相似度分析方法在亞健康狀態癥狀指標分析中的應用*

李中平 沈紅藝△ 蘇 越 何裕民 倪紅梅

化學計量學及相似度理論已漸漸應用到許多研究領域。作為一個新方法，已為中藥指紋圖譜的定性定量分析提供了理論依據〔1〕，為尋找中醫證候特征提供一種新的思路和方法〔2〕。本文嘗試采用4種相似度匹配方法〔3〕對亞健康狀態的癥狀進行相似性分析，提取相似要素，為簡化臨床指標數量，尋找亞健康狀態的臨床特征提供簡捷、可靠的方法。

亞健康是處于疾病與健康之間的一種狀態或一個過程，雖無明確的疾病，但在軀體上、心理上出現種種不適應的感覺和癥狀群〔4〕，由于含有多領域復雜變量以及變量間關系需要確定等因素，目前尚沒有公認的測量評估方法，因此給臨床的深入研究帶來困難。本研究應用相似度分析的方法，對亞健康流行病學調查信息資料進行分析，旨在精簡符合亞健康狀態的臨床特征指標。

資料與方法

1.資料來源

本資料來自國家科技部“十一·五”科技支撐計劃亞健康課題組的調查人群數據庫(納入標準:年齡20～60歲，性別不限，調查時患急、慢性疾病的對象予以排除，愿意合作)，隨機選取240例流調資料作為本研究分析的對象。

在前期工作的基礎上〔5〕，將課題組研制的“中國人亞健康狀態評估表"中所包括的三個領域(軀體表現、心理表現、社會適應性)、12個方面(疲勞、消化、睡眠、植物神經系統、免疫力、衰老、抑郁、焦慮、安全感、學習和記憶力、社會適應、生活方式)共78個癥狀(如疲勞感、消化不良、睡眠障礙等)作為觀察指標。將自覺癥狀程度分4級賦值量化:“從不”賦值為1分，“很少”賦值為2分，“一般”賦值為3分，“經常”賦值為4分，“總是”賦值為5分。自評打分、經線性轉換后的亞健康指數得分為實際數值。

2.分析方法

(1)數據處理方法 為盡量減少量綱差異，對變量進行歸一化處理。即:設aij表示第i個研究對象的第 j個特征(i=1，2，…，240，j=1，2，…，78)，Mj=max(aij);將aij重新賦值，即aij=aij/Mj。經過處理的特征值介于0到1之間。

(2)相似度分析方法 計算系統相似度數值的大小可表示為數學表達式Q=f(K，L，n，u)。其中，K和L分別表示兩個系統的各自組成要素的數量，n表示相似要素的數量，u表示相似要素的相似程度。由相似要素的數量確定的相似度為數量相似度，記為Q。

我們考察研究對象集合各個癥狀之間的相似度，可將兩個待計算相似度的癥狀看作兩個系統A和B，假設對照系統中有n個要素，可用n維向量A=［a1，a2，…，an］表示系統A的共有模式，其中ai為 A系統對應的第i個對象的量化值，即特征值。那么，兩個系統A和B的相似度可表示為:Q=f(A，B)。

夾角余弦和相關系數法是常用的中藥指紋圖譜相似度的計算方法;相似度D法是化學計量學中計算匹配的方法;譜圖相似度法主要應用在質譜譜圖的相似度匹配。其計算公式分別如下:

①夾角余弦(Cosine Distance，CD)法〔6〕:

② 相關系數(correlation coefficient，CC)法〔7〕:

以上4種相似度計算法，Q值越大，表示A變量與B變量越接近。4種算法通過VB程序設計語言編程實現。

運用上述4種方法對亞健康的12個方面共78個癥狀進行相似度分析。根據數學原理，4種相似度法計算所得的相似度數值在0～1之間，取值為1，則為兩者完全相同;取值為0，則為兩者完全無關。在0～1之間，數值越大，說明兩者相似度程度(關聯性)越高。

因此，通過對所獲得的計算結果，從亞健康狀態的78個癥狀變量中篩選出高相似度的癥狀，為亞健康狀態的臨床指標數量的簡化提供依據。將相關系數法、夾角余弦法、相似度D法和譜圖相似度法分別設定不同的界限值(分別設為 0.75、0.95、0.90、0.98)。若某個癥狀與另一個癥狀的相似度值大于該值時則認為這兩個癥狀是相似的(有關聯)。

結 果

4種不同方法篩選出部分相似程度高的變量分別是頸部酸痛、膝關節酸痛、腰背疼痛、胸悶、氣促、自責、抑郁、焦慮、緊張、人際關系滿意度、工作勝任度、職業滿意度、社會適應度、性生活滿意度、身體狀況自評、心理狀況自評、生活質量自評、亞健康指數。

其中，相關系數法分析表明(設界限值0.75):頸部酸痛與膝關節酸痛、腰背疼痛相關;自責與抑郁相關;相關抑郁與焦慮、心理自評、亞健康指數相關;身體自評與心理自評、生活質量自評(r=0.8221)、健康指數相關;心理自評與生活質量自評、亞健康指數相關。

夾角余弦法分析表明(設界值為0.95)，頸部酸痛與膝關節酸痛、腰背疼痛相關;抑郁與焦慮、緊張相關，焦慮與緊張相關;人際關系滿意度與職業滿意度、工作勝任度、社會適應度、性生活滿意度相關;職業滿意度、工作勝任度及性生活滿意度與社會適應度相關;身體自評與心理自評相關;生活質量自評相關，心理自評與生活質量自評相關。

相似度D方法分析表明(設界值為0.90);胸悶與氣促相關;頸部酸痛與膝關節酸痛、腰背疼痛相關;抑郁與焦慮、緊張相關，焦慮與不安全感、緊張相關;人際關系滿意度與安全感、工作勝任度、社會適應度相關;自我滿足感與效率感相關;安全感、職業滿意度、工作勝任度及性生活滿意度與社會適應度相關;身體自評與心理自評、生活質量自評相關，心理自評與生活質量自評相關。

相似度SS方法分析表明(設界值為0.98)，頸部酸痛與膝關節酸痛、腰背疼痛相關;抑郁與焦慮、緊張相關;焦慮與緊張相關;人際關系滿意度與職業滿意度、工作勝任度、社會適應度、性生活滿意度相關;職業滿意度與工作勝任度、社會適應度、性生活滿意度相關;工作勝任度與社會適應度、性生活滿意度相關;社會適應度與性生活滿意度相關;身體自評與心理自評、生活質量自評相關;心理自評與生活質量自評相關。

4種方法得到的結果基本一致，除了軀體領域和心理領域，相似度D法、夾角余弦法和譜圖相似度法還突出了社會適應領域的重要變量，與傳統的相關系數法相比匹配度顯著提高，靈敏度高、取舍定量合理，較切合臨床實際。

討 論

本研究采用相關系數、相似度D、夾角余弦、譜圖相似度4種方法對“中國人亞健康評估量表”〔5〕所測定的3個領域共78個癥狀變量間的相似度進行分析，期望能達到簡化亞健康狀態的癥狀指標，探討亞健康狀態客觀化評價方法學研究的目的。

在軀體領域中，頸部酸痛、膝關節酸痛、腰背疼痛相似程度高。疼痛是機體各種知覺中相對疲勞、消化、睡眠等多種不適而言更為敏感、更加直接影響到生存質量的一個重要癥狀指標。由于亞健康本身不屬于一個明確的疾病，根據較大規模的流行病學調查，亞健康狀態的慢性疼痛還具有不確定性、走竄性，甚至存在心理性疼痛等現象，因此，對亞健康狀態的判定，沒有必要明確到具體部位的疼痛。本研究計算結果顯示，不同部位的疼痛具有高度相似性，因此可以考慮將頸部酸痛、膝關節酸痛、腰背疼痛這三個癥狀指標合并為一個指標。同樣，由于胸悶與氣促具有較高的相似性，且都屬于呼吸系統的功能或適應低下的狀態，也可以考慮簡練成一個癥狀指標。

抑郁、焦慮、緊張三者的相似性高，作為亞健康狀態心理領域的重要指標，這些不良心理狀態的產生，主要是受工作壓力大、生活節奏快、精神壓抑等負性刺激所致的一系列心理上的功能低下或者不適的表現，這些不良心理狀態常常相伴出現或交接出現。因此，考慮到心理領域癥狀的相似性以及共同的社會－心身影響因素，抑郁、焦慮、緊張等癥狀指標也可以作進一步提煉。

成功的社會適應使個體在工作和人際關系中不斷發揮作用并體驗到舒適感和愉悅感等正面情緒;相反，不良的社會適應通常伴有心理及生理上的功能低下和不適，成為較典型的亞健康狀態。在社會適應領域中，人際關系滿意度、職業滿意度、工作勝任度、自我滿足感、效率感等相似度較高的癥狀指標來看，可以進一步精簡，如將人際關系滿意度、職業滿意度、工作勝任度、自我滿足感、效率感等提煉歸納為“社會適應度”一個癥狀指標。

本研究4種分析方法結果基本一致。但醫學上常用的相關系數法所反映相似癥狀指標較少，而其它3種方法在界限值提高的前提下反而獲得了更多的有價值的臨床信息，表明與傳統的相關系數法相比，靈敏度提高，也較為切合臨床實際。通過相似度分析從高相似度的癥狀中選擇具有符合臨床實際的評價指標，為亞健康狀態的癥狀指標簡化和客觀評價提供了方法學依據。相似度D、夾角余弦、譜圖相似度法可作為對相關系數法的一個有益的補充。

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