综述：在地理信息系统（GIS）时代，考虑影响母婴和围产期健康的社交与环境因素：入门指南

《American Journal of Obstetrics & Gynecology MFM》：Consideration of social and environmental determinants of maternal and perinatal health in the GIS-era, a primer

　　

希瑟·H·伯里斯（Heather H. Burris）|克里斯汀·P·塔利（Kristin P. Tully）|伊丽莎白·A·豪威尔（Elizabeth A. Howell）|斯科特·A·洛奇（Scott A. Lorch）

美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院儿科系，费城，宾夕法尼亚州

摘要

社会和环境因素的暴露会影响到人的一生中的健康结果，包括围产期。负面因素如社区贫困、空气污染和暴力，以及积极因素如绿地、社区凝聚力和步行友好性，都会相互作用，影响许多复杂的健康结果。了解社区环境因素对健康的影响对于设计有效干预措施以改善塑造人们日常生活环境的健康影响至关重要。在地理信息系统（GIS）时代，分析区域层面的暴露与健康结果之间的关系对许多公共卫生研究人员来说已变得技术上可行。在本入门指南中，我们重点关注孕产妇和围产期健康，作为“妊娠、产后及产后健康提升质量与可及性以实现公平的母婴健康”（P³EQUATE）健康公平研究网络（HERN）健康决定因素工作组的成员，提出了一种逐步进行区域层面暴露与健康结果分析的方法，并考虑了促进科学严谨性的因素。

引言

社会和环境因素的暴露会影响到人的一生中的健康结果，包括围产期。¹负面因素如社区贫困、²空气污染、³暴力、⁴以及积极因素如绿地、⁵社区凝聚力和⁶步行友好性，⁷这些因素会相互影响，进而影响心血管健康、⁸肺功能、⁹心理健康¹⁰和妊娠结果^11,12即使考虑了个体风险因素和特征也是如此。随着对社会和环境健康决定因素认识的提高，美国心脏病协会（AHA）在2024年发布了一份科学声明，强调了研究社区对心血管健康影响的重要性。¹³这一综述基于社会生态模型^14,15该模型认为多层次的暴露和干预会影响到人的一生中的健康（图1）。该模型包括制度和人际层面的医疗保健服务。

2024年，美国妇产科医师学会（ACOG）也发布了一份委员会声明，重点讨论了社会和政治力量、结构性不平等以及社会需求对生殖健康服务的重要性。¹⁶ACOG的声明主要探讨了临床医生如何筛查和解决健康决定因素，以文化意识、谦逊、敏感的态度以及谨慎使用包容性语言来提供护理。此外，ACOG声明还指出，“医疗保健专业人员应倡导促进安全健康生活环境的政策变革。”因此，了解环境暴露对健康的影响作为多层次影响的一部分，对于设计有效干预措施以改善塑造人们日常生活环境的健康影响至关重要。在地理信息系统（GIS）时代，分析区域层面的暴露与健康结果之间的关系对许多公共卫生研究人员来说已变得技术上可行。在本入门指南中，我们重点关注孕产妇和围产期健康，作为“妊娠、产后及产后健康提升质量与可及性以实现公平的母婴健康”（P³EQUATE）健康公平研究网络（HERN）健康决定因素工作组的成员，提出了一种逐步进行区域层面暴露与健康结果分析的方法，并考虑了促进科学严谨性的因素。

章节摘录

步骤1 – 考虑区域层面变量的作用

明确环境变量被纳入分析的原因非常重要。首先，区域层面的环境暴露变量可以作为主要关注的对象（自变量）（图2A）。例如，“社区贫困是否与妊娠期高血压有关？”其他情况下，区域层面变量将作为协变量，用于尝试澄清不同的暴露-结果关系（图2B）。例如，“……”

区域单元

环境研究中的区域单元或空间地理范围各不相同。在全球性研究和报告中，有时区域单元可能大到一个国家；例如，可能会比较不同国家的早产率、¹⁸孕产妇死亡率、¹⁹或寿命²⁰。在美国，这些重要的公共卫生结果可能按州²¹、²²或县²⁴、²⁵、²⁶进行报告，因为健康政策决策通常是在这一层面做出的。²⁷然而，州和县内部的异质性仍然存在

暴露的时间分配

要得出因果推断，需要了解暴露和结果发生的时间顺序；只有在一结果之后发生的暴露才能排除因果关系。有时，感兴趣的暴露发生在特定日期或一系列日期。例如自然灾害或战争。其他情况下，暴露是在特定时间测量的，以代表一般性的暴露情况。例如，每月从市政水处理厂采集水样，或调查居民的收入或……

步骤4 – 考虑数据集中地址的局限性

最准确的分配环境暴露的方法是始终收集个人的地理位置信息。然而，这种方法可能成本高昂、不可行，并且存在侵犯隐私的风险。⁴⁴大多数流行病学研究使用居住地址作为人们大部分时间所处位置的代理，从而判断他们暴露于当地环境因素的情况。居住地址经过地理编码获取X和Y坐标，然后使用GIS进行空间连接，以分配不同的暴露

步骤5 – 考虑暴露数据的局限性

研究暴露的一个局限性是，它们被分配到的空间单元可能会随时间变化。例如，美国人口普查可能会根据人口数量的变化划分或合并普查区域。图5展示了阿勒格尼县的一个例子，其中普查区域边界在2000年和2020年之间发生了变化。暴露数据可能只在该普查区域变化之前或之后的特定年份可用，因此可能无法反映该时期的人口状况

步骤6 – 考虑伦理和监管方面的问题

通常认为小于邮政编码（ZIP code）的空间分辨率具有识别性，因此根据数据集的数据共享规则可能不能共享。来自医院数据集的地址不应上传到不受安全防护且未经批准的防火墙支持的服务器（例如谷歌、ArcGIS World Geocoder）。因此，地理编码应在本地安全的驱动器中进行，不应将数据共享到医院控制范围之外的基于云的服务器；下载参考文件非常重要

结论

鉴于社区对健康的重要影响以及GIS的可访问性不断提高，对暴露和结果的空间分析在流行病学研究人员中变得越来越普遍。我们提出了科学严谨性和伦理行为的考虑因素，以促进有意义的研究。随着人工智能的兴起，对社会和环境变量的访问以及代码和地图的快速生成将会进一步增加。作为围产期研究人员，

关于手稿准备过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备本文档的过程中，主要作者使用ChatGPT生成R代码草案来绘制地图和计算普查区域单元。使用该服务后，主要作者根据需要审查和编辑了内容，并对已发表文章的内容负全责。

总结

随着对社区健康影响重要性的认识以及GIS使用便捷性的提高，对暴露和结果的空间分析在流行病学研究人员中变得越来越普遍。我们提出了促进科学严谨性和伦理行为的考虑因素。随着人工智能的发展，对社会和环境变量的访问以及代码和地图的快速生成也将不断增加。作为围产期研究人员，

在准备本文档的过程中，主要作者使用ChatGPT生成了R代码草案，用于绘制地图和计算普查区域单元。使用该服务后，主要作者根据需要审查和编辑了内容，并对已发表文章的内容负全责。

压缩版

利用GIS分析社区暴露与健康结果以制定公共卫生政策的工作正在增长。本文提出了进行严谨的围产期GIS研究的方法学考虑因素。

希瑟·H·伯里斯（Heather H. Burris）：概念构思、数据整理、方法学、初稿撰写。克里斯汀·P·塔利（Kristin P. Tully）：方法学、撰写 – 审稿与编辑。伊丽莎白·A·豪威尔（Elizabeth A. Howell）：资金获取、项目管理、监督、撰写 – 审稿与编辑。斯科特·A·洛奇（Scott A. Lorch）：概念构思、方法学、监督、撰写 – 审稿与编辑。