基于GM（1，1）模型的江苏省淮安市5岁以下儿童死亡预测分析

王慧，丁伟洁，卢红梅，李晓宇，何鹏，朱晓琴

作者单位：1扬州大学附属淮安市妇幼保健院群体保健科，江苏 淮安223001；2徐州医科大学公共卫生学院，江苏 徐州221009

长期以来，提高儿童存活率一直是改善总体人口健康和发展的重要措施，联合国基金会将5岁以下儿童死亡率（U5MR）作为评价世界儿童健康状况的第一指标，过去30年全球U5MR下降了60%，在减少儿童死亡方面取得的进展被誉为全球卫生领域最伟大的成功事件之一［1-2］。我国U5MR从1990年54‰下降至2019年的8‰，尽管死亡率整体降幅大，但是区域间经济发展不平衡、生活环境条件差异性、卫生保健服务可及性不同以及地理异质性等各种原因导致各地U5MR差异较大［3-5］，同时伴随人口结构转变、医疗技术提升、社会经济发展，5岁以下儿童疾病负担呈现差异化和复杂性特征［6-7］，因此了解不同区域、不同群体风险、制定精准的公共卫生防控政策至关重要。

灰色预测系统理论已被国内外学者成功应用于众多研究领域，其具有原始数据样本量小、拟合度高、预测效果好、实用性强等特点，在医药卫生领域更是被广泛应用于疾病发病率和死亡率预测、卫生人力和卫生费用预测［8-10］等。本研究采用灰色GM（1，1）预测模型对近十四年淮安市5岁以下儿童死亡监测数据拟合并进行预测分析，了解变化规律和变化趋势，为卫生行政部门因地制宜制定卫生政策、完善社会支持体系提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2008年1月1日至2021年12月31日江苏省淮安市妇幼卫生信息系统中5岁以下儿童死亡个案监测数据为研究对象。死亡个案均严格按照《中国妇幼卫生监测工作手册（2013版）》［11］要求填报《5岁以下儿童死亡报告卡》，为娩出后有心跳、呼吸、脐带搏动、随意肌收缩4项生命指标之一的活产而后发生死亡的5岁以下儿童。本研究经淮安市妇幼保健院伦理委员会审核通过（批号2020042），研究数据为妇幼卫生信息系统常规监测数据。

1.2 研究方法 记录死亡儿童的户籍、死亡年龄、死亡原因、死前就诊等，死因分类为35类：痢疾、败血症、麻疹、结核、其他传染病和寄生虫病、白血病、其他肿瘤、脑膜炎、其他神经系统疾病、肺炎、其他呼吸系统疾病、腹泻、其他消化系统疾病、先天性心脏病、神经管畸形、先天愚型、其他先天异常、早产或低出生体质量、出生窒息、新生儿破伤风、新生儿硬肿症、颅内出血、其他新生儿病、溺水、交通意外、意外窒息、意外中毒、意外跌落、其他意外、内分泌、营养及代谢病、血液及造血器官疾病、循环系统疾病、泌尿系统疾病、其他和诊断不明疾病。根据儿童死亡年龄将其分为新生儿死亡、婴儿死亡及5岁以下儿童死亡。本研究中新生儿死亡率（NMR）=出生后28 d以内儿童死亡人数/当年活产数（‰），婴儿死亡率（IMR）=出生后不满周岁死亡人数/当年活产数（‰），U5MR=年内未满5岁儿童死亡人数/当年活产数（‰）。

按不同的年龄段进行死因分析，采用失能调整生命年（DALY）指标分死因来评价及量化5岁以下儿童死亡造成的负担。DALY是指从发病到死亡所损失的全部健康生命年［12］，包括疾病死亡损失健康生命年（YLLs）和疾病伤残（残疾）损失健康生命年（YLDs）两部分。本研究由于只评估儿童死亡所带来的损失，故直接根据Murray和Lopez两位学者构建的各年龄死亡DALY损失表进行计算［13］。最后，以5岁以下儿童死亡数据为基础，根据灰色数列预测模型理论构建GM（1，1）模型对其进行分析，并预测2022—2025年淮安市5岁以下儿童死亡情况。该模型对样本量数量和数据分布均没有严格的限制，且拟合精度较高，计算简便的特点［14］，模型精度等级对照见表1［15］。

表1 灰色GM（1，1）预测模型的精度检验等级参照表

1.3 统计学方法 所有数据采用SAS 9.4软件进行统计学处理，采用中位数（第25、75百分位数）、即M（P25，P75）对年龄等非正态分布数据进行统计描述。采用R 3.6.2建立灰色GM（1，1）模型预测2022—2025年淮安市U5MR。儿童死亡水平以发生率（‰）表示。

2 结果

2.1 基本情况 淮安市2008—2021年共报告5岁以下儿童死亡病例3 315例，男性1 964例，占59.25%，年龄0.11（0.01，1.21）岁。婴儿死亡2 423例，占5岁以下儿童死亡总数73.09%，其中男性1 410例，占58.19%，年龄0.02（0.00，0.17）岁。新生儿死亡1 553例，占5岁以下儿童死亡总数46.85%，其中男性906例，占58.34%，年龄2.00（0.00，8.00）d。5岁以下儿童死亡包含婴儿和新生儿死亡，婴儿死亡包含新生儿死亡。

14年间，各年龄段儿童死亡率总体呈下降趋势，NMR从3.29‰降至1.14‰，IMR从5.27‰降至1.82‰，U5MR从6.90‰降至2.69‰，见图1。

图1 2008—2021年淮安市5岁以下儿童各年龄段死亡率变化趋势

2.2 死因分析 按年龄段分别汇总，分析死因顺位，各年龄段儿童死因以早产或低出生体质量、出生窒息、先天性心脏病和意外窒息为主，见表2。

表2 2008—2021年淮安市5岁以下儿童死亡死因顺位

2.3 DALY损失 经统计分析发现，2008—2021年淮安市5岁以下儿童死亡共损失111 141.98个DALY。由表3可知，2008—2021年淮安市5岁以下儿童死亡的死因DALY损失主要为意外窒息、先天性心脏病、溺水等。

表3 2008—2021年淮安市5岁以下儿童死亡的前10位死因DALY损失

2.4 不同人群和非故意伤害的GM（1，1） 模型建立 以2008—2021年淮安市5岁以下儿童死亡数据作为建模的原始数据，运用R 3.6.2软件建立不同年龄段人群（含5岁以下儿童、婴儿、新生儿）、溺水、交通意外、意外窒息死亡数据的GM（1，1）模型。为进一步预测非故意伤害导致死亡趋势，将死因为溺水、交通意外、意外窒息、意外中毒、意外跌落和其他意外死亡数据合并，建立非故意伤害GM（1，1）模型。表4可知，除了交通意外的模型精确等级结果为3级（勉强）外，其他预测指标的拟合精确等级都达到了2级及以上，模型拟合效果较好。

表4 2022—2025年淮安市5岁以下儿童的GM（1，1）模型及检验结果

2.5 不同年龄段人群和非故意伤害死亡率的预测GM（1，1）模型预测结果分析见表5。不同年龄段人群死亡率预测结果显示，NMR、IMR和U5MR均呈下降趋势，NMR和IMR年平均下降率达到7.93%和6.21%，U5MR下降趋势相对缓慢，下降率达3.90%。

表5 2022—2025年淮安市5岁以下儿童（‰）灰色GM（1，1）模型预测结果

非故意伤害方面，2025年淮安市溺水、交通意外、意外窒息以及非故意伤害的死亡率将分别达到：0.17‰、0.22‰、0.20‰和0.73‰，各项指标预测值中，除交通意外死亡率呈逐年上升趋势外（年均上升率为2.42%），溺水、意外窒息和非故意伤害的死亡率均呈下降趋势，下降率分别为6.71%、8.26%和4.51%，年平均下降率皆达到5%左右。

2.6 预测模型的检验 由于尚不能得到2022—2025年各预测指标的实际值，现利用2019—2021年的数据检验模型，结果显示不同指标模型的平均相对误差分别为0.358 1、0.155 4、0.289 2、0.204 1、0.178 7、0.107 2和0.083 3，结合表1“灰色GM（1，1）模型的精度检验等级参照表”和表5“2022—2025年淮安市U5MR（‰）预测结果”，可见模型预测效果总体良好，见表6。

表6 2019年—2021年淮安市5岁以下儿童各指标实际值与预测值比较结果

3 讨论

研究结果显示，2008—2021年期间淮安市NMR、IMR和U5MR均呈下降趋势，U5MR年平均下降速度达3.9%，IMR、NMR降幅达6.21%和7.93%。2021年NMR、IMR和U5MR分别为1.14‰、1.82‰和2.69‰，远低于《“健康中国 2030”规划纲要》［16］建设指标的要求，提前实现了江苏省“十四五”（2021—2025）儿童发展规划目标［17］。该水平明显低于全国平均水平［18］（3.4‰、5.4‰、7.5‰），与北京、深圳一线城市以及韩国等发达国家水平相当［2，19-20］，淮安在降低U5MR方面取得的巨大成绩，除了与淮安市经济增长、医疗保险政策实施和女性受教育程度上升有关外，还与淮安市妇幼保健管理和危重新生儿救治水平提升密切相关［21-23］。值得注意的是，淮安市U5MR在2013年以后有波动，推测与生育政策改变，高龄产妇比例显著增加有关［24-25］，前期研究已证实，高龄产妇是不良妊娠结局及5岁以下儿童患病（如死胎死产早产、低出生体质量、先天性异常）的危险因素［26-27］。因此，在经济发展和生育率降低的社会背景下，更需加强孕产妇保健管理，注重孕期规范监测，改善妊娠结局。

从死因分析来看，早产或低出生体质量是新生儿及婴儿首要死因，这与国内其他研究结果基本一致［19，28-31］，其发病机制不清楚，但普遍认为是生物个体、社会等多因素作用的结果［32］。有研究显示亚裔低出生体质量发生率与母亲年龄呈U形曲线，青少年和高龄产妇、受教育程度低均是低出生体质量发生的危险因素［33］。既往研究提示早产原因以胎膜早破性早产为主，近年来随着生育政策全面放开及辅助生殖技术的发展，高龄、高危孕产妇数量增多，医源性早产所占比例逐年上升［34］。早产对儿童生长、生命质量及医疗保健成本有持久性影响，应重点关注有早产高危因素的孕妇，规范围产期处理，推广产前激素使用及宫内转运［35］，产儿科协作降低早产发生，改善预后。先天性心脏病是我市5岁以下儿童死亡的主要原因之一，与其他地区监测数据一致［19，36］，先天性心脏病病因复杂，受到环境和遗传因素共同影响［37］，目前已位居我国出生缺陷疾病首位。1岁内先心病人群死亡率为3%～25%［38］，5岁以下先心病死亡人群占总死亡人群的76.8%，我国5岁以下儿童先心病死亡率是北美地区的3倍以上［39］，与我国人口基数庞大、医疗资源紧缺、分布不均以及家庭经济状况相关。降低U5MR，尤其是降低先心病死亡率是我国妇幼卫生保健重要目标之一，目前淮安市已开展新生儿先天性心脏病免费筛查项目，未来防治工作重点应围绕低龄先心病人健康管理，完善筛诊治体系建设，提高地区先心救治水平，同时加大医保补贴力度以进一步降低病人就诊难度和家庭经济负担。

14年间，淮安市U5MR呈下降趋势，但非故意伤害比例逐年上升，意外窒息和溺水已进入5岁以下儿童死因前5位，非故意伤害不仅威胁5岁以下儿童生命［19，29，36，40］，也是青少年死亡的主要原因［41-42］。全球95%的伤害死亡发生在中低收入国家，中国作为中等收入国家，可以预见伤害是我国儿童将长期面临的主要健康威胁之一。虽然联合国可持续发展目标提出“到2030年，消除新生儿和5岁以下儿童可预防的死亡”，但是我国伤害相关政策法规不完善，伤害预防投入不足，儿童非故意伤害责任落实等社会原因依然存在，本研究建立GM（1，1）模型预测交通意外发生率将持续上升，现阶段应强调在现有的健康教育宣传体系中加强儿童安全知识宣教，提高家长及托幼机构等监护主体安全意识和急救技能，减少伤害发生。

用DALY计算来直观地评价5岁以下儿童死亡带来的损失，可以更加直接地体现出5岁以下儿童死亡给社会和家庭带来的危害［43］，本次研究发现，淮安市2008—2021年期间所有死因共损失111 141.98个DALY，相当于3 473个25岁年轻人（按32.0个DALY计算［12］）的死亡。研究显示，我国5岁以下儿童疾病负担在过去20年期间大幅下降，但跟西欧北美相比仍有较大改善空间［44］。本研究预测模型拟合较好，预测结果提示，淮安市2022—2025年除交通意外死亡率呈逐年上升趋势外，其余各项指标预测值均呈总体下降趋势。综上所述，我市应继续巩固前期降低5岁以下儿童死亡取得成果，在不断提高医疗救治水平基础上，依靠政府、社会力量加强新生儿早产或低出生体质量、先天性心脏病、意外窒息、溺水和交通意外等非故意伤害防控，针对疾病类型采取不同干预措施，改善儿童整体健康水平。

本研究不足之处在于只利用了淮安市5岁以下儿童死亡监测数据建立预测模型而没有考虑其他影响因素（如人口学、经济学等相关资料），故在下一步的研究中，为了更精确预测5岁以下儿童的死亡变化趋势，应考虑加入多种儿童死亡的影响因素进行建模分析。