 | 1.59 | 0.14 | 0.39 | 0.36 | -0.55 | -0.48 | 0 | 0.31 | -0.27 |
| 9 — алкогольное опьянение | -0,45 | 0,96 | 0.18 | 0.43 | -0.16 | 0.44 | 0.17 | 0.44 | -0.21 | -0.15 |
| 10 — эндокринные расстройства | 0,26 | 0.23 | -0.1 | 0.33 | 0.23 | -0.21 | -0.26 | -0.16 | 0.28 | -0.43 |
| 11 — эпилепсия | -0,53 | 1.13 | 0.17 | 0.17 | -0.14 | 0.16 | 0.11 | 0.3 | -0.24 | 0.12 |
| 12 — гипертония | 0,47 | 1.33 | -0.14 | 0.45 | 0.54 | -0.52 | -0.72 | 0 | 0.5 | -0.4 |
| 13 — инфекционные | -0.37 | 1.42 | 0.14 | 0.13 | 0.28 | 0.12 | 0.31 | 0 | 0.28 | 0 |
| 14 — заболевания вен, артерий, лимфатической системы | 0,49 | 2 | -0.14 | 0.37 | 0.17 | -0.3 | -0.19 | -0.19 | 0.29 | 0.24 |
| 15 — психические расстройства | 0.33 | 2 | 0.14 | 0.13 | 0.12 | -0.43 | 0.13 | -0.43 | 0.12 | 0.26 |
| 16 — заболевания мускульно-скелетной системы | 0,45 | 0,19 | -0.11 | 0.27 | 0.31 | 0 | -0.38 | 0 | 0.51 | -0.3 |
| 17 — нервные расстройства | 0,68 | 1.5 | -0.16 | 0.33 | 0.25 | 0 | -0.3 | 0 | 0.4 | -0.36 |
| 18 — осложнение беременности | 0,24 | 2 | 0.1 | -0.16 | 0.14 | 0 | -0.13 | 0 | 0.15 | 0.42 |
| 19 — респираторные | 0,22 | 0 | 0.13 | 0 | 0.5 | 0 | -0.57 | 0 | 0.4 | -0.11 |
| 20 — кожные заболевания | 0,53 | 1.35 | -0.14 | 0.36 | 0.16 | 0.32 | -0.17 | 0.29 | -0.48 | 0 |
| 21 — воспалительные процессы в брюшной полости | -0,49 | 1 | 0.22 | 0.19 | -0.32 | -0.45 | 0.4 | -0.44 | 0.17 | 0.18 |
| 22 — симптоматические проявления | 0,33 | 0 | 0.13 | 0 | 0.25 | -0.19 | -0.29 | -0.18 | 0.31 | -0.32 |
| 23 — травмы | 0.23 | 0 | 0.18 | -0.12 | 0.19 | 0 | -0.22 | 0 | 0.26 | -0.36 |
| 24 — туберкулез | 0.35 | 1.22 | -0.15 | 0.2 | 0.16 | 0.28 | -0.16 | -0.29 | 0.27 | 0.23 |
| 25 — урогенитальные заболевания | 0,48 | 0,48 | -0.12 | 0.39 | 0.14 | -0.21 | -0.12 | -0.22 | 0.38 | 0.16 |
Для более продолжительных рядов вызовов скорой помощи за 1971-1985 гг. и вызовов неотложной помощи ЦКБ РАН за 1994-2004 гг. были рассчитаны скользящие коэффициенты корреляции (R) этих рядов и рядов чисел Вольфа — коэффициенты взаимной корреляции в пределах некоторого выбранного скользящего временного окна.