《Frontiers in Physiology》:Population-level spatial patterns of body-surface temperature in older adults: a multicenter infrared thermography study across diverse environmental settings
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背景: 体表温度反映外周生理调节功能,可能为衰老的人群研究提供有价值的表型。红外热成像(Infrared Thermography, IRT)能够无创评估温度分布,但大规模多中心证据仍然有限。本研究旨在刻画老年人群的体表温度分布模式,并探讨其与个体及情境因素的
背景: 体表温度反映外周生理调节功能,可能为衰老的人群研究提供有价值的表型。红外热成像(Infrared Thermography, IRT)能够无创评估温度分布,但大规模多中心证据仍然有限。本研究旨在刻画老年人群的体表温度分布模式,并探讨其与个体及情境因素的关联。
方法: 本项多中心观察性研究纳入中国多个地区的5,225名年龄≥60岁的成年人,接受标准化IRT检查。在12个预设躯干区域测量温度,同时分析绝对区域温度和平面特异性相对温度(ΔT)。采用多变量回归模型,调整人口学、人体测量学、生理学及中心相关变量,评估体质与区域间的交互作用,随后进行错误发现率(False Discovery Rate, FDR)校正的区域特异性分析。敏感性分析包括绝对温度模型和留一中心验证。
结果: 共分析了62,700条区域水平观测数据。区域环境是热变异的最大贡献因素,其次是身体成分,而体质解释的总体方差比例相对较小(2.0%–10.9%)。显著的体质-区域交互作用表明温度模式存在空间异质性(χ2=732.41,自由度df=88,p<0.001)。体质相关差异主要局限于腹部、后腰部及部分胸部区域,效应量适中(0.08–0.27 °C),且在敏感性分析中方向保持一致。
结论: 老年人体表温度表现出适度但具有空间组织性的变异,主要受区域环境和身体成分影响。体质相关差异具有局部性和可重复性,但应视为探索性体表温度表型,而非具有临床可操作性的发现。
一、研究背景与目的
随着心血管疾病、糖尿病和癌症等多病共存及慢性疾病患病率的显著上升,老年人群的诊断常因非特异性表现(如疲劳或功能衰退)而变得复杂,而非典型症状。现有诊断框架多源于单一疾病试验,老年人群代表性不足,导致该人群的诊断敏感性受损。生理性衰老以外周血管反应性减弱和皮肤灌注减少为特征,增加体温调节紊乱的易感性。体表温度作为衰老的可及生物标志物,可能反映外周温度模式的年龄相关变化。红外热成像(Infrared Thermography, IRT)作为一种快速、无创的评估手段,能够同时捕捉多个解剖部位的温度梯度、侧向不对称性和局灶异常。然而,针对老年人群的大规模多中心IRT表型研究仍然匮乏。
中医(Traditional Chinese Medicine, TCM)体质理论通过流行病学证据将人群分为平和质和八种偏颇体质类型,反映形态、生理功能和心理状态的稳定特征。既往研究提示体质类型可能与生理调节相关的基因表达差异有关,但其生物学相关性尚未完全阐明。从免疫代谢角度,中医寒热模式被认为反映系统性调节模式而非孤立症状,这与体质理论强调的稳定个体特征相契合。例如,阳虚质中甲状腺激素受体β表达减少可能损害产热作用,导致畏寒。这些观察提示红外衍生的体表温度可能与体质类型存在可测量的对应关系。然而,目前缺乏大规模多中心标准化研究的高质量证据。
本研究旨在利用标准化IRT,探索体表温度作为中医体质的潜在定量表型,通过绘制中国不同区域热环境和采集部位的多部位热特征图谱,为传统分类与红外衍生温度模式的关联提供描述性框架,以支持未来假设生成和定量表型研究。
二、研究方法与关键结论
研究人员开展了一项基于人群的多中心观察性研究,于2021年9月至2024年6月在中国社区健康体检环境中进行。共招募5,242名参与者,经质量控制后纳入5,225名。研究覆盖13个原始采集点,合并为7个采集中心,并进一步分为寒冷/北方、过渡/中部和温暖/南方三个大区域热环境。IRT采用统一方案,在22–26°C环境温度和40%–60%相对湿度条件下进行。中医体质采用《中医体质问卷(老年版)》评估。
主要研究发现包括:区域环境是热变异的最大贡献因素(解释方差42.7%–69.2%),其次是身体成分(18.8%–43.2%),体质贡献相对较小(2.0%–10.9%)。体质-区域交互作用显著(χ2=732.41,df=88,p<0.001),表明体质相关温度差异具有空间异质性。体质相关差异主要集中于腹部、后腰部和部分胸部区域,效应量适中(0.08–0.27°C),且在多种敏感性分析中方向一致。
三、研究结果
3.1 参与者特征: 5,225名参与者中,60.7%为女性,61.7%年龄在60–69岁。平和质占34.5%,痰湿质占26.9%,阳虚质占15.2%,阴虚质占13.6%。
3.2 大区域背景异质性: 调整后,前躯干和后躯干表面温度从寒冷到温暖环境逐渐降低(均p<0.001)。寒冷地区参与者表现出更高的前后躯干表面温度。中心水平组内相关系数(Intraclass Correlation Coefficient, ICC)范围为0.04–0.15,表明中心水平聚集程度适中。
3.3 体质类型分布: 体质分布在不同大区域热环境间差异显著(χ2=168.32,df=16,p<0.001)。痰湿质在寒冷环境中更常见,而阴虚质和气虚质在中部和温暖环境中比例相对较高。
3.4 相对重要性分析: 区域环境是热变异的主要贡献因素,身体成分是第二大来源。体质在前后温差中的相对重要性最高(10.9%),提示其在调节前后热平衡中的潜在作用。
3.5 体质与局部热表型的关联: 在12区域ΔT分析中,痰湿质和阳虚质表现出最显著的体质相关热差异。痰湿质在右下腹(β=0.154,FDR p<0.001)和左下腹(β=0.120,FDR p<0.001)呈显著正相关,在右胸(β=?0.082,FDR p<0.001)和左胁肋(β=?0.055,FDR p=0.002)呈显著负相关。阳虚质在左胁肋(β=?0.085,FDR p<0.001)、耻骨上区(β=?0.091,FDR p=0.019)呈负相关,在脐周(β=0.103,FDR p<0.001)和左右腰部(β=0.069和0.073,FDR p=0.019)呈正相关。
3.6 穴位水平细化: 经FDR校正后,上髎(BL31)和下髎(BL32)两个骶部穴位显示显著的总体体质效应。痰湿质在BL31(β=?0.162,FDR p=0.006)和BL32(β=?0.170,FDR p=0.005)的绝对温度显著低于平和质。
3.7 敏感性分析: 以原始采集点替代合并中心进行中心调整,所有FDR显著关联保持相同效应方向。留一中心分析显示,痰湿质在八个关键区域的关联在所有迭代中方向一致,表明结果不受单一采集点驱动。
四、讨论与结论
研究人员指出,体质相关差异主要表现为体表温度分布的空间变异,而非整体温度水平的均匀变化。ΔT方法通过在前躯干和后躯干平面内居中化区域温度值,减少个体间整体热状态差异,突出相对空间再分布。观察到的体质相关差异幅度(0.08–0.27°C)虽小,但在多种敏感性分析中方向一致,提示不太可能仅由随机测量噪声解释。从生理学角度,体表温度反映皮肤血流、组织特性、自主神经调节和环境热交换的综合结果。腹部和后躯干的软组织成分、皮下脂肪分布和区域血管组织差异可能部分解释为何体质相关信号优先在这些区域被检测到。
研究局限性包括:横断面设计无法推断因果关系;体质分类基于问卷主导类型,简化了潜在重叠或混合体质特征;IRT测量体表而非核心温度;各采集点样本量不均可能影响部分区域特异性估计的精度;未进行先验功效计算。未来研究应在纵向和结局关联队列中验证这些发现,明确评估混合或多标签体质特征,并整合更全面的环境和行为暴露监测。
结论: 这项多中心研究为老年人群空间体表温度表型的人群水平研究提供了多中心分析框架。背景区域环境、中心调整和身体成分相关协变量解释了汇总热指标中大部分可解释变异,而中医体质与适度、可重复且具有空间组织性的热差异相关,主要表现为部位特异性空间偏差而非整体温度的均匀变化。这些发现支持将空间热表型分析作为在标准化红外热成像方案下研究老年人体质相关变异的观察性框架。