引言

人类健康往往受到如经济、文化、自然环境等诸多因素的综合影响，天气条件是自然环境中变化最多、最快、最显著的因子，它们在为人类提供必要生存条件的同时，其变化又常常引起多种疾病的发生^[1-9]。心脑血管疾病(cardio-vascular disease，CVD)简称心血管病，其中对人类健康危害最为严重的是高血压、脑卒中、冠心病。据2000年世界卫生组织报告^[7]，全球每三个死亡的人中就有一人死于心脑血管疾病。我国每年死于心血管病的人数约300万，占总死亡人数的45%^[10]，该病已经成为中国居民健康的“头号杀手”。研究表明，心脑血管疾病的发病率存在明显的季节性变化特征，冬季是心脑血管疾病的高发季节，秋冬季节的发病率占全年的80%^[11-12]；同时疾病的突发以及心脑血管病人的死亡与环境温度的剧烈变化密切相关^[13-14]。冷空气的活动以及高温炎热天气的持续都会导致患病率和死亡率的明显上升，其中冷空气活动对病人的影响显得更加突出^[15-16]。

吉林省地处欧亚大陆的东部，接近我国亚寒带，四季更替明显，冬季寒冷漫长，受东北冷涡影响，冷空气活动频繁，与气象有关的疾病多且波及范围广。本文利用吉林省人民医院、辽源市中心医院和妇婴医院病例资料、随访调查结果以及气象资料，探索了心脑血管疾病与季节和天气变化的关系，找出了影响心脑血管疾病发病率的气象因子，进而建立了心脑血管疾病医疗气象预报模型。

1 资料来源 1.1 医疗资料

(1) 吉林省人民医院病案室1992—2001年的心脑血管病人的病例219例。其中，脑血管病例(含脑出血、脑梗塞)93例，冠心病病例89例(含心肌梗塞等)，高血压病例37例。

(2) 吉林省人民医院高干病房调查资料。具体为脑梗塞、脑出血、冠心病(包括心肌梗塞、心绞痛、供血不足)等心脑血管疾病患者144人(表 1)。

(3) 辽源市中心医院病案室1998—2000年及妇婴医院1999—2000年病例，共1733例。

1.2 气象资料

长春、辽源市对应同期的气象观测资料，包括最高(低)气温、日平均气温、日较差、24小时变温、日平均气压、14时气压、24小时变压、日平均相对湿度、14时相对湿度等。

2 长春市心脑血管疾病医疗气象预报 2.1 心脑血管疾病复发的气象条件分析

心脑血管疾病的复发、加重与季节及天气变化有一定的关系，但不同患者响应的敏感性有一定的差异。长春市被调查的144名患者中，认为该病的复发、加重与季节和天气变化有关系的患者占总数的76%，其中认为关系显著占63%；认为关系一般占13%，有34人(占24%)认为与气象条件没有关系，而主要与劳累、情绪等关系密切。

从季节变化看，49%的患者认为冬季是容易导致疾病复发加重的季节，其主要致病因素是强降温和低温寒冷天气，认为春季和秋季容易发病的患者分别占38%和23%，夏季只有21%。从天气变化看(表 2)，在13类天气条件中以气压低、感觉闷热对患者的影响最为显著，确认率达74%(女性达90%以上)，其次是阴天和降温天气，确认率达60%左右，约40%的患者认为降雨和高温天气时易复发加重，晴好天气和温暖、适宜、爽朗的天气最不易发病。

2.2 季节和天气对不同性别患者的影响

从季节的影响来看，男性患者认为冬季影响最大，其次为春季，女性患者认为春季影响最大，其次为冬季。从天气的影响来看，女性患者对闷热天气影响的确认率比男性高出20多个百分点；对于雨雪天气、寒冷和降温等天气影响的确认率，男性明显高于女性。说明女性患者对闷热天气更为敏感，而男性患者对雨雪和寒冷低温天气较为敏感。

2.3 天气与带病期关系

患者对天气影响的确认程度除了受个体差异的影响之外，还与患者带病期长短有一定关系(表 3)，带病期越长感觉天气影响越显著，感觉关系显著患者的平均带病期比认为没有关系的患者带病期长1倍多。分析其原因可能是带病期长的患者对自身疾病复发规律的认识、感受和经验的总结比带病期短的患者更加明确。

2.4 预报模型

吉林省夏半年气候温和适宜，高温和阴雨天气较少，持续时间也比较短，从全年发病率的变化来看，夏半年是心脑血管疾病发生率较低的季节。因此，分夏半年(5—9月)和冬半年(10月至次年4月)，分别建立医疗气象预报概念模型，具体判别条件如下。

夏半年：当T_min>20 ℃或ΔT₂₄＜-4 ℃时，冠心病人易发病，当ΔP₂₄≤-4 hPa，日平均相对湿度>70%时，冠心病发病率增加，说明夏季闷热、潮湿的天气或明显降温对冠心病人极为不利。当夏季气温高即日最高气温达30 ℃以上、最低气温达22 ℃以上、日平均气温≥24 ℃，对脑出血、脑梗塞的影响很大，另外气温及气压的大幅度波动时，对该病也极为不利。夏季高血压发病主要与气压的波动和相对湿度关系较为密切，具体表现为24小时变压正负值交替出现，日平均相对湿度≥90%时，发病率明显增加。

冬半年：心脑血管病人冬半年发病率占总数的71.4%，远高于夏半年，表明冬半年的气象条件对病人不利。ΔP₂₄≥5 hPa、ΔT₂₄≤-5 ℃和温度日较差≥14 ℃时，冠心病发病率较高。出现ΔP₂₄≥5 hPa、ΔT₂₄≤-5 ℃和日较差≥14 ℃时，对脑出血、脑梗塞不利。高血压患者不仅与气压、气温的变化幅度有关，而且还与该要素的波动有关，具体表现为当ΔP₂₄>5 hPa、ΔT₂₄≤5 ℃和ΔP₂₄、ΔT₂₄出现波动即正负交替出现时，对高血压患者不利，另外1日内气温日较差≥14 ℃时，对高血压患者也是不利的。

3 辽源市心脑血管疾病医疗气象预报 3.1 心脑血管疾病复发的气象条件分析

辽源市心脑血管疾病冬半年多发，其中春季最多(月平均62人，最多为3月)，冬季次之(月平均56人，最多为12月)，秋季第三(月平均50人，最多为9月)，夏季最少。为了分析辽源市疾病复发的气象条件，将日发病人数和日平均气温、日极端气温、日平均气压等气象要素的24小时变量值进行“0、1”分类(表 4)，用气象倾向的估价(气象敏感度m值)方法进行分析判断。

m值的计算方法为

$ m = \frac{{\rm {某条件下发病人数}/\rm{某条件下发病天数}}}{{{\rm{发病总人数}}/{\rm{发病总天数}}}} $

当m>1时，发病人数多于平均值，表明该条件有利于发病人数增加；m＜1时发病人数少于平均值，表明不利于发病人数增加，而且m与1的差值越大影响就越显著。对表 4中两类情况的m值分别计算，各季节各要素为“0”类时，m值均明显小于1，要素为“1”类时，m值均明显大于1。由此可见，日平均气温和极端气温下降、气压上升时，导致发病人数增加，反之减少。对病例资料的分析和对患者的随访调查也证实了上述分析结果。如2000年5月5日，受冷空气影响，气压上升9.1 hPa，气温下降10.3 ℃，结果5月5日和6日心脑血管疾病发病人数达7人。

3.2 辽源市心脑血管疾病指数预报模型

根据以上分析，将预报日与前一天的日变温与日极端气温24小时变量相加，再与日变压相减，得到一个综合变量Y(Y=ΔT₁+ΔT_g+ΔT_d-ΔP)，该变量反映日平均气温变量、最高气温变量、最低气温变量、及气压变量对心脑血管发病率的综合影响，此变量值与日发病人数呈反相关，值越小，当天发病人数就越多。具体判据见表 5。

4 气象要素影响心脑血管疾病的机理分析

流行病学研究和我国1979—1980年及1992年的抽样普查表明：高血压及冠心病的发病率东北明显高于南方。我们针对气压、温度和湿度三种气象要素引起心脑血管疾病复发的原因，进行了初步分析探讨，以提醒该类疾病患者在天气剧烈变化时注意预防。

4.1 高温、高湿

正常人体温一般恒定在37 ℃左右，这是在体温调节中枢控制下，产热和散热平衡的结果。当环境温度达到30 ℃左右时，便开始发汗，超过皮肤温度时，人体散热只能靠出汗以及皮肤和肺泡表面的蒸发。由于散热的需要，皮肤血管扩张，血液重新分配，同时心排出量增加，心负荷加重，最终导致心功能减弱，心排血量降低。另一方面，大量的高温出汗伴有盐的丢失，导致电解质紊乱和酸碱平衡失调而出现心律失常，同时丢失水分过多可引起循环障碍，特别是患有心脑血管疾病的老年人，在夏季持续高温时易发生周围循环衰竭，严重者可出现心力衰竭和脑水肿。当湿度较高时，特别是在通风不良或衣着较多时，即使温度不很高亦可发生上述高温条件下人体发生的一系列变化。

4.2 明显降温

气温的影响可使血压在冬季要比夏季高12/6 mmHg。有证据表明，气温每降低1 ℃，收缩压升高1.3 mmHg，舒张压升高0.6 mmHg。这是因为气温下降时，人体内的肾上腺素水平上升，体表血管收缩以减少热量的散发，同时肾上腺素使心律加快，心输出量增加，导致血压升高。因此高血压患者常因寒冷刺激导致血压急剧上升而发生脑卒中。气温不稳定(转冷或转暖)气压变化大时，锋面可使人体血管的舒缩难以适应而导致中风发作。寒冷刺激可使交感神经过度兴奋，加上冠状动脉局部高敏性，可诱发冠状动脉痉挛而导致急性冠状动脉供血不足甚至心肌梗死。

4.3 气压

当气压下降时，氧分压也相应减低，导致人体缺氧，对呼吸和循环系统的影响明显。当大气与肺泡中氧分压之差缩小时，直接影响肺泡气体交换、血液携氧和结合氧在组织中释放的速度，致使肌体供氧不足产生缺氧。缺氧可导致动脉含氧量下降、交感神经活性增高、血容量及血液黏度增加、肾素分泌增加、肾上腺功能亢进等，以上改变均可使血压升高、心脏负荷加重，对氧的供需关系产生矛盾而诱发心肌缺血及心力衰竭，缺氧对冠心病伴有肺心病或广泛脑动脉硬化患者会进一步加重脑乏氧，严重者出现脑细胞变性、坏死、脑细胞水肿及脑间质水肿而危及生命。

5 小结

(1) 心脑血管疾病的复发、加重与气象条件有一定的关系，但不同的患者对天气变化的敏感性有一定的差异。49%的长春市心脑血管疾病患者认为冬季是容易导致疾病复发加重的季节，而在各种天气条件中，以气压低、感觉闷热的影响最为显著，确认率达74%，但同样的季节和天气条件对不同性别患者的影响是有差别的。辽源市心脑血管疾病也在冬半年多发。

(2) 不论冬半年还是夏半年，长春市冠心病在气压和气温的变化幅度过大，都易引起该病复发；较大幅度的气压升高、气温下降和日较差对脑出血、脑梗塞不利；高血压主要与气压的波动和相对湿度关系较为密切，当ΔP₂₄正负值交替出现，日平均RH≥90%时，发病率明显增加。

(3) 辽源市心血管疾病在日平均气温和极端气温下降、气压上升时，发病人数增加，日平均气温和极端气温上升、气压下降时，发病人数减少。

(4) 高温、高湿天气将造成心排出量增加，心负荷加重，心功能减弱，心排血量降低。强降温将导致人体内的肾上腺素水平上升，从而造成心律加快，心输出量增加，血压升高；同时寒冷刺激可使交感神经过度兴奋，可诱发冠状动脉痉挛甚至心肌梗死。

(5) 通过血脑管疾病与气象要素变化关系分析，建立了长春市和辽源市医疗气象预报模型。