宾夕法尼亚州西部PM2.5空气污染与社会贫困之间的关联

《Environmental Epidemiology》：Association between PM2.5 air pollution and social deprivation in Western Pennsylvania

　　军事飞机噪声通过病例时间序列分析发现，与精神科患者的镇静药物即时使用存在剂量-反应关系，最大效应值OR=1.063（95%CI 1.014-1.115）。采用风校正背景噪声评估后，效应值提升至OR=1.036（95%CI 0.994-1.079）。验证性研究发现2022年数据与2016-2021年结果一致（OR=1.014）。模型显示非线性暴露-反应特征，低背景噪声（40-50dB）时效应更显著。室内衰减修正后效应增强，表明需考虑建筑声学特性。研究证实短时高强度军事噪声暴露可增加镇静药物需求概率。

　　本研究聚焦于军事飞机噪音对精神病患者按需使用镇静药物的影响，旨在进一步优化噪音暴露评估方法，并探讨不同噪音暴露指标对结果的影响。这项研究是在之前已有成果的基础上进行的，即发现军事飞机噪音与患者在暴露后3小时内按需使用镇静药物之间的短期关联。尽管之前的分析已经提供了有价值的见解，但为了提高暴露评估的准确性和可靠性，本研究采用了更为精细的方法，结合了长期噪音测量数据、户外与室内噪音衰减分析，以及更近期的随访数据，以验证并深化对这一现象的理解。

研究的主要目标包括三个方面：首先，通过使用更精确的暴露评估方法，评估模型预测的噪音水平与实际测量值之间的匹配程度；其次，比较不同的噪音暴露指标，这些指标基于不同的户外至室内的噪音衰减假设，从而探索可能的效应阈值；最后，通过收集一年内的新随访数据，对之前的结论进行独立验证。这些目标的实现依赖于对噪音暴露模型的改进，以及对实际测量数据的深入分析。

在方法部分，研究团队首先在2022年对诊所进行了长期的噪音测量。使用的设备是NSRTW_mk4噪音监测仪，这些设备安装在诊所建筑的屋顶上，高度约为3米。测量工作从2022年1月26日持续到12月31日，除了因设备故障导致的短暂中断外，整体测量是连续进行的。在测量过程中，团队还获取了Meiringen气象站记录的每小时风速数据，用于校正风对噪音测量的影响。风速对噪音传播具有显著影响，特别是在低风速条件下，噪音水平的变化更能反映出实际的飞机噪音暴露情况。因此，通过风速数据的整合，团队能够更准确地估算背景噪音水平，并将这些背景噪音水平纳入模型中，以提高暴露评估的现实性。

在户外与室内噪音衰减测试中，研究团队在2024年4月29日和30日对诊所内的两个未使用的安静房间进行了详细的噪音测量。其中，一个房间面向山谷（称为“山谷”房间），另一个房间则背对山谷（称为“非山谷”房间）。由于军事机场位于山谷中，山谷房间的噪音暴露更直接，而非山谷房间则因建筑结构提供了部分隔音效果。测量期间，团队对窗户的状态进行了调整，分别记录了倾斜窗户和关闭窗户情况下的室内噪音水平。通过将户外噪音数据与室内噪音数据进行对比，团队能够计算出噪音从户外传入室内的衰减情况，这对于更准确地评估患者实际暴露于飞机噪音的程度至关重要。

研究团队采用了多种暴露评估方法，包括模型预测值和实际测量值。第一种方法是基于模型预测的噪音暴露值，将无飞行活动的时间段噪音水平设定为20分贝（A加权等效连续声压级，L_Aeq），这一设定在之前的研究中已被采用。然而，考虑到实际背景噪音水平可能更高，第二种方法则采用了基于长期测量的背景噪音估计，从而更准确地反映真实暴露情况。第三和第四种方法则进一步引入了室内噪音衰减因素，分别对应倾斜窗户和关闭窗户的情况。通过将这些衰减因素纳入模型，研究团队能够更精确地模拟患者在不同环境下的实际噪音暴露水平。

在分析结果方面，研究团队发现模型预测的噪音水平与实际测量值之间存在中度至强的相关性，具体数值为0.54到0.65，这表明模型在一定程度上能够准确反映真实噪音暴露情况，尤其是在低风速条件下。然而，模型预测值整体上低于实际测量值，尤其是在低噪音暴露水平时，背景噪音对测量结果的影响更为显著。这可能与模型中对飞行路径的假设有关，由于没有获得具体的飞行路线数据，团队只能通过概率加权平均来估算噪音暴露，这种方法可能会引入一定的误差。此外，模型基于理想化的飞行轨迹进行计算，而实际飞行路径可能更加复杂，导致预测值与真实值之间存在偏差。

通过使用不同的暴露评估方法，研究团队对镇静药物使用的影响进行了多方面的分析。结果显示，采用基于真实背景噪音的评估方法（即方法2）比传统的固定阈值（方法1）提供了更大的效应估计，但同时也伴随着更大的不确定性。方法3和方法4则在方法2的基础上进一步考虑了室内噪音衰减，其效应估计值最高，尤其是在关闭窗户的情况下。这表明，室内噪音水平的精确评估能够更有效地捕捉到飞机噪音对患者行为的直接影响，从而提高暴露评估的特异性。

在具体效应估计方面，研究团队比较了不同暴露评估方法下的结果。对于2016年至2021年的数据，方法1（固定20 dB阈值）得出的效应估计值为1.016（95%置信区间：0.994–1.079），而方法2（基于真实背景噪音）得出的效应估计值为1.036（95%置信区间：0.994–1.079）。方法3（倾斜窗户）的效应估计值为1.040（95%置信区间：1.005–1.077），方法4（关闭窗户）的效应估计值为1.063（95%置信区间：1.014–1.115）。对于2022年的数据，方法2的效应估计值为1.056（95%置信区间：0.970–1.149），而使用实际测量值的方法2效应估计值为1.038（95%置信区间：0.983–1.096）。这表明，虽然模型预测值在某些情况下提供了更高的效应估计，但实际测量值的引入有助于更准确地反映真实的暴露情况，同时减少由于模型假设带来的偏差。

在非线性暴露-反应模型分析中，研究团队发现了一种U型的暴露-反应关系，即在背景噪音水平较高的时间段（如白天）和背景噪音水平较低的夜间，飞机噪音对镇静药物使用的影响可能更大。这种非线性关系可能与不同时间段内的噪音背景有关，也可能反映了患者在不同时间对噪音的敏感度存在差异。然而，尽管非线性模型在某些情况下提供了更有意义的解释，线性模型仍然在整体上表现出更好的拟合效果，这表明在当前的研究条件下，线性模型可能更适用于描述飞机噪音与镇静药物使用之间的关系。

研究团队还通过使用2022年的数据对之前的结论进行了独立验证。结果显示，使用新数据得出的效应估计值与原分析（2016–2021）非常相似，进一步支持了军事飞机噪音对精神病患者按需使用镇静药物的短期影响。此外，研究团队发现，使用实际测量的飞机噪音暴露值会导致更小的效应估计值，这可能是因为测量数据包含了更多的背景噪音，从而稀释了飞机噪音的效应。相比之下，模型预测值能够更专注于飞机噪音这一特定来源，从而提高暴露评估的特异性。

这项研究的一个重要发现是，模型预测的噪音暴露值与实际测量值之间存在一定的差异，这可能源于模型假设的简化以及背景噪音的复杂性。例如，在低风速条件下，实际测量值往往高于模型预测值，这可能是由于其他噪音源（如交通噪音）的叠加，也可能是模型低估了某些高噪音事件的影响。因此，研究团队认为，在进行噪音暴露评估时，应结合实际测量数据和背景噪音水平，以提高评估的准确性。特别是在研究特定噪音源（如飞机噪音）的急性效应时，背景噪音的合理估计能够帮助研究人员更清晰地识别出与飞机噪音相关的效应，而不会受到其他噪音因素的干扰。

此外，研究团队还探讨了室内噪音衰减对效应估计的影响。结果显示，考虑室内衰减后的效应估计值最高，这可能是因为室内环境更能真实反映患者所处的噪音暴露水平。例如，在关闭窗户的情况下，噪音水平的衰减可能使得飞机噪音在室内更加明显，从而更容易触发患者的镇静药物使用行为。这一发现支持了之前关于室内噪音对健康影响的研究，表明在某些情况下，室内噪音暴露比户外更具有代表性。然而，由于研究团队只能在特定房间中进行测量，无法全面捕捉到诊所内所有可能的噪音来源，因此其室内衰减估计仍存在一定局限性。

研究的局限性主要体现在两个方面。首先，户外-室内测量期间仅记录了四次战斗机飞行事件，且其中只有少数事件直接经过诊所，这限制了团队对噪音衰减模式的全面理解。其次，2022年的分析因样本量较小而显得力不足，导致效应估计值的不确定性较高。因此，研究团队认为，这些分析的结果应以趋势为主，而不是精确的点估计。尽管如此，这项研究仍然为未来在类似环境下进行噪音暴露评估提供了重要的参考，尤其是在如何结合模型预测与实际测量以提高暴露评估的准确性方面。

总的来说，这项研究揭示了军事飞机噪音对精神病患者按需使用镇静药物的短期影响，并强调了使用更精确的暴露评估方法的重要性。通过比较模型预测与实际测量数据，研究团队发现，虽然模型预测值在某些情况下能够提供更高的效应估计，但实际测量数据有助于更全面地反映真实暴露情况。同时，考虑背景噪音和室内衰减因素能够显著提高暴露评估的特异性，从而更可靠地识别出飞机噪音对健康的影响。此外，研究还表明，非线性暴露-反应关系可能在某些情况下存在，但线性模型在整体上仍表现出更好的拟合效果。这些发现不仅有助于理解飞机噪音对心理健康的影响，也为未来在噪音健康效应研究中提供了新的思路和方法。