التحليل المكاني وتحليل التعلم الآلي لعدم المساواة في التأمين الصحي على مستوى المقاطعة في غانا
Spatial and Machine Learning Analysis of District-Level Health Insurance Inequities in Ghana

شارك:
المجلة: Cureus، المجلد: 18، العدد: 1
DOI: https://doi.org/10.7759/cureus.101984
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41728405
تاريخ النشر: 2026-01-21
المؤلف: Valentine G Ghanem
الموضوع الرئيسي: أنظمة الرعاية الصحية والإصلاحات

نظرة عامة

تبحث ورقة البحث في التوزيع الجغرافي لعدم التأمين في غانا، مع التأكيد على الحاجة إلى تحليلات وصول مفصلة لمعالجة عدم المساواة في نظام التأمين الصحي الوطني (NHIS) كجزء من التغطية الصحية الشاملة (UHC). باستخدام بيانات التعداد السكاني والإسكان لعام 2021، employs الدراسة تصميمًا كميًا وعرضيًا وإيكولوجيًا، يدمج تحليل الارتباط الذاتي الجغرافي مع تصنيف شجرة القرار (DTC). تكشف النتائج عن ارتباط ذاتي مكاني إيجابي كبير (مؤشر موران العالمي = 0.422، p < 0.001)، مما يحدد 42 مجموعة "عالية-عالية" من عدم التأمين تقع بشكل أساسي في منطقة السافانا الشمالية. حقق نموذج DTC دقة إجمالية بلغت 82.5%، مع ظهور الأمية كأهم مؤشر لخطر عدم التأمين. تخلص الدراسة إلى أن عدم توفر التأمين الصحي في غانا متجمع جغرافيًا ومرتبط ارتباطًا وثيقًا بمستويات التعليم، مما يشير إلى أن التعقيدات المؤسسية تعيق التسجيل. تعتبر النقاط الساخنة الـ 42 المحددة، إلى جانب 10 مناطق ذات أولوية "قائمة حمراء"، أهدافًا حيوية للتدخلات التي تهدف إلى تقليل عدم المساواة الصحية. تدعو التحليلات إلى التحول من نظام تأمين صحي ساعي إلى نظام نشط يسعى لتحقيق المساواة، مع التأكيد على ضرورة الاستثمارات المحلية في المناطق المحددة لسد فجوة التغطية. يعد معالجة الأبعاد التعليمية والمكانية لهذه المناطق أمرًا أساسيًا لمواءمة سياسات NHIS مع الاحتياجات المحددة لأكثر الفئات المحرومة، مما يسهل التقدم نحو UHC.

مقدمة

تسلط مقدمة ورقة البحث هذه الضوء على التحدي الحاسم المتمثل في تحقيق التغطية الصحية الشاملة (UHC) كما هو موضح في هدف التنمية المستدامة الثالث للأمم المتحدة (الهدف 3.8). تؤكد على الإحصائية المقلقة التي تفيد بأن حوالي 100 مليون شخص يُدفعون إلى الفقر سنويًا بسبب نفقات الصحة، لا سيما في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، حيث يمكن أن تصل نفقات الصحة من الجيب إلى 40% في دول مثل أوغندا. على الرغم من المبادرات مثل نظام التأمين الصحي الوطني في غانا (NHIS)، الذي يهدف إلى تخفيف الحواجز المالية أمام خدمات الصحة، لا تزال الفجوات الكبيرة قائمة. يكشف مؤشر الفقر المتعدد الأبعاد على مستوى المنطقة (MPI) أن حرمان التأمين الصحي هو بُعد رئيسي من أبعاد الفقر، حيث تمثل الفجوات المكانية 35-40% من إجمالي عدم المساواة في غانا.

تستخدم هذه الدراسة تحليلًا جغرافيًا على مستوى المنطقة لتغطية التأمين الصحي عبر جميع المناطق الـ 261 في غانا، باستخدام بيانات التعداد السكاني والإسكان لعام 2021. من خلال دمج الارتباط الذاتي الجغرافي مع تقنيات التعلم الآلي، مثل تصنيف شجرة القرار (DTC)، تهدف الدراسة إلى تحديد “النقاط الساخنة” المحلية لعدم التأمين وتصنيف العوامل الاجتماعية والاقتصادية—مثل الأمية والبطالة—التي تسهم في عدم المساواة الصحية. تؤكد الورقة على أهمية معالجة العوامل الهيكلية التي تؤثر على الوصول إلى التأمين الصحي، لا سيما في سياق نظام الحكم اللامركزي في غانا، الذي أدى إلى وجود فجوة تنموية مستمرة بين الشمال والجنوب. تشمل أهداف الدراسة تحليل التوزيع المكاني لعدم التأمين الصحي، وتحديد تقاطعات الفقر وعدم التأمين، وإنشاء “قائمة حمراء” تشخيصية للمناطق لتعزيز تخصيص الموارد والحكم في السعي نحو UHC.

طرق

في هذه الدراسة، استخدم المؤلفون إطارًا تكامليًا يجمع بين تقنيات التعلم الآلي التنبؤية المتقدمة مع التحليلات المكانية لتحليل العوامل الاجتماعية والاقتصادية التي تؤثر على عدم التأمين الصحي على مستوى المنطقة. يختلف هذا النهج عن الطرق التقليدية من خلال تجنب الافتراضات الخطية، مما يسمح بفهم أكثر دقة للترابطات الجغرافية المعقدة التي تؤثر على إمكانية الوصول إلى الرعاية الصحية. تهدف المنهجية إلى التقاط تعقيد العلاقات بين المتغيرات الاجتماعية والاقتصادية وحالة التأمين الصحي، مما يوفر رؤى يمكن أن تُفيد في استراتيجيات السياسة والتدخل.

نتائج

تظهر النتائج المقدمة في الجدول 4 مقاييس الارتباط الذاتي المكاني العالمي، وتحديدًا مؤشر موران، ومؤشر غياري، وGetis-Ord G، التي تشير مجتمعة إلى اعتماد مكاني كبير لعدم التأمين. تؤكد هذه النتيجة على أهمية استخدام مؤشرات محلية للارتباط المكاني (LISA) في تحليل أنماط عدم التأمين. يدعم تلاقي هذه المقاييس الإحصائية الفكرة القائلة بأن عدم التأمين ليس موزعًا بشكل عشوائي عبر المناطق الجغرافية، مما يثبت إمكانية استهداف السياسات المستندة إلى المعلومات المكانية لمعالجة هذه القضية بشكل فعال.

مناقشة

تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على النتائج المهمة المتعلقة بالتوزيع الجغرافي لاستبعاد التأمين الصحي في غانا، مع التأكيد على العلاقة بين عدم التأمين الصحي والحرمان الاجتماعي والاقتصادي. تحدد الدراسة “جغرافيا الاستبعاد”، لا سيما في المناطق الشمالية، حيث تتزامن معدلات عدم التأمين المرتفعة مع مستويات مرتفعة من الفقر المتعدد الأبعاد والأمية. يبرز هذا التجمع للحرمان ضرورة التدخلات السياسية المستهدفة التي تعالج العوامل الهيكلية المحلية التي تعيق التغطية الصحية الشاملة (UHC). تشير تصنيفات 42 منطقة ككتل “عالية-عالية” إلى أن هذه المناطق تواجه تحديات مركبة، مما يتطلب ابتكارات سياسية تركز على الجغرافيا بدلاً من نهج وطني موحد.

علاوة على ذلك، تكشف نتائج النمذجة التنبؤية أن الأمية هي أهم مؤشر لعدم التأمين، حيث تمثل 84.7% من أهمية ميزات النموذج. تشير هذه النتيجة إلى أن العجز التعليمي يخلق حواجز تنقل ضمن نظام التأمين الصحي الوطني (NHIS)، مما يعقد التسجيل للفئات الأقل تعليمًا. تجادل الدراسة بأن الإعفاءات المالية للفقراء قد تكون غير كافية إذا ظلت العقبات البيروقراطية دون معالجة. من خلال وضع هذه النتائج في سياق أوسع لأفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، تتماشى الأبحاث مع الأدبيات الحالية التي تبرز التهميش الجغرافي كحاجز مستمر أمام الوصول إلى الرعاية الصحية. تمثل تطبيق تقنيات التعلم الآلي لتصنيف المخاطر على مستوى المنطقة تقدمًا منهجيًا، مما يوفر فهمًا دقيقًا للفجوات المكانية التي تميز إمكانية الوصول إلى خدمات الصحة في غانا وما بعدها.

القيود

تسلط القيود في هذه الدراسة الإيكولوجية الضوء على عدة مخاوف منهجية تؤثر على تفسير نتائجها. بشكل أساسي، يعني استخدام المجاميع على مستوى المنطقة أن النتائج ترتبط بدلاً من أن تكون سببية، مما يزيد من خطر الخطأ الإيكولوجي حيث قد لا تعكس الاتجاهات على مستوى المنطقة سلوكيات الأفراد بدقة. بالإضافة إلى ذلك، بينما تشمل التحليل 261 منطقة، قد تتجاهل التباينات الكبيرة داخل المنطقة، وهي تحدٍ يعرف بمشكلة الوحدة الجغرافية القابلة للتعديل (MAUP). يحد الاعتماد على بيانات عرضية من التعداد السكاني والإسكان لعام 2021 من القدرة على تتبع التغيرات الطولية في حالة التأمين الصحي وتأثيرات التدخلات السياسية اللاحقة.

علاوة على ذلك، كشفت التحقق الأولي من نموذج التعلم الآلي، الذي حقق دقة تصنيف تبلغ 82.5%، عن قيم سلبية تبرز التباين المكاني الشديد للسكان غير المؤمن عليهم عبر غانا. يشير هذا التباين إلى أن التحليل على مستوى المنطقة فقط يفتقر إلى السياق المكاني والزمني الضروري للتخطيط الفعال لبيانات الصحة. يمكن أن تستفيد الأبحاث المستقبلية من دمج بيانات على مستوى المنشأة لتقييم عوامل مثل المسافة إلى الرعاية والتداخل بين مؤشرات التنبؤ الاجتماعية والاقتصادية. تعتبر الاعتبارات الأخلاقية أيضًا ذات أهمية قصوى، حيث إن تطبيق النموذج قد يؤدي عن غير قصد إلى تفاقم عدم المساواة إذا أدى إلى استبعاد الفئات الضعيفة بدلاً من إعطائها الأولوية في خدمات الصحة.

Journal: Cureus, Volume: 18, Issue: 1
DOI: https://doi.org/10.7759/cureus.101984
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41728405
Publication Date: 2026-01-21
Author(s): Valentine G Ghanem
Primary Topic: Healthcare Systems and Reforms

Overview

The research paper investigates the geographical distribution of uninsurance in Ghana, emphasizing the need for detailed access analyses to address inequities in the National Health Insurance Scheme (NHIS) as part of Universal Health Coverage (UHC). Utilizing the 2021 Population and Housing Census data, the study employs a quantitative, cross-sectional, and ecological design, integrating geospatial autocorrelation analysis with Decision Tree Classification (DTC). The findings reveal significant positive spatial autocorrelation (Global Moran’s I = 0.422, p < 0.001), identifying 42 "High-High" uninsurance clusters predominantly located in the northern savanna region. The DTC model achieved an overall accuracy of 82.5%, with illiteracy emerging as the primary predictor of uninsurance risk. The study concludes that health insurance unavailability in Ghana is geographically clustered and closely linked to literacy levels, suggesting that institutional complexities hinder enrollment. The identified 42 hotspots, along with the 10 "Red List" priority districts, are critical targets for interventions aimed at reducing health inequities. The analysis advocates for a shift from a passive to an active equity-seeking health insurance system, emphasizing the necessity of localized investments in the identified districts to bridge the coverage gap. Addressing the educational and spatial dimensions of these areas is essential for aligning NHIS policies with the specific needs of the most underserved populations, thereby facilitating progress toward UHC.

Introduction

The introduction of this research paper highlights the critical challenge of achieving Universal Health Coverage (UHC) as outlined in the United Nations Sustainable Development Goal 3 (Target 3.8). It emphasizes the alarming statistic that approximately 100 million people are pushed into poverty annually due to health expenditures, particularly in sub-Saharan Africa, where out-of-pocket health expenses can reach up to 40% in countries like Uganda. Despite initiatives like Ghana’s National Health Insurance Scheme (NHIS), which aims to alleviate financial barriers to health services, significant disparities persist. The District Multidimensional Poverty Index (MPI) reveals that health insurance deprivation is a key dimension of poverty, with spatial inequalities accounting for 35-40% of total inequality in Ghana.

This research employs a district-level geospatial analysis of health insurance coverage across all 261 districts in Ghana, utilizing the 2021 Population and Housing Census data. By integrating geospatial autocorrelation with machine learning techniques, such as Decision Tree Classification (DTC), the study aims to identify localized ‘hotspots’ of uninsurance and rank socioeconomic factors—like illiteracy and unemployment—that contribute to health inequities. The paper underscores the importance of addressing structural factors influencing health insurance access, particularly in the context of Ghana’s decentralized governance system, which has led to a persistent “North-South” development divide. The study’s objectives include analyzing the spatial distribution of health uninsurance, identifying intersections of poverty and uninsurance, and creating a diagnostic “Red List” of districts to enhance resource allocation and governance in the pursuit of UHC.

Methods

In this study, the authors employed an integrative framework that combines advanced predictive machine learning techniques with spatial analytics to analyze the socioeconomic factors influencing health-related uninsurance at the district level. This approach diverges from conventional methods by eschewing linear assumptions, thereby allowing for a more nuanced understanding of the intricate geospatial interconnections that affect healthcare accessibility. The methodology aims to capture the complexity of the relationships between socioeconomic variables and health insurance status, providing insights that could inform policy and intervention strategies.

Results

The results presented in Table 4 demonstrate the global spatial autocorrelation metrics, specifically Moran’s I, Geary’s C, and Getis-Ord G, which collectively indicate a significant spatial dependence of uninsurance. This finding underscores the importance of employing Local Indicators of Spatial Association (LISA) in analyzing uninsurance patterns. The convergence of these statistical measures supports the notion that uninsurance is not randomly distributed across geographic areas, thereby validating the potential for spatially informed policy targeting to address this issue effectively.

Discussion

The discussion section of the research paper highlights the significant findings regarding the geographic distribution of health insurance exclusion in Ghana, emphasizing the relationship between health uninsurance and socioeconomic deprivation. The study identifies a “geography of exclusion,” particularly in the northern regions, where high rates of uninsurance coincide with elevated levels of multidimensional poverty and illiteracy. This clustering of disadvantage underscores the necessity for targeted policy interventions that address localized structural factors impeding Universal Health Coverage (UHC). The classification of 42 districts as “High-High” clusters indicates that these areas face compounded challenges, necessitating geographic-centric policy innovations rather than a one-size-fits-all national approach.

Moreover, the predictive modeling results reveal that illiteracy is the most critical predictor of uninsurance, accounting for 84.7% of the model’s feature importance. This finding suggests that educational deficits create navigational barriers within the National Health Insurance Scheme (NHIS), complicating enrollment for less literate populations. The study argues that financial waivers for the poor may be insufficient if bureaucratic obstacles remain unaddressed. By situating these findings within the broader context of sub-Saharan Africa, the research aligns with existing literature that highlights geographic marginalization as a persistent barrier to healthcare access. The application of machine learning techniques for district-level risk stratification represents a methodological advancement, offering a nuanced understanding of the spatial inequities that characterize health service accessibility in Ghana and beyond.

Limitations

The limitations of this ecological study highlight several methodological concerns that affect the interpretation of its findings. Primarily, the use of district-level aggregates means that the results are associational rather than causal, raising the risk of ecological fallacy where district-level trends may not accurately reflect individual behaviors. Additionally, while the analysis encompasses 261 districts, it may overlook significant intra-district variations, a challenge known as the Modifiable Areal Unit Problem (MAUP). The reliance on cross-sectional data from the 2021 Population and Housing Census further restricts the ability to track longitudinal changes in health insurance status and the effects of subsequent policy interventions.

Moreover, the preliminary validation of the machine learning model, which achieved a classification accuracy of 82.5%, revealed negative values that underscore the extreme spatial heterogeneity of uninsured populations across Ghana. This heterogeneity suggests that a purely district-level analysis lacks the necessary spatial and temporal context for effective health data planning. Future research could benefit from incorporating facility-level data to assess factors such as distance to care and socioeconomic predictor collinearity. Ethical considerations are also paramount, as the model’s application could inadvertently exacerbate inequities if it leads to the exclusion of vulnerable groups rather than their prioritization in health services.