GIS a veřejné zdraví - GIS and public health - Wikipedia

Geografické informační systémy (GIS) a geografická informační věda (GIScience) kombinuje možnosti mapování počítače s dalšími databáze vedení a analýza dat nástroje. Komerční systémy GIS jsou velmi výkonné a dotkly se mnoha aplikací a průmyslových odvětví, včetně věda o životním prostředí, územní plánování, zemědělské aplikace a další.

Veřejné zdraví je další oblast zaměření, která stále více využívá techniky GIS. Je obtížné určit přesnou definici veřejného zdraví, protože ji různé skupiny používají různými způsoby. Veřejné zdraví se obecně liší od zdraví osobního v tom, že je (1) zaměřeno spíše na zdraví populace než na jednotlivce, (2) je zaměřeno více na prevenci než na léčbu a (3) funguje převážně ve státní správě (nikoli soukromý) kontext.[1] Tyto snahy přirozeně spadají do oblasti problémů vyžadujících použití prostorová analýza jako součást řešení, a proto se uznává, že GIS a další nástroje prostorové analýzy poskytují potenciálně transformační schopnosti pro úsilí v oblasti veřejného zdraví.

Tento článek představuje historii používání geografických informací a geografických informačních systémů v aplikačních oblastech veřejného zdraví, poskytuje příklady ukazující využití technik GIS při řešení konkrétních problémů veřejného zdraví a nakonec se věnuje několika potenciálním problémům vyplývajícím ze zvýšeného používání těchto technik GIS. v aréně veřejného zdraví.

Dějiny

Mapa Dr. Snowa zobrazující případy cholery v Londýně během epidemie v roce 1854.

Úsilí v oblasti veřejného zdraví bylo po mnoho let založeno na analýze a využívání prostorových dat. Dr. John Snow (lékař), často připočítán jako otec epidemiologie, je pravděpodobně nejznámější z těchto příkladů.[2] Dr. Snow použil ručně nakreslenou mapu k analýze geografických poloh úmrtí souvisejících s cholerou v Londýně v polovině padesátých let 20. století. Jeho mapa, která překrývala umístění cholera úmrtí s úmrtím na veřejné zásobování vodou, určila pumpu na Broad Street jako nejpravděpodobnější zdroj propuknutí cholery. Odstranění rukojeti pumpy vedlo k rychlému poklesu výskytu cholery, což pomohlo lékařské komunitě nakonec dojít k závěru, že cholera byla chorobou přenášenou vodou.

Práce Dr. Snowa poskytuje informace o tom, jak by GIS mohl být přínosem pro vyšetřování veřejného zdraví a další výzkum. Pokračoval v analýze svých údajů a nakonec ukázal, že míra výskytu cholery také souvisela s místní nadmořskou výškou, typem půdy a zásaditostí. Bylo zjištěno, že nízko položené oblasti, zejména oblasti se špatně odvodňující půdou, mají vyšší výskyt cholery, což Dr. Snow přisuzoval kalužím vody, které se tam hromadily, což opět dokazuje, že cholera byla ve skutečnosti vodou přenosná. nemoc (spíše než ta, kterou nese „miasma“, jak se v té době běžně věřilo.[3]

Toto je časný příklad toho, co se stalo známým jako mapování difúze nemoci, oblast studia založená na myšlence, že nemoc začíná z nějakého zdroje nebo centrálního bodu a poté se šíří po celé místní oblasti podle tamních vzorců a podmínek. Toto je další oblast výzkumu, kde se ukázalo, že schopnosti GIS pomáhají odborníkům.

GIS pro veřejné zdraví

Modernější mapa nemocí zobrazující úmrtí na srdeční choroby mezi bílými muži v USA v letech 2000–2004.

Dnešní problémy v oblasti veřejného zdraví mají mnohem větší rozsah než ty, kterým čelil Dr. Snow, a vědci dnes spoléhají na moderní GIS a další aplikace pro počítačové mapování, které jim při analýzách pomáhají. Například viz mapa vpravo zobrazující míru úmrtí na srdeční choroby u bílých mužů nad 35 let v USA v letech 2000 až 2004.[4]

Informatika veřejného zdraví (PHI) je rozvíjející se specialita, která se zaměřuje na aplikaci informační vědy a technologie na praxi a výzkum v oblasti veřejného zdraví.[5] Součástí tohoto úsilí je GIS - nebo obecněji systém podpory prostorového rozhodování (SDSS) - nabídky vylepšeny geografická vizualizace techniky vedoucí k rychlejším, lepším a robustnějším schopnostem porozumění a rozhodování v oblasti veřejného zdraví.[6]

Například displeje GIS byly použity k ukázání jasného vztahu mezi klastry naléhavých případů hepatitidy C a skupinami známých uživatelů intravenózních drog v Connecticutu.[7] Kauzality je těžké prokázat přesvědčivě - kolokace nezakládá příčinu - ale potvrzení dříve zjištěných kauzálních vztahů (jako je nitrožilní užívání drog a hepatitida C) může posílit přijetí těchto vztahů a také pomoci prokázat užitečnost a spolehlivost GIS souvisejících techniky řešení. Naopak, ukazování shody potenciálních kauzálních faktorů s konečným účinkem může napomoci navrhnout potenciální kauzální vztah, což povede k dalšímu zkoumání a analýze (je zapotřebí zdroj?).

Alternativně byly použity techniky GIS k prokázání nedostatečné korelace mezi příčinami a účinky nebo mezi různými účinky. Byly studovány například distribuce vrozených vad a kojenecké úmrtnosti v Iowě a vědci v těchto datech nenalezli žádný vztah.[8] To vedlo k závěru, že vrozené vady a kojenecká úmrtnost pravděpodobně nesouvisí a jsou pravděpodobně způsobeny různými příčinami a rizikovými faktory.

GIS může podporovat veřejné zdraví také různými způsoby. V první řadě mohou displeje GIS pomoci informovat o správném porozumění a vést k lepším rozhodnutím. Například vyloučení zdravotní rozdíly je jedním ze dvou hlavních cílů Zdraví lidé 2010, jeden z nejvýznamnějších programů v oblasti veřejného zdraví, který dnes existuje v USA. GIS může v tomto úsilí hrát významnou roli, pomáhá odborníkům v oblasti veřejného zdraví identifikovat oblasti rozdílů nebo nerovností a v ideálním případě jim pomáhá identifikovat a vyvíjet řešení k řešení těchto nedostatků. GIS může také pomoci výzkumným pracovníkům integrovat různorodá data z nejrůznějších zdrojů a lze jej dokonce použít k prosazení opatření ke kontrole kvality těchto dat. Mnoho údajů o veřejném zdraví je stále generováno ručně, a proto podléhají chybám a chybnému kódování způsobeným člověkem. Například geografická analýza údajů o zdravotní péči ze Severní Karolíny ukázala, že jen něco málo přes 40% záznamů obsahovalo nějaké chyby v geografických informacích (město, kraj nebo PSČ), chyby, které by byly bez vizuálních zobrazení nezjištěny poskytované GIS.[9] Oprava těchto chyb vedla nejen ke správnějším zobrazením GIS, ale také vylepšila VŠECHNY analýzy využívající tato data.

Problémy s GIS pro veřejné zdraví

Existují také obavy nebo problémy s používáním nástrojů GIS pro úsilí v oblasti veřejného zdraví. Šéf mezi nimi je starostí Soukromí a důvěrnost jednotlivců.[10] Veřejné zdraví se zajímá o zdraví populace jako celku, ale k provedení mnoha těchto hodnocení musí využívat údaje o zdraví jednotlivců a ochrana soukromí a důvěrnosti těchto jednotlivců má zásadní význam. Používání displejů GIS a souvisejících databází zvyšuje potenciál ohrožení těchto standardů ochrany osobních údajů, takže jsou nutná určitá preventivní opatření, aby se zabránilo určování totožnosti jednotlivců na základě prostorových dat. Například může být nutné agregovat data, aby pokryla větší oblasti, jako je PSČ nebo kraj, což pomáhá maskovat jednotlivé identity. Mapy lze také konstruovat v menším měřítku, takže je odhaleno méně detailů. Alternativně lze klíčové identifikační prvky (jako je silniční a pouliční síť) vynechat z map, aby se zamaskovalo přesné umístění, nebo může být dokonce vhodné záměrně vyrovnat značky umístění o nějakou náhodnou částku, pokud je to považováno za nutné.[11]

V literatuře je dobře prokázáno, že statistická inference založená na agregovaných datech může vést výzkumníky k chybným závěrům, což naznačuje vztahy, které ve skutečnosti neexistují, nebo zakrývající vztahy, které ve skutečnosti existují. Tento problém se označuje jako problém s upravitelnou plošnou jednotkou. Například newyorští úředníci v oblasti veřejného zdraví se obávali, že shluky a příčiny rakoviny budou chybně identifikovány poté, co budou nuceni zveřejňovat mapy zobrazující případy rakoviny pomocí PSČ na internetu. Tvrdili, že PSČ byla navržena za účelem, který nesouvisí s otázkami veřejného zdraví, a tak použití těchto libovolných hranic může vést k nevhodným seskupením a poté k nesprávným závěrům.[12]

souhrn

Využití GIS ve veřejném zdraví je oblast aplikace, která je ještě v plenkách. Stejně jako většina nových aplikací existuje mnoho příslibů, ale také spousta úskalí, kterým je třeba se během cesty vyhnout. Mnoho výzkumníků a odborníků se soustředí na toto úsilí a doufají, že přínosy převáží rizika a náklady spojené s touto nově vznikající oblastí použití moderních technik GIS.

Viz také

Poznámky pod čarou

  1. ^ O’Carroll, P.W. (2003). Úvod do informatiky veřejného zdraví. V P.W. O’Carroll, Y.A. Yasnoff, M.E. Ward, L.H. Ripp a E.L. Martin (ed.), Informatika veřejného zdraví (str. 1–15). New York, NY: Springer.
  2. ^ Lumpkin, J. R. (2003). Historie a význam informačních systémů a veřejného zdraví. V P.W. O’Carroll, Y.A. Yasnoff, M.E. Ward, L.H. Ripp a E.L. Martin (ed.), Informatika veřejného zdraví (str. 16–38). New York, NY: Springer.
  3. ^ Hanchette, C.L. (2003). Geografické informační systémy. V P.W. O’Carroll, Y.A. Yasnoff, M.E. Ward, L.H. Ripp a E.L. Martin (ed.), Informatika veřejného zdraví (str. 431–466). New York, NY: Springer.
  4. ^ https://www.cdc.gov/nchs/data/gis/atmappne.pdf, vyvoláno 29. března 2009.
  5. ^ Hanchette, C.L. (2003). Geografické informační systémy. V P.W. O’Carroll, Y.A. Yasnoff, M.E. Ward, L.H. Ripp a E.L. Martin (ed.), Informatika veřejného zdraví (str. 431–466). New York, NY: Springer.
  6. ^ Yasnoff, W.A. a Miller, P.L. (2003). Podpora rozhodování a odborné systémy ve veřejném zdraví. V P.W. O’Carroll, Y.A. Yasnoff, M.E. Ward, L.H. Ripp a E.L. Martin (ed.), Informatika veřejného zdraví (str. 494–512). New York, NY: Springer.
  7. ^ Trooskin S, Hadler J, St. Louis T a Navarro V (2005). Geoprostorová analýza hepatitidy C v Connecticutu: nová aplikace nástroje veřejného zdraví. Veřejné zdraví, 119 (11), 1042–7. Obnoveno z databáze Academic Search Premier.
  8. ^ Rushton, G., Krishnamurthy, R., Krishnamurti, D., Lolonis, P. a Song, H. (1996). Prostorový vztah mezi kojeneckou úmrtností a mírou vrozených vad ve městě v USA. Statistics in Medicine, 15, Citováno z databáze Academic Search Premier. 1907–19. Obnoveno z databáze Academic Search Premier.
  9. ^ Hanchette, C.L. (2003). Geografické informační systémy. V P.W. O’Carroll, Y.A. Yasnoff, M.E. Ward, L.H. Ripp a E.L. Martin (ed.), Informatika veřejného zdraví (str. 431–466). New York, NY: Springer.
  10. ^ Hanchette, C.L. (2003). Geografické informační systémy. V P.W. O’Carroll, Y.A. Yasnoff, M.E. Ward, L.H. Ripp a E.L. Martin (ed.), Informatika veřejného zdraví (str. 431–466). New York, NY: Springer.
  11. ^ Hanchette, C.L. (2003). Geografické informační systémy. V P.W. O’Carroll, Y.A. Yasnoff, M.E. Ward, L.H. Ripp a E.L. Martin (ed.), Informatika veřejného zdraví (str. 431–466). New York, NY: Springer.
  12. ^ Rushton G, Elmes G, McMaster R (2003). Úvahy o zlepšení výzkumu geografických informací v oblasti veřejného zdraví. URISA Journal, 12 (2), 31–49.

externí odkazy