ГИС и общественное здравоохранение

Географические информационные системы (ГИС) и географическая информатика (GIScience) сочетают в себе возможности компьютерного картографирования с дополнительными инструментами управления базами данных и анализа данных . Коммерческие ГИС-системы очень мощные и затронули многие приложения и отрасли, включая науку об окружающей среде , городское планирование , сельскохозяйственные приложения и другие.

Общественное здравоохранение является еще одной приоритетной областью, в которой все чаще используются методы ГИС. Строгое определение общественного здравоохранения дать сложно, поскольку оно используется разными группами по-разному. В целом, общественное здравоохранение отличается от личного здоровья тем, что оно (1) ориентировано на здоровье населения, а не отдельных людей, (2) больше ориентировано на профилактику, чем на лечение, и (3) действует в основном в правительственных (а не на медицинских целях). частный) контекст. Эти усилия естественным образом попадают в область проблем, требующих использования пространственного анализа как части решения, и поэтому ГИС и другие инструменты пространственного анализа признаны как обеспечивающие потенциально преобразующие возможности для усилий общественного здравоохранения.

В этой статье представлена ​​некоторая история использования географической информации и географических информационных систем в областях применения общественного здравоохранения, приведены некоторые примеры, показывающие использование методов ГИС для решения конкретных проблем общественного здравоохранения, и, наконец, рассматриваются несколько потенциальных проблем, возникающих в результате более широкого использования этих методов ГИС. на арене общественного здравоохранения.

История

Карта доктора Сноу, показывающая случаи холеры в Лондоне во время эпидемии 1854 года.

Усилия общественного здравоохранения на протяжении многих лет основывались на анализе и использовании пространственных данных. Доктор Джон Сноу (врач) , которого часто называют отцом эпидемиологии , возможно, является самым известным из таких примеров. Доктор Сноу использовал нарисованную от руки карту для анализа географических мест смертей от холеры в Лондоне в середине 1850-х годов. На его карте, на которой места смертей от холеры были совмещены с местами смерти от общественного водоснабжения, был указан насос на Брод-стрит как наиболее вероятный источник вспышки холеры. Удаление ручки помпы привело к быстрому снижению заболеваемости холерой, что помогло медицинскому сообществу в конечном итоге прийти к выводу, что холера — это болезнь, передающаяся через воду.

Работа доктора Сноу показывает, как ГИС может помочь расследованиям в области общественного здравоохранения и другим исследованиям. Он продолжал анализировать свои данные и в конечном итоге показал, что уровень заболеваемости холерой также связан с высотой местности, а также с типом почвы и ее щелочностью. Было обнаружено, что в низменных районах, особенно с плохо дренируемой почвой, наблюдается более высокий уровень заболеваемости холерой, что доктор Сноу объяснил наличием луж воды, которая имела тенденцию собираться там, что еще раз доказывает, что холера на самом деле передается через воду. болезнь (а не болезнь, вызванная «миазмами», как считалось в то время.

Это ранний пример того, что стало известно как картирование распространения заболеваний — область исследований, основанная на идее о том, что болезнь начинается с какого-то источника или центральной точки, а затем распространяется по всей локальной территории в соответствии с местными закономерностями и условиями. Это еще одна область исследований, в которой возможности ГИС оказались полезными для практиков.

ГИС для общественного здравоохранения

Более современная карта заболеваний, показывающая смертность от болезней сердца среди белых мужчин в США в 2000–2004 гг.

Сегодняшние проблемы общественного здравоохранения гораздо шире, чем те, с которыми столкнулся доктор Сноу, и сегодня исследователи полагаются на современные ГИС и другие компьютерные картографические приложения, помогающие в их анализе. Например, см. карту справа, показывающую уровень смертности от болезней сердца среди белых мужчин старше 35 лет в США в период с 2000 по 2004 год.

Информатика общественного здравоохранения (PHI) — это новая специальность, которая фокусируется на применении информационных наук и технологий в практике и исследованиях общественного здравоохранения. В рамках этих усилий ГИС – или, в более общем смысле, система поддержки пространственных решений (SDSS) – предлагает улучшенные методы географической визуализации , что приводит к более быстрому, лучшему и более надежному пониманию и возможностям принятия решений в сфере общественного здравоохранения.

Например, изображения ГИС использовались для того, чтобы продемонстрировать четкую взаимосвязь между кластерами новых случаев гепатита С и случаями среди известных потребителей внутривенных наркотиков в Коннектикуте. Причинно-следственную связь трудно доказать убедительно – коллокация не устанавливает причинно-следственную связь – но подтверждение ранее установленных причинно-следственных связей (например, внутривенное употребление наркотиков и гепатит С) может усилить принятие этих связей, а также помочь продемонстрировать полезность и надежность связанных с ГИС причинно-следственных связей. техники решения. И наоборот, демонстрация совпадения потенциальных причинных факторов с конечным эффектом может помочь предположить потенциальную причинную связь, тем самым стимулируя дальнейшее исследование и анализ.

С другой стороны, методы ГИС использовались, чтобы показать отсутствие корреляции между причинами и следствиями или между различными эффектами. Например, было изучено распределение как врожденных дефектов, так и детской смертности в Айове, и исследователи не обнаружили никакой связи в этих данных. Это привело к выводу, что врожденные дефекты и детская смертность, вероятно, не связаны между собой и, вероятно, обусловлены разными причинами и факторами риска.

ГИС также может поддерживать общественное здравоохранение различными способами. Прежде всего, отображения ГИС могут способствовать правильному пониманию и принятию более эффективных решений. Например, устранение неравенства в отношении здоровья является одной из двух основных целей программы « Здоровые люди 2010» , одной из выдающихся программ общественного здравоохранения, существующих сегодня в США. ГИС может сыграть значительную роль в этих усилиях, помогая практикующим специалистам общественного здравоохранения выявлять области неравенства и 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 обеспечения соблюдения мер контроля качества этих данных. Большая часть данных общественного здравоохранения по-прежнему генерируется вручную и, следовательно, подвержена ошибкам и неправильному кодированию по вине человека. Например, географический анализ данных о здравоохранении в Северной Каролине показал, что чуть более 40% записей содержат те или иные ошибки в географической информации (город, округ или почтовый индекс), ошибки, которые остались бы незамеченными без визуального отображения. предоставлено ГИС. Исправление этих ошибок привело не только к более правильному отображению ГИС, но и к улучшению ВСЕХ анализов с использованием этих данных.

с ГИС для

Существуют также проблемы или проблемы с использованием инструментов ГИС в целях общественного здравоохранения. Главной из них является забота о частной жизни и конфиденциальности отдельных лиц. Общественное здравоохранение заботится о здоровье населения в целом, но должно использовать данные о здоровье отдельных лиц для проведения многих из этих оценок, а защита частной жизни и конфиденциальности этих людей имеет первостепенное значение. Использование дисплеев ГИС и связанных с ними баз данных повышает вероятность нарушения этих стандартов конфиденциальности, поэтому необходимы некоторые меры предосторожности, чтобы избежать точного определения людей на основе пространственных данных. Например, может потребоваться агрегирование данных для охвата более крупных территорий, таких как переписной участок или округ, что поможет замаскировать индивидуальную личность. Карты также можно создавать в меньшем масштабе, чтобы было видно меньше деталей. Альтернативно, ключевые идентифицирующие элементы (такие как дороги и уличная сеть) могут быть исключены из карт, чтобы замаскировать точное местоположение, или может быть даже целесообразно намеренно сместить маркеры местоположения на некоторую случайную величину, если это будет сочтено необходимым.

В литературе хорошо известно, что статистические выводы, основанные на агрегированных данных, могут привести исследователей к ошибочным выводам, предполагая взаимосвязи, которых на самом деле не существует, или скрывая взаимосвязи, которые действительно существуют. Эта проблема известна как проблема изменяемой единицы площади . Например, представители общественного здравоохранения Нью-Йорка были обеспокоены тем, что кластеры рака и его причины будут неправильно идентифицированы после того, как их заставили разместить в Интернете карты, показывающие случаи рака по почтовым индексам. Их утверждение заключалось в том, что почтовые индексы были созданы для целей, не связанных с проблемами общественного здравоохранения, и поэтому использование этих произвольных границ может привести к ненадлежащим группировкам, а затем и к неверным выводам. Кроме того, при сравнении данных в разных воздушных единицах разница в размерах и численности населения означает, что сравнение итоговых показателей может скрыть основные тенденции в данных. Эта проблема особенно распространена при использовании картограмм. Чтобы решить эту проблему, картографы часто применяют ту или иную форму нормализации, например, количество случаев на 100 000 человек. К сожалению, эта практика не всегда соблюдается и может привести к тому, что карты могут ввести в заблуждение.

Резюме

Использование ГИС в здравоохранении является областью применения, которая все еще находится в зачаточном состоянии. Как и большинство новых приложений, это многообещающее, но также и множество подводных камней, которых следует избегать на этом пути. Многие исследователи и практики концентрируют свои усилия, надеясь, что выгоды перевешивают риски и затраты, связанные с этой новой областью применения современных ГИС-методов.

См. также

• Закон географии Арбиа
• пограничная проблема
• Биогеография
• Картография
• Концепции и методы в современной географии
• затухание расстояния
• экологическое заблуждение
• география
• Геопространственное прогнозное моделирование
• географические информационные системы
• географическая информатика
• проблема с модифицируемой единицей площади
• Общественное здравоохранение
• пространственный анализ
• пространственная автокорреляция
• Пространственная эпидемиология
• География времени
• Первый закон географии Тоблера
• Второй закон географии Тоблера
• География перевозок
• Проблема неопределенного географического контекста
• Городская география
• Уолдо Тоблер

Внешние ссылки

• Национальный центр статистики здравоохранения
• ГИС и общественное здравоохранение в Esri
• Консорциум информатики общественного здравоохранения
• Международный журнал географии здравоохранения