ОГЛЯД ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ДЛЯ СПОСТЕРЕЖЕННЯ ВРОДЖЕНИХ ДИТЯЧИХ ДЕФЕКТІВ

^ ОГЛЯД ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ДЛЯ СПОСТЕРЕЖЕННЯ ВРОДЖЕНИХ ДИТЯЧИХ ДЕФЕКТІВ Пархісенко Я., Яковлев П. Україна, Київ, Український центр менеджменту землі та ресурсів (УЦМЗР); програма ПРООН-ГЕФ екологічного оздоровлення басейну Дніпра. Аспірант Інституту гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва АМН України. Адміністративний помічник Програми ПРООН-ГЕФ.
За даними Міжнародного центру EUROCAT сумарна частота вроджених вад розвитку (ВВР) коливається в широких межах - від 10,3 до 32,3 на 1000 немовлят. Ситуація із вродженими вадами в Україні, порівняно з країнами СНД і Європи, не є найкращою: середня кількість зареєстрованих вад в Україні – 29 на 1000 немовлят. В структурі захворюваності дітей України вроджені аномалії складають 0,5%. При цьому слід враховувати, що не завжди вдається виявити вроджені вади: структура вроджених вад вказує на недостатню якість діагностики цієї патології в деяких регіонах України як через відсутність приладів, так і через низьку кваліфікацію лікарів. Частота реєстрації має загальну тенденцію до зростання з року в рік (рис. 1), що поряд із економічною кризою, значною забрудненістю середовища, в тому числі у зв’язку із аварією на ЧАЕС, відсутністю ефективних ліків для хворих, формує несприятливий фон для боротьби із захворюваннями, що розглядаються. В двох областях: Чернігівській та Закарпатській, спостерігається критична ситуація із смертністю внаслідок вроджених вад. Високі рівні ранньої неонатальної смерті при вроджених аномаліях спостерігаються у Чернівецькій та Рівненській областях.



^ Рис. 1. Кількість виявлених вроджених вад у плоду при ультразвуковому селективному скринінзі на 1000 обстежених.

Беручи до уваги вказані обставини, Українським центром менеджменту землі та ресурсів (УЦМЗР) за підтримки Американського агенства з міжнародного розвитку (USAID) реалізовано проект “Концептуальна розробка інформаційно-технологічної підтримки УЦМЗР для американо-української Програми спостереження вроджених дитячих дефектів”, результати якого представлені у даному матеріалі.

В рамках зазначеного проекту було проаналізовано основні інформаційні медичні системи та напрацювання, висновки і дані яких могли б бути основою для створення методології інформаційної підтримки спостереження вроджених вад. В результаті історичного огляду з’ясувалося, що наприкінці 60-х вчені стали активно займатися вивченням і аналізом впливу навколишнього середовища на здоров'я населення. Було визнано, що для постійного глибокого аналізу стану справ доцільно створити постійно діючу систему спостереження для оперативного і гнучкого планування заходів з охорони здоров'я. Так, одним з основних завдань у справі попередження вроджених вад є виявлення факторів несприятливого впливу на організм. Сьогодні інформаційні технології набули значного розвитку. Як правило, це або автоматизовані інформаційні системи (АІС) спостереження за зміною яких-небудь окремих, конкретних показників здоров'я, або локальні моніторингові мережі. Окремим напрямком розвитку інформатизації є географічні інформаційні системи (ГІС), концепція яких була запропонована близько сорока років тому Р. Ф. Томлісоном. Функціонування ГІС базується на наступних компонентах: збір даних, їх обробка, узагальнення, картографування, аналіз і представлення. Прикладами успішного функціонування ГІС в галузі охорони здоров’я та екології можуть бути системи по встановленню залежності між смертністю, народжуваністю і забрудненням атмосферного повітря в Шотландії, система планування й організації медичної допомоги населенню в ряді африканських країн, система організації боротьби із шистосомозом у Сенегалі, моніторинг поширеності раку гортані в північно-західних областях Англії, система аналізу ризику для здоров'я від дії токсичних агентів в атмосферному повітрі в Каліфорнії. В часи СРСР в Україні функціонували автоматизована державна інформаційна система “АДІС Здоров'я". Вона базувалася на трьох самостійних підсистемах: підсистема “забруднення навколишнього середовища”, підсистема “чисельність і склад населення”, підсистема “стан здоров’я населення”. Зазначені підсистеми повинні були мати чіткий часово-територіальний зв’язок, який забезпечувався за рахунок динамічного функціонування підсистем на території міста, у вибіркових зонах спостереження. В даний час в Україні розпочаті розробки національного медико-екологічного моніторингу (МЕМ), метою якого є створення на території країни державної моніторингової мережі спостереження за здоров'ям різних контингентів населення

У рамках цієї роботи створено пілотну ГІС для можливого використання при спостереженні вроджених дитячих дефектів. Так, розроблено шар “Oblasts_H”, що містить дані щодо захворюваності, шкідливих викидів у атмосферу по областях. Шар “Test_rayons.shp” - із аналогічними даними на районному рівні. За допомогою ГІС проведено територіальний аналіз генетичних захворювань. Так, чітко вирізняється Чернігівська та Закарпатська аномалії із підвищеними рівнями смертності від ВВР. Пошук кореляційного зв’язку між показниками факторів-захворюваності на обласному рівні не дав позитивного результату, тобто зв’язок між рівнем генетичних захворювань і рівнем забруднення водного і повітряного середовища набагато складніший за лінійний.

В рамках роботи було здійснено спробу аналізу зв’язку між швидкістю міграції радіонуклідів до організму людини та частотою реєстрації вроджених вад. За основу взято карту сумарних ефективних доз зовнішнього та внутрішнього опромінення населення України [1]. Слід зазначити, що показник “сумарна ефективна доза” розраховується за формулою, що враховує коефіцієнт переносу радіонуклідів через зовнішні та внутрішні ланцюги до організму людини (враховуючи характеристики ґрунтів, рослинності та тип радіонуклідів за проникністю). Оверлайне співставлення шарів карт “Сумарні ефективні дози зовнішнього та внутрішнього опромінення населення 1986-2055рр” [1] та “карти захворюваності на ВВР серця у 1990 р.” [5] не дає чітких закономірностей.

Аналіз ГІС-шарів було здійснено на регіональному рівні, для чого обрано три області, що найбільше постраждали від аварії на ЧАЕС (Київська, Житомирська, Чернігівська). Виявлено аномалії у Овруцькому та Корюківському районах (Житомирська та Чернігівська області відповідно). Кореляції між парами: “отримана радіаційна доза”-“кількість аномалій”, а також “кількість внесених в грунти пестицидів” – “кількість аномалій”-становлять по 0,38. Це наводить на думку про те, що аналіз даних на регіональному рівні дійсно дозволить зафіксувати такі зв’язки, які на всеукраїнському рівні можуть не простежуватися.

Для більш глибокого аналізу даних, значну користь дало застосування методу самоорганізації математичних моделей [2,3]. Цей підхід використано для аналізу даних на нерегулярній сітці з великим рівнем шуму (дані по районах) – рис.2 . Тестування дозволило:

    1. Побудувати 3D моделі різних параметрів на основі даних з реальним рівнем шуму. Це, наприклад, 3D моделі територіального розподілу поширеності (prevalence), захворюваності (incidence) і смертності (mortality) від різного роду захворювань, інтенсивності забруднення радіонуклідами, важкими металами, пестицидами і т.п. Різно орієнтовані частини розподілу зручно вирізняються з 3D моделі із територіальною компонентою у вигляді відповідних зон або регіонів, гомогенних або гетерогенних за значеннями параметрів. Таким чином, ця модель є не лише регіональною базою даних значень параметрів, а також інструментом об’єктивізації результатів зонування та районування території на основі більш глибокого розуміння її гетерогенності.

    2. Проаналізувати карти забруднень радіоактивними ізотопами областей України, що найбільше постраждали внаслідок аварії на ЧАЕС, поширеності вроджених вад розвитку серця і серцево-судинної системи у дітей віком 0-14 років на території зазначених областей.

    3. На основі алгоритмів самоорганізації, що перевірялася у тримірному варіанті (два виміри визначають географічні координати, один – змістовну ознаку), доведено придатність методу для розв’язання задач кластеризації (зонування) території України за медико-демографічними параметрами.



Рис. 2. Карта поширеності всіх видів новоутворень у дітей віком 0-14 років в Житомирській, Київській та Чернігівській областях (1990 р).

Таким чином, кластеризація території за ознакою поширеності вроджених вад розвитку серця і серцево-судинної системи у дітей, здійснена із застосуванням методів самоорганізації математичних моделей, дала результати, які цілком задовільно піддаються змістовній інтерпретації (поясненню). Поряд з ГІС, метод може бути успішно використаний для аналізу медико-демографічної інформації, у т.ч. щодо поширеності (prevalence) і захворюваності (incidence) дітей на вроджені аномалії (вади) розвитку та новоутворення на радіаційно забруднених територіях. Розроблена методика дозволяє провести детальний територіальний аналіз відповідності стану демографічної ситуації і екологічного стану навколишнього середовища.

Розподіл вроджених вад розвитку серця і серцево-судинної системи у дітей істотно неоднорідний, що, можливо, пов'язано з неоднорідним екологічним станом на досліджуваній території [6-9]. Зафіксовано значну аномалію із різко підвищеними рівнями захворюваності на генетичні вади у районі Білої Церкви. Найбільш інтенсивні аномалії також відзначені в районі міст Васильків і Обухів, а також в Тетіївському районі на півдні Київської області. Більш помірні аномалії – в ареалах: Вишгородського, Бородянського і Макарівського районів; Миронівського і Переяслав-Хмельницького районів; Поліського району Київської області; Олевського, Лугінського і Новоград-Волинського районів Житомирської області; Новгород-Сіверського району Чернігівської області. Якщо вважати, що аномалії мають переважно радіогенну причину Чорнобильського походження, то цій умові відповідає більше половини виявлених аномалій (4 з 7), причому всі вони розміщені в північній частині Київської і Житомирської областей, де населення отримало потужний “йодний удар” і де природні біогеохімічні умови сприяють підвищеній міграції радіонуклідів у харчові ланцюги та водні об’єкти (кислі торф’яні, лучні і дерново-підзолисті грунти). Це наступні аномалії: Вишгородсько-Бородянсько-Макарівська, Поліська (в Київській області), Олевсько-Лугінська-Новоград-Волинська (в Житомирській області), Новгород-Сіверська (в Чернігівській області).

На підставі даних ЦМС МОЗ подано основні параметри демографічної ситуації у сільській місцевості у зв’язку із аналізом смертності населення України в 1979, 1985, 1990, 1995 роках за методом самоорганізації математичних моделей, показано, що напрямок градієнту погіршення демографічної ситуації в Україні з 1975р по 1995 р один і той же і спрямований від південного заходу України на північний схід (Чернігівська область). Підвищені аномалії поширення вроджених вад розвитку у дітей спостерігаються у Волинській і Вінницькій областях. Підвищений ризик вроджених вад у дітей зафіксовано у Київській області. На нашу думку, всі ці аномалії мають мішану природу з істотним впливом радіогенного фактору Чорнобильського походження.

Таким чином, застосування таких інформаційних технологій як ГІС та метод самоорганізації математичних моделей дає можливість аналізувати дані щодо вроджених вад із високим рівнем шуму, виділяти значущі фактори впливу на виникнення хвороб та швидко здійснювати картографування явищ.
Summary
An article presents an overview of issue of morbidity from birth defects in Ukraine, literature review of bibliography devoted to statistical analysis of birth defects, and experience in building informational systems for monitoring population health and analysis of environmental impact on it. A special attention was paid to the application of the geoinformational systems for monitoring birth defects. With the aim of practical approbation of GIS use in the thematic field a special pilot GIS was built and described. This GIS can be used for birth defects analysis at the level of regions and oblasts. The method of self-organizing mathematical models had been successfully applied to improve statistical data. Overlay and correlation analyses of birth defects and environmental data have been done. Weak linear correlation between the environmental factors and birth defect rate has been identified (for example, correlation in pairs “post-Chornobyl radiation dozes received by population in region” – “amount of birth defects in region”, “aggregate amount of pesticides put in agricultural land” – “amount of heart birth defects in region” is 0,30). This result shows a need for future studies to find solid scientific basis for proof of anthropogenic pollution effect on birth defects rate.

9495000222315092.html
9495140329133811.html
9495233994901914.html
9495374460283552.html
9495497088215888.html