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為什么采用Box-Cox冪指數(shù)模型擬合生長(zhǎng)百分位數(shù)曲線,制訂生長(zhǎng)圖表


時(shí)間: 2021/3/24 9:15:26 瀏覽量:953 字號(hào)選擇: 分享到:

骨發(fā)育成熟度得分?jǐn)?shù)據(jù)為非正態(tài)分布,因此應(yīng)以百分位數(shù)法制訂骨齡評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),但不同研究所采用的百分位數(shù)曲線平滑方法卻不盡相同。在早期,Tanner曾經(jīng)使用了目測(cè)方法繪制骨成熟度得分百分位數(shù)曲線,在1997年所制訂的美國歐洲后裔兒童的(US90)骨齡標(biāo)準(zhǔn)中,以二次曲線擬合年齡組的成熟度得分中位數(shù)曲線,以一次曲線擬合成熟度得分標(biāo)準(zhǔn)差的方法構(gòu)建了百分位數(shù)曲線(Tanner et al., 1997)。而日本(Ashizawa et al., 1996),比利時(shí)(Beunen et al., 1990)則采用三次樣條函數(shù)擬合骨成熟度得分百分位數(shù)曲線。

近年來,關(guān)于估價(jià)生長(zhǎng)學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)百分位數(shù)數(shù)學(xué)模型的研究有了較大進(jìn)展。1988年,Cole等提出了構(gòu)建百分位數(shù)標(biāo)準(zhǔn)曲線的LMS方法(Cole et al., 1988; 1990)。該方法通過Box-Cox冪轉(zhuǎn)換使各年齡組偏態(tài)分布的數(shù)據(jù)近似正態(tài),以各年齡組數(shù)據(jù)的L(lambda λ,冪轉(zhuǎn)換)、M(μ,中位數(shù))和S(δ變異系數(shù))擬合百分位數(shù)曲線。美國疾病控制預(yù)防中心(CDC)曾使用該方法對(duì)1997年國家衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)中心的生長(zhǎng)圖表進(jìn)行了修正(Cynthia et al., 2000),國際兒童肥胖工作組(IOTF)也使用LMS方法制訂了兒童體重指數(shù)(BMI)生長(zhǎng)圖表(Cole et al., 2000)。2004年,Rigby et al.(2004)將LMS方法廣義化,提出了BCPE分布模型,不僅可應(yīng)用于偏態(tài)分布的數(shù)據(jù),而且也可應(yīng)用于峰態(tài)分布或同時(shí)呈現(xiàn)偏態(tài)和峰態(tài)分布的數(shù)據(jù),而稱為L(zhǎng)MSP方法。1997年至2003年,為了制訂兒童生長(zhǎng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),世界衛(wèi)生組織(WHO)進(jìn)行了多中心生長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)研究,經(jīng)過對(duì)30余種繪制生長(zhǎng)曲線方法的討論與檢驗(yàn),統(tǒng)計(jì)學(xué)專家組選擇了三次樣條函數(shù)對(duì)曲線進(jìn)行平滑處理的BCPE模型來繪制生長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)百分位數(shù)曲線,于2006年發(fā)布了第一套世界衛(wèi)生組織的兒童生長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)(Department of Nutrition for Health and Development,2006)。

BCPE分布模型是為表現(xiàn)出偏度和峰度的因變量Y所設(shè)計(jì)。這種模型由冪轉(zhuǎn)換Y ν所定義,而Y ν則為含有參數(shù)τ的標(biāo)準(zhǔn)化冪指數(shù)分布。BCPE分布含有四個(gè)參數(shù)μ、σ、ν、τ,分別說明了數(shù)據(jù)分布的位置(中位數(shù), Median)、尺度(變異系數(shù), Coefficient of variation)、偏度(Box-Cox轉(zhuǎn)換冪, Box-Cox transformation power)和峰度(冪指數(shù)參數(shù), Parameter related to kurtosis)。以四個(gè)分布參數(shù)的非參數(shù)平滑函數(shù)建立模型,非參數(shù)模型的擬合使用Fisher評(píng)分算法(Fisher scoring algorithm),由最大懲罰似然法(Maximizing a penaltized lekelehood)完成。參數(shù)μ、σ、ν、τ曲線的平滑均采用三次樣條函數(shù)。

在BCPE模型選擇過程中,可應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化殘差蟲行圖(Worm plots)、Q-統(tǒng)計(jì)量和百分位數(shù)曲線下樣本例數(shù)的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行模型診斷,檢驗(yàn)?zāi)P蛿M合優(yōu)度。

所以,《中國人手腕骨發(fā)育標(biāo)準(zhǔn)-中華05》課題組參照世界衛(wèi)生組織建立生長(zhǎng)圖表的經(jīng)驗(yàn),采用了BCPE分布模型制訂骨齡標(biāo)準(zhǔn)(張紹巖等, 2009)。


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