用LMS 法构建2 ～6 岁儿童电子血压计血压百分位数曲线

程 毅 张 羿 李 云 肖丽萍 黄 俊 严卫丽

原发性高血压已被证实是导致人类心血管疾病发病与死亡的重要因素。2002 年全国营养与健康调查数据显示，中国成人高血压患病率为18.8%。2010 年数据显示中国约有2 亿高血压患者［1］。随着人们对血压“轨迹”现象的逐步认识［2］，多项流行病学研究表明成人的高血压可以追溯到儿童期［3，4］，因此从儿童青少年开始预防高血压有重要的意义。美国2004 年第4 版《儿童青少年高血压诊断、评价和治疗指南》( 简称美国标准)［5］，建议对3 岁以上儿童进行常规血压监测。鉴于中国成人高血压流行的严峻形势［1］，2011 年发布的《中国高血压防治指南》首次增加了儿童高血压防治内容。2010 年中国高血压联盟建立专家组，利用已有的全国大型研究数据，在考虑了性别和年龄变量的基础上，构建了基于水银血压计测量的中国儿童青少年血压参考值［6］，成为中国儿童青少年血压监测和评估的重要依据。随着人们定期血压检测意识的提高和电子血压计技术的不断进步，电子血压计因其操作简单而日益得到广泛的应用。目前，中国2 ～6 岁儿童基于电子血压计的血压常规检测的数据缺乏。本文利用妇幼保健院儿童常规体检中电子血压计测量血压的数据，构建儿童血压百分位数曲线。

1 方法

1.1 研究设计 以上海市闵行妇幼保健院产科出生，于2006 年3 月至2010 年11 月期间接受常规体检的2 ～6 岁儿童( 简称上海人群) 为研究对象，截取年龄、性别、体重、身高和血压作为研究变量，应用LMS 方法［7］建立2 ～6 岁男童和女童血压参考百分位曲线。选取相近人种和相似研究人群比较生长发育状况及血压百分位数曲线的差异。

1.2 样本量的考虑 以LMS 方法拟合曲线构建血压百分位曲线，尚未见样本量要求的描述，但普遍认为当达到曲线平滑时，既认为是合适的样本量［7］。

1.3 血压、身高和体重测量 上海市闵行妇幼保健院测量血压常规要求如下：测量前室内安静、温度适宜，测量前儿童避免剧烈运动，安静休息5 min，排空膀胱。测量时着轻薄衣物，暴露右上臂，坐靠背椅，身体挺直，选择合适臂带，臂带中心与心脏保持同一水平，双足平放于地面，保持自然姿势，避免测量时身体移动。由儿保科医生采用电子血压计( 型号：45NEO-E6，美国Welch Allyn 公司产品) 测量； 同时使用标准身高体重测量仪对身高、体重测量，身高读数精确到0.1 cm，体重读数精确到0.1 kg。

1.4 数据筛选原则 ①鉴于LMS 方法构建血压百分位曲线必要变量为性别、年龄、SBP 和DBP，排除缺失上述任一变量的儿童数据，但不拒绝缺失身高、体重变量的数据； ②也鉴于本研究为回顾性收集数据，为确实保障血压测量能够充分暴露右上臂，本研究只截取了每年5 ～9 月份( 天气原因上衣穿着简单) 的必要变量数据； ③本文视不同年龄组的SDP、DBP ＞|x±4s|为异常离散值不进入曲线拟合；④对于可能存在的多次体格检查测量的身高、体重和血压数据，本研究只截取第一次测量数据。

1.5 分组 本研究分5 个年龄组(2 岁、3 岁、4 岁、5 岁和6 岁组) ，比较男、女童生长发育状况及血压百分位数曲线的差异。

1.6 比较人群的选择 通过文献检索和评价，文献［8］为基于日本学龄前儿童的研究，与上海人群年龄相同、血压测量工具相同( 电子血压计，型号不同) ，考虑到上海人群和日本人种相近、生长特征相似，故选取文献［8］作为上海人群的比较人群( 简称日本人群) 。

1.7 统计学方法 ①采用Stata 11.0 软件( Stata Corp.，College Station，TX) 进行数据整理和描述性统计分析。②应用LMS Light 软件进行儿童血压参考曲线拟合［9］，描绘男、女童不同年龄段的SBP、DBP 百分位值( P5、P50、P90、P95、P99) 。LMS 方法基本原理是利用偏度系数( coefficient of skewness，L) 、中位数( median，M) 及变异系数( coefficient of variation，S)3 个参数描述每个年龄组的分布特征，以年龄t 为自变量分别拟合L、M、S 平滑曲线，通过惩罚似然法使这3 条曲线达到平滑。根据式1 计算所需百分位数。

其中Zα为尾部面积的正态离差( 如P97=0.97，Zα=1.88) ，C100α( t) 为年龄为t 时第100 百分位曲线上对应的值。M( t) 、L( t) 、S( t) 为年龄为t 时，对应每条曲线的值。

2 结果

2.1 数据来源与筛选流程 图1 显示，符合本文研究对象要求的儿童8 581 人，依据本文数据筛选原则进入本文曲线拟合的儿童4 619 人，其中男童2 445 名，女童2 174 名。89 名儿童缺失身高和体重数据，进入人口学特征分析4 530人，不同性别和不同年龄组儿童的身高、体重和BMI 基本情况见表1。

图1 研究人群数据产生流程图Fig 1 The flow chart of data for study population

2. 2 上海人群与日本人群基本特征比较 除2 岁组外，其他年龄组日本人群在身高、体重方面均高或( 重) 于上海人群，差异均有统计学意义( P 均＜0.001) 。日本人群的BMI 是根据身高和体重的均数计算得来，因没有标准差值不能和上海人群BMI 进行统计学比较，但日本人群BMI 均值普遍低于上海人群( 图2) 。

2.3 拟合SBP、DBP 曲线 男童与女童血压( SBP、DBP) 平滑后P5、P50、P90、P95、P99曲线如图3 所示。以血压P50为例，男、女童从2 岁开始，SBP 和DBP 均随年龄增长而升高，但女童DBP 增长缓慢。

表1 研究人群身高、体重和BMI 情况( x±s)Tab 1 Characteristics of the study subjects( x±s)

图2 研究人群身高、体重、BMI 与日本人群数据比较［8］Fig 2 Comparisons of height，weight and BMI between the population of the current study and the Japan population［8］

图3 男、女童SBP 和DBP 百分位曲线Fig 3 SBPand DBP percentile curves in boys and girls

2.4 儿童血压百分位数 选取男、女童SBP、DBP 年龄P5、P50、P90、P95、P99作为儿童血压参考百分位数，根据2004 年美国标准［5］，其中SBP 和( 或) DBP ＞P90且＜P95为高血压前期，SBP 和( 或) DBP ＞P95且＜P99为高血压。表2 显示，2 ～6 岁男童SBP/DBP 值( P95) 110/70mm Hg 可考虑作为男童高血压界值； 2 ～6 岁女童SBP/DBP 值( P95) 109/71 mmHg 可考虑作为女童高血压界值。

2.5 上海人群和日本人群SBP、DBP 值比较 图4 显示，以P95为比较切点，①上海人群比日本人群曲线更平滑，波动较小；②上海人群SBP 比日本人群均低； ③上海人群和日本人群的男童DBP 在3 岁时出现交叉，3 岁前上海人群低于日本人群，3 岁后上海人群高于日本人群；④上海人群和日本人群的女童DBP 在4 岁时出现交叉，4 岁前上海人群低于日本人群，4 岁后上海人群高于日本人群。

表2 2 ～6 岁男女儿童血压百分位数( mm Hg)Tab 2 Blood pressure percentiles for Shanghai boys and girls aged 2 -6 years( mm Hg)

图4 上海人群SBP P95、DBP P95与日本人群比较［8］Fig 4 Comparison of the SBP 95th，DBP 95th percentile between Japan and Shanghai［8］

3 讨论

高血压是常见的慢性病，也是心脑血管病最主要的危险因素。在成人高血压患病率不断上升的同时，儿童高血压逐步得到社会关注。电子血压计测量数据的准确性已得到相关专家论证［10］。电子血压计已成为家庭自测血压的主要工具。国内2 ～6 岁儿童的血压数据十分缺乏，也缺乏正常参考值，使得这个年龄段的儿童血压即使测定了也很难评估。本研究血压百分位数提供了性别、年龄对应血压P50、P90、P95和P99值，P50代表血压中位数，后三者分别是国际上建议的高血压前期、高血压和严重高血压的百分位数界值。虽然是基于单中心的电子血压计测得的儿童血压数据，但本研究构建的血压百分位数对2 ～6 岁儿童的血压评估提供了参考，对儿童高血压的预防保健有一定应用价值。

本研究虽为回顾性收集血压数据，但在数据筛选上制定了较好的质量控制标准，如考虑到着装可能对充分暴露右上臂有一定影响，5 ～9 月上衣穿着简单，能够充分暴露右上臂，故仅选取该时段血压测量数据； 同时剔除了异常值，保证了构建血压百分位曲线数据的质量。

本研究血压参考百分位曲线拟合采用LMS 方法，国际肥胖 工 作 组( IOTF)［11］、WHO［12］、中 国 肥 胖 工 作 组( WGOC)［13］和美国CDC 2000 年［14］制定的儿童青少年超重肥胖参考曲线，欧洲儿童青少年血压标准［15］，中国儿童青少年血压参考标准［6］制定均采用了LMS 方法。儿童青少年血压参考标准男、女童随年龄、身高而不同［16，17］，2004美国标准，欧洲儿童青少年血压标准，德国青少年儿童血压参考值［18］除考虑性别和年龄外，还考虑身高因素。本研究基于2 ～6 岁儿童，年龄范围相对较窄，人群的身高差异未完全显现，加上LMS 方法的局限，因此未考虑身高差异对血压的影响，在制定血压百分位数时分性别时只纳入了年龄一个变量。

目前，国内外关于2 ～6 岁儿童基于电子血压计测量的血压参考值研究较少，2010 年中国高血压联盟发布了基于水银血压计测量的3 ～17 岁儿童青少年血压参考值［6］，2004 美国标准［5］提供了水银血压计测量1 ～17 岁儿童血压标准，由于水银血压计与电子血压计测量血压原理不同，参考值之间很难比较。2005 年美国一项研究制定了电子血压计测量的5 ～17 岁儿童血压参考标准［19］；中国香港报道了电子血压计测量的6 ～18 岁青少年儿童血压参考值［10］，但涉及的年龄不同。涉及2 ～6 岁儿童电子血压计测量的血压参考值仅有日本［8］和德国［18］有相关报道。比较上海人群与日本人群的血压P95曲线，发现存在一定差异，日本人群SBP P95曲线高于本研究人群，而DBP 则较为接近，分析可能与以下原因有关。①将上海人群的生长发育水平与日本人群比较发现，日本人群2 ～6 岁身高均高于上海人群( 差值分别为： 男1.16，3.16，6.06，7.54，6.3 cm；女1.15，2.27，6.68，8.23，7.33 cm) ，而儿童血压随身高不同，这可能是导致曲线差异的原因之一。②日本人群血压参考值的制定未采用LMS 方法，拟合曲线的平滑性欠佳，波动较大； ③虽然两人群均采用电子血压计测量血压，但血压计型号不同，也可能是导致两人群曲线的差异的原因之一。

除了日本研究外，2012 年德国制定了3 ～17 岁儿童基于电子血压计测量的血压参考值［18］。由于德国儿童血压曲线的制定纳入了身高和年龄两个变量，而本研究仅纳入年龄变量，为了使两人群血压百分位数值具可比性，故选取本研究3 ～6 岁儿童平均身高，对应德国研究平均身高组或者跨年龄身高最接近的一组，分别比较男、女儿童SBP、DBP 的P95。结果发现上海人群男童SBP、DBP P95曲线均略低于德国儿童( 差值SBP 为1 ～4 mmHg，DBP 为0 ～1 mmHg) ；女童稍高于德国儿童( 差值SBP 为1 ～6 mmHg，DBP 为0 ～4 mmHg) 。这种差异可能是由于人种不同，血压百分位数制定的方法不同( 德国研究采用GAMLSS) 所致，此外血压计型号不同也可能是导致差异的原因。

本研究存在一定的局限性：拟合曲线的血压值为单次血压测量值，而儿童正处于生长发育过程，被测者测量时的心理和身体状况可能会影响测量结果的准确性，多时点血压的测量值，对血压参考曲线有一定的完善。

本研究采用单中心的儿童体检数据制定血压参考曲线，样本人群来自上海经济发展水平中等的闵行区常住人群，样本量较大，曲线较平滑；该参考曲线为本地区儿童保健提供了科学依据，还为与本地区儿童生长特征相近地区的儿童血压评价提供一定参考。而汇集多中心数据进一步研究，将有助于建立中国学龄前儿童血压参考值，对中国儿童青少年早期预防高血压有重要意义。

[1]Writing Group of 2010 Chinese Guidelines for the Management of Hypertension (中国高血压防治指南修订委员会). 2010 Chinese guidelines for the management of hypertension. Chin J Cardiol(中华心血管病杂志),2011,39(7)：579-616

[2]Klumbiene J, Sileikiene L, Milasauskiene Z, et al. The relationship of childhood to adult blood pressure： longitudinal study of juvenile hypertension in Lithuania. J Hypertens,2000,18(5)：531-538

[3]Hales C, Barker D, Clark P, et al. Fetal and infant growth and impaired glucose tolerance at age 64. BMJ,1991,303(6809)：1019-1022

[4]Barker D, Gluckman PD, Godfrey KM, et al. Fetal nutrition and cardiovascular-disease in adult life. Lancet,1993,341(8850)：938-941

[5]The Fourth Report on the Diagnosis, Evaluation, and Treatment of High Blood Pressure in Children and Adolescents.National High Blood Pressure Education Program,2005

[6]Mi J(米杰), Wang TY, Meng LH, et al. Development of blood pressure reference standards for Chinese children and adolescents. Chin J Evid Based Pediatr(中国循证儿科杂志),2010,5(1)：4-14

[7]Jing YF, Lin ZF. The introduction of LMS sofeware. Chinese Journal of Child Health(中国儿科保健杂志),2005,13(4)：363-364

[8]Hashimoto N, Kawasaki T, Kikuchi T, et al. Criteria of normal blood pressure and hypertension in Japanese preschool children. J Hum Hypertens,1997,11(6)：351-354

[9]Cole TJ, Green PJ. Smoothing reference centile curves：the LMS method and penalized likelihood. Stat Med,1992,11(10)：1305-1319

[10]Sung RY, Choi KC, So HK, et al. Oscillometrically measured blood pressure in Hong Kong Chinese children and associations with anthropometric parameters. J Hypertens,2008,26(4)：678-684

[11]Cole TJ, Bellizzi MC, Flegal KM,et al. Establishing a standard definition for child overweight and obesity wordwide：international survey. BMJ,2000,320(7244)：1240-1243

[12]Word Health Organization. Obesity：Prevalenting and managing the global epidemic：report of a WHO consultation. WHO Technical Report Series.Geneva：WHO,2000

[13]Group of China Obesity Task Force. Body mass index reference norm for screening overweight and obesity in Chinese children and adolescents. Chin J Epidemol(中华流行病杂志),2004,25(2)：97-102

[14]Kuczmarski RJ, Ogden CL, Guo SS,et al. 2000 CDC Growth Chart for the United States：methods and development. 2000：246

[15]Lurbe E, Cifkova R, Cruickshank JK, et al. Management of high blood pressure in children and adolescents：recommendations of the European Society of Hypertension. J Hypertens,2009,27(9)：1719-1742

[16]Rosner B, Cook N, Portman R, et al. Blood pressure differences by ethnic group among United States children and adolescents. Hypertension,2009,54(3)：502-508

[17]Rosner B, Cook N, Portman R, et al. Determination of blood pressure percentiles in normal-weight children： some methodological issues. Am J Epidemiol,2008,167(6)：653-666

[18]Neuhauser HK, Thamm M, Ellert U, et al. Blood pressure percentiles by age and height from nonoverweight children and adolescents in Germany. Pediatrics,2011,127(4)：978-988

[19]Park MK, Menard SW, Schoolfield J. Oscillometric blood pressure standards for children. Pediatr Cardiol,2005,26(5)：601-607