基于GIS的區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生狀況分析與評價

張帥毅，徐京華

(西南交通大學(xué)地理信息工程中心，四川成都610031)

基于GIS的區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生狀況分析與評價

張帥毅，徐京華

(西南交通大學(xué)地理信息工程中心，四川成都610031)

應(yīng)用GIS空間分析功能對相關(guān)醫(yī)療衛(wèi)生狀況進(jìn)行空間數(shù)據(jù)挖掘，構(gòu)建區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生狀況評價模型，量化區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生狀況指標(biāo)，并生成分析與評價結(jié)果圖，以輔助決策分析。

醫(yī)療衛(wèi)生信息化;地理信息系統(tǒng);分析評價模型;空間數(shù)據(jù)挖掘

一、概 述

近年來我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展迅速，醫(yī)療衛(wèi)生基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善，醫(yī)療保健體系日趨成熟。但新發(fā)傳染病卻一直頻繁出現(xiàn)，如傳染性非典型肺炎、禽流感、艾滋病以及重新出現(xiàn)的傳染病如結(jié)核等，給人類帶來了新的危害，并且有不斷加重的趨勢。而諸如食物中毒、豬鏈球菌感染疾病等突發(fā)公共衛(wèi)生事件也在不斷增多，這不僅凸顯出公共衛(wèi)生體系建設(shè)的重要性，同時也使公共衛(wèi)生體系受到了極大的挑戰(zhàn)［1］。

隨著GIS技術(shù)在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、空間數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，人們對從空間數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)隱含知識的需求日益增長，從而出現(xiàn)了在空間數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行知識發(fā)現(xiàn)的技術(shù)——空間數(shù)據(jù)挖掘［2］(spatial data mining，SDM)技術(shù)。空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是從空間數(shù)據(jù)庫中提取隱含的、用戶感興趣的空間與非空間的模式以及普遍特征的過程［3］。

本文應(yīng)用GIS技術(shù)方法及相關(guān)試驗數(shù)據(jù)，對大量空間相關(guān)醫(yī)療衛(wèi)生信息進(jìn)行了空間聚類分級、分類，并建立了分析評價模型，還對區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生狀況進(jìn)行了綜合分析，挖掘了區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生狀況與區(qū)域空間區(qū)位之間的內(nèi)在聯(lián)系，以及普遍的特征信息和知識，最后得到了一些有益的結(jié)論。

二、構(gòu)建分析與評價體系

區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生狀況是指一個區(qū)域可以提供的醫(yī)療衛(wèi)生保健水平，以及該區(qū)域應(yīng)對突發(fā)公共衛(wèi)生事件的應(yīng)急保障能力。該項指標(biāo)的確定對于區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生建設(shè)和突發(fā)應(yīng)急事件調(diào)度都有較高的參考價值。

區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生狀況分析與評價體系中描述分析與評價的工作流程以及流程所涉及的關(guān)鍵技術(shù)方法，都是進(jìn)行分析評價的技術(shù)支撐。傳統(tǒng)的醫(yī)療衛(wèi)生評價方法多是應(yīng)用德爾菲法并綜合多種醫(yī)療衛(wèi)生自身的因素來進(jìn)行評價的，但是很少涉及醫(yī)療衛(wèi)生賴以實施的地理背景的影響。近年來已經(jīng)有專家呼吁醫(yī)學(xué)研究應(yīng)重視非醫(yī)療因素的影響［4］。本文構(gòu)建的分析與評價體系是基于GIS技術(shù)，針對當(dāng)今評價體系欠缺的非醫(yī)療因素(主要是空間信息)的影響而設(shè)計的。

1.分析與評價模型研究

影響區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生狀況的因素是多方面的，且各個因素對區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生狀況的影響程度是不相同的。一方面與區(qū)域的醫(yī)療設(shè)施資源相關(guān)，另一方面與區(qū)域的地理背景相關(guān)。前者易于理解;對于后者，西方醫(yī)學(xué)界普遍的觀點認(rèn)為人們所處的地理位置可以影響健康，這意味著人類所居住的環(huán)境與人類健康有著密切的聯(lián)系［5］。一個典型的案例就是19世紀(jì)40年代英國的John Snow繪制了倫敦Soho地區(qū)霍亂病例的分布圖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)霍亂的發(fā)生地與人們廣泛使用的公用水泵有關(guān)［6］。

影響因素可以分為醫(yī)療因素與非醫(yī)療因素，如圖1所示。因此在考察一個區(qū)域的醫(yī)療衛(wèi)生狀況時，不能只考察醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)自身的設(shè)施狀況，還需要調(diào)查醫(yī)療配套設(shè)施狀況、區(qū)域地理背景等，進(jìn)而才能準(zhǔn)確全面地認(rèn)識該區(qū)域的醫(yī)療衛(wèi)生狀況。

圖1 影響因素示意圖

不同因素的影響力是不同的，因此在評價醫(yī)療衛(wèi)生狀況時所占的權(quán)重也各不相同。據(jù)此本文構(gòu)建了區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生分析評價的模型如下

式中，S為區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生狀況綜合指標(biāo);Xn為單項影響因素;Pn為Xn對應(yīng)的權(quán)重。

2.分析與評價體系研究

基于GIS技術(shù)與方法，依據(jù)醫(yī)療衛(wèi)生狀況的自身特點和分析評價模型設(shè)計相應(yīng)的分析評價體系。整個體系大致分為四個部分:原始數(shù)據(jù)采集與存儲、原始數(shù)據(jù)預(yù)處理、分析與評價、結(jié)果輸出。體系的詳細(xì)設(shè)計如圖2所示。

圖2 分析與評價體系架構(gòu)詳圖

三、基于GIS技術(shù)的分析與評價體系實現(xiàn)

1.原始數(shù)據(jù)采集與存儲

醫(yī)療衛(wèi)生狀況分析與評價體系所涉及的數(shù)據(jù)分為兩種:一種是醫(yī)療衛(wèi)生專題數(shù)據(jù)，包括該區(qū)域的醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)施數(shù)目以及質(zhì)量，醫(yī)療衛(wèi)生從業(yè)人員數(shù)量及素質(zhì)等;另一種是該區(qū)域影響醫(yī)療衛(wèi)生建設(shè)的非醫(yī)療空間因素，包括該區(qū)域交通網(wǎng)密度、醫(yī)療機(jī)構(gòu)分布狀況、人口分布等。

原始數(shù)據(jù)的收集按照數(shù)據(jù)的醫(yī)療衛(wèi)生專業(yè)化程度不同，收集方式也有所不同。醫(yī)療衛(wèi)生等專業(yè)數(shù)據(jù)可以通過向衛(wèi)生機(jī)構(gòu)索取、實地考察等方式獲取;通用的數(shù)據(jù)可通過地方統(tǒng)計資料、地圖等收集。通常原始數(shù)據(jù)的種類繁多，包括地圖數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和數(shù)字資料、文字報告和圖片等［7］。如何有效地存儲這些原始資料對后期的分析與評價至關(guān)重要。本文所采取的數(shù)據(jù)存儲策略如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)存儲示意圖

原始資料數(shù)據(jù)首先按照區(qū)域區(qū)劃存儲在數(shù)據(jù)庫中，再依據(jù)與空間位置相關(guān)的程度分開存儲。

2.數(shù)據(jù)預(yù)處理

所采集的原始數(shù)據(jù)往往不能夠直接用于分析與評價模型，模型中的各個因子數(shù)據(jù)一般要通過數(shù)據(jù)預(yù)處理得到。

常見的預(yù)處理包括數(shù)據(jù)質(zhì)量分析、數(shù)字化等，初步處理所得到的結(jié)果可以用于進(jìn)一步分析使用，然后依據(jù)分析與評價模型得到所需的各個因子的值。常見的方法有數(shù)據(jù)分級、數(shù)據(jù)分類、模型處理等。

GIS具有很強(qiáng)的空間分析功能和數(shù)據(jù)空間可視化功能，善于處理與地理位置密切相關(guān)的數(shù)據(jù)分析，并將得到的結(jié)果可視化顯示。在原始的醫(yī)療衛(wèi)生資料中，醫(yī)療機(jī)構(gòu)分布、道路、水系、居民地等都與地理位置密切相關(guān)。圖4為本文應(yīng)用ArcGIS Desktop軟件的空間分析建模工具創(chuàng)建的交通網(wǎng)密度計算模型;圖5是經(jīng)過數(shù)據(jù)分級處理的人均醫(yī)療機(jī)構(gòu)數(shù)目的專題圖可視化表達(dá)。

3.分析與評價

原始數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理后得到滿足分析評價模型的各個因子的數(shù)量值，可以用于進(jìn)一步的分析和評價。一方面，通過人工觀察得到各個因素的狀況的直觀認(rèn)識，形成用戶知識庫，例如人口密度的大小分布情況、醫(yī)療設(shè)施完備度、交通便捷度等;另一方面，按照模型計算得到醫(yī)療衛(wèi)生狀況綜合指標(biāo)S，表1為通過分析評價模型得到的部分區(qū)域S值。通過比較S可直觀地了解各個地區(qū)之間醫(yī)療衛(wèi)生狀況的相對差異。

圖4 交通網(wǎng)密度計算模型

圖5 人均醫(yī)療機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)

表1 醫(yī)療衛(wèi)生狀況綜合指標(biāo)S

4.結(jié)果輸出

應(yīng)用GIS可視化技術(shù)可以直觀地將分析的結(jié)果進(jìn)行專題圖可視化。將得到的綜合數(shù)量指標(biāo)S進(jìn)行條件分級處理，并兼顧不同級別對象的數(shù)量均衡，適當(dāng)調(diào)整各個級別的邊界值，最終得到分級結(jié)果。圖6為應(yīng)用GIS技術(shù)對醫(yī)療衛(wèi)生狀況綜合指標(biāo)S應(yīng)用分級設(shè)色和餅狀圖方法進(jìn)行的專題圖可視化，級別越高染色越深，綜合狀況也就越好;區(qū)域?qū)?yīng)的餅圖的直徑越大綜合狀況也就越好。

圖6 醫(yī)療衛(wèi)生分析與評價結(jié)果

四、結(jié)束語

基于GIS技術(shù)的醫(yī)療衛(wèi)生分析評價是醫(yī)療信息化的一部分，是GIS技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療信息化的一次嘗試，難點在于醫(yī)療衛(wèi)生與GIS的結(jié)合點、交叉點的挖掘，構(gòu)建醫(yī)療衛(wèi)生分析與評價模型就是一次GIS與醫(yī)療衛(wèi)生結(jié)合的試驗。結(jié)果表明計算所得的指標(biāo)與現(xiàn)實情況匹配的準(zhǔn)確度較高，分析結(jié)果具有一定的參考價值。下面需要進(jìn)一步繼續(xù)完善醫(yī)療衛(wèi)生分析與評價體系，可以考慮引入醫(yī)療衛(wèi)生中與空間信息密切相關(guān)的流行病預(yù)防、應(yīng)急醫(yī)療等內(nèi)容參與評價。

［1］楊斌.遂寧市公共衛(wèi)生資源現(xiàn)狀調(diào)查［J］.中國衛(wèi)生事業(yè)管理，2005(12):738-739.

［2］孫成忠，趙潤懷，陳士林，等.基于聚類的空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在中藥資源分析中的應(yīng)用［J］.測繪通報，2008(9):46-49.

［3］蔣旻.基于空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)［J］.武漢科技大學(xué)學(xué)報，2002，25(2):184-185.

［4］胡大一.醫(yī)學(xué)研究應(yīng)重視非醫(yī)療因素的影響［J］.中國醫(yī)藥導(dǎo)刊，2007，9(6):443-444.

［5］張喜旺.基于GIS的農(nóng)村公共衛(wèi)生管理信息系統(tǒng)研究［D］.開封:河南大學(xué)，2006.

［6］CROSIER S.SNOWJ:The London Cholera Epidemic of 1854［EB/OL］.［2010-12-21］.www.csiss.org/classics/content/8.

［7］黃仁濤，龐小平，馬晨燕，等.專題地圖編制［M］.武漢:武漢大學(xué)出版社，2003:50-51.

The Study and Evaluation of Regional Medical and Health Status Based on GIS

ZHANG Shuaiyi，XU Jinghua

0494-0911(2011)03-0075-03

P208

B

2010-12-21

張帥毅(1988—)，男，河南洛陽人，碩士生，主要研究方向為地理信息系統(tǒng)理論及應(yīng)用。