ГИС и общественное здравоохранение - Википедия - GIS and public health

Географические информационные системы (ГИС) и географическая информатика (GIScience) сочетают возможности компьютерного картографирования с дополнительными база данных управление и анализ данных инструменты. Коммерческие системы ГИС очень мощные и затронули многие приложения и отрасли, в том числе наука об окружающей среде, городское планирование, сельскохозяйственные приложения и другие.

Здравоохранение - еще одна область, в которой все чаще используются методы ГИС. Трудно дать четкое определение общественного здравоохранения, поскольку оно используется разными группами по-разному. В целом, общественное здоровье отличается от личного здоровья тем, что оно (1) сосредоточено на здоровье населения, а не отдельных лиц, (2) сосредоточено больше на профилактике, чем на лечении, и (3) действует в основном в правительстве (а не на лечении). частный) контекст.[1] Эти усилия, естественно, относятся к области проблем, требующих использования пространственный анализ как часть решения, и поэтому считается, что ГИС и другие инструменты пространственного анализа предоставляют потенциально трансформирующие возможности для усилий общественного здравоохранения.

В этой статье представлена ​​история использования географической информации и географических информационных систем в прикладных областях общественного здравоохранения, приведены некоторые примеры, показывающие использование методов ГИС для решения конкретных проблем общественного здравоохранения, и, наконец, рассматриваются некоторые потенциальные проблемы, возникающие в результате более широкого использования этих методов ГИС. в сфере общественного здравоохранения.

История

Карта доктора Сноу с указанием случаев холеры в Лондоне во время эпидемии 1854 года.

Усилия общественного здравоохранения основывались на анализе и использовании пространственных данных в течение многих лет. Доктор Джон Сноу (врач), часто считается отцом эпидемиология, возможно, самый известный из этих примеров.[2] Доктор Сноу использовал нарисованную от руки карту для анализа географических местоположений смертей, связанных с холерой, в Лондоне в середине 1850-х годов. Его карта, на которой наложены местоположения холера смертельные случаи с теми, кто был в системе водоснабжения, указали, что насос на Брод-стрит является наиболее вероятным источником вспышки холеры. Удаление ручки насоса привело к быстрому снижению заболеваемости холерой, что помогло медицинскому сообществу в конечном итоге сделать вывод, что холера передается через воду.

Работа доктора Сноу показывает, как ГИС может помочь исследованиям в области общественного здравоохранения и другим исследованиям. Он продолжил анализировать свои данные и в конечном итоге показал, что уровень заболеваемости холерой также зависит от высоты местности, а также от типа почвы и щелочности. Было обнаружено, что в низинных районах, особенно с плохо дренируемой почвой, уровень заболеваемости холерой выше, что доктор Сноу приписал скопившимся там водоемам, что снова свидетельствует о том, что холера на самом деле передается через воду. болезнь (а не та, которую переносят миазмы, как считалось в то время.[3]

Это ранний пример того, что стало известно как картирование распространения болезни, область исследования, основанная на идее, что болезнь начинается из некоторого источника или центральной точки, а затем распространяется по территории в соответствии с закономерностями и условиями. Это еще одна область исследований, в которой было доказано, что возможности ГИС помогают практикам.

ГИС для общественного здравоохранения

Более современная карта болезней, показывающая смертность от болезней сердца среди белых мужчин в США с 2000 по 2004 год.

Сегодняшние проблемы общественного здравоохранения намного шире, чем те, с которыми столкнулся доктор Сноу, и сегодня исследователи полагаются на современные ГИС и другие компьютерные картографические приложения, которые могут помочь в их анализе. Например, см. Карту справа, на которой показаны показатели смертности от болезней сердца среди белых мужчин старше 35 лет в США в период с 2000 по 2004 год.[4]

Информатика общественного здравоохранения (PHI) - это новая специальность, которая фокусируется на применении информационных наук и технологий в практике и исследованиях общественного здравоохранения.[5] В рамках этих усилий ГИС - или, в более общем смысле, система поддержки пространственных решений (SDSS) - предлагает улучшенные географическая визуализация методы, ведущие к более быстрому, лучшему и надежному пониманию и способности принимать решения в сфере общественного здравоохранения.[6]

Например, ГИС-дисплеи использовались, чтобы показать четкую взаимосвязь между кластерами новых случаев гепатита С и теми, кто употребляет наркотики внутривенно в Коннектикуте.[7] Причинность сложно доказать окончательно - словосочетание не устанавливает причинно-следственную связь, но подтверждение ранее установленных причинно-следственных связей (например, внутривенное употребление наркотиков и гепатит С) может укрепить принятие этих взаимосвязей, а также помочь продемонстрировать полезность и надежность связанных с ГИС методы решения. И наоборот, демонстрация совпадения потенциальных причинных факторов с конечным эффектом может помочь предположить потенциальную причинную связь, тем самым стимулируя дальнейшие исследования и анализ (нужен источник?).

С другой стороны, методы ГИС использовались, чтобы показать отсутствие корреляции между причинами и следствиями или между различными эффектами. Например, в Айове изучались распределения как врожденных дефектов, так и младенческой смертности, и исследователи не обнаружили взаимосвязи в этих данных.[8] Это привело к выводу, что врожденные дефекты и младенческая смертность, вероятно, не связаны между собой и, вероятно, связаны с разными причинами и факторами риска.

ГИС также могут поддерживать общественное здоровье по-разному. Прежде всего, ГИС-дисплеи могут помочь в правильном понимании и принятии лучших решений. Например, устранение неравенство в состоянии здоровья одна из двух основных целей Здоровые люди 2010, одна из выдающихся программ общественного здравоохранения, существующих сегодня в США. ГИС могут сыграть важную роль в этих усилиях, помогая практикующим специалистам в области общественного здравоохранения выявлять области неравенства или неравенства и, в идеале, помогая им выявлять и разрабатывать решения для устранения этих недостатков. ГИС также может помочь исследователям интегрировать разрозненные данные из самых разных источников и даже использоваться для усиления мер контроля качества этих данных. Многие данные общественного здравоохранения по-прежнему генерируются вручную и, следовательно, подвержены ошибкам и неправильному кодированию по вине человека. Например, географический анализ данных здравоохранения из Северной Каролины показал, что чуть более 40% записей содержат ошибки того или иного рода в географической информации (город, округ или почтовый индекс), ошибки, которые остались бы незамеченными без визуальных дисплеев. предоставлено ГИС.[9] Исправление этих ошибок привело не только к более правильному отображению ГИС, но и к улучшению ВСЕХ анализов с использованием этих данных.

Проблемы с ГИС для общественного здравоохранения

Существуют также проблемы или проблемы с использованием инструментов ГИС для работы в области общественного здравоохранения. Главный из них - забота о Конфиденциальность и конфиденциальность людей.[10] Общественное здравоохранение заботится о здоровье населения в целом, но оно должно использовать данные о здоровье людей для проведения многих из этих оценок, и защита частной жизни и конфиденциальности этих людей имеет первостепенное значение. Использование дисплеев ГИС и связанных баз данных повышает вероятность нарушения этих стандартов конфиденциальности, поэтому необходимы некоторые меры предосторожности, чтобы не определять людей на основе пространственных данных. Например, может потребоваться агрегирование данных для охвата более крупных областей, таких как почтовый индекс или округ, что помогает скрыть индивидуальные данные. Карты также могут быть построены в меньшем масштабе, чтобы отображалось меньше деталей. В качестве альтернативы ключевые идентифицирующие объекты (такие как дороги и уличная сеть) можно не включать на карты, чтобы замаскировать точное местоположение, или даже может быть целесообразно намеренно сместить маркеры местоположения на некоторую случайную величину, если это будет сочтено необходимым.[11]

В литературе хорошо известно, что статистический вывод, основанный на агрегированных данных, может привести исследователей к ошибочным выводам, предполагая отношения, которые на самом деле не существуют, или скрывая отношения, которые действительно существуют. Эта проблема известна как модифицируемая проблема единичной площади. Например, чиновники общественного здравоохранения Нью-Йорка обеспокоены тем, что кластеры и причины рака будут неправильно определены после того, как они были вынуждены разместить в Интернете карты, показывающие случаи рака по почтовому индексу. Их утверждение заключалось в том, что почтовые индексы были разработаны для цели, не связанной с проблемами общественного здравоохранения, и поэтому использование этих произвольных границ может привести к неправильной группировке и затем к неверным выводам.[12]

Резюме

Использование ГИС в общественном здравоохранении - это область применения, которая все еще находится в зачаточном состоянии. Как и в случае с большинством новых приложений, это многообещающее, но также и множество подводных камней, которых следует избегать в процессе. Многие исследователи и практики концентрируют свои усилия, надеясь, что преимущества перевешивают риски и затраты, связанные с этой новой областью применения современных методов ГИС.

Смотрите также

Сноски

  1. ^ О’Кэрролл, П.В. (2003). Введение в информатику общественного здравоохранения. В P.W. О’Кэрролл, Ю.А. Яснов, М.Е. Уорд, Л.Х. Рипп, Э.Л. Мартин (ред.), Информатика общественного здравоохранения (стр. 1–15). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.
  2. ^ Лумпкин, Дж. Р. (2003). История и значение информационных систем и общественного здравоохранения. В P.W. О’Кэрролл, Ю.А. Яснов, М.Е. Уорд, Л.Х. Рипп, Э.Л. Мартин (ред.), Информатика общественного здравоохранения (стр. 16–38). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.
  3. ^ Hanchette, C.L. (2003). Географические информационные системы. В P.W. О’Кэрролл, Ю.А. Яснов, М.Е. Уорд, Л.Х. Рипп, Э.Л. Мартин (ред.), Информатика общественного здравоохранения (стр. 431–466). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.
  4. ^ https://www.cdc.gov/nchs/data/gis/atmappne.pdf, получено 29 марта 2009 г.
  5. ^ Hanchette, C.L. (2003). Географические информационные системы. В P.W. О’Кэрролл, Ю.А. Яснов, М.Е. Уорд, Л.Х. Рипп, Э.Л. Мартин (ред.), Информатика общественного здравоохранения (стр. 431–466). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.
  6. ^ Яснов В.А., Миллер П.Л. (2003). Поддержка принятия решений и экспертные системы в общественном здравоохранении. В P.W. О’Кэрролл, Ю.А. Яснов, М.Е. Уорд, Л.Х. Рипп, Э.Л. Мартин (ред.), Информатика общественного здравоохранения (стр. 494–512). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.
  7. ^ Трооскин С., Хадлер Дж., Сент-Луис Т. и Наварро В. (2005). Геопространственный анализ гепатита С в Коннектикуте: новое приложение инструмента общественного здравоохранения. Общественное здравоохранение, 119 (11), 1042–7. Получено из базы данных Academic Search Premier.
  8. ^ Раштон, Г., Кришнамурти, Р., Кришнамурти, Д., Лолонис, П., и Сонг, Х. (1996). Пространственная взаимосвязь между детской смертностью и уровнем врожденных дефектов в городе США. Статистика в медицине, 15, получено из базы данных Academic Search Premier. 1907–19. Получено из базы данных Academic Search Premier.
  9. ^ Hanchette, C.L. (2003). Географические информационные системы. В P.W. О’Кэрролл, Ю.А. Яснов, М.Е. Уорд, Л.Х. Рипп, Э.Л. Мартин (ред.), Информатика общественного здравоохранения (стр. 431–466). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.
  10. ^ Hanchette, C.L. (2003). Географические информационные системы. В P.W. О’Кэрролл, Ю.А. Яснов, М.Е. Уорд, Л.Х. Рипп, Э.Л. Мартин (ред.), Информатика общественного здравоохранения (стр. 431–466). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.
  11. ^ Hanchette, C.L. (2003). Географические информационные системы. В P.W. О’Кэрролл, Ю.А. Яснов, М.Е. Уорд, Л.Х. Рипп, Э.Л. Мартин (ред.), Информатика общественного здравоохранения (стр. 431–466). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.
  12. ^ Раштон Дж., Элмс Дж., Макмастер Р. (2003). Соображения по улучшению географических информационных исследований в области общественного здравоохранения. Журнал URISA, 12 (2), 31–49.

внешняя ссылка