[摘要] 本研究深入探讨了气象因素（尤其是气温变化）与脑卒中发病的关系，并创新性地提出了基于车载温湿度监测的乘员健康预警机制。研究基于2016—2020年天津市医疗与气象数据，采用广义相加模型与分布滞后非线性模型进行分析，发现脑卒中发病与气温呈显著负相关，极端低温比高温的健康风险更高、滞后效应更持久。基于此，本研究构建了两种预警场景：一是针对户外寒潮等极端天气的公共气象风险分级预警；二是针对车辆内外温差的个性化风险预警，揭示了当车外温度低于车内舒适温度10℃以上时发病风险显著攀升，并据此制定了五级风险预警与防护体系。本研究为将健康干预融入智能出行提供了重要实践路径，具有显著的社会效益与应用价值。
[关键词] 脑卒中；气温变化；健康风险预警
丁净
理学博士，主要从事大气环境与健康业务开发工作。
主持国家自然基金、天津市自然基金等科研项目7项；
获中国气象服务协会科学技术奖气象科技创新二等奖。
发表第一作者科技论文13篇，其中SCI论文4篇、ESI高被引论文两篇；
授权国家发明专利1项，出版专著1部。
引言
健康是促进人的全面发展的必然要求，是经济社会发展的基础条件，是民族昌盛和国家富强的重要标志，也是广大人民群众的共同追求。《健康中国行动（2019－2030年）》要求把健康融入所有政策。当前，我国人口老龄化形势严峻。2023年，我国65周岁及以上老龄人口数达到2.17亿，占总人口比重的15.4%；心脑血管病等慢性疾病占国家疾病总负担的68.6%,到2030年人口老龄化可使我国慢病负担增加40%。其中，脑卒中（中风）等脑血管疾病是我国第三致死因素[1]，具有高发病率、高致残率、高死亡率、高复发率以及高经济负担的特征。
脑卒中是由急性脑循环障碍引起脑功能损伤的脑血管病，对于已存在发病基础且内环境处于易发病状态的个体，外界环境的剧烈变化可实时诱发脑卒中发生。气温变化与脑卒中发病存在较大关联[2]，有研究观察到脑出血的死亡率与地理分布有关，并通过实验证实了这是由气温差异造成的。中国脑卒中发病和死亡也存在明显的地域差别，脑卒中发病率和死亡率最高的是东北地区，中部地区次之，最低的是南部地区[3]。温度过低或过高均会增加脑卒中发病风险，但各个地区存在不同的最适温度。中国北方城市的最适日均温度为20.1〜24.4℃，南方城市则为25.2〜30.8℃。气温对机体的影响机制研究表明，一旦遇到强冷、暖气流的刺激易引起血流动力学改变，促成血压波动，是脑卒中风险增高的主要因素之一。同时，气温骤变导致心率异常和血液动力学变化，也是导致脑卒中的诱因之一，尤其是在气温较低的冬季和较高的夏季。另外，气温的变化可影响血液内成分的变化，如血小板、红细胞、纤维蛋白原、凝血因子及脂蛋白等改变，这也是诱发脑卒中的病因之一。
车辆是消费者重要的活动场所之一，车辆空调系统能有效减少寒冷及高温对人体的有害影响，然而当乘员从车辆舒适环境转移到自然环境时，存在暴露于极端气温的风险。以脑卒中为突破口，研究气温变化对乘员的健康效应，减少可干预危险因素对疾病发病的不利影响，具有重大意义。本研究以东部典型大城市天津为研究区域，探究气象要素特别是气温对脑卒中发病的影响机制，并初步提出基于车内温湿度监测和气象因素的乘员健康预警方案。
1 研究数据及方法
1.1数据来源
表1 脑卒中医疗数据来源
脑卒中医疗数据来源于天津市健康医疗大数据有限公司，数据来源医院数见表1，基本能够代表天津市脑卒中住院的整体情况。数据包括2016—2020年脑卒中日住院人数、患者年龄及性别等信息。同期气象数据来源于天津市气象局西青观测站，包括气压、温度、相对湿度、风速等气象要素的小时数据及日均数据。
1.2建模方法
本研究采用时间序列研究方法探讨环境温度对脑卒中发病的影响。为控制季节和长期趋势、气象因素等潜在混杂因素，一些复杂的统计模型被引入到时间序列研究中，如广义相加模型（GAM）[4]。脑卒中每日入院人数为计数资料，服从泊松分布（一种重要的离散型概率分布），针对其存在过度离散的现状，采用了拟泊松连接函数相关联的GAM来评估环境温度和脑卒中入院的关系。既往研究显示，温度对健康的影响通常呈非线性，且具有滞后效应。因此，本研究将分布滞后非线性模型[5]（DLNM）与GAM相结合来评估环境温度对脑卒中入院影响的暴露反应关系和滞后反应关系。
在温度对健康影响研究中，日平均温度可以更好地代表全天温度情况，比日最低温度和日最高温度更具有代表性，因此在分析环境温度与脑卒中入院关系时，本研究采用日平均温度作为温度分析的指标。首先，通过DLNM来构造温度的交叉基函数，暴露反应关系采用二次B样条函数建模，三个内部结放置在研究期间温度分布的第25、50、75百分位，以解释潜在的非线性暴露反应关系。其次，滞后反应关系采用自然三次样条函数（NS）建模，三个内部结是在对数尺度上处于等间隔的值，以解释潜在的滞后反应关系。既往研究显示，低温对健康的影响具有滞后效应，其影响可能持续2〜3周，而高温对健康的影响持续时间短，仅为数天，因此本研究中将温度的滞后时间设置为14天。
由于温度与脑卒中入院的非线性关系无法评估温度与脑卒中入院风险的系数，所以本研究选择了典型温度区间（极端低温、中度低温、中度高温、极端高温）评估非适宜温度对不同类型脑卒中入院的影响。既往研究表明，人们可以部分地适应其所习惯的气候环境[6]，非适宜温度对人类健康的影响可能取决于它发生的地点和时间，在评估温度暴露对健康影响时通过相对温度（例如当地日平均温度的百分比）而不是绝对温度进行分析更为准确。因此，基于既往温度与健康的研究，本研究根据日平均温度的百分位数确定了低温及高温的临界值。
2 气象因素对脑卒中发病的影响
2.1 脑卒中发病特征
2016—2020年，天津市脑卒中全年住院人数依次为139779、179408、 201488、227533和133387。其中， 2018和2019年全年住院人数超过20万。脑卒中住院人数在全年中存在两个峰值，分别出现在3—4月和11—12月，2月脑卒中的住院人数远少于其他月份，这可能与传统节日春节的习俗有关。2019年脑卒中日平均住院人数为623人，其中，2月住院人数最少为14063人，4月最多为21135人，其次是12月为21101人。
天津市脑卒中男、女住院人数比为8:5，男性住院患者明显多于女性；男、女住院人数在全年中分布基本一致；50岁以上尤其是60岁以上人群为易患脑卒中疾病的高危人群，50岁以上男、女住院患者分别占各自总人数的92.4%、97.2%；男、女住院患者均为70岁以上的比例最高，占比分别为37.7%和51.4%。50岁以上人群为脑卒中危险人群的主要原因是老年人身体机能衰退，对外界和体内环境改变的适应能力降低。
2.2 气温对脑卒中发病的影响
表2 当天及前7天气象因子累积与高风险等级住院人数的相关系数
脑卒中住院人数与气象因子呈现较好的相关性，且气象因子与高风险等级的住院人数相关最强。通过相关分析得到高影响气象因子为气压、气温、气温日较差、24小时变压和24小时变温。表2为高风险等级日住院人数与气象因子累积影响的相关系数。脑卒中住院人数与气压呈正相关，与气温呈负相关，这一结果与太原和上海等地的研究结果一致。
3 车辆内外温差乘员健康风险预警技术
图1 基于车辆内外温差监测的乘员健康风险预警路线
气温变化对脑卒中发病的影响迁移至车辆应用，应用场景包括两类，见图1：一是自然环境气温发生剧烈变化，如寒潮或高温热浪，依托车载气象预报系统对乘员的户外活动提供防护建议；二是乘员在开启车内空调长时间驾驶时，下车后受到自然环境寒冷或者高温冲击，引起血管收缩波动，易诱发疾病。当车辆内外温差达到一定程度时，提醒乘员存在健康风险，并提供相应的防护建议。
3.1 场景一预警思路
针对应用场景一，以寒潮脑卒中为例制定健康气象风险预警。寒潮脑卒中气象风险预警分为三级，以黄色、橙色和红色表示，分别对应的气象风险为III级（风险较高）、II级（风险高）和I级（风险很高）。
3.1.1.黄色预警发布指标
预计未来48小时内最低气温将下降8℃以上，最低气温小于等于4℃；或24小时内最低气温将下降7℃以上，最低气温小于等于4℃；或实际情况已达到上述条件之一并可能持续。针对这种情况，建议消费者适量减少户外活动，做好个人御寒防护；避开早晚天气寒冷时段，合理安排锻炼时间。同时，建议脑卒中高危人群合理饮食，注意休息，减少高胆固醇食物摄入，增加高纤维食物和饮水摄入量。
3.1.2.橙色预警发布指标
预计未来48小时内最低气温将下降10℃以上，最低气温小于等于4℃；或24小时内最低气温将下降9℃以上，最低气温小于等于4℃；或实际情况已达到上述条件之一并可能持续。针对这种情况，建议消费者适量减少户外活动，做好个人御寒防护；避开早晚天气寒冷时段，合理安排锻炼时间。同时，建议脑卒中高危人群非必要不外出，做好个人御寒防护；合理饮食，注意休息，减少高胆固醇食物摄入，增加高纤维食物和饮水摄入量。伴有高血压、糖尿病、血脂异常的患者，建议规律监测血压、血糖、血脂等指标，按医嘱规律服用相关药物。如波动较大或控制不佳，请及时就医。
3.1.3.红色预警发布指标
预计未来48小时内最低气温将要下降14℃以上，最低气温小于等于0℃；或24小时内最低气温将要下降11℃以上，最低气温小于等于0℃；或实际情况已达到上述条件之一并可能持续。针对这种情况，建议消费者适量减少户外活动，做好个人御寒防护；避开早晚天气寒冷时段，合理安排锻炼时间。同时，建议脑卒中中、高危人群非必要不外出，做好个人御寒防护；合理饮食，注意休息，减少高胆固醇食物摄入，增加高纤维食物和饮水摄入量。伴有高血压、糖尿病、血脂异常的患者，建议规律监测血压、血糖、血脂等指标，按医嘱规律服用相关药物。如出现言语不清、口眼歪斜、肢体无力、行走不稳、剧烈头痛、意识障碍等情况，建议立即拨打120急救电话及时就医。
3.2 场景二预警思路
表3 车内外温差及风险等级划分
假设车内的最舒适温度为25℃，根据室外温度计算车辆内外环境的温度差，利用广义相加模型探究其对脑卒中发病的“暴露—反应”关系。当车内外温差小于-10℃，即车外大气温度较车辆内部气温低于10℃时，脑卒中的发病风险逐渐增大，且存在明显的累积效应。随着累积时间增加，相对风险逐渐增大。当车内外温差介于-30℃与-10℃之间时，相对风险近乎呈直线增长，见表3。
当前，大部分车辆均装有内外部温湿传感器，但其除了为用户提供实时监测数据外，并没有得到进一步的应用。因此，基于车内外温湿传感器监测生成的温度差异，结合消费者疾病发病规律，形成有针对性的健康预警，对于乘员健康守护及车辆软硬件应用均具有显著的经济价值和社会效益。消费者在选购车辆时，可重点关注是否搭载具备健康导向功能的温湿度监测系统。除基本数据展示外，优选那些能结合环境变化提供舒适性调节、过敏原活跃度提示或呼吸健康预警等增值服务的车型，从而提升驾乘舒适度与健康防护水平。
参考文献
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〔2〕黄忠国,杨丽莉,卓煜琳,等.气温长期暴露与中老年人心血管代谢性疾病共病发生发展关联的队列研究[J].中国慢性病预防与控制,2025,33(04):247-253+259.
〔3〕袁若圳,吴思缈,吴波,等.重视中国脑卒中负担地域差异及西南地区现状[J].华西医学,2019,34(10):1083-1086.
〔4〕吕才芳,何胜谦,陈永正.基于广义相加模型的钦州市2018～2023年水痘与气象因素关联性研究[J].内科,2025,20(02):139-147.DOI:10.16121/ j.cnki.cn45-1347/r.2025.02.04.
〔5〕张燕茹,李莹,白莉莉,等.基于分布滞后非线性模型的江阴市极端气温对心脑血管疾病死亡的滞后定量影响[J].中国慢性病预防与控制,2025,33(08):597-602.
〔6〕张铎.历史城镇传统民居室内人体热适应性研究[D].郑州大学,2023.
