四川省产前筛查和产前诊断服务的空间可及性评估及优化对策*

敖露,李芹,宋超,张雨萌,张雪莉 ,王秀丽△ ,潘杰

(1.四川大学华西公共卫生学院/华西第四医院,四川 成都 610041;2.四川大学健康城市发展研究中心;3.四川大学西部农村卫生发展研究中心;4. 四川省卫生健康信息中心)

实施产前筛查和产前诊断是预防出生缺陷,提高出生人口质量,以及降低家庭和社会负担的重要举措[1]。产前筛查针对一般低风险孕妇,在怀孕早期和中期采用血清和影像技术评估胎儿可能存在特定先天性疾病或遗传性疾病的风险。产前诊断指对可疑出生缺陷的额胎儿在出生前应对各种检测手段,如超声影像学、生物化学、细胞遗传学及分子生物学等技术,全面评估胎儿在宫内的发育状况,对先天性和遗传性疾病做出身段,为胎儿宫内治疗(手术、药物、基因治疗等)及选择性流产提供依据[2]。提高产前筛查率不仅能减少出生缺陷的发生[3],还能提高孕妇住院分娩率[4]。我国在2021全面实施三孩政策,带来高危孕妇数量快速增加,出生缺陷防控面临巨大现实压力[5]。为促进妇幼健康,实现我国人口高质量发展[6],对产前筛查和产前诊断的关注度日益提升。

国家卫生健康委办公厅于2023年发布《出生缺陷防治能力提升计划(2023—2027年)》,提出到2027年出生缺陷防治服务更加普惠可及,产前筛查率达到90%,筛查高风险孕妇产前诊断服务逐步落实等发展目标[7]。然而,在我国于2010年将产前筛查与诊断纳入出生缺陷防治三级预防措施[8],并从服务机构、服务收费、服务保障等层面提供政策保障[7, 9-11]的背景下,2019年全国围产儿出生缺陷的产前诊断比例仅19.09%。除需方产前筛查与诊断意识不强、依从性不高等原因外[12, 13],产前筛查与诊断机构的稀缺与空间布局不合理也是主要限制因素[14-16]。

合理布局产前筛查与诊断机构,提升孕妇(尤其是偏远地区)获取服务的便捷性(空间可及性,spatial accessibility),有助于提高母婴健康教育覆盖和改善依从性[17, 18],进而提升产前筛查与诊断率。针对广泛面向早、中期孕妇提供服务的产前筛查机构,应当以扩大对孕妇覆盖为发展目标。产前诊断机构以接收产前筛查机构送检的标本,以及接收筛查高危孕妇提供进一步诊断服务为主要任务,因此主要涉及机构与机构之间的转运[19]。目前我国医疗卫生资源空间可及性研究发展迅速,但大多聚焦于需方到达医疗服务供方获取服务的便捷性[20-23],针对产前筛查与诊断这种涉及机构间转运的分层级、分阶段的可及性,国内尚缺乏相关研究。

空间可及性正被逐渐广泛地应用于医疗卫生资源投入和相关政策制定[24-26],在以规划引领发展的国家背景下,基于空间可及性评价结果加强空间统筹和定点资助,合理规划产前筛查与诊断机构的空间分布对提高出生人口质量至关重要[15]。空间选址优化是指在不同优化目标和约束条件下建模以解决医疗机构空间布局不合理的问题,目前主流的优化模型包括P中值模型实现平均就医时间最小化[27]、最大覆盖模型实现给定机构点位下的覆盖面积最大化[28]、集合覆盖模型实现给定覆盖面积下最少化机构点[29]、固定成本选址模型实现固定成本下的服务量最大化等[30]。在我国产前筛查率要提高到90%,筛查高风险孕妇产前诊断服务要逐步落实的发展目标下,产前筛查机构应当以达到指定覆盖率下尽可能减少机构数量为目标进行空间布局优化,产前诊断机构则应当以缩短与产前筛查机构之间的转运成本为目标进行布局优化。

因此,本研究以医疗卫生资源空间配置具有明显东西部差异的四川省为例,以最短路径法为基础提出了产前筛查与诊断机构空间可及性的评价方法,并分别以最少新增机构(产前筛查机构)和最短总旅行时间(产前诊断机构)为优化目标采用遗传算法和ArcGIS的Location-Allocation(LA)模型提出四川省产前筛查与产前诊断机构的空间优化布局建议,以期为实现出生缺陷防治服务更加普惠可及,促进优生优育和人口均衡发展提供科学支撑,同时为健康四川建设和健康中国发展提供实证经验。

1 资料与方法

1.1 数据收集

本研究基于2021年四川省卫生健康委员会公布的产前筛查与诊断机构清单[31]作为相关服务的供给方(空间可及性计算的供给方),收集医疗机构的名称、许可项目和机构地址信息。使用WorldPop提供的1km*1km人口栅格的中国育龄妇女空间分布[32]作为相关服务的需求方(空间可及性计算的需求方)。考虑孕妇的出行习惯采用基于路网的驾车时间作为获取服务的交通成本(空间可及性计算的空间成本),收集由国家地理信息中心[33]提供的道路类型、道路形状和区县、市州、省级行政区划矢量数据。在备选点的选择上,考虑产前筛查服务对机构能力、设备、人员配置[34]等的要求,为尽量减少建设成本,利用病案首页数据识别能够为高风险和较高风险孕妇提供产前保健服务及分娩服务的机构作为产前筛查机构空间优化的备选点,同时将现有的产前筛查机构作为产前诊断机构空间优化的备选点。

1.2 数据预处理

根据产前筛查与诊断机构清单的地址信息利用高德API(https://lbs.amap.com/)获取每个机构的经纬度信息,作为点数据导入ArcGIS10.8中。采用ArcGIS10.8网络分析模块构建驾车模式下的四川省交通路网,根据我国相关规定对高速公路、国道/城市快速路、省道、县道、村道分别设定100、80、60、40、20 km/h的行驶速度。基于病案首页数据,将筛选能够为高风险或较高风险的孕妇(基于五色划分)[35]提供产前保健服务及分娩服务的机构作为产前筛查机构的备选点,最终从8140所医疗机构中筛选出511所医疗机构,作为点数据导入ArcGIS10.8中。综合以上数据构建地理空间数据库,基于ArcGIS10.8平台进行数据分析。

1.3 数据分析

本研究的数据分析分为两个阶段。第一阶段为现状评价,采用最短路径法计算当前产前筛查服务与产前诊断服务的空间可及性。产前筛查服务的可及性为各个人口点到产前筛查机构或产前诊断机构(产前诊断机构普遍能够提供产前筛查服务)的最短用时,并统计30 min、60 min和120 min下孕妇覆盖比例。产前诊断服务的可及性为各个产前筛查机构点到产前诊断机构的最短用时,并以市州为单位计算平均用时。

第二阶段为空间优化配置及优化前后对比。产前筛查机构的空间优化基于120 min服务范围内覆盖的人口百分比最大化。目前四川省共有94所机构(包括产前筛查及产前诊断机构)可以进行产前筛查,根据四川省“卫生健康十大行动”(以下简称“行动”)中“妇幼健康行动”相关要求[36],以新增最少数量的筛查机构,满足阿坝州、甘孜州、凉山州120 min覆盖率60%以上,其他市120 min内覆盖率90%以上作为优化目标,建立优化模型如下:

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为产前筛查机构的备选点集合,J为需求点集合,k为市州的指示变量,xi表示备用机构点i是否应该发展为产前筛查机构(应该则为1,否则为0),yjk表示市州k的需求点j是否在120 min覆盖范围内(覆盖则为1,否则为0),Pjk为需求点j的人口数量占市州k人口数量的比值,Gk为市州k的人口覆盖率要求(在三州为60%,在其他市为90%)。基于ArcGIS 10.8中网络分析工具的OD矩阵计算得到的可及性结果(每个人口点的最短时间),使用R4.3.1中的GA包[37, 38]采用遗传算法[39]对上述优化函数进行求解。

考虑到产前诊断机构的备选点(现有的产前筛查机构位点)主要分布在四川省东部,即使全部选中,仍然无法满足120 min内覆盖所有的产前筛查机构,因此产前诊断机构的优化目标调整为在维持机构数量不变(16所)基础上,最小化累计交通时间。由于产前筛查机构和产前诊断机构在设置要求上的相似性,其结果仍然具有现实指导意义。具体使用ArcGIS10.8网络分析中的LA模型进行求解。

最后对比优化前后产前筛查及产前诊断机构的可及性,为医疗资源优化配置的有效性提供定量证据。

2 结果

2.1 四川省产前筛查和诊断机构空间分布

四川省2021年经审核批准开展产前筛查和产前诊断服务的机构分别为78所和16所(图1 a),集中分布在路网密集,人口稠密的东部地区,其中成都市拥有最多的产前筛查和产前诊断机构,甘孜州无产前筛查机构,阿坝州、甘孜州和凉山州无产前诊断机构。能够为(较)高风险孕妇提供保健和分娩服务的机构(产前筛查备选机构)覆盖四川省每个区县,但同样呈现东部更为聚集的趋势(图1 b)。

图1 四川省产前筛查和诊断机构及备选点空间分布

2.2 四川省产前筛查和诊断空间可及性

四川省育龄妇女获取产前筛查服务的空间可及性如图2 a所示。东部地区基本均处于产前筛查机构120 min辐射范围内,而甘孜州和阿坝州的大部分地区均处于120 min辐射范围之外。从覆盖人口来看,四川省53.86%的育龄妇女可以在30 min内获得产前筛查服务,77.89%可以在60 min内获得服务,91.30%可以在120 min内获得服务。分市州来看(表1),成都市、自贡市、德阳市、遂宁市、内江市、资阳市已经实现了120 min内育龄妇女产前筛查全覆盖,共计16个市州达到了“行动”要求的覆盖率。甘孜州的覆盖率最低,仅3.11%能在60-120 min内获取产前筛查服务,其次为阿坝州和凉山州,120 min内覆盖育龄妇女均不到50%,除甘孜州、阿坝州、凉山州(简称,甘阿凉三州)地区外,宜宾市和泸州市也没有达到“行动”要求的覆盖率。

图2 四川省产前筛查服务及产前诊断服务的空间可及性

图2 b展示了四川省产前筛查机构与产前诊断机构之间的最短交通成本。大部分产前筛查机构均可在2 h内到达最近的产前诊断机构,最长驾车时间为164 min。值得注意的是,位于泸州市的一所产前诊断机构不属于任何筛查机构的最近诊断机构。分市州来看,大部分市州产前筛查机构到达诊断机构的平均用时都在60 min内,阿坝州、雅安市、眉山市、资阳市和广安市的平均用时在60 min～120 min,巴中市、广元市和凉山州的平均用时超过120 min。

表1 四川省21个市州产前筛查服务覆盖率区域人口覆盖率( % )30 min服务区60 min服务区120 min服务区四川省53.8677.8991.30成都市88.4797.91100.00自贡市65.3098.80100.00攀枝花市70.8886.1095.96泸州市25.0155.7077.70德阳市72.0990.54100.00绵阳市61.9590.5897.91广元市39.5762.4695.10遂宁市48.4388.99100.00内江市64.7894.07100.00乐山市44.9271.3191.41南充市55.0985.8899.57眉山市45.6795.0499.95宜宾市32.5660.0387.99广安市28.5184.4099.99达州市40.7869.8195.60雅安市31.4661.3891.20巴中市27.5462.9095.18资阳市40.9477.72100.00阿坝州11.3423.7132.42甘孜州0.000.003.11凉山州17.7826.6044.75表2 优化后四川省21个市州产前筛查服务覆盖率区域人口覆盖率( % )30 min服务区60 min服务区120 min服务区四川省54.8780.0194.80成都市88.4797.92100.00自贡市65.3098.80100.00攀枝花市70.8886.1095.96泸州市29.1964.8897.10德阳市72.0990.55100.00绵阳市61.9590.5897.91广元市39.5759.7495.10遂宁市48.4388.99100.00内江市64.7894.07100.00乐山市44.9271.3191.42南充市55.0985.8899.57眉山市45.6795.0499.95宜宾市39.1570.6695.05广安市28.5184.4099.99达州市40.7869.8195.60雅安市31.4661.3891.64巴中市27.5462.9095.18资阳市40.9477.72100.00阿坝州20.1239.1971.90甘孜州12.4324.9862.28凉山州20.5133.4360.30

2.3 四川省产前筛查和诊断机构空间优化

产前筛查机构的优化结果如图3 a所示,通过新增12所产前筛查机构即可达到“行动”要求的三州地区覆盖率达到60%,其他市覆盖率达到90%。其中凉山州、宜宾市和泸州市分别新增1所,阿坝州新增3所,甘孜州新增6所,具体新增机构信息见表3。优化后四川省54.87%的育龄妇女可以在30 min内抵达最近的产前筛查机构(提升1.01%),80.01%可以在60 min内抵达(提升2.12%),94.80%可以在120 min内抵达(提升3.50%)。各市州产前筛查服务120 min覆盖育龄妇女比例分别上升0%-59.17%,其中甘孜州的改善最为显著(表2)。

表3 新增产前筛查机构基本情况

图3 优化布局后四川省产前筛查服务及产前诊断服务的空间可及性

基于优化后的产前筛查机构位点,对产前诊断机构进行优化,结果如图3 b所示,优化后的16所产前诊断机构清单详见表4,仅需改变7所产前诊断机构的位置即可达到全局交通成本最低。由于新增的12所产前筛查机构在位置布局中引入了新的变异,优化之后四川省产前筛查机构到达产前诊断机构的平均驾车时间从49.51 min增加至62.18 min,原有78所产前筛查机构前往产前诊断机构的平均用时则缩短至29.14 min。优化后用时超过120 min的产前筛查机构点均为第一步优化中的新增机构点,其中位于甘孜州的新增机构点1(详见表3)所需时间最长,为673.92 min。从市州层面,东部地区除泸州市外从产前筛查机构前往诊断机构的平均用时均在2 h内,用时最长的为甘孜州,平均用时超过400 min。

表4 产前诊断机构重新布局情况

3 讨论与建议

3.1 讨论

3.1.1 四川省产前筛查服务存在明显的区域差异

在生育率下降[40]、高危孕妇增加[41]、优生优育意识提升的背景下,产前筛查和诊断的关注度快速提升[7, 9, 42],而改善产前筛查和诊断服务的空间可及性是全面提升筛查率的重要基础。本研究在现有空间可及性方法基础上,结合产前筛查与产前诊断之间存在转运与分层级、分阶段关系的实际,提出了产前筛查与产前诊断可及性评价和空间优化的方法,并以四川省为例进行了实证研究。基于本研究的研究结果,能够为四川省优化妇幼健康服务,落实生育支持政策提供科学支撑,同时能为促进我国妇幼健康全生命周期发展提供理论基础和实证经验。

整体而言,四川省产前筛查空间可及性较好,但地区均衡性较差,呈现出东聚集西分散的格局,这种格局和全国的产前诊断机构分布的情况一致[20]。西部的主要问题在于产前筛查机构数量不足(如阿坝州、甘孜州),东部则表现为部分地区机构与人口分布协调性较差(如泸州市、宜宾市)。与此同时,四川省产前诊断机构的空间可及性较差,且空间配置效率不高,西部缺乏相应的机构,东部机构之间的转运时间有待进一步缩短。

3.1.2 四川省产前筛查与诊断机构分布与政策目标存在一定偏差

四川省产前筛查与诊断机构的空间分布尚不能满足2023年四川省“行动”[36]中关于产前筛查与产前诊断机构的配置要求,但优化分析结果显示仅需增加12所产前筛查机构即可达到“行动”要求的产前筛查机构覆盖率内地和三州分别不低于90%和60%的要求。“行动”中提出每个县(市、区)均建成1所产前筛查机构,在实际执行中,需要根据医疗资源空间优化的结果结合现实情况,适当调整,以实现提高资源配置效率,节省人力物力财力的目的。同时,以产前筛查机构为基础,加强定点扶持,重新对产前诊断机构进行布局,即可在不新增产前诊断机构数量的前提下极大改善产前诊断机构的可及性,也无需严格参照“行动”每个市州(阿坝州、甘孜州除外)至少建成1所产前诊断机构的要求。表3和表4分别罗列了优化后新增的产前筛查机构与优化布局后的产前诊断机构,多为县人民医院及妇幼保健院,建设难度相对更低,也符合当前政策下建设区域医疗资源中心、县域次中心的整体方向[42]。优化结果为政府决策提供有益的参考,在我国政府财政“吃紧”的背景下保障有效的产出。

3.1.3 人力资源短缺是实现规划目标的主要制约因素

为进一步分析优化策略的建设阻力,本研究在表3中列举了12所新增产前筛查机构的基本信息、设备配置和人力资源配置情况,并根据2019年国家卫生健康委员会发布的产前筛查机构建设标准[34],总结了主要的建设阻力。选中的医疗机构均为二级及以上机构,编号7、11和12的为三级医疗机构。1家为中医综合医院(编号11),2家为妇幼保健院(编号3、5),其余均为综合医院。12家医院均有母婴保健技术服务执业许可证,除编号5的机构没有影像技师外,其他机构均有2名及以上的检验技师和影像技师,但缺少从事临床咨询的妇产科医师。这12家机构要发展为产前筛查机构都需要成立医学伦理委员会,同时与产前诊断机构建立转会诊关系,除7、11、12外均需加强检验检测实验室建设。产前诊断机构建设的主要挑战在人力资源上,除3、5、6外均具有符合资历的技术人员,可经专业培训后展开工作,编号3、5、6的机构则需要外聘医师或者通过医联体支援单位的工作人员下沉以展开工作。总之,物资可以通过政府统筹配置进行完善,人力资源则主观性更强,人力不足或仍将成为机构发展的最大阻碍。

3.2 政策建议

3.2.1 “直接行动”的政策工具提供硬件保障

为进一步落实优化方案,政府需要恰当选择政策工具以实现产前筛查服务90%覆盖的目标。“直接行动”的政策工具,包括提供财政补贴、减税和其他激励措施等。政府需要为定点机构提供必要的设备和仪器,加强各个机构薄弱点的建设;牵头建立完善的数据管理系统,保证筛查结果的安全性和隐私保护。同时加强现有机构层级之间的分工合作。产前筛查机构应加强检验检测实验室、医学影像科室等医技科室和咨询门诊建设,产前诊断机构应强化对产前筛查机构业务指导。省级产前诊断中心做好全省人才培养、质量管理和疑难病例转会诊工作,区域产前诊断中心则要发挥技术辐射作用。在人才培养上,一方面政府需要规范从事产前筛查、产前诊断技术人员持证上岗;另一方面,要持续实施全国出生缺陷防治人才培训项目,结合行业发展趋势,加强对掌握生物医学信息、基因检测、医学人工智能等前沿技术的人才建设。

3.2.2 “志愿型”政策工具提高主观能动性

“志愿型”政策工具包括在尊重民族地区宗教信仰的前提下加强宣传教育,用好全媒体宣传平台和融媒体传播手段,提高孕妇及其家庭的健康意识。开展婚育健康知识进企业、社区、校园活动,加强重点人群宣教。此外,基层医疗卫生机构要加强出生缺陷防治宣传动员和健康教育,有条件地区将出生缺陷防治服务纳入家庭医生签约服务包,以便于为孕妇提供全面咨询和教育,增加公众对产前筛查的认识和接受度。在调动医务人员积极性方面,可以将相关培训及健康教育纳入绩效考核,实行奖励机制,以激励机构派遣符合要求的医务人员参与专业培训,以提升专业技能等。