地理信息系统在护理领域中的研究进展

刘晓娜,叶 欢,周丽萍,潘红英

地理信息系统(geographic information system,GIS)是一种复杂的空间软件系统,它允许组合不同类型的数据来研究不同数据层之间的各种关系、趋势和模式,在地理科学领域有着广泛的应用。GIS具有可视化、形象直观、数据处理能力强等特点,GIS技术已广泛应用于医药卫生、公共健康等多个领域。国外研究发现GIS可在多个护理领域发挥作用,但国内GIS用于护理领域中的研究报道较少。本文就GIS在护理不同领域中的应用现状进行综述,总结其发展为护理研究带来的启示,为相关研究提供参考。

1 GIS的概述

GIS是指利用计算机技术对空间位置数据进行收集、统计、分析的空间信息系统,以地理空间数据为基础进行空间分析以提供研究、决策[1]。20世纪60年代加拿大测量学家Tomlinson以及美国学者Marble均提出了构建地理信息的想法[2]。1972年,Tomlinson将常规地图资料变成数字化地图数据并存入计算机,随后世界上第1个GIS即加拿大地理信息系统诞生[3]。Tomlinson依据GIS技术编制了加拿大所有可用于生产的土地清单,明显加快了加拿大测绘测量的工作效率[4]。此后,GIS技术在医药以及公共卫生领域得到了快速应用发展,如疾病流行时空分布[5]、疾病预防监测[6]、中医药物种植[7]、资源分配评估[8]、传染病风险评估[9]等领域。

GIS主要功能是数据采集、编辑,处理及存储数据管理,制图显示,空间分析与空间查询。其中,空间分析与空间查询是GIS的核心功能[10]。GIS数据最初是通过纸质记录后将数据电子化,后来随着GIS、遥感系统、全球定位系统的发展,明显提高了数据采集效率[2]。GIS可将采集的数据进行核对、去重、纠正,编辑于相应的数据库中,减少人为操作的误差。GIS地图制作功能可从数据库中提取关键地理位置信息,根据用户需求显示不同的空间特征属性。GIS空间查询是对空间图形与属性的双向查询,以查询为基础进行空间分析才是应用GIS最大的实用意义,而空间分析功能需要在GIS中建立专门的分析插件来实现[11]。GIS是一种可靠的研究工具[12-14],可以成功地将其纳入以环境对健康结果影响为重点的研究中。

2 GIS在护理领域中的应用

2.1 护理教育、护理研究方法创新

2006年,国外学者Stanhope等[15]使用GIS绘制了临床护士领导者试点学校的地图以及进行数据分析,21%的试点地区开展了临床护士领导者项目并获得了磁性护理服务认证,该项目是GIS技术在护理研究领域中创新性的尝试。GIS技术促进了护理研究的技术创新,对护理同行们开展新研究有积极促进作用。印第安纳护理学院开展了一项将GIS应用于护理本科生社区护理的课程中[16],使用GIS地图技术来显示社区自然特征,将健康数据和社会服务数据集成显示,既能帮助本科生了解影响护理教育结果的地理因素,又可为学生提供地理知识对护理课程的见解。奥马哈系统(Omaha system,OS)是基于社区护理应用的护理记录体系[17]。美国和新西兰的护理本科生[18]使用OS对社区评估结果进行编码分析,学生们将围绕社区的地理边界画一个多边形,并将评估结果输入Esri ArcGIS Online[19]绘图程序。该绘图程序可以将评估结果转化为地理空间数据,有助于社区评估的高效创新。护理教育、护理研究的方法创新能够提高学生的素质创新,充分发挥学生们的主观能动性。值得注意的是,GIS侧重于地理信息数据的表达使用,但目前的护理研究以及教育对新兴信息技术的教育挖掘深度不足,导致GIS在护理研究、教育中的应用较为表浅局限。

2.2 护理资源调整

由于护理人力资源的流动性、社会性、能动性等特点,GIS在可视化、实时动态地对护士分析方面的优势明显。2005年,密苏里大学研究人员利用GIS可视化数据分析发现,该州护士辞职率较高是导致不能够完成政府的医疗政策目标的主要因素[20]。类似的还有加拿大护士职业流动研究[21]、郑州大学的护理人力资源区域流向研究[22],这些研究表明,GIS技术有助于分析护理资源的地理分布特征,了解护理资源流动原因。2015年上海市普陀区卫生和计划生育委员会研究运用GIS的“引力法”模型[23]对老年人开展方便调查,计算区县范围内的每个居委会的老年护理床位可及性,以期解决老年人住院床位“一床难求”的困境[24]。2018年美国学者采用GIS高斯两步移动搜索法(2SFCA)分析产妇产前空间可达性的研究发现,位于亚特兰大的8个人口普查区均存在产前护理资源短缺以及资源不平等分布的问题[25]。2020年我国西安交通大学研究者采用GIS中的2SFCA技术对西安市社区护理养老设施空间可达性进行了科学评价,进一步认识城市社区养老设施资源的空间配置状况[26]。GIS的可视化数据分析及结果呈现是研究护士资源流动的有效工具。然而,上述研究中GIS的技术方法未考虑到医疗护理资源等级对空间可达性的影响以及医疗系统中一些非逻辑性占主导地位的方面数据如医疗花费、家庭社会参与部分,所能表现和应用的深度不够,导致研究结果过于片面,限制了研究结果的推广应用。

2.3 社区护理研究

跌倒是老年人常见的非致命性伤害死亡原因之一[27]。2009年,美国华盛顿一项关于跌倒预防的研究中采用GIS协助研究社区选址,331名老年人参与了社区选址,提高了目标人群的可达性和利用率[28]。我国学者对预防老年人跌倒的研究较少,预防跌倒措施的有效性有待提高[29]。国外已有研究将智能信息化技术运用于预防老年人跌倒的全过程,利用信息化技术手段研究跌倒问题将是未来护理与养老领域需要关注的问题之一。美国学者Madigan等[30]利用GIS研究了农村地区老年人社区临终关怀的现状,研究结果显示阿肯色州和路易斯安那州超85%的农村县老年人没有临终关怀提供者。25%的临终关怀病人不愿提及临终关怀,并且在死亡前不到1周开始护理。该研究结果提升了政府对该地区临终关怀问题的关注。GIS技术还能为社区环境压力分析、家庭护理等方面研究提供技术支持。2011年,美国学者Bloch[31]采用GIS研究了2000—2010年在外国出生和在美国出生的非洲裔母亲暴露于压力环境和早产率之间的关系。研究发现,压力环境大的社区的外国出生和美国出生的黑人母亲早产发生率较高。研究促进了社区护理教育、社区倡议以确保获得产前护理、为受虐待妇女提供资源、预防青少年怀孕倡议以及解决早产和低出生体重问题等。2006年,韩国学者利用GIS分析访视护理在社区家庭生活习惯、家庭管理能力及压力水平方面的影响。访视护理实施后,家庭生活习惯、管理能力及压力水平均有改善[32]。类似的还有2018年日本学者将GIS应用于居家护理的研究[33]。目前,发达国家对社区护理的管理研究较为完善。我国由于居民保健意识不成熟[34]、对社区护理的认识停留在传统护理的观念上、社区护理人员不足、社区护理管理体系不完善及经费不足等均严重限制了社区护理的发展。尤其在部分欠发达地区,社区护理的规模、质量亟待提高。

3 启示

GIS相关数据与医疗护理数据不同,电子病历系统中的非结构化数据也增加了数据挖掘的难度,限制了GIS在护理领域的发展。纵观GIS在护理领域的国内外发展现状,下一步可从以下方面进行研究。1)组织专业的护理人员、地理信息技术人员组成团队,通过专门的教育培训来开发护理领域的GIS专业系统,使GIS成为护理研究的一个有力工具。2)开展适合我国国情的社区护理体系研究:立足我国国情,加强民众对社区护理的认识教育,利用GIS等新兴技术提升大众对欠发达地区社区护理资源不足的关注,开展中国特色社区护理体系研究。3)将GIS应用于多元化的护理环境中:由于医学护理领域和GIS的关注点不尽相同,上述国外的GIS研究相对聚焦于单一的护理领域,未来更多的研究应尝试将GIS应用于复杂的护理环境中。4)开展中医护理领域的GIS应用研究:我国中医文化博大精深,中医护理也从医院走向社区、家庭,西部中医护理资源相对匮乏,采用GIS提升区域中医护理管理水平值得进一步研究。