基于GIS和网络分析对田纳西州东部地区卒中和心肌梗死急救护理的地理可达性不均衡研究外文翻译资料

 2022-09-06 14:45:29

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基于GIS和网络分析对田纳西州东部地区卒中和心肌梗死急救护理的地理可达性不均衡研究

ASHLEY S. PEDIGO, MS, AND AGRICOLA ODOI, PHD

目标：卒中和心肌梗死的急救护理要求及时的地理可达性。历史上，研究采用直线距离来衡量地理可达性。近年来，因为可以考虑行程阻抗,时间被认为是更好的可达性指标。本研究使用了更细粒度的交通数据和网络分析来考察卒中和心肌梗死救护行程时间的邻域差距。

方法：到卒中和心脏中心的行程时间用网络分析计算，同时考虑到距离，限速，道路连通性和转弯阻抗，确定了在30,60,90分钟行程内的领域范围。空中救护的行程时间依据飞行速度和延误计算调整。

结果：分别有大约百分之八到百分之十五的研究人口没有及时的卒中和心肌梗梗死救护的地理可达性。渠道不畅的人口位于乡村地区。所有的研究人口都有及时的空中救护渠道。

结论：这个研究确定了田纳西州东部卒中和心肌梗死急救护理的地理可达性的不均衡情况。空中救援和远程医疗可能在解决这种不均衡情况中扮演至关重要的角色。

关键词：卒中，心肌梗死，远程医疗，突发事件，医疗保健服务的地理可达性，网络分析。

引言

卒中和心肌梗死是美国卫生系统的沉重负担，患病率分别为2.9%和3.6%，每年花费大约737亿和1771亿（1）。这种负担的情况在美国因地理位置而异，据报道，东南部各州的风险最高(2)。国家的年龄调整死亡率为43.6%，每10万人中，卒中和包括MI在内的冠状动脉心脏疾病有135例，与之相比，田纳西州分别以54.6%和167.8的比率排在最高的第三和第四位。田纳西州的阿巴拉契亚地区是“卒中带”的一部分，卒中和心肌梗死的几率最高（3）。

卒中和心肌梗死都有高时效性的治疗。缺血性卒中患者在症状发作的180分钟内接受静脉溶栓治疗会有更好的效果。在症状发作的60分钟内经皮冠状动脉介入，如气球血管成形术，心肌梗死的治愈率会提高到50%，而在180分钟的限制内，可以提高到23%（4-5）。因此，很显然，患者越早接受治疗，越有可能得到有利的结果。除了是高时效性的，这些治疗需要的专业设备和医学专业知识并非所有医院都能提供（2,6-8）。这意味着，到适合医院的行程时间是获得有效治疗的重要组成部分（9，10）。

医疗保健的可达性是一个多维的复杂概念。可能救护（凡存在接受可能的）和实现救护（其中卫生服务确实能被患者使用）是有区别的（11-13）。救护可达性描述的是可能获得救护的能力。这些可能的救护可能被如行程阻抗这样空间的和支付能力这样非空间的因素所阻碍（11,13）。本研究的焦点是田纳西州东部地区卒中和心肌梗死急救护理的空间或地理可达性

从历史上看，研究采用直线距离衡量地理可达性。近年来，因为可以考虑行程阻抗，如速度限制,行程时间被认为是更好的可达性指标。随着 GIS约来越多的应用，行驶时间估计越来越广泛地应用于评估地理可达性（13,16,19-21）。目前的研究旨在通过使用高级的GIS方法和更细粒度的交通数据来估算行驶时间，调查在东田纳西州阿巴拉契亚地区卒中和MI紧急救护的地理可达性差异，加强这些战略。

材料和方法

研究区域人口

本研究区除诺克斯县以外，还包括东田纳西州阿巴拉契亚地区11个县。所有这些地区的卒中和心肌梗死发生率都高于国家平均比率，而且很多地区的发病率和本州的发病率一样甚至更高（图1）。诺克斯县包括在内是因为当地有一些州内最好的医院，而且来自研究区内其他郡县的病人经常到此就医。这个区域由168普查小区组成，总人口约857000人。研究区域周围一个县的缓冲被列入分析，确保最接近研究区域的所有医院都包括在内，因为有些居民可能会选择离开研究区就医（图1）。影响救护使用的因素并未纳入本研究的考虑范围之内，这样一个县的缓冲区就足够来调查可能的地理可达性。

数据收集

医院分布数据 从联合委员会认证的医疗组织获得卒中医院、心脏病医院和所有其他带急诊室的医院在研究区及周边郡县的分布数据（22）。认可的卒中中心是指那些能够满足由Brain Attack Coalition设置的标准的中心机构（6）。提供经皮冠状动脉干预服务的医院被认为是心脏中心。能够给予卒中和心肌梗死急救的医院被认定为有急救室的那些。医院地址利用GPS Visualizer（23）进行地理编码并导入到ArcGIS 9.3中（24）。联系医院以确定是否有停机坪和空中救护的通路。

街道网络数据 街道网络数据集从美国街道地图获得（25）。这组数据提供美国所有街道段的驾驶限制和连接信息，其中段指的是具有相同特性的街道的部分。数据采用的参考系统是田纳西州有高精度参考网络（HARN）的北美洲基准面（NAD）的1983年美国国家平面坐标系统。这个坐标系统使用等角圆锥投影，最大限度地减少内部的变形，以允许更精确的距离的计算，并且是田纳西州交通部门的官方投影。每个街段的行驶时间用ArcGIS9.3中的字段几何计算器根据几何距离和速度极限进行计算（24）。

制图边界文件 用于覆盖街道网络数据集和ArcGIS9.3中医院的位置的人口普查地理边界文件，从美国人口普查局下载（26）。普查小区代表的事社区，因此被选择作为分析的地理单元，因为他们是自然邻域边界的好的代理，因此在描述街区特点和健康差距中有用(27)。

人口数据 从2000年人口普查获得的人口数据摘要文件3和2007年人口估计（28）中获得人口普查和街区级别的人口数据。街区人口数据用来在人口分配不均的普查中获取人口加权质心。

数据分析

网络分析 在ArcGIS9.3中用网络分析拓展的服务区求解，基于街道网络数据集域计算到医院的地面行驶时间（29）。这个工具使用迪克斯特拉算法计算最短路径（29）并且通过行程阻抗的优化分层路由技术使行驶时间最小化（30）。该算法计算沿着不考虑人口普查公路网重心或边界的道路网络的行驶时间，直到行驶时间超过给定的限制，这在本研究中分别为30，60，或90分钟。使用的计算规则如下：（1）禁止掉头，以防止回到同一条街使路线加倍，包括死胡同街道；（2）逐段连接值；（3）设置以英尺为单位的距离为成本（或阻抗），以确保在紧急情况下的最短行驶时间的路线。分别对卒中医院，心脏病医院和有急救室的医院进行30,60和90分钟行驶时间缓冲的分析。如果人口加权质心在缓冲区边界内就给行驶时间缓冲区分配一个邻域。

欧氏距离模型 到医院的欧氏距离的行驶时间用Arcgis 9.3中的缓冲向导工具计算（29）。30,60和90分钟的行驶时间缓冲区是指，从每一个救护中心，根据假设的每小时20，30，40，50，和65英哩的平均行驶速度计算得到的。这些缓冲区与网络行驶时间缓冲区重叠进行比较。

空中救援分析的行驶时间 从每个CT到医院的空中救援飞行时间使用每小时130英里的巡航速度，20分钟的病人准备时间，和3.5分钟的热身延迟的欧氏距离来计算（31）。空中救护行驶时间进行了往返和单程的分析。往返分析表明空中救护驻扎在医院，而单程分析表明，空中救护分布在整个研究区，以便于没有达到病人所需的旅行时间的可能性最小。

结果

医院分布 在研究区内有2个认证的卒中中心（图2）和9个心脏中心（图3）。位于诺克斯县的卒中中心也是心脏中心。除了2个卒中/心脏中心和7个心脏中心，还有6个其他有急救室的医院。固安捷和联合县没有任何救护中心。

位于华盛顿，田纳西州沙利文县和北卡罗来纳州阿什维尔的3个主要卒中也包括在研究之内，因为他们在郡县缓冲区范围之内（图2和图4）。同样地，有7个心脏中心和8个带急救室的医院位于县缓冲区内（图4）。

到卒中中心的地面行驶时间 30分钟行程时间范围内的卒中中心包括93个普查小区并且占研究区总人口的56%（表1和图2）。近7％研究人口无法在60-90分钟内到达卒中中心。此外，1％的研究人口不能在90分钟内到达初级卒中中心。90分钟内无法到达卒中中心的老年人的比例与总人口的比例相当。

到心脏中心的地面行驶时间 能在30分钟内到达心脏中心的邻域占总研究区人口的85%（图3，表1）。只有2%的研究人口不能再60分钟内到达心脏中心。然而，所有研究人口都能在90分钟内到达心脏中心。

到其他有急诊室医院的地面行驶时间 大多数研究区人口能在30分钟内行驶到有急诊室的医院，但下列情况除外: 一些沿北卡罗莱纳州边境山区的社区和一些肯塔基州边境附近的农村地区（表1和图4）。然而，所有这些地区都能在60分钟内到达有急诊室的医院。

欧式距离的行驶时间 在没有90分钟行程缓冲区的研究领域内，以每小时50英里或更高的速度，欧氏距离模型往往比网络模型的高估出行时间。然而，对于较低的速度，模型低估了出行时间。由于篇幅的限制，只展示50英里每小时行驶速度的结果（图5）. 它作为在紧急情况下平均行驶速度的估计值。

空中救护的行驶时间 有包括在分析之内的医院都支持空中救援（有直升机停机坪或降落地点）。这样，所有研究区内的社区都能在30分钟的飞行时间内到达卒中中心，心脏中心或者有急诊室的医院。考虑到往返行程，所有研究区内的社区都能在30分钟内到达心脏中心或者有急诊室的医院，且能在60分钟内到达卒中中心。

讨论 有的研究显示，超过1小时后治疗每延迟15分钟，死亡风险就增加1.6倍（5）。同样，据报道，即使在180分钟的推荐时间内治疗卒中，治疗结果随着症状发作时间的减少而提高（7）。此外，到达合适的救护地点后，可能经历诊断，成像，或开始治疗过程这些长达1小时的延迟（7,10,32）。因此，到卒中和心脏中心的行驶时间越短，越有可能得到最有效的治疗和改善结果。

这项研究结果表明，在田纳西州东部阿巴拉契亚地区一些社区的人花一半或者更多的时间在考虑应该接受哪种治疗和去医院的行程中。这些社区大部分处在很偏远的农村。其他研究已经报告了在农村类似的差距，因为距离和出行时间是医疗服务地理可及性的最大决定因素（33,34）。此外，医疗救护中心不均衡的地理分布也是导致农村可达性差距的原因之一（35）。在本研究区，卒中中心和大部分心脏中心聚集在市内或邻近市区。因此，对于人口医疗规划者来说，意识到区域地理可达性的缺失，进而更好地确定医疗服务和研究项目是很重要。

这项研究一个非常积极的发现是，即使是最偏远的农村地区，使用空中救援时，卒中和心脏急救的地理可达性都有提高。虽然在农村地区建设更多卒中或心脏中心可能不符合成本效益，也不可行，但是考虑通过空中救护紧急运输某些病人可能是相当有利的。西利曼等（31）在他们的研究中发现农村居民用空中救护可以在180分钟的建议时间接受治疗，使缺血性卒中病人获得溶栓治疗的可能性提高38％。

他们认为航空运输成本的增加（每个病人4623美元)与因延迟治疗而导致更坏结果的成本相比是很少的（31）。虽然许多因素(诸如成本、可用性、维护问题、天气、地形、交通和协议)影响空中救援的实施(36),研究报告显示航空运输是成本有效的（37,38）。

因为研究区大约96%人口的可以在30分钟内前往有急救室的医院,绝大多数可以受益于卒中或心脏中心和有急救室的医院或紧急服务、供应商之间的战略远程医疗联结。卒中救护的远程医疗项目是可行、可靠的而且能改善结果（39,40）。以我们目前的了解,研究区内没有卒中或心肌梗死的远程医疗项目。

在这项研究中所用的方法是通过估计行驶时间来查明缺乏及时的卒中和心肌梗死护理地理可达性的区域。虽然据报道,比起到医疗保健中心的距离，行驶时间可以考虑行程阻抗，是地理可达性更好的指标，也有其他的研究报道, 欧氏距离在某些情况下能很好地估计行驶时间（18,42）。因此,行驶时间欧氏距离模型估计包括在当前的研究中。低速行驶时，相较网络模型它低估了行驶时间。Shadid等(43)在加拿大市区比较欧氏距离和行驶时间发现了相同的结果。以较快的速度行驶,欧氏模型高估了行驶时间。有研究报道行驶时间和距离之间微弱的相

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