基于多源数据的河北省涉县县域医疗设施优化研究

田 芳 ，张 政 ，杨紫琼

（1.河北工程大学 建筑与艺术学院，河北 邯郸 056038；2.天津大学 建筑学院，天津 300072）

0 引言

2021 年初，新冠疫情在石家庄市藁城区的农村地区发生，县级和基层医疗设施经受了严峻的考验. 由于农村地区存在医疗条件薄弱、医疗设施空间分布不合理、医疗服务体系不完善等问题，居民就医不便和病情发现不及时，因而对疫情防控带来不利.

医疗设施作为公共服务设施的重要组成部分，其合理布局直接影响居民就医，对于提升居民的健康水平和防疫能力至关重要. 在农村地区，医疗设施空间分布不均衡与配置不公平更为突出[1]. 为此，国内学者对城乡医疗设施空间优化进行了深入研究，如田玲玲等[2]运用改进空间可达性的两步优化法对仙桃市农村医疗资源进行空间优化研究、杨雯丽等[3]运用改进两步移动搜索法对上海市医疗设施进行可达性研究、刘静等[4]运用地理可达性和泰森多边形等方法对北京城六区二级医疗体系下医疗设施布局的均衡性进行研究. 从既有研究可以看出，当前对于医疗设施的研究尚有不足，考虑到地形和常住人口实际分布等因素，河北省涉县作为2019 年度全国新型城镇化质量百强县市和2020 年全国县域旅游发展潜力百佳县，境内地貌属深山区，地形较为复杂，高质量新型城镇化及独特地质地貌决定其医疗设施空间分布的典型性和代表性，故本研究以涉县县域为例，建立成本栅格模型，对其县域医疗设施展开研究，旨在为涉县及其他类似县域的医疗设施空间优化提供参考.

1 研究区域与数据来源

1.1 区域概况

涉县位于晋冀豫三省交界处，为邯郸市西部卫星城，下辖1 个街道办事处、16 个乡镇. 本研究以涉县整体县域为研究范围，总面积约1 499 km2. 研究区概况如图1 所示.

图1 邯郸市涉县区域概况

1.2 数据来源

本研究的医疗设施数据包括涉县的综合医院和乡镇卫生院，根据涉县国民经济手册提供的医疗设施名称和床位数，结合高德地图POI 获取医疗设施坐标点，然后将高德坐标转换为WGS1984 地理坐标，最后利用ArcGIS 软件投影到CGCS2000 3 Degree GK Zone 38 投影坐标系；土地性质利用第三次土地调查数据（以下简称：三调）；人口数据结合2018 年涉县公安局提供的户籍人口数据和智慧足迹提供的手机信令数据；地形数据采集自空间地理数据云公开的GDEM 30 m 数字高程数据.

2 研究方法

本研究采用成本距离加权法，先对第三次土地调查数据各类现状用地类型赋予阻力值，然后分别将用地矢量数据转换成像元为10 的栅格数据集，再利用ArcGIS 软件的镶嵌至新栅格工具对各类现状用地栅格数据集进行合并，最后形成用于医疗设施可达性分析的成本栅格数据.

2.1 成本值的确定

成本值综合考虑居民在不同用地类型和地形坡度的作用下以医疗设施为出发点到达各点的相对成本比来确定，成本值代表居民通过某一栅格的难易程度，各成本值的确定是相对的，具体成本赋值如下：

1）居民通过道路以医疗设施为出发点到达所有目的地，结合既有研究和涉县实际情况，将道路的相对成本值赋值为1，其中道路数据包含三调地类图斑中的城镇村道路用地、公路用地和农村道路用地；

2）三调中城镇村等用地为城乡建设用地，各建设用地内部含有道路，并非完全封闭，将该类用地成本赋值为2；

3）除此之外，三调中其他用地均为非建设用地，涉县属于深山区，需合理考虑地形因素的影响，本研究利用ArcGIS 对DEM 高程数据进行坡度分析，并采用自然断点分级法进行分类，分别将坡度0～12°、13°～26°、27°～73°赋值为 3，4，5.

2.2 具体数据处理

1）手机信令数据具有样本量大、精度高等特点，能够有效弥补传统人口统计数据精度低的不足. 本研究采用2020 年2 月的手机信令常住人口数据，由于低龄和高龄人口手机持有率低，故利用各乡镇户籍人口比例对手机信令进行扩样. 通过SPSS 软件分别对手机信令常住人口和户籍人口18～34 岁、35～59 岁常住人口进行相关性分析得到皮尔逊相关性值为0.906**和0.895**，因此利用户籍人口18～34 岁作为参考对低于18 岁、高于60 岁人口进行扩样，最终得到涉县总人口为578 213 人（图2）.

图2 涉县手机信令常住人口分布

2）对三调数据道路用地、城镇村等用地添加成本字段并赋值，利用ArcGIS 软件以成本值为值字段进行面转栅格处理，分别得到像元为10 的栅格数据集.

3）将涉县DEM 栅格数据进行栅格表面坡度分析，利用重分类工具按照上述成本值进行赋值，再对坡度栅格进行重采样，得到像元大小为10 的坡度成本栅格数据集.

4）利用ArcGIS 软件对单个成本栅格数据进行镶嵌，最终得到涉县总体成本栅格（图3）.

图3 涉县成本栅格分布图

5）以各级医疗设施点作为源数据，利用ArcGIS 软件成本距离分析工具计算各级医疗设施可达性，然后运用值提取至点工具统计各居民点到医疗设施的距离.

3 结果与评价

3.1 医疗设施配置分析

根据2017 年涉县国民经济手册统计，涉县共有县级医院4 个，分别为涉县医院、涉县中医院、涉县肿瘤医院、涉县第四医院；社会办医院5 个，分别为同济医院、新城广安医院、同仁医院、崇明医院、鑫宝冶金集团有限公司符山铁矿职工医院；专业公共卫生机构4 个，分别为疾病预防控制中心、妇幼保健站、肿瘤防治所、卫生监督所；基层医疗卫生机构包括乡镇卫生院17 个，其中中心卫生院5 个，乡卫生院12 个，诊所、医务室和村卫生室机构370 个，农村地区满足一村一室的标准（图4）.

图4 涉县医疗设施空间分布图

涉县各类医疗卫生设施的床位数为2 485 张，每千人病床数约为4.30 张；执业医师和执业助理医师总量为686 人，每千人执业医师和执业助理医师1.18 人；注册护士463 人，千人注册护士0.80 人. 对比2017年中国统计年鉴数据，涉县医疗设施床位数、千人执业医师数、执业助理医师数和注册护士数均远低于全国及河北省水平. 全国医疗卫生服务体系规划纲要（2015～2020 年）中的标准为：医院千人床位数4.8 张、基层医疗卫生机构千人床位数1.2 张、千人执业医师数2.5 人、千人注册护士数3.14 人，可见涉县各项指标均低于其要求[5].

3.2 医疗设施可达性分析

本研究利用ArcGIS 软件中的成本距离工具，分析得出各居民点与最近的医疗设施之间的距离，即按照居民就近选择医疗设施的原则，得到居民点到达医疗设施的距离分布状况. 以乡镇卫生院为出发点进行可达性分析，如图5 所示. 可以直观地看出，17 个乡镇（包含平安街道办事处）现状均设一个卫生院，并以此为中心向外围扩散，其中红色区域表示该区域距离最近的卫生院超过12 000 m，偏城镇北部、井店镇和更乐镇东部、合漳乡西部距离乡镇卫生院可达性较差.

图5 涉县乡镇卫生院可达性分布图

以县级医院为出发点进行可达性分析，如图6 所示，可以看出，其中4 处县级医院集中在涉县主城区，井店镇设有1 处涉县肿瘤医院，并以此为中心向外呈圈层扩散格局，其中紧邻主城区的河南店镇、索堡镇、更乐镇、井店镇、偏店镇距县级医院较近，合漳乡、西达镇、关防乡、木井乡、辽城乡、偏城镇距离县级医院均超过15 000 m.

图6 涉县县级医院可达性分布图

进一步分析各居民点距离一二级医院距离，运用ArcGIS 软件合并涉县一二级医院（县级医院5 所和乡镇卫生院17 所），并对其进行成本距离分析，如图7 所示. 依据城市居住区15 min 生活圈半径取值1 000 m，空间连接居民点和手机信令常住人口分析得到涉县一二级医院居民点覆盖率仅为4.96%，人口覆盖率为35.46%，其中人口覆盖率远高于居民点覆盖率，原因为一二级医院主要分布在主城区和乡镇政府驻地，人口相较于其他区域更为集聚；按照非机动车15 min 出行范围3 000 m，涉县一二级医院居民点覆盖率为23.40%，人口覆盖率为71.02%（表1）.

表1 涉县一二级医院覆盖率统计表

图7 涉县一二级医院可达性分布图

3.3 医疗设施供需特征分析

本研究利用ArcGIS 软件的成本分配工具确定医疗设施服务范围，并在此基础上空间连接手机信令人口数据，分析医疗设施千人床位数供需特征. 县级医院主要分布在主城区，且其服务范围为全县居民，故只对一级医院（卫生院）床位数供需特征进行分析.

首先利用成本分配工具分析得到各卫生院服务范围（图8），可以看出涉城镇卫生院位于主城区，其与二级医院共同服务于主城区，故不单独分析. 然后将各卫生院服务范围连接手机信令常住人口，并对现状千人床位数进行分析，如图9 所示. 按照河北省城乡公共服务设施配置和建设导则规定每千服务人口宜设置0.6～1.2 张床位. 可以看出，仅更乐镇卫生院床位数供给不足；河南店镇卫生院、固新中心卫生院、合漳乡卫生院、龙虎卫生院、西戌中心卫生院、鹿头乡卫生院、偏城中心卫生院现状千人床位数超过1.6 张，远高于相关规范标准（表2）.

表2 涉县乡镇卫生院服务区千人床位数统计表

图8 涉县乡镇卫生院服务范围分布图

图9 涉县乡镇卫生院千人床位数分布图

4 结论与建议

4.1 结论

本研究运用ArcGIS 软件基于多源数据对河北省涉县县域医疗设施进行分析研究，分别对涉县医疗设施进行现状配置分析、可达性分析、供需特征分析，得出以下几方面结论：

1）涉县医疗设施在千人床位数、千人执业医师数、千人注册护士数方面均低于全国及河北省水平，且不满足国家相关规范要求，尤其主城区缺乏基层医疗设施.

2）涉县医疗设施可达性呈现主城区和乡镇卫生院所在地两级扩散的格局，偏城镇北部、井店镇和更乐镇东部、合漳乡西部距离乡镇卫生院可达性较差，步行15 min 一二级医院居民点覆盖率仅为4.96%，人口覆盖率为35.46%，非机动车15 min 一二级医院居民点覆盖率为23.40%，人口覆盖率为71.02%.

3）仅更乐镇卫生院床位数供给不足；河南店镇卫生院、固新中心卫生院、合漳乡卫生院、龙虎卫生院、西戌中心卫生院、鹿头乡卫生院、偏城中心卫生院现状千人床位数超过1.6 张，远高于相关规范标准要求.

4.2 建议

1）涉县县域已构建“医院—中心卫生院—卫生院—卫生室”四级医疗服务体系，其中乡镇卫生院床位数基本满足千人指标，卫生室满足一村一室的基本要求，而医院千人床位数、千人职业医师数、千人注册护士数均与全国和河北省相差较大，针对涉县现状医疗设施配置不足问题，建议主城区应构建“医院—基层医疗卫生服务”二级服务体系，县域保持现有四级服务体系，加强职业医师和注册护士建设，合理引导社会办医院的建设，有效补充公立医院配置不足的问题.

2）针对涉县现状一二级医院可达性差和覆盖率低等问题，由于涉县属于山地区域，居民点分布较为分散，建议在新型城镇化建设过程中，合理引导人口迁移，提高医疗设施的高效集约利用，构建便捷的居民就医环境.

3）涉县现状一级医院床位数供给较为充足，应根据实际服务人口数量建立匹配的医疗资源数量，避免医疗资源的浪费.