引力可达性模型在上海市三级医院布局评价中的应用*

车莲鸿

公立医院改革试点是新医改近期(2009～2011年)五项重点改革内容，其指导思想之一为“合理布局”。传统的卫生资源配置布局评价方法即供需比值法、卫生资源公平性测量法忽略医院布局的空间特征，在评价地区内医院特别是高级别布局方面存在缺陷。本研究意在探讨引力可达性模型在医院布局评价中的应用，为医院布局优化提供方法学参考和循证依据。

原理与方法

1.引力可达性模型

Penchansky和 Thomas〔1〕从五个方面描述病人和卫生系统间的匹配程度，即可获得性、可接近性、可容纳性、可负担性和可接受性。可获得性和可接近性本质上是空间的，其融合的概念即空间可达性(spatial accessibility)〔1－2〕。引力可达性模型也称潜能模型(potential model)或重力模型，是空间可达性的量度模型之一，该模型综合考虑供方能力、需方竞争、供需之间空间距离对居民就医可达性的影响，引进距离函数反应供需之间因距离增加带来的吸引力下降，一度被认为是最有效的空间可达性计量模型，其公式为:

很明显，引力模型本质上也是供需比。该值越大，意味着服务区域内居民去医院就医的空间可达性越好。地区内不同服务区域的引力可达性指数差异越小，意味着地区内居民就医空间可达性越公平，医院布局越好，反之则相反。

2.供需界定和数据来源

(1)供给的界定与数据来源

41家医院、50个执业点纳入测算，包括三级甲等医院29家、三级乙等医院5家、1家未定级三级医院及复旦大学附属妇产科医院、上海市口腔病防治院等6家三级医疗机构，这些机构在医保管理和百姓认知等方面与三级医院相同。仅统计提供普通门诊、住院服务的执业点，个别执业点如复旦大学附属华山医院吴中东路执业点仅开展Pet检测未统计在内。另外，冠名中包含三级医院名称、单独进行执业登记的分院、门诊部不纳入分析。用床位数来界定医院供给量。

资料来源于上海市卫生局卫生监督所网站医疗机构执业登记查询系统(数据更新至2011年12月23日)及上海市、各区县卫生局、各医院网站医院介绍。

(2)需求的界定与数据来源

①服务区域与测算口径

以街道、乡镇行政区划(包括开发区、工业园等类街道、乡镇设置)作为医院的服务区域和测算口径，资料来源于国家统计局《2010年统计用区划代码和城乡划分代码》，共232个街道、乡镇级建制纳入测算。

②服务区域的数据归一

距离测算理论上是基于两个点的，供需之间距离测算需要将服务区域归一为一个点，再测算这一点到达医院执业点的距离。国外研究多用服务区域多边形的质心作为归一点，即计算多边形顶点坐标的平均值，该法需要有服务区域边界的矢量格式文件。我国发布的矢量格式服务区域仅达到县级，且严重滞后，不能满足研究需要。本研究以街道、乡镇政府所在地作为服务区域数据归一点。

③医院需求量

以常住人口作为医院需求量指标，数据来源于上海各区县统计局公布的第六次人口普查公报(普查登记的时间为2010年11月1日)。

3.步骤及资料处理

第一步，获取三级医院执业点、街道、乡镇等政府机构的具体地址;

第二步，解析三级医院执业点、街道与乡镇等政府机构地址的坐标;

第三步，计算医院执业点与街道、乡镇等政府机构间直线距离矩阵;

第四步，将床位数、常住人口数、直线距离等代入公式(1)计算AGi;

第五步，以原始计量单位计算出的引力可达性指数较小，将其数值乘以1000作为最终值，该值也便于与传统每千人口床位数指标比较。

第二步、第三步借助互联网地图服务商(搜狗地图)的地理信息系统(geographic information system，GIS)数据库及其提供的API，即应用程序编程接口、JavaScript程序代码实现。原始资料和中间计算结果整理使用Microsoft Excel 2010，引力可达性指数计算及结果分析使用PASW Statistics 18.0。

结果与分析

1.上海市三级医院引力可达性指数的整体描述

当β=1时，2011年三级医院引力可达性指数极小值、极大值、平均值依次为 0.23、5.30、1.39，标准差为1.10;当β=1.2时，2011年三级医院引力可达性指数极小值、极大值、平均值依次为 0.14、7.20、1.41，标准差为1.36。频数分析显示，当β=1时，引力可达性指数＜2的街道、乡镇数量为168个，当β=1.2时，＜2的街道、乡镇数量降至166个，详见表1。β越大，数值越分散。

表1 2011年上海市乡镇、街道三级(市级)医院引力可达性指数分布频数表

2.上海市三级医院引力可达性指数的地区差异

上海习惯以外环线为界分为中心城区(后文简称市区)和郊区两部分，其中市区包括卢湾区、徐汇区、长宁区、静安区、普陀区、闸北区、虹口区和杨浦区，郊区包括浦东新区、闵行区、宝山区、嘉定区、金山区、松江区、青浦区、奉贤区、崇明县〔4〕。当 β=1时，2011年市区三级医院引力可达性指数极小值为1.16，极大值为5.30，均值为2.67，标准差为0.88;郊区极小值为0.23，极大值为2.46，均值为0.66，标准差为0.46;市区均值是郊区均值的3.53倍。当β=1.2时该指标市区极小值、极大值、均值、标准差依次为1.00、7.20、2.95、1.26，郊区该指标极小值、极大值、均值、标准差依次为 0.14、2.70、0.65、0.50，市区均值是郊区的4.52倍。

讨 论

1.基于GIS的医院引力可达性模型的优越性

传统卫生资源配置布局评价方法即供需比值法、卫生资源基尼系数〔5－6〕等公平性测量法忽略医院分布的空间特征，在评价较大地域如全国水平的医院布局是可行的，但用于区域内医院布局研究就显得力不从心:一是如果直接缩小测量尺度面临大量服务区域没有医院设置、资源为零的情况，但不能说这些地区医院服务可及性为零，本研究中青浦、奉贤、嘉定、崇明四个区县所在街道、乡镇即是如此，实际上既不可能也没必要在所有街道、乡镇建医院;二是传统方法假设同一服务区域内居民就医可达性是没有差异的，这一假设是有问题的〔7〕，举例来说，同一县内居住在县城和居住在周边乡村的居民去县医院就医可达性是有差异的;三是该方法假设居民只在本区域看病〔7〕，否定或忽视居民跨行政区划就医与我国国情严重不符，在同一个区域内如上海市，居民跨行政区域就医是很普遍的，并且区域越小越是如此、医院级别越高越是如此。因此，有必要探索区域内医院布局评价、研究的其他方法。

空间可达性测量综合考虑医院资源的可获得性和可接近性，可用于评价医院布局，其量度模型有多种，包括最近距离、累计机会和引力模型及其变形等。不同的度量模型纳入的空间可达性影响因素不同，如最近距离模型测量居民所在地区到达最近的医疗设施的距离，仅是对临近性的侧量;又如累积机会模型测量在既定距离或时间阈值内所有的潜在提供者累积数量，尽管综合考虑了可获得性和可接近性，但没有考虑距离的衰减效应、供给者繁忙程度及需求者之间竞争对可达性的影响;引力模型则综合考虑了供方能力、需方竞争、供需之间空间距离和距离的衰减效应对居民就医可达性的影响，具有理论上的优越性〔7〕。传统的卫生服务空间可达性研究的距离、时间等资料是基于人群问卷调查获得的，无GIS技术应用，研究成本较高，空间信息挖掘不足。在我国，除了全国卫生服务调查，此类研究也极为罕见。本研究的引力可达性模型指数测算是基于地理信息系统(GIS)。基于GIS的研究路径优势在于提供空间数据管理软件平台如ArcGIS等，有丰富的分析或测算功能可以使用，可以提供更为准确、丰富的测量结果(特别是都市地区)〔8〕，研究结果可视化，可以加深人们的理解和认知。研究表明，英美等发达国家基于GIS的卫生服务空间可达性研究起步较早，小尺度的人口数据、详细的路网系统等可达性精细测量所需资料容易获得〔9〕，形成了内容丰富、繁简不一、不断发展的卫生服务可达性定量研究方法学体系，积累了极为丰富的研究案例。近些年来，国内也积累少量的卫生服务空间可达性研究案例〔10－11〕，主要是地理学领域学者的成果，但总体上还处于起步阶段，理论和方法学体系尚不成熟，受地理资料不易获得、滞后性等制约，卫生服务可达性研究规模小、数量少，学术意义大于应用意义，不能满足医院等设施布局决策需求，应加强这方面的研究力度。

2.本研究的方法特点及关键技术环节说明

(1)距离形式

空间可达性测量中，距离有不同形式，包括直线距离、路网距离、出行时间、出行费用等，其中直线距离测算时仅需需求、供给地址信息即可，而路网距离、出行时间、出行成本测算还需要实际的交通路网、路况及出行工具等方面的资料，所需资料多，获取困难，计算量大。但大量的研究表明，直线距离法与其他最短距离法研究结果高度相关。事实上，针对地理信息、交通路网信息资料公开获取困难的国家和地区，直线距离测算也较难。本研究测量相对容易的直线距离。

(2)距离计算

距离测算是本研究的关键环节，基于GIS的同类研究一般采取先建立或获取居民服务区域、医院地理信息系统数据库文件，再利用地理信息系统分析工具如ArcGIS软件进行距离测算。由于没有现成的细化到医院执业点、乡镇级别行政区划矢量格式地理数据文件可供使用，本研究借助互联网地图服务商提供的API即应用程序编程接口和JavaScript程序代码，直接利用互联网地图服务商的地理数据库获取距离数据，再借助普通统计软件测算引力可达性指数。此路径避开了自建地理信息数据库对地理学知识和技术过分依赖的难题，过程虽然机械繁琐，却也简便易于掌握，加之研究区域为上海大都市，互联网地图服务商数据库信息更新及准确性较为理想，其结果的精确度远高于依靠纸质地图建立地理信息数据库的方法，成本、周期远低于依靠特殊设备实地测绘医院等地理坐标或实际距离、时间的方法，对于非地理学领域研究者也可以掌握，具有方法学的优越性。缺点是对于农村等地图服务商地图开发薄弱的地区适用性较差。

(3)测量尺度

本研究的测算尺度降至街道、乡镇一级，较国内卫生资源公平性评价中省级、县级测量尺度而言是一个不小的进步。小尺度测量结果对卫生实践更有指导意义。

3.基于GIS的引力可达性研究的注意事项

一是该法需要资料较多，资料匮乏是此类研究的最大障碍。目前我国向社会公布的矢量形式国家基础地理信息数据行政边界只到县区级、尺度偏大，且严重滞后，另外，小尺度人口等需方资料、较为全面的医院资料也极难得到，如果计算出行距离、时间时还需交通系统、出行工具等信息。二是研究要求研究者具备一定地理学知识和技能，特别是采取自行建立地理数据库路径、采用专业地图等地理表达工具时。三是研究结果受距离形式、测量尺度、技术路径等因素影响。〔12〕引力可达性模型引进反应距离衰减的摩擦系数，其研究结果存在不确定问题。

4.2011年上海市三级医院布局存在城乡差异

本研究显示上海市三级医院布局存在城乡差异。由于历史的原因，上海市三级医院主要集中在中心城区，近些年来也有个别医院向郊区整体搬迁或建设分部、新院，这些举措对三级医院优质资源均衡配置起了一定作用，但郊区三级医院缺乏问题依然存在，2011年底嘉定区、奉贤区、青浦区、崇明县、原南汇区等依然没有三级医院执业，城乡差异明显，这与上海城市发展向郊区转移、郊区人口经济发展较快的大背景〔4〕是不相适应的。为解决该问题，上海2009年启动了“5+3+1”郊区三级综合医院建设项目，规划2012年底完成，以优化优质医院资源布局，届时上海市三级医院布局公平性将会获得极大改善。

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