四川省產前篩查和產前診斷服務的空間可及性評估及優化對策*

敖露,李芹,宋超,張雨萌,張雪莉 ,王秀麗△ ,潘杰

(1.四川大學華西公共衛生學院/華西第四醫院,四川 成都 610041;2.四川大學健康城市發展研究中心;3.四川大學西部農村衛生發展研究中心;4. 四川省衛生健康信息中心)

實施產前篩查和產前診斷是預防出生缺陷,提高出生人口質量,以及降低家庭和社會負擔的重要舉措[1]。產前篩查針對一般低風險孕婦,在懷孕早期和中期采用血清和影像技術評估胎兒可能存在特定先天性疾病或遺傳性疾病的風險。產前診斷指對可疑出生缺陷的額胎兒在出生前應對各種檢測手段,如超聲影像學、生物化學、細胞遺傳學及分子生物學等技術,全面評估胎兒在宮內的發育狀況,對先天性和遺傳性疾病做出身段,為胎兒宮內治療(手術、藥物、基因治療等)及選擇性流產提供依據[2]。提高產前篩查率不僅能減少出生缺陷的發生[3],還能提高孕婦住院分娩率[4]。我國在2021全面實施三孩政策,帶來高危孕婦數量快速增加,出生缺陷防控面臨巨大現實壓力[5]。為促進婦幼健康,實現我國人口高質量發展[6],對產前篩查和產前診斷的關注度日益提升。

國家衛生健康委辦公廳于2023年發布《出生缺陷防治能力提升計劃(2023—2027年)》,提出到2027年出生缺陷防治服務更加普惠可及,產前篩查率達到90%,篩查高風險孕婦產前診斷服務逐步落實等發展目標[7]。然而,在我國于2010年將產前篩查與診斷納入出生缺陷防治三級預防措施[8],并從服務機構、服務收費、服務保障等層面提供政策保障[7, 9-11]的背景下,2019年全國圍產兒出生缺陷的產前診斷比例僅19.09%。除需方產前篩查與診斷意識不強、依從性不高等原因外[12, 13],產前篩查與診斷機構的稀缺與空間布局不合理也是主要限制因素[14-16]。

合理布局產前篩查與診斷機構,提升孕婦(尤其是偏遠地區)獲取服務的便捷性(空間可及性,spatial accessibility),有助于提高母嬰健康教育覆蓋和改善依從性[17, 18],進而提升產前篩查與診斷率。針對廣泛面向早、中期孕婦提供服務的產前篩查機構,應當以擴大對孕婦覆蓋為發展目標。產前診斷機構以接收產前篩查機構送檢的標本,以及接收篩查高危孕婦提供進一步診斷服務為主要任務,因此主要涉及機構與機構之間的轉運[19]。目前我國醫療衛生資源空間可及性研究發展迅速,但大多聚焦于需方到達醫療服務供方獲取服務的便捷性[20-23],針對產前篩查與診斷這種涉及機構間轉運的分層級、分階段的可及性,國內尚缺乏相關研究。

空間可及性正被逐漸廣泛地應用于醫療衛生資源投入和相關政策制定[24-26],在以規劃引領發展的國家背景下,基于空間可及性評價結果加強空間統籌和定點資助,合理規劃產前篩查與診斷機構的空間分布對提高出生人口質量至關重要[15]?？臻g選址優化是指在不同優化目標和約束條件下建模以解決醫療機構空間布局不合理的問題,目前主流的優化模型包括P中值模型實現平均就醫時間最小化[27]、最大覆蓋模型實現給定機構點位下的覆蓋面積最大化[28]、集合覆蓋模型實現給定覆蓋面積下最少化機構點[29]、固定成本選址模型實現固定成本下的服務量最大化等[30]。在我國產前篩查率要提高到90%,篩查高風險孕婦產前診斷服務要逐步落實的發展目標下,產前篩查機構應當以達到指定覆蓋率下盡可能減少機構數量為目標進行空間布局優化,產前診斷機構則應當以縮短與產前篩查機構之間的轉運成本為目標進行布局優化。

因此,本研究以醫療衛生資源空間配置具有明顯東西部差異的四川省為例,以最短路徑法為基礎提出了產前篩查與診斷機構空間可及性的評價方法,并分別以最少新增機構(產前篩查機構)和最短總旅行時間(產前診斷機構)為優化目標采用遺傳算法和ArcGIS的Location-Allocation(LA)模型提出四川省產前篩查與產前診斷機構的空間優化布局建議,以期為實現出生缺陷防治服務更加普惠可及,促進優生優育和人口均衡發展提供科學支撐,同時為健康四川建設和健康中國發展提供實證經驗。

1 資料與方法

1.1 數據收集

本研究基于2021年四川省衛生健康委員會公布的產前篩查與診斷機構清單[31]作為相關服務的供給方(空間可及性計算的供給方),收集醫療機構的名稱、許可項目和機構地址信息。使用WorldPop提供的1km*1km人口柵格的中國育齡婦女空間分布[32]作為相關服務的需求方(空間可及性計算的需求方)?？紤]孕婦的出行習慣采用基于路網的駕車時間作為獲取服務的交通成本(空間可及性計算的空間成本),收集由國家地理信息中心[33]提供的道路類型、道路形狀和區縣、市州、省級行政區劃矢量數據。在備選點的選擇上,考慮產前篩查服務對機構能力、設備、人員配置[34]等的要求,為盡量減少建設成本,利用病案首頁數據識別能夠為高風險和較高風險孕婦提供產前保健服務及分娩服務的機構作為產前篩查機構空間優化的備選點,同時將現有的產前篩查機構作為產前診斷機構空間優化的備選點。

1.2 數據預處理

根據產前篩查與診斷機構清單的地址信息利用高德API(https://lbs.amap.com/)獲取每個機構的經緯度信息,作為點數據導入ArcGIS10.8中。采用ArcGIS10.8網絡分析模塊構建駕車模式下的四川省交通路網,根據我國相關規定對高速公路、國道/城市快速路、省道、縣道、村道分別設定100、80、60、40、20 km/h的行駛速度?；诓“甘醉摂祿?將篩選能夠為高風險或較高風險的孕婦(基于五色劃分)[35]提供產前保健服務及分娩服務的機構作為產前篩查機構的備選點,最終從8140所醫療機構中篩選出511所醫療機構,作為點數據導入ArcGIS10.8中。綜合以上數據構建地理空間數據庫,基于ArcGIS10.8平臺進行數據分析。

1.3 數據分析

本研究的數據分析分為兩個階段。第一階段為現狀評價,采用最短路徑法計算當前產前篩查服務與產前診斷服務的空間可及性。產前篩查服務的可及性為各個人口點到產前篩查機構或產前診斷機構(產前診斷機構普遍能夠提供產前篩查服務)的最短用時,并統計30 min、60 min和120 min下孕婦覆蓋比例。產前診斷服務的可及性為各個產前篩查機構點到產前診斷機構的最短用時,并以市州為單位計算平均用時。

第二階段為空間優化配置及優化前后對比。產前篩查機構的空間優化基于120 min服務范圍內覆蓋的人口百分比最大化。目前四川省共有94所機構(包括產前篩查及產前診斷機構)可以進行產前篩查,根據四川省“衛生健康十大行動”(以下簡稱“行動”)中“婦幼健康行動”相關要求[36],以新增最少數量的篩查機構,滿足阿壩州、甘孜州、涼山州120 min覆蓋率60%以上,其他市120 min內覆蓋率90%以上作為優化目標,建立優化模型如下:

min∑xi-94,i=∈I

(1)

s.t.∑pjkyjk≥Gk,j∈J

(2)

xi∈{0,1},i∈I

(3)

yi∈{0,1},j∈J

(4)

其中,I為產前篩查機構的備選點集合,J為需求點集合,k為市州的指示變量,xi表示備用機構點i是否應該發展為產前篩查機構(應該則為1,否則為0),yjk表示市州k的需求點j是否在120 min覆蓋范圍內(覆蓋則為1,否則為0),Pjk為需求點j的人口數量占市州k人口數量的比值,Gk為市州k的人口覆蓋率要求(在三州為60%,在其他市為90%)?；贏rcGIS 10.8中網絡分析工具的OD矩陣計算得到的可及性結果(每個人口點的最短時間),使用R4.3.1中的GA包[37, 38]采用遺傳算法[39]對上述優化函數進行求解。

考慮到產前診斷機構的備選點(現有的產前篩查機構位點)主要分布在四川省東部,即使全部選中,仍然無法滿足120 min內覆蓋所有的產前篩查機構,因此產前診斷機構的優化目標調整為在維持機構數量不變(16所)基礎上,最小化累計交通時間。由于產前篩查機構和產前診斷機構在設置要求上的相似性,其結果仍然具有現實指導意義。具體使用ArcGIS10.8網絡分析中的LA模型進行求解。

最后對比優化前后產前篩查及產前診斷機構的可及性,為醫療資源優化配置的有效性提供定量證據。

2 結果

2.1 四川省產前篩查和診斷機構空間分布

四川省2021年經審核批準開展產前篩查和產前診斷服務的機構分別為78所和16所(圖1 a),集中分布在路網密集,人口稠密的東部地區,其中成都市擁有最多的產前篩查和產前診斷機構,甘孜州無產前篩查機構,阿壩州、甘孜州和涼山州無產前診斷機構。能夠為(較)高風險孕婦提供保健和分娩服務的機構(產前篩查備選機構)覆蓋四川省每個區縣,但同樣呈現東部更為聚集的趨勢(圖1 b)。

圖1 四川省產前篩查和診斷機構及備選點空間分布

2.2 四川省產前篩查和診斷空間可及性

四川省育齡婦女獲取產前篩查服務的空間可及性如圖2 a所示。東部地區基本均處于產前篩查機構120 min輻射范圍內,而甘孜州和阿壩州的大部分地區均處于120 min輻射范圍之外。從覆蓋人口來看,四川省53.86%的育齡婦女可以在30 min內獲得產前篩查服務,77.89%可以在60 min內獲得服務,91.30%可以在120 min內獲得服務。分市州來看(表1),成都市、自貢市、德陽市、遂寧市、內江市、資陽市已經實現了120 min內育齡婦女產前篩查全覆蓋,共計16個市州達到了“行動”要求的覆蓋率。甘孜州的覆蓋率最低,僅3.11%能在60-120 min內獲取產前篩查服務,其次為阿壩州和涼山州,120 min內覆蓋育齡婦女均不到50%,除甘孜州、阿壩州、涼山州(簡稱,甘阿涼三州)地區外,宜賓市和瀘州市也沒有達到“行動”要求的覆蓋率。

圖2 四川省產前篩查服務及產前診斷服務的空間可及性

圖2 b展示了四川省產前篩查機構與產前診斷機構之間的最短交通成本。大部分產前篩查機構均可在2 h內到達最近的產前診斷機構,最長駕車時間為164 min。值得注意的是,位于瀘州市的一所產前診斷機構不屬于任何篩查機構的最近診斷機構。分市州來看,大部分市州產前篩查機構到達診斷機構的平均用時都在60 min內,阿壩州、雅安市、眉山市、資陽市和廣安市的平均用時在60 min～120 min,巴中市、廣元市和涼山州的平均用時超過120 min。

表1 四川省21個市州產前篩查服務覆蓋率區域人口覆蓋率( % )30 min服務區60 min服務區120 min服務區四川省53.8677.8991.30成都市88.4797.91100.00自貢市65.3098.80100.00攀枝花市70.8886.1095.96瀘州市25.0155.7077.70德陽市72.0990.54100.00綿陽市61.9590.5897.91廣元市39.5762.4695.10遂寧市48.4388.99100.00內江市64.7894.07100.00樂山市44.9271.3191.41南充市55.0985.8899.57眉山市45.6795.0499.95宜賓市32.5660.0387.99廣安市28.5184.4099.99達州市40.7869.8195.60雅安市31.4661.3891.20巴中市27.5462.9095.18資陽市40.9477.72100.00阿壩州11.3423.7132.42甘孜州0.000.003.11涼山州17.7826.6044.75表2 優化后四川省21個市州產前篩查服務覆蓋率區域人口覆蓋率( % )30 min服務區60 min服務區120 min服務區四川省54.8780.0194.80成都市88.4797.92100.00自貢市65.3098.80100.00攀枝花市70.8886.1095.96瀘州市29.1964.8897.10德陽市72.0990.55100.00綿陽市61.9590.5897.91廣元市39.5759.7495.10遂寧市48.4388.99100.00內江市64.7894.07100.00樂山市44.9271.3191.42南充市55.0985.8899.57眉山市45.6795.0499.95宜賓市39.1570.6695.05廣安市28.5184.4099.99達州市40.7869.8195.60雅安市31.4661.3891.64巴中市27.5462.9095.18資陽市40.9477.72100.00阿壩州20.1239.1971.90甘孜州12.4324.9862.28涼山州20.5133.4360.30

2.3 四川省產前篩查和診斷機構空間優化

產前篩查機構的優化結果如圖3 a所示,通過新增12所產前篩查機構即可達到“行動”要求的三州地區覆蓋率達到60%,其他市覆蓋率達到90%。其中涼山州、宜賓市和瀘州市分別新增1所,阿壩州新增3所,甘孜州新增6所,具體新增機構信息見表3。優化后四川省54.87%的育齡婦女可以在30 min內抵達最近的產前篩查機構(提升1.01%),80.01%可以在60 min內抵達(提升2.12%),94.80%可以在120 min內抵達(提升3.50%)。各市州產前篩查服務120 min覆蓋育齡婦女比例分別上升0%-59.17%,其中甘孜州的改善最為顯著(表2)。

表3 新增產前篩查機構基本情況

圖3 優化布局后四川省產前篩查服務及產前診斷服務的空間可及性

基于優化后的產前篩查機構位點,對產前診斷機構進行優化,結果如圖3 b所示,優化后的16所產前診斷機構清單詳見表4,僅需改變7所產前診斷機構的位置即可達到全局交通成本最低。由于新增的12所產前篩查機構在位置布局中引入了新的變異,優化之后四川省產前篩查機構到達產前診斷機構的平均駕車時間從49.51 min增加至62.18 min,原有78所產前篩查機構前往產前診斷機構的平均用時則縮短至29.14 min。優化后用時超過120 min的產前篩查機構點均為第一步優化中的新增機構點,其中位于甘孜州的新增機構點1(詳見表3)所需時間最長,為673.92 min。從市州層面,東部地區除瀘州市外從產前篩查機構前往診斷機構的平均用時均在2 h內,用時最長的為甘孜州,平均用時超過400 min。

表4 產前診斷機構重新布局情況

3 討論與建議

3.1 討論

3.1.1 四川省產前篩查服務存在明顯的區域差異

在生育率下降[40]、高危孕婦增加[41]、優生優育意識提升的背景下,產前篩查和診斷的關注度快速提升[7, 9, 42],而改善產前篩查和診斷服務的空間可及性是全面提升篩查率的重要基礎。本研究在現有空間可及性方法基礎上,結合產前篩查與產前診斷之間存在轉運與分層級、分階段關系的實際,提出了產前篩查與產前診斷可及性評價和空間優化的方法,并以四川省為例進行了實證研究?；诒狙芯康难芯拷Y果,能夠為四川省優化婦幼健康服務,落實生育支持政策提供科學支撐,同時能為促進我國婦幼健康全生命周期發展提供理論基礎和實證經驗。

整體而言,四川省產前篩查空間可及性較好,但地區均衡性較差,呈現出東聚集西分散的格局,這種格局和全國的產前診斷機構分布的情況一致[20]。西部的主要問題在于產前篩查機構數量不足(如阿壩州、甘孜州),東部則表現為部分地區機構與人口分布協調性較差(如瀘州市、宜賓市)。與此同時,四川省產前診斷機構的空間可及性較差,且空間配置效率不高,西部缺乏相應的機構,東部機構之間的轉運時間有待進一步縮短。

3.1.2 四川省產前篩查與診斷機構分布與政策目標存在一定偏差

四川省產前篩查與診斷機構的空間分布尚不能滿足2023年四川省“行動”[36]中關于產前篩查與產前診斷機構的配置要求,但優化分析結果顯示僅需增加12所產前篩查機構即可達到“行動”要求的產前篩查機構覆蓋率內地和三州分別不低于90%和60%的要求?！靶袆印敝刑岢雒總€縣(市、區)均建成1所產前篩查機構,在實際執行中,需要根據醫療資源空間優化的結果結合現實情況,適當調整,以實現提高資源配置效率,節省人力物力財力的目的。同時,以產前篩查機構為基礎,加強定點扶持,重新對產前診斷機構進行布局,即可在不新增產前診斷機構數量的前提下極大改善產前診斷機構的可及性,也無需嚴格參照“行動”每個市州(阿壩州、甘孜州除外)至少建成1所產前診斷機構的要求。表3和表4分別羅列了優化后新增的產前篩查機構與優化布局后的產前診斷機構,多為縣人民醫院及婦幼保健院,建設難度相對更低,也符合當前政策下建設區域醫療資源中心、縣域次中心的整體方向[42]。優化結果為政府決策提供有益的參考,在我國政府財政“吃緊”的背景下保障有效的產出。

3.1.3 人力資源短缺是實現規劃目標的主要制約因素

為進一步分析優化策略的建設阻力,本研究在表3中列舉了12所新增產前篩查機構的基本信息、設備配置和人力資源配置情況,并根據2019年國家衛生健康委員會發布的產前篩查機構建設標準[34],總結了主要的建設阻力。選中的醫療機構均為二級及以上機構,編號7、11和12的為三級醫療機構。1家為中醫綜合醫院(編號11),2家為婦幼保健院(編號3、5),其余均為綜合醫院。12家醫院均有母嬰保健技術服務執業許可證,除編號5的機構沒有影像技師外,其他機構均有2名及以上的檢驗技師和影像技師,但缺少從事臨床咨詢的婦產科醫師。這12家機構要發展為產前篩查機構都需要成立醫學倫理委員會,同時與產前診斷機構建立轉會診關系,除7、11、12外均需加強檢驗檢測實驗室建設。產前診斷機構建設的主要挑戰在人力資源上,除3、5、6外均具有符合資歷的技術人員,可經專業培訓后展開工作,編號3、5、6的機構則需要外聘醫師或者通過醫聯體支援單位的工作人員下沉以展開工作?？傊?物資可以通過政府統籌配置進行完善,人力資源則主觀性更強,人力不足或仍將成為機構發展的最大阻礙。

3.2 政策建議

3.2.1 “直接行動”的政策工具提供硬件保障

為進一步落實優化方案,政府需要恰當選擇政策工具以實現產前篩查服務90%覆蓋的目標?！爸苯有袆印钡恼吖ぞ?包括提供財政補貼、減稅和其他激勵措施等。政府需要為定點機構提供必要的設備和儀器,加強各個機構薄弱點的建設;牽頭建立完善的數據管理系統,保證篩查結果的安全性和隱私保護。同時加強現有機構層級之間的分工合作。產前篩查機構應加強檢驗檢測實驗室、醫學影像科室等醫技科室和咨詢門診建設,產前診斷機構應強化對產前篩查機構業務指導。省級產前診斷中心做好全省人才培養、質量管理和疑難病例轉會診工作,區域產前診斷中心則要發揮技術輻射作用。在人才培養上,一方面政府需要規范從事產前篩查、產前診斷技術人員持證上崗;另一方面,要持續實施全國出生缺陷防治人才培訓項目,結合行業發展趨勢,加強對掌握生物醫學信息、基因檢測、醫學人工智能等前沿技術的人才建設。

3.2.2 “志愿型”政策工具提高主觀能動性

“志愿型”政策工具包括在尊重民族地區宗教信仰的前提下加強宣傳教育,用好全媒體宣傳平臺和融媒體傳播手段,提高孕婦及其家庭的健康意識。開展婚育健康知識進企業、社區、校園活動,加強重點人群宣教。此外,基層醫療衛生機構要加強出生缺陷防治宣傳動員和健康教育,有條件地區將出生缺陷防治服務納入家庭醫生簽約服務包,以便于為孕婦提供全面咨詢和教育,增加公眾對產前篩查的認識和接受度。在調動醫務人員積極性方面,可以將相關培訓及健康教育納入績效考核,實行獎勵機制,以激勵機構派遣符合要求的醫務人員參與專業培訓,以提升專業技能等。