ГИС и общественное здравоохранение

Для проверки этой статьи нужны дополнительные цитаты . Помогите улучшить эту статью , добавив ссылки на надежные источники . Материалы без источников могут быть оспорены и удалены. Найти источники:  «ГИС и общественное здравоохранение» – новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( апрель 2023 г. ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

Географические информационные системы (ГИС) и географическая информационная наука (ГИСциенция) объединяют возможности компьютерного картографирования с дополнительными инструментами управления базами данных и анализа данных . Коммерческие ГИС-системы очень мощные и затронули множество приложений и отраслей, включая науку об окружающей среде , городское планирование , сельскохозяйственные приложения и другие.

Общественное здравоохранение — еще одна область, в которой все чаще используются методы ГИС. Строгое определение общественного здравоохранения трудно определить, поскольку оно используется по-разному разными группами. В целом общественное здравоохранение отличается от личного здоровья тем, что оно (1) сосредоточено на здоровье населения, а не отдельных лиц, (2) больше сосредоточено на профилактике, чем на лечении, и (3) действует в основном в государственном (а не частном) контексте. ^[1] Эти усилия естественным образом попадают в область проблем, требующих использования пространственного анализа как части решения, и поэтому ГИС и другие инструменты пространственного анализа признаются как предоставляющие потенциально преобразующие возможности для усилий в области общественного здравоохранения.

В статье представлена ​​некоторая история использования географической информации и географических информационных систем в прикладных областях общественного здравоохранения, приведены некоторые примеры, демонстрирующие использование методов ГИС для решения конкретных проблем общественного здравоохранения, и, наконец, рассмотрены несколько потенциальных проблем, возникающих в связи с более широким использованием этих методов ГИС в сфере общественного здравоохранения.

Усилия общественного здравоохранения основывались на анализе и использовании пространственных данных в течение многих лет. Доктор Джон Сноу (врач) , которого часто называют отцом эпидемиологии , является, пожалуй, самым известным из таких примеров. ^[2] Доктор Сноу использовал нарисованную от руки карту для анализа географического расположения смертей, связанных с холерой в Лондоне в середине 1850-х годов. Его карта, на которой места смертей от холеры были наложены на места, где находились общественные водопроводы, указала на насос на Брод-стрит как на наиболее вероятный источник вспышки холеры. Удаление ручки насоса привело к быстрому снижению заболеваемости холерой, что помогло медицинскому сообществу в конечном итоге прийти к выводу, что холера была заболеванием, передающимся через воду. ^{[ необходима цитата ]}

Работа доктора Сноу дает представление о том, как ГИС может принести пользу расследованиям в области общественного здравоохранения и другим исследованиям. Он продолжил анализировать свои данные, в конечном итоге показав, что уровень заболеваемости холерой также был связан с местной высотой, а также типом почвы и щелочностью. Было обнаружено, что в низменных районах, особенно с плохо дренируемой почвой, наблюдались более высокие показатели заболеваемости холерой, что доктор Сноу приписал водоемам, которые там обычно собирались, снова показав доказательства того, что холера на самом деле была болезнью, передающейся через воду (а не переносимой «миазмами», как считалось в то время. ^[3]

Это ранний пример того, что стало известно как картирование распространения заболеваний , область исследования, основанная на идее, что заболевание начинается с некоторого источника или центральной точки, а затем распространяется по всей локальной области в соответствии с закономерностями и условиями там. Это еще одна область исследования, где возможности ГИС, как было показано, помогают практикующим врачам. ^{[ необходима цитата ]}

Сегодняшние проблемы общественного здравоохранения гораздо масштабнее тех, с которыми столкнулся доктор Сноу, и исследователи сегодня зависят от современных ГИС и других компьютерных картографических приложений, помогающих в их анализе. Например, см. карту справа, изображающую показатели смертности от сердечных заболеваний 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 информационной науки и технологий в практике и исследованиях общественного здравоохранения. ^[3] В рамках этих усилий ГИС — или, в более общем смысле, система поддержки принятия 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. ^[5]

Например, дисплеи ГИС использовались для демонстрации взаимодействия с онлайн-информацией о здоровье во время пандемий инфекционных заболеваний ^[6] , а также связей между кластерами новых случаев гепатита С и известными потребителями внутривенных наркотиков в Коннектикуте. ^[7] Причинно-следственную связь трудно доказать окончательно — 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 методов решения, связанных с ГИС. И наоборот, демонстрация совпадения потенциальных причинных факторов с конечным эффектом может помочь предположить потенциальную причинно-следственную связь, тем самым стимулируя дальнейшее расследование и анализ ^{[ требуется цитата ]}

В качестве альтернативы, методы ГИС использовались для демонстрации отсутствия корреляции между причинами и следствиями или между различными следствиями. Например, были изучены распределения как врожденных дефектов, так и детской смертности в Айове, и исследователи не обнаружили никакой связи в этих данных. ^[8] Это привело к выводу, что врожденные дефекты и детская смертность, вероятно, не связаны и, вероятно, вызваны разными причинами и факторами риска.

ГИС может поддерживать общественное здравоохранение различными способами. Прежде всего, ГИС-дисплеи могут помочь информировать о правильном понимании и принимать более обоснованные решения. Например, устранение различий в состоянии здоровья является одной из двух основных целей Healthy People 2010 , одной из выдающихся программ общественного здравоохранения, существующих сегодня в США. ГИС может играть значительную роль в этих усилиях, помогая практикующим врачам общественного здравоохранения выявлять области неравенства или неравенства, а в идеале помогать им выявлять и разрабатывать решения для устранения этих недостатков. ГИС также может помочь исследователям интегрировать разрозненные данные из самых разных источников и даже может использоваться для обеспечения мер контроля качества этих данных. Многие данные общественного здравоохранения по-прежнему генерируются вручную и, следовательно, подвержены ошибкам, создаваемым человеком, и неправильному кодированию. Например, географический анализ данных здравоохранения из Северной Каролины показал, что чуть более 40% записей содержали ошибки того или иного рода в географической информации (город, округ или почтовый индекс), ошибки, которые остались бы незамеченными без визуальных отображений, предоставляемых ГИС. ^[3] Исправление этих ошибок привело не только к более корректному отображению ГИС, но и к улучшению ВСЕХ анализов с использованием этих данных.

Существуют также опасения или проблемы с использованием инструментов ГИС для усилий общественного здравоохранения. Главной из них является беспокойство о конфиденциальности и приватности отдельных лиц. ^[3] Общественное здравоохранение обеспокоено здоровьем населения в целом, но должно использовать данные о здоровье отдельных лиц для проведения многих из этих оценок, и защита приватности и конфиденциальности этих лиц имеет первостепенное значение. Использование дисплеев ГИС и связанных с ними баз данных повышает потенциальную возможность нарушения этих стандартов конфиденциальности, поэтому необходимы некоторые меры предосторожности, чтобы избежать точного определения отдельных лиц на основе пространственных данных. Например, данные могут потребоваться для покрытия более крупных территорий, таких как переписной участок или округ, что поможет скрыть личные данные отдельных лиц. Карты также могут быть созданы в меньших масштабах, чтобы было показано меньше деталей. В качестве альтернативы ключевые идентификационные характеристики (такие как дорожная и уличная сеть) могут быть исключены из карт, чтобы скрыть точное местоположение, или может быть даже целесообразно намеренно сместить маркеры местоположения на некоторую случайную величину, если это будет сочтено необходимым. ^[3]

В литературе хорошо известно, что статистический вывод, основанный на агрегированных данных, может привести исследователей к ошибочным выводам, предполагая связи, которых на самом деле не существует, или скрывая связи, которые на самом деле существуют. Эта проблема известна как проблема изменяемых площадных единиц . ^{[9] [10]} Например, должностные лица здравоохранения Нью-Йорка беспокоились, что кластеры и причины рака будут неправильно идентифицированы после того, как они были вынуждены разместить карты, показывающие случаи рака по почтовому индексу в Интернете. Они утверждали, что почтовые индексы были разработаны для цели, не связанной с проблемами общественного здравоохранения, и поэтому использование этих произвольных границ может привести к ненадлежащим группировкам, а затем и к неверным выводам. ^{[10] [11] [12]} Кроме того, при сравнении данных в разных воздушных единицах разница в размере и численности населения означает, что сравнение итогов может скрыть основные тенденции в данных. ^[13] Эта проблема особенно распространена с картами хороплета. ^[13] Чтобы решить эту проблему, картографы часто применяют некоторую форму нормализации, например, случаи на 100 000 человек. К сожалению, эта практика не всегда соблюдается и может привести к созданию потенциально вводящих в заблуждение карт. ^[13]

Использование ГИС в здравоохранении — это область применения, которая все еще находится в зачаточном состоянии. Как и большинство новых приложений, здесь есть много обещаний, но также и много ловушек, которых следует избегать на этом пути. Многие исследователи и практики концентрируют свои усилия на этом, надеясь, что выгоды перевесят риски и затраты, связанные с этой новой областью применения современных методов ГИС.

• Национальный центр статистики здравоохранения
• ГИС и общественное здравоохранение в Esri
• ГИС для картирования общественного здравоохранения
• Международный журнал географии здоровья