地理信息系統在護理領域中的研究進展

劉曉娜,葉 歡,周麗萍,潘紅英

地理信息系統(geographic information system,GIS)是一種復雜的空間軟件系統,它允許組合不同類型的數據來研究不同數據層之間的各種關系、趨勢和模式,在地理科學領域有著廣泛的應用。GIS具有可視化、形象直觀、數據處理能力強等特點,GIS技術已廣泛應用于醫藥衛生、公共健康等多個領域。國外研究發現GIS可在多個護理領域發揮作用,但國內GIS用于護理領域中的研究報道較少。本文就GIS在護理不同領域中的應用現狀進行綜述,總結其發展為護理研究帶來的啟示,為相關研究提供參考。

1 GIS的概述

GIS是指利用計算機技術對空間位置數據進行收集、統計、分析的空間信息系統,以地理空間數據為基礎進行空間分析以提供研究、決策[1]。20世紀60年代加拿大測量學家Tomlinson以及美國學者Marble均提出了構建地理信息的想法[2]。1972年,Tomlinson將常規地圖資料變成數字化地圖數據并存入計算機,隨后世界上第1個GIS即加拿大地理信息系統誕生[3]。Tomlinson依據GIS技術編制了加拿大所有可用于生產的土地清單,明顯加快了加拿大測繪測量的工作效率[4]。此后,GIS技術在醫藥以及公共衛生領域得到了快速應用發展,如疾病流行時空分布[5]、疾病預防監測[6]、中醫藥物種植[7]、資源分配評估[8]、傳染病風險評估[9]等領域。

GIS主要功能是數據采集、編輯,處理及存儲數據管理,制圖顯示,空間分析與空間查詢。其中,空間分析與空間查詢是GIS的核心功能[10]。GIS數據最初是通過紙質記錄后將數據電子化,后來隨著GIS、遙感系統、全球定位系統的發展,明顯提高了數據采集效率[2]。GIS可將采集的數據進行核對、去重、糾正,編輯于相應的數據庫中,減少人為操作的誤差。GIS地圖制作功能可從數據庫中提取關鍵地理位置信息,根據用戶需求顯示不同的空間特征屬性。GIS空間查詢是對空間圖形與屬性的雙向查詢,以查詢為基礎進行空間分析才是應用GIS最大的實用意義,而空間分析功能需要在GIS中建立專門的分析插件來實現[11]。GIS是一種可靠的研究工具[12-14],可以成功地將其納入以環境對健康結果影響為重點的研究中。

2 GIS在護理領域中的應用

2.1 護理教育、護理研究方法創新

2006年,國外學者Stanhope等[15]使用GIS繪制了臨床護士領導者試點學校的地圖以及進行數據分析,21%的試點地區開展了臨床護士領導者項目并獲得了磁性護理服務認證,該項目是GIS技術在護理研究領域中創新性的嘗試。GIS技術促進了護理研究的技術創新,對護理同行們開展新研究有積極促進作用。印第安納護理學院開展了一項將GIS應用于護理本科生社區護理的課程中[16],使用GIS地圖技術來顯示社區自然特征,將健康數據和社會服務數據集成顯示,既能幫助本科生了解影響護理教育結果的地理因素,又可為學生提供地理知識對護理課程的見解。奧馬哈系統(Omaha system,OS)是基于社區護理應用的護理記錄體系[17]。美國和新西蘭的護理本科生[18]使用OS對社區評估結果進行編碼分析,學生們將圍繞社區的地理邊界畫一個多邊形,并將評估結果輸入Esri ArcGIS Online[19]繪圖程序。該繪圖程序可以將評估結果轉化為地理空間數據,有助于社區評估的高效創新。護理教育、護理研究的方法創新能夠提高學生的素質創新,充分發揮學生們的主觀能動性。值得注意的是,GIS側重于地理信息數據的表達使用,但目前的護理研究以及教育對新興信息技術的教育挖掘深度不足,導致GIS在護理研究、教育中的應用較為表淺局限。

2.2 護理資源調整

由于護理人力資源的流動性、社會性、能動性等特點,GIS在可視化、實時動態地對護士分析方面的優勢明顯。2005年,密蘇里大學研究人員利用GIS可視化數據分析發現,該州護士辭職率較高是導致不能夠完成政府的醫療政策目標的主要因素[20]。類似的還有加拿大護士職業流動研究[21]、鄭州大學的護理人力資源區域流向研究[22],這些研究表明,GIS技術有助于分析護理資源的地理分布特征,了解護理資源流動原因。2015年上海市普陀區衛生和計劃生育委員會研究運用GIS的“引力法”模型[23]對老年人開展方便調查,計算區縣范圍內的每個居委會的老年護理床位可及性,以期解決老年人住院床位“一床難求”的困境[24]。2018年美國學者采用GIS高斯兩步移動搜索法(2SFCA)分析產婦產前空間可達性的研究發現,位于亞特蘭大的8個人口普查區均存在產前護理資源短缺以及資源不平等分布的問題[25]。2020年我國西安交通大學研究者采用GIS中的2SFCA技術對西安市社區護理養老設施空間可達性進行了科學評價,進一步認識城市社區養老設施資源的空間配置狀況[26]。GIS的可視化數據分析及結果呈現是研究護士資源流動的有效工具。然而,上述研究中GIS的技術方法未考慮到醫療護理資源等級對空間可達性的影響以及醫療系統中一些非邏輯性占主導地位的方面數據如醫療花費、家庭社會參與部分,所能表現和應用的深度不夠,導致研究結果過于片面,限制了研究結果的推廣應用。

2.3 社區護理研究

跌倒是老年人常見的非致命性傷害死亡原因之一[27]。2009年,美國華盛頓一項關于跌倒預防的研究中采用GIS協助研究社區選址,331名老年人參與了社區選址,提高了目標人群的可達性和利用率[28]。我國學者對預防老年人跌倒的研究較少,預防跌倒措施的有效性有待提高[29]。國外已有研究將智能信息化技術運用于預防老年人跌倒的全過程,利用信息化技術手段研究跌倒問題將是未來護理與養老領域需要關注的問題之一。美國學者Madigan等[30]利用GIS研究了農村地區老年人社區臨終關懷的現狀,研究結果顯示阿肯色州和路易斯安那州超85%的農村縣老年人沒有臨終關懷提供者。25%的臨終關懷病人不愿提及臨終關懷,并且在死亡前不到1周開始護理。該研究結果提升了政府對該地區臨終關懷問題的關注。GIS技術還能為社區環境壓力分析、家庭護理等方面研究提供技術支持。2011年,美國學者Bloch[31]采用GIS研究了2000—2010年在外國出生和在美國出生的非洲裔母親暴露于壓力環境和早產率之間的關系。研究發現,壓力環境大的社區的外國出生和美國出生的黑人母親早產發生率較高。研究促進了社區護理教育、社區倡議以確保獲得產前護理、為受虐待婦女提供資源、預防青少年懷孕倡議以及解決早產和低出生體重問題等。2006年,韓國學者利用GIS分析訪視護理在社區家庭生活習慣、家庭管理能力及壓力水平方面的影響。訪視護理實施后,家庭生活習慣、管理能力及壓力水平均有改善[32]。類似的還有2018年日本學者將GIS應用于居家護理的研究[33]。目前,發達國家對社區護理的管理研究較為完善。我國由于居民保健意識不成熟[34]、對社區護理的認識停留在傳統護理的觀念上、社區護理人員不足、社區護理管理體系不完善及經費不足等均嚴重限制了社區護理的發展。尤其在部分欠發達地區,社區護理的規模、質量亟待提高。

3 啟示

GIS相關數據與醫療護理數據不同,電子病歷系統中的非結構化數據也增加了數據挖掘的難度,限制了GIS在護理領域的發展。縱觀GIS在護理領域的國內外發展現狀,下一步可從以下方面進行研究。1)組織專業的護理人員、地理信息技術人員組成團隊,通過專門的教育培訓來開發護理領域的GIS專業系統,使GIS成為護理研究的一個有力工具。2)開展適合我國國情的社區護理體系研究:立足我國國情,加強民眾對社區護理的認識教育,利用GIS等新興技術提升大眾對欠發達地區社區護理資源不足的關注,開展中國特色社區護理體系研究。3)將GIS應用于多元化的護理環境中:由于醫學護理領域和GIS的關注點不盡相同,上述國外的GIS研究相對聚焦于單一的護理領域,未來更多的研究應嘗試將GIS應用于復雜的護理環境中。4)開展中醫護理領域的GIS應用研究:我國中醫文化博大精深,中醫護理也從醫院走向社區、家庭,西部中醫護理資源相對匱乏,采用GIS提升區域中醫護理管理水平值得進一步研究。