Автореферат и диссертация по медицине (14.00.30) на тему:Совершенствование эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями в Саратовской обл. на основе ГИС-технологии

На правах рукописи

ДАНИЛОВ АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

СОВЕРШЕСТВОВАНИЕ ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОГО НАДЗОРА

ЗА ИНФЕКЦИОННЫМИ БОЛЕЗНЯМИ В САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ НА ОСНОВЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИИ

14.00.30 - эпидемиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Саратов - 2005

Работа выполнена в Территориальном управлении по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Саратовской области и Федеральном государственном учреждении здравоохранения Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, старший научный сотрудник Куклев Е.В. Официальные оппоненты:

Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Самойлова JI.B.

доктор медицинских наук, профессор Спиридонов A.M.

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи РАМН

Защита состоится «АЗ 2005 г. в ^^^часов

на заседании диссертационного совета Д.208.078.01 при Российском научно-исследовательском противочумном институте « Микроб» (410005, г. Саратов, ул. Университетская, 46)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского научно-исследовательского противочумного института «Микроб»

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета, / доктор биологических наук "й^^^п

А.А. Слудский

1249461

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Существующая в настоящее время система эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями в Российской Федерации эффективна, но нуждается в корректировке на основе последних достижений науки и техники, новых технологий.

Этим требованиям полностью отвечает ГИС-технология (географические информационные системы), объединяющая традиционные операции работы с базами данных с преимуществами полноценной визуализации и географического анализа, которые предоставляет карта (В. Хаксхолд, 1991; Н.В. Коновалова, Е.Г.Капралов, 1997; В.Я. Цветков, 1998; Д.Р. Струков, 2005). Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом различных событий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий (Б.В. Боев, 2001).

При этом наибольший научный и практический интерес представляют разработки по использованию ГИС в эпидемиологическом надзоре как за бактериальными, так и вирусными инфекционными болезнями с различными механизмами передачи возбудителя инфекции, актуальными для конкретного региона.

Для Саратовской области на протяжении последних десятилетий весьма актуальной инфекцией является типичный представитель природно-очаговых вирусных инфекционных болезней - геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС). Эта инфекция очень значима и для Приволжского федерального округа (ПФО), на долю которого приходится более 80% заболеваемости ГЛПС в Российской Федерации (В.Б. Короткое с соавт., 1996; В.В. Кутырев, А.Д. Добло, Е.В. Куклев, 2001).

Циклическое возрастание эпизоотической активности природных очагов этой инфекции обусловливают постоянный риск инфицирования мил-

лионов людей в Приволжском

округах.

Природно-очаговые инфекционные болезни представляют серьезную угрозу здоровью и жизни населения, причиняет значительный экономический ущерб (В.И. Покровский, Б.Л. Черкасский, 1999; Г.Г. Онищенко, 2000, 2004). В 2002 г. этот показатель достиг 300 млн. рублей. Именно поэтому в качестве одной из модельных инфекций для использования в ГИС разработках нами выбрана ГЛПС.

В качестве второй модели мы избрали бактериальную инфекцию кишечной 1руппы - брюшной тиф. Заболеваемость брюшным тифом в Саратовской области в последние годы (2000-2002 гг.) была выше в 4-3,3 раза, чем в ПФО. В общей структуре заболеваемости брюшным тифом в ПФО случаи заболевания, зарегистрированные в Саратовской области, составили 30-33 %. В 2003 г. на ряде территорий России отмечен рост заболеваемости брюшным тифом. В Саратовской области в 2003 г. зарегистрированы 11 случаев брюшного тифа с показателем 0,41 на 100 тысяч населения, что на 37,5 % больше, чем в 2002 году.

Постоянная регистрация заболеваний ГЛПС и брюшным тифом на 1ерритории России, ПФО и Саратовской области ставит проблему совершенствования эпидемиологического надзора за ними на основе интеграции накопленной информации по бактериальным и вирусным инфекционным болезням, разработки нового научного инструментария для анализа и оценки изменений эпидемического и эпизоотического процессов.

Цель исследования - совершенствование эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями в Саратовской области: (на модели ГЛПС и брюшного тифа) на основе географических информационных систем.

Основные задачи исследования:

1. Провести анализ состояния проблемы использования ГИС-технологий в эпидемиологии.

2. Разработать методику использования ГИС при эпидемиологическом надзоре за инфекционными болезнями.

3. Сформировать базы данных по ГЛПС и брюшному тифу в Саратовской области за последние 10 лет (1995-2004 гг.).

4. Осуществить эпидемиологический анализ заболеваемости ГЛПС и брюшным тифом в Саратовской области с использованием разработанных баз данных (за последние 5 и 10 лет соответственно).

5. Совершенствовать эпидемиологический надзор за ГЛПС и брюшным тифом в Саратовской области на основе на основе разработанной ГИС-программы.

Научная новизна работы. Впервые разработана программа «Эпидемиологический надзор за инфекционными болезнями в Саратовской области», основанная на 1~ИС Arc GIS 9. Программа обеспечивает анализ эпиде-м но топической информации и позволяет визуализировать запрашиваемые данные на электронной карте Саратовской области.

Впервые разработаны две базы данных («ГЛПС в Саратовской области» и «Брюшной тиф в Саратовской области»), совместимые с ГИС Arc GIS 9. Базы данных пополняемы, включают основные эпидемиологические показатели по изучаемым инфекциям (19 по ГЛПС и 21 по брюшному тифу) за 1995-2004 гг и позволяют осуществлять ретроспективный и оперативный эпидемиологический анализ заболеваемости.

Впервые разработана методика использования ГИС-технологии в эпидемиологическом надзоре за инфекционными болезнями в Саратовской области (на модели ГЛПС и брюшйого тифа). Она заключается в выполнении следующих операций: создание эпидемиологических баз данных по конкретной инфекции (Microsoft Access), создание дополнительных таблиц в базе географических данных., соединение эпидемиологических данных и таблиц, содержащих географические данные, средствами системы управления базами данных с географическими объектами.

Впервые определены современные особенности эпидемических и эпизоотических проявлений ГЛПС в Саратовской области. Установлено, что в отличие от предыдущих показателей (1964-1999 гг.) наблюдается снижение

уровня заболеваемости людей (в 2,1 раза), рост заболеваемости сельского населения (18,8 %), преобладание аэрогенного пути передачи инфекции (93,0 % всех случаев ГЛПС) и бытового эпидемиологического типа заражения людей, снижение количества тяжелых и средней тяжести форм болезни.

Впервые установлены современные закономерности эпидемического процесса брюшного тифа в Саратовской области (1995-2004 гг.). Ими являются: снижение уровня заболеваемости брюшным тифом и бактерионосительства в 1995-2004 гг. (в 1,6 раза), выраженная неравномерность территориального распределения заболеваний (более 92,0 % всех больных выявлено в городах и других населенных пунктах, расположенных на правом берегу Волги), летняя (июнь-авгусг) сезонность заболеваний, водный путь передачи инфекции (80,0 % всех установленных путей передачи возбудителя инфекции), наиболее пораженными контингентами являются школьники и неработающие.

Внедрение программы, основанной на ГИС-1ехнологии, и баз данных по ГЛПС и брюшному тифу представляет собой совершенствование эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями в Саратовской области. Ее использование в целях эпидемиологического надзора позволяет более эффективно, оперативно и целенаправленно проводить постоянный эпидемиологический мониторинг за болезнями в автоматическом режиме, обеспечивать ретроспективный и оперативный эпидемиологический анализ, пополнять базы данных новыми сведениями, визуализировать результаты эпидемиологического надзора за конкретной территорией.

Практическая значимость работы. Материалы диссертационной работы использованы при составлении следующих документов:

- Компьютерная программа «Эпидемиологический надзор за инфекционными болезнями в Саратовской области» (одобрена Ученым советом ФГУЗ РосНИПЧИ «Микроб», протокол № 5 от 05.10.2005 г.);

- База данных «ГЛПС в Саратовской области» (одобрена Ученым советом ФГУЗ РосНИПЧИ «Микроб», протокол № 5 от 05.10.2005 г.);

- База данных «Брюшной тиф в Саратовской области» (одобрена Ученым советом ФГУЗ РосНИПЧИ «Микроб», протокол № 5 от 05.10.2005 г.);

- Постановление Правительства Саратовской области № 63-П от 03.06.2003 г. «О мерах по обеспечению санитарно-эпидемиологического благополучия в Саратовской области на 2003-2005 юды»;

- Областной целевой программы «Обеспечение населения Саратовской области питьевой водой на 2004-2010 годы».

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и представлены на Всероссийской научно-практической конференции «Медицинская микробиология - XXI век» (Саратов, 2004), на Международной научно-практической конференции по санитарной охране территорий государств-участников СНГ (Волгоград, 2005), Пленумах Научного совета по санитарно-эпидемиологической охране территории Российской Федерации (20042005 гг.), итоговой научно-практической конференции ФГУЗ Российского научно-исследовательского противочумного института «Микроб» (2005 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 5 опубликованных статьях.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 3 глав собственных исследований, заключения и выводов. Работа изложена на 104 страницах машинописного текста, включает 13 рисунков и 36 таблиц Список цитированной литературы содержит 96 работ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика использования ГИС-техиологии в эпидемиологическом надзоре за инфекционными болезнями в Саратовской области (на модели ГЛПС и брюшного тифа) заключается в следующем: создание баз данных по конкретной инфекции (Microsoft Access), создание дополнительных таблиц в базе географических данных, соединение эпидемиологических данных и таблиц, содержащих географические данные, средствами управления базами данных с географическими объектами.

2. Программа «Эпвдемиологический надзор за инфекционными болезнями в Саратовской области», основанная на Are GIS 9, обеспечивает анализ эпидемиологической информации и позволяет визуализировать запрашиваемые данные на электронной карте Саратовской области.

3. Использование программы и разработанных баз данных («ГШ 1С в Саратовской области» и «Брюшной тиф в Саратовской области») в целях эпидемиологического надзора за ГЛПС и брюшным тифом в Саратовской области позволило получить новые научные данные о современных закономерностях эпидемического процесса при этих инфекциях.

При ГЛПС это: снижение уровня заболеваемости людей, рост заболеваемости сельского населения, преобладание аэрогенного пути передачи инфекции и бытового типа заражения людей, снижение количества тяжелых и средней тяжести форм болезни.

При брюшном тифе это: снижение уровня заболеваемости брюшным тифом, неравномерность территориального распределения заболеваний, летняя сезонность заболеваний, водный путь передачи инфекции, наиболее пораженными контингентами являются школьники и неработающие.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Настоящая работа выполнялась в рамках плановой НИР ФГУЗ Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб» «Разработка методологии использования ГИС-техяологии при эпидемиологическом надзоре за болезнями с различными механизмами передачи инфекции».

В качестве источников информации использованы опубликованные научные труды, официальные данные РИАЦ Минздрава России с 1994 по 2004 т од, данные Центра Госсанэпиднадзора в Саратовской области за указанный период времени, нормативно-методические документы.

В ходе исследования использовался комплекс методов: эпидемиологический, бактериологический, иммунологический, статистический, программирование.

Базы данных по ГЛПС и брюшному тифу созданы на основе информации о каждом случае заболевания ГЛПС и брюшного тифа в Саратовской области с 1995 по 2004 год. Анализу подвергнуты 749 карт больных ГЛПС и 135 карт больных и носителей брюшного тифа.

В работе использовали ГИС-программу Arc GIS 9 фирмы ESRI и электронную карту Саратовской области. Размещение первичной информации и данных, подвергнутых эпидемиологическому анализу, на карту Саратовской области осуществляли с помощью разработанных нами алгоритмов Компьютерная программа написана на языке программирования Visual Basic

При разработке про1раммы «Эпидемиологический надзор за инфекционными болезнями в Саратовской области» использовали методику, основанную на ГИС-технологии. Она включает: создание баз данных по конкретной инфекции (Microsoft Access), создание дополнительных таблиц в базе географических данных, соединение эпидемиологических данных и таблиц, содержащих географические данные, средствами системы управления базами данных с географическими объектами

Анализ динамики и структуры заболеваемости осуществляли по основным эпидемиологическим показателям (по уровню заболеваемости, полу, возрасту, профессии, социальному составу, путям и факторам передачи, сезонности, очаговости, типам заражения, степени тяжести болезни, срокам обращаемости, госпитализации и постановки диагноза) (Б.С. Бессмертный, М.Н. Ткачева, 1961; Б.Л. Черкасский, 2001).

Лабораторная диагностика ГЛПС у людей проводилась с помощью реакции непрямой иммунофлюоресценции с диагностикумом геморрагической лихорадки с почечным синдромом.

В ходе изучения природных очагов ГЛПС произведен отлов 3050 мелких млекопитающих (10 видов), из которых все зверьки исследованы на наличие антигена возбудителя ГЛПС. Лабораторные исследования проводились иммуноферментным методом с применением тест-системы «Хантаг-ност» для определения антигена вируса ГЛПС, производимой ГУЛ Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М.П. Чумакова. Лабораторные исследования материала от людей и мелких млекопитающих на ГЛПС проводились на базе вирусологической лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Саратовской области».

Камеральную обработку полученных результатов проводили с использованием общепринятых статистических методов (H.A. Плохинский, 1970; Б.И. Марченко, 1997). Текстовый и графический материал оформлен на персональном компьютере IBM Pentium IV в программах «Microsoft Office 2000».

Результаты исследований

ГИС-технология (географические информационные системы) объединяет традиционные операции работы с базами данных с преимуществами полноценной визуализации и географического анализа, которые предоставляет карта. Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для их применения в широком спектре задач (Б.В. Боев, 2001).

Поскольку использование ГИС в целях эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями в Саратовской области осуществляется впервые, нами проведен анализ структуры и функциональных возможностей ГИС, применяемых в эпидемиологии.

Проведенный анализ позволил выделить пять основных структурных составляющих ГИС: аппаратные средства, программное обеспечение, данные, исполнители, методы. Анализ функциональных возможностей ГИС показал, что решение различных задач реально при условии выполнения пяти обязательных процедур с данными: ввод, манипулирование, управление, запрос и анализ, визуализация.

Разработанная нами методика применения ГИС в эпидемиологическом надзоре за инфекционными болезнями заключается в последовательном выполнении 3-х операций (рис. 1). Первая - это формирование базы данных (БД). В эпидемиологии инфекционных болезней элементарной информационной ячейкой является каждый случай заболевания человека или животного. Поэтому вся информация, связанная с заболеванием, подлежит учету и фиксируется в компьютере в виде таблиц.

Нами созданы две базы данных в Microsoft Access, они могут постоянно пополняться новыми данными.

Основными составляющими баз данных являются сведения о каждом случае заболевания ГЛПС и брюшного типа с 1995 по 2004 год в Саратовской области. Это время заболевания (год, месяц, число), место заболевания (область, район, населенный пункт), фамилия, пол, возраст, профессия и со-

циальный статус больного, сроки обращения за медицинской помощью, постановки диагноза (клинического) и госпитализации, тяжесть заболевания, сезонность эпидемических и эпизоотических проявлений инфекции, пути и факторы передачи инфекции, эпидемиологический тал заражения, очаговость, % инфицированное™ грызунов, биотопическая принадлежность грызунов, количество исследованных срызунов, срок постановки лабораторного ■» (бактериологический, вирусологический) диагноза, санитарно-гигиеническое состояние очага инфекции, характер водоснабжения и канализования насе- > ленного пуша а, бактериологические и химические показатели качества воды (19 показателей).

Рис. 1. Принципиальная схема методики эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями на основе ГИС

Вторая операция - это соответствующая нашей ГИС (Are GIS 9) обработка собранных данных. В этих целях используется комплекс программ, обеспечивающих ввод и оперирование данными, управление базой данных, поддержку информационных запросов, анализ и визуализацию (отображение) эпидемиоло: ической информации. Нами также разработаны алгоритмы (математические модели) стандартных методик расчета различных показате-

лей (показатель заболеваемости на 100 тыс. населения, показатель очаговости, процент инфицированности грызунов, коэффициент корреляции, определение тенденций заболеваемости).

Третья операция - наложение обработанных данных на карту Саратовской области В своей работе мы пользовались оцифрованной картой Саратовской области, созданной на географическом факультете Саратовского государственного университета. Для помещения последней в среду ГИС созданы дополнительные таблицы в базе географических данных и средствами системы управления базами данных они связаны с географическими объектами. В Are GIS 9 для реализации таких возможностей интегрирован Visual Basic for Application, на котором написаны все необходимые алгоритмы.

Средства, реализованные в самой ГИС, способны отображать необходимую нам информацию в различном виде и форме. Это могут быть как графики, привязанные к гео1рафическим объектам, так и окраска различных областей карты в разные цвета. Для отражения на карте только необходимой информации нами использованы специальные фильтры, после чего на карте, отражается только запрашиваемая информация.

С использованием базы данных «ГЛПС в Саратовской области» нами проведен анализ эпизоотической активности очагов ГЛПС и структуры заболеваемости в Саратовской области за 2000-2004 годы в сравнении с ранее полученными результатами за 1964-1999 годы (В.Б. Коротков, 1997; А Д. Добло, 2000). Анализ проведен в соответствие с выполненным ранее ландшафтно-эпизоочологическим районированием энзоотичных по ГЛПС территорий Саратовской области (А.Д. Добло, 2000; Н.В. Попов и др., 2001).

Установлено, что в отличие от предыдущих исследований (19641999 гг.) наблюдается снижение уровня заболеваемости людей. Анализ динамики заболеваемости ГЛПС в области показал, что отмечается ее снижение в 2,1 раза (Y= 7,56 - 3,6), в то время как в ПФО и России наблюдается тенденция к повышению уровня заболеваемости ГЛПС. По-видимому, такое не совпадение обусловлено циклическими колебаниями эпидемических прояв-

лений инфекции (для Саратовской области характерна 6-7 летняя цикличность) (Е.В. Куклев с соавт., 2004), а также эффективностью проводимых профилактических мероприятий.

Анализ заболеваемости городского и сельского населения ГЛПС в области в сравниваемые периоды выявил определенные различия. В последние годы наблюдается существенный рост заболеваемости ГЛПС сельских жителей (18,8 %) и соответствующее снижение заболеваний городских жителей.

Характерен высокий удельный вес бытового типа заражения (34,8 % всех заболеваний), в то время как в других республиках и областях Уральского и Поволжского регионов преобладают лесной и садово-огородный типы.

В подавляющем большинстве случаев заражение людей ГЛПС про__I

изошло аэрогенным путем (93,0 % всех случаев ГЛПС).

I

К клиническим особенностям последних пяти лет регистрации ГЛПС в области следует отнести снижение в 2000-2004 гг. количества тяжелых и средней тяжести форм течения инфекции по сравнению с 1991-1999 годами.

Материалы, заложенные в базе данных «Брюшной тиф в Саратовской области», стали основой для проведения ретроспективного эпидемиологического анализа заболеваемости брюшным тифом в Саратовской области в 1995-2004 гг. Установлено, что в течение анализируемого периода имеется 1

выраженная тенденция к снижению уровня заболеваемости брюшным тифом

I

и выявляемое™ бактерионосительства (рис. 2).

В период 2000-2004 гг. по сравнению с периодом 1995-1999 гг. число больных брюшным тифом сократилось в два раза, бактерионосителей брюшного тифа - в шесть раз. Таким образом, тенденция динамики заболеваемости брюшным тифом в Саратовской области соответствует таковой по России в (

целом. Имеются все основания прогнозировать дальнейшее снижение уровня заболеваемости этой болезнью в связи с резким снижением числа хронических бактерионосителей, являющихся основными источниками возбудителя инфекции.

Рис. 2. Динамика (1) и тенденция (2) уровня заболеваемости брюшным тифом в Саратовской области в 1995-2004 гг.

Наиболее характерной закономерностью эпидемического процесса в условиях Саратовской области является выраженная неравномерность территориального распределения заболеваний. Более 92,0 % всех больных выявлено в населенных пунктах, расположенных на правом берегу Волги, в том числе 53,0% в г. Вольске, где наблюдается интенсивное загрязнение воды р. Волги сточными водами. В городах и населенных пунктах на левом берегу Волги заболевания брюшным тифом наблюдались редко.

На подавляющем большинстве административных территорий эпидемический процесс протекал дискретно. В течение всего анализируемого периода наблюдались спорадические несвязанные друг с другом заболевания,

источником которых, вероятно, являлись хронические бактерионосители брюшного тифа. Наибольшее число заболеваний брюшным тифом зарегистрировано в летние месяцы - июне-августе, на долю которых приходится около 40,0 % всех выявленных больных.

В основном, наблюдался водный путь передачи инфекции, на долю которого приходится 80,0 % всех установленных путей передачи возбудителя инфекции.

При анализе заболеваемости брюшным тифом по полу и возрасту установлено, что этой инфекцией чаще болели мужчины в возрасте 35-29 лет. При анализе структуры заболеваемости брюшным тифом в отдельных социальных группах населения выявлено, что наиболее пораженными континген-тами являются школьники и неработающие. В клиническом отношении заболевание, как правило, протекало в среднетяжелой форме (21 показатель).

В разработанной нами компьютерной программе «Эпидемиологический надзор за инфекционными болезнями в Саратовской области» была использована описанная ранее методике применения ГИС в эпидемиологическом надзоре за инфекционными болезнями. Возможности данной программы продемонстрированы на рис. 3-6.

^ис. 3. Доля заболеваемости ГЛПС отдельных районов Саратовской области в общей структуре заболеваемости в 2000 году.

• Рис. 4. Отдельные показатели структуры заболеваемости ГЛПС в Аткарском районе в 2000 году.

Рис. 5. Отдельные показатели структуры заболеваемости ГЛПС в г. Аткарске в 2000 году.

Рис 6. Отдельные показатели структуры заболеваемости брюшным тифом в г. Вольске в 1999 году.

Таким образом, разработанная нами программа «Эпидемиологический надзор за инфекционными болезнями в Саратовской области» на основе ГИС-технологии представляет собой совершенствование эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями (на примере ГЛПС и брюшного тифа). Использование программы в целях эпидемиологического надзора позволяет осуществлять постоянный эпидемиологический мониторинг за инфекцией, автоматизирует сам процесс, обеспечивает постоянное пополнение базы данных новыми сведениями, визуализирует результаты эпидемиологического надзора за конкретной территорией. Поэтому оптимальным решением при осуществлении эпидемиологического надзора за ГЛПС и брюшным тифом в Саратовской области является подключение к центральной базе дан-

ных с помощью Internet'а всех отделений ТУ Роспотребнадзора области, курирующих конкретные территории.

Отдаленной перспективой является осуществление эпидемиологического надзора за любыми инфекционными болезнями в Саратовской области с помощью разработанной нами программы, основанной на ГИС-технологии

ВЫВОДЫ

1. Впервые разработана программа «Эпидемиологический надзор за инфекционными болезнями в Саратовской области», основанная на ГИС Arc GIS 9. Программа обеспечивает сбор, хранение, обработку, анализ эпидемиологической информации и позволяет визуализировать запрашиваемые данные на электронной карте Саратовской области.

2 Впервые разработаны две базы данных («ГЛПС в Саратовской области» и «Брюшной тиф в Саратовской области»), совместимые с ГИС Arc GTS 9. Базы данных пополняемы, включают основные эпидемиологические показатели по изучаемым инфекциям (19 по ГЛПС и 21 по брюшному тифу) за 1995-2004 гг. и позволяют осуществлять ретроспективный и оперативный эпидемиологический анализ заболеваемости.

3 Впервые разработана методика использования ГИС-технологии в эпидемиологическом надзоре за инфекционными болезнями в Саратовской области (на модели ГЛПС и брюшного тифа). Она включает: создание эпидемиологических баз данных по конкретной инфекции (Microsoft Access), создание дополнительных таблиц в базе географических данных, соединение эпидемиологических Данных и таблиц, содержащих географические данные, средствами системы управления базами данных с географическими объектами.

4. Установлены современные особенности эпидемических и эпизоотических проявлений ГЛПС в Саратовской области. В отличие от предыдущих показателей (1964-1999 гг) наблюдается снижение уровня заболеваемости людей (в 2,1 раза), рост заболеваемости сельского населения (18,8 %), преоб-

ладание аэрогенного пути передачи инфекции (93,0 % всех случаев ГЛПС) и бытового эпидемиологического типа заражения людей (34,8 % всех заболеваний), снижение количества тяжелых и средней тяжести форм болезни.

5. Впервые установлены современные закономерности эпидемического процесса брюшного тифа в Саратовской области (1995-2004 гг.). Ими являются: снижение уровня заболеваемости брюшным тифом и бактерионосительства в 1995-2004 гг. (в 1,6 раза), выраженная неравномерность территориального распределения заболеваний (более 92,0 % всех больных выявлено в юродах и других населенных пунктах, расположенных на правом берегу Волги), летняя (июнь-август) сезонность заболеваний (40,0 % всех выявленных больных), водный путь передачи инфекции (80,0 % всех установленных путей передачи возбудителя инфекции). Наиболее пораженными континген-тами являются школьники и неработающие.

6. Внедрение программы, основанной на ГИС-технологии, и баз данных по ГЛПС и брюшному тифу представляет собой совершенствование эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями в Саратовской области. Ге использование в целях эпидемиологического надзора позволяет более эффективно, оперативно и целенаправленно проводить постоянный эпидемиологический мониторинг за болезнями в автоматическом режиме, обеспечивать ретроспективный и оперативный эпидемиологический анализ, пополнять базы данных новыми сведениями, визуализировать результаты эпидемиологического надзора за конкретной территорией.

Список, работ, опубликованных по теме диссертация

1. Данилов А.Н., Куклев Е.В., Куличенко А.Н. Результаты лабораторной диагностики особо опасных и природно-очаговых инфекций в Центре ГСЭН в Саратовской области (1999-2003 гг.) // В кн. Матер. Всерос. науч.-практ. конф. «Медицинская шпфобиология-XXI век». - Саратов,

2004. - С.72-73.

2. Данилов А.Н., Филимонов Е.С., Куклев Е.В., Кутырев В.В. Анализ структуры и функциональных возможностей современных ГИС-технолошй в эпидемиологии/ Пробл. особо опасн. инф. - Саратов,

2005, Вып. 1(89).-С. 19-20.

3. Куклев Е.В., Данилов А.Н., Кутырев В.В. Использование ГИС-технологий в целях противодействия биологическому терроризму// В кн. Матер. VI Межгосуд. науч.-паракт. конф. государств-участников СНГ 13-14 сентября 2005 г., Волгоград. - Волгоград, 2005. - С. 42-43.

4. Данилов А.Н., Величко JI.H., Федорова Л.Г., Федорова З.П., Куклев Е.В Динамика и структура заболеваемости ГЛПС в Саратовской области с 2000 по 2005 год // Пробл. особо опасн. инф. - Саратов, 2005, Вып. 2(90). - С.24-26.

5. Данилов А.Н., Кологоров А.И, Куклев Е.В. Анализ заболеваемости брюшным тифом в Саратовской области в 1995-2004 гг. // Пробл. особо опасн. инф. - Саратов, 2005, Вып. 2(90). - С.65-66.

»24673

РНБ Русский фонд

2006-4 27282

Актуальность проблемы. В последние годы в Российской Федерации отмечается ухудшение эпидемиологической ситуации по природно-очаговым болезням, что связано как с активизацией эпизоотического процесса в природных очагах, так и с уровнем организации и эффективностью эпидемиологического надзора в различных регионах страны. Дянлая груша инфекционных болезней представляет серьезную угрозу здоровью и жизни населения, причиняет значительный экономический ущерб [57^ Б 2002 г. этот показатель достиг 300 млн. рублей,

Циклическое возрастание эпизоотической активности природных очагов иифекиий обусловливают постоянный риск инфицирования миллионов людей в Приволжском н Дальневосточном федеральных округах. При этом на ПФО приходится более 80,0% заболеваемости ГЛПС, около 20-30,0 % случаев лентоепнрота, туляремии, боррелноза и некоторых других опасных заболеваний [38], Учитывая существенное обострение ситуации по ГЛПС н НФС) в 2004 году в качестве модельной инфекции этой группы нами выбрана гллс.

В качестве второй модели мы избрали бактериальную инфекцию кишечной группы - брюшной тиф. Заболеваемость брюшным тифом в Саратовской области в последние годы (2000-2002 гг.) была выше в 4-33 раза, чем в ПФО. В обшей структуре заболеваемости брюшным тифом в ПФО случаи заболевания, зарегистрированные в Саратовской области, составили 3033,0%. В 2003 г. на ряде территорий России отмечен рост заболеваемости брюшным тифом. В Саратовской области в 2003 г зарегистрированы 11 случаев брюшного тифа с показателем 0,41 на 100 тысяч населения, что на 37,5 % больше, чем в 2002 гаду.

Постоянная регистрация заболеваний ГЛПС н брюшным тифом на территории России, ПФО и Саратовской области ставит проблему совершенствования эпидемиологического надзора за ними [33, 57, 58, 59,62, 78J.

Существующая и настоящее время система эпидемиологического надзора та инфекционными болезнями в Российской Федерации нуждается и корректировке с использованием последних достижений науки и техники, новых технологий.

Этим требованиям полностью отвечает ГИС-технология (географические информационные системы), объединяющая традиционные операции ра-богы с багами данных с преимуществами полноценной визуализации и гео-j-рафичеекого анализа, которые предоставляет карта [34, 40, 66, 70, 72]. Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения о широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом различных событий, с осмыслением и выделением главных факторов н причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий (11).

Применение ГИС в целях надзора за инфекционными болезнями в Саратовской области ранее не проводилось. Учитывая вышеизложенное, планируется разработать методику интеграции накопленной информации по инфекционным болезням с различными механизмами передачи инфекции с ГИС, новый научный инструментарий для анализа м оценки изменений эпидемического н эпизоотического.

Цель исследования - совершенствование эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями в Саратовской области {на модели ГЛПС и брюшного тифа) на основе географических информационных систем.

Основные задачи исследования;

I Провести анализ состояния проблемы использования ГИС-технологнй в эпидемиологии.

2- Разработать методику использования ГИС в эпидемиологическом надзоре за инфекционными болезнями.

3. Сформировать базы данных по ГЛПС и брюшному тифу в Саратовской области за последние 10 лет (1995-2004 гг.),

4. Осуществить эпидемиологический анализ заболеваемости ГЛПС и брюшным тифом в Саратовской области с использованием разработанных баз данных (за последние 5 н 10 лет соответственно).

5. Совершенствовать эпидемиологический надзор за ГЛПС и брюшным гифом в Саратовской области на основе на основе разработанной ГИС-иро граммы.

Научная новизна работы. Впервые разработана программа «Эпидемиологический надзор за инфекционными болезнями в Саратовской области», основанная на ГИС Are GIS 9- Программа обеспечивает сбор, хранение, обработку, анализ энидемиологической информации и позволяет визуализировать запрашиваемые данные на электронной карте Саратовской области.

Впервые разработаны две базы данных («ГЛПС в Саратовской области» и «Брюшной тиф в Саратовской области»), совместимые с ГИС Are GIS 9, Базы данных пополняемы, включают основные эпидемиологические показатели по изучаемым инфекциям (19 по ГЛПС и 21 по брюшному тифу ) за 1995-2004 гг. и позволяют осуществлять ретроспективный и оперативный эпидемиологический анализ заболеваемости.

Впервые разработана методика использования ГИС-технологин в эпидемиологическом надзоре за инфекционными болезнями в Саратовской области (на модели ГЛПС н брюшного тифа). Она заключается в выполнении следующих операций: создание эпидемиологических баз данных по конкретной инфекции (Microsoft Access)» создание дополнительных таблиц в базе географических данных, соединение эпидемиологических данных и таблиц, содержащих географические данные, средствами системы управления базами данных с географическими объектами,

Впервые определены современные особенности эпидемических и эпизоотических проявлений ГЛПС в Саратовской области. Установлено, что в отличие от предыдущих показателей (1964-1999 гг.) наблюдается снижение 6 уровня заболеваемости людей (в 2,1 раза)» рост заболеваемости сельского населения (18,8 %), преобладал не аэрогенного пути передачи инфекции (93,0 % всех случаев ГЛПС) и бытовом» эпидемиологического типа заражения людей, снижение количества тяжелых и средней тяжести форм болезни.

Впервые установлены современные закономерности эпидемического процесса брюшного шфа в Саратовской области (1995-2004 it.). Ими являются; снижение уровня заболеваемости брюшным тифом н бактерионосительства в 1995-2004 гг. (в 1,6 раза), выраженная неравномерность территориального распределения заболеваний (более 92,0% всех больных выявлено в юродах и других населенных пунктах, расположенных па правом берегу Волги), летняя (июнь-август) сезонность заболеваний, водный путь передачи инфекции (80,0% всех установленных путей передачи возбудителя инфекции). наиболее пораженными контннгеитамн являются школьники и неработающие.

Внедрение компьютерной программы, основанной на ГИС-техиологнн, н баз данных по ГЛПС н брюшному тифу предегинляог собой совершенствование эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями в Саратовской области. Ее использование в целях эпидемиологического надзора позволяет более эффективно, оперативно н целенаправленно проводить постоянный эпидемиологический мониторинг за болезнями в автоматическом режиме, обеспечивать ретроспективный н оперативный эпидемиологический анализ, пополнять базы данных новыми сведениями, визуализировать результаты эпидемиологического надзора за конкретной территорией.

Практическая значимость работы, Материалы диссертационной работы использованы при составлении следуюших документов:

- Компьютерная программа «Эпидемиологический надзор за инфекционными болезнями в Саратовской области» (одобрена Ученым советом ФГУЗ РосНИПЧИ «Микроб», протокол № 5 от 05,10.2005 г.);

- База данных «ГЛПС в Саратовской области» (одобрена Ученым советом ФГУЗ РосНИПЧИ «Микроб», протокол № 5 от 05.10.2005 г,); 7

- База данных «Брюшной тиф в Саратовской области» (одобрена Ученым советом ФГУЗ РосНИЛЧИ «Микроб», протокол № 5 от 05.10.2005 г.);

- Постановление Правительства Саратовской области № 63-П от 03,06,2003 г. «О мерах по обеспечению санитарно-эпидемиологического благополучия в Саратовской области на 2003-2005 годы»;

- Областной целевой программы «Обеспечение населения Саратовской области питьевой водой на 2004-2010 годы».

Лнробаинн работы. Материалы диссертации доложены и представлены на Всероссийской научно-практической конференции «Медицинская микробиология XXI век» (Саратов. 2004). на Международной научно-практнческой конференции по санитарной охране территорий государств-участников СНГ (Волгоград, 2005), Пленумах Научного совета по санитарно-эпидемиологической охране территории Российской Федерации (20042005 гг.), итоговой научно-практической конференции ФГУЗ Российского научно-исследовательского противочумного института «Микроб» (2005 г.).

Публикации* Основные результаты диссертации изложены в 5 опубликованных статьях.

Структура лнееергацнн. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 3 глав собственных исследований., -заключения и выполов, Работа изложена на 104 страницах машинописного текста, включает 13 рисунков и 36 таблиц. Список цитированной литературы содержит % работ

выводы

I Впервые разработана компьютерная программа «Эпидемиологический надзор :ta инфекционными болезнями в Саратовской области», основанная на ГНС Arc GIS Программа обеспечивает сбор, хранение, обработку, анализ эпидемиологической информации и позволяет визуализировать запрашиваемые данные на электронной карте Саратовской области,

2. Впервые разработаны две базы данных («ГЛПС в Саратовской области» и «Брюшной тиф в Саратовской области»), совместимые с ГИС Arc GIS 9, Базы данных пополняемы, включают основные эпидемиологические показатели по изучаемым инфекциям (19 по ГЛПС и 21 по брюшному тифу) за 1995-2004 гг. и позволяют осуществлять ретроспективный и оперативный эпидемиологический анализ заболеваемости.

3. Впервые разработана методика использования ГИС-технологнн в эпидемиологическом надзоре за инфекционными болезнями в Саратовской области 1на модели ГЛПС и брюшного тифа), Она включает: создание эпидемиологических баз данных [ю конкретной инфекции (Microsoft Access), создание дополнительных таблиц в базе географических данных, соединение эпидемиологических данных и таблиц, содержащих географические данные, средствами системы управления базами данных с географическими объектами.

4. Определены современные особенности эпидемических и эпизоотических проявлений ГЛПС в Саратовской области. В отличие от предыдущих показателей (1964-1999 гг.) наблюдается снижение уровня заболеваемости люден (в 2,1 раза), рост заболеваемости сельского населения (18,8 %), преобладание аэрогенного пути передачи инфекции (93,0% всех случаев ГЛПС) и бытового эпидемиологического типа заражения людей (34,8 % всех заболеваний), снижение количества тяжелых н средней тяжести форм болезни.

5 Впервые установлены современные закономерности эпидемическою процесса брюшного тифа в Саратовской области (1995-2004 гг.). Ими являются: снижение уровня заболеваемости брюшным тифом н бактсрноноснтельства в 1995-2004 гг. (в Кб раза), выраженная неравномерность территориального распределения заболеваний (более 92,0% всех больных выявлено в городах и других населенных пунктах, расположенных на правом берегу1 Волги), летняя (июнь-август) сезонность заболевании (40,0% всех выявленных больных), водный путь передачи инфекции (#0,0 % всех установленных путей передачи возбудителя инфекции). Наиболее пораженными континген-тамн являются школьники и неработающие. б. Внедрение программы, основанной на ГИС-технологии, и баз данных по ГЛПС и брюшному тифу представляет собой совершенствован не эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями в Саратовской облает. Использование программы в целях эпидемиологического надзора позволяет более эффективно, оперативно и целенаправленно проводить постоянный эпидемиологический мониторинг за болезнями в автоматическом режиме, обеспечивать ретроспективный и оперативный эпидемиологический анализ, пополнять базы данных новыми сведениями, визуализировать результаты эпидемиологического надзора зл конкретной территорией.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Существующая в настоящее время система эпидемиологического надзора за инфекционным и болезнями в Российской Федерации нуждается в корректировке е использованием последних достижений науки и техники, новых технологий.

Этим требованиям полностью отвечает ГНС-технология (географические информационные системы), объединяющая традиционные операции работы с базами данных с преимуществами полноценной визуализации и географического анализа, которые предоставляет карта. Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем н обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом различных событий, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий [11].

В качестве модельных инфекций нами выбраны ГЛПС и брюшной тнфт весьма актуальные для России, ПФО и Саратовской области.

Поскольку использование ГИС в целях эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями в Саратовской области проводится впервые, нами проведен анализ структуры н функциональных возможностей ГИС, применяемых в эпидемиологии. Проведенный анализ позволяег выделить пять основных структурных составляющих ГИС; аппаратные средства, программное обеспечение, данные, исполнители, методы, Анализ функциональных возможностей ГИС показал, что решение различных задач возможно при условии выполнения пяти обязательных процедур с данными: ввод, манипулирование, управление, запрос и анализ, визуализация [II, 19т 34,49].

Базы данных но ГЛПС и брюшному тифу созданы в Microsoft Access на основе социологических показателей и информации о каждом случае заболевания ГЛПС и брюшного тифа в Саратовской области с 1995 по 20CW год (19 по ГЛПС и 21 по брюшному тифу.

88

Анализу были подвергнуты 749 карт больных ГЛПС и 135 карт больных брюшным тифом и бактерионосителей.

В результате проведенных исследований нами разработана методика применения ГИС в эпидемиологическом надзоре за инфекционными болезнями. Она заключается в последовательном выполнении 3-х операций: формирование базы данных, соответствующая кашей ГИС обработка собранных данных, наложение обработанных данных на карту Саратовской области.

В работе использовали ГИС-программу Arc G1S 9 фирмы ESRI и электронную карту Саратовской области. Размещение первичной информации н данных, подвергнутых эпидемиологическому анализу, на карту Саратовской области осуществляли с помощью разработанных нами алгоритмов. Данная методика была использована при разработке компьютерной программы «Эпидемиологический надзор за инфекционными болезнями в Саратовской области». Программа написана на языке программирования Visual Basic.

Поскольку к настоящему времени наиболее полный эпидемиологический анализ и систематизация материалов по ГЛПС в области выполнены за !964-1999 годы [30]. то с использованием базы данных «ГЛПС в Саратовской области» нами проведен анализ эпизоотической активности очагов ГЛПС н структуры заболеваемости в Саратовской области за 2000-2004 годы в сравнении с ранее полученными результатами. Анализ проведен в соответствие с выполненным ранее ландшафтно-эпизоотологическнм районированием энзоотнчных по ГЛПС территорий Саратовской области (30, 64].

В отлнчне от предыдущих исследований (1964-1999 гг.) наблюдается снижение уровня заболеваемости людей. Анализ динамики заболеваемости ГЛПС в области показал, что отмечается ее снижение в 2,1 раза (Y=7,56-316), в то время как в ПФО и России наблюдается тенденция к повышению уровня заболеваемости ГЛПС. По-видимому, такое не совпадение обусловлено циклическими колебаниями эпидемических проявлений инфекции (для Саратовской области характерна 6-7-летняя цикличность) . а также эффективностью проводимых профилактических мероприятий.

Анализ заболеваемости городского и сельского населения ГЛПС в области в сравниваемые периоды выявил определенные различия. В последние годы наблюдается существенный рост заболеваемости ГЛПС сельских жителей (18,8 %) и соответствующее снижение заболеваний городских жителей.

Характерен высокий удельный вес бытового типа заражения (34,8% всех заболеваний Ь в то время как в других республиках и областях Уральского и Поволжского регионов преобладают лесной н садово-огородный типы.

В подавляющем большинстве случаев заражение людей ГЛПС произошло аэрогенный путем (93,0 % всех случаев ГППС).

К клиническим особенностям последних пяти лет регистрации ГЛПС в области следует отнести снижение в 200Q-2004 гг. количества тяжелых и средней тяжести форм течения ннфекцни по сравнению с 1991-1999 годами.

Материалы, заложенные в базе данных «Брюшной тиф в Саратовской области», стали основой для проведения ретроспективного эпидемиологического анализа заболеваемости брюшным тифом в Саратовской области в 1995-2004 гг.

Установлено, что в течение анализируемого периода имеется выраженная тенденция к снижению уровня заболеваемости брюшным тифом м пыяв-ляемости бактерионосительства. В период 2000-2004 гг. но сравнению с периодом 1995-1999 гг. число больных брюшным тифом сократилось а 2 раза, бактерионосителей брюшного тифа - в б раз. Таким образом, тенденция динамики заболеваемости брюшным тифом в Саратовской области соответствует таковой по России в целом. Имеются все основания протезировать дальнейшее снижение уровня заболеваемости этой болезнью в связи с резким снижением числа хронических бактерионосителей, являющихся основными источниками возбудителя инфекции.

Наиболее характерной закономерностью эпидемического процесса в условиях нашей области является выраженная неравномерность территориального распределения заболеваний, Более 92% всех больных выявлено в населенных пунктах, расположенных па правом берегу Волги, в том числе 53 % в г. Вольске, где наблюдается интенсивное загрязнение воды р. Волги сточными волами. В городах н населенных пунктах на левом берегу Волги заболевания брюшным тнфом наблюдались редко.

На подавляющем большинстве административных территорий эпидемический процесс протекал дискретно, В течение всего анализируемого периода наблюдались спорадические не связанные друг с другом заболевания, источником которых, вероятно, являлись хронические бактерионосители брюшного тифа. Наибольшее число заболевании брюшным тифом зарегистрировано в летние месяцы - июне-августе, на долю которых приходится около 40 % всех выявленных больных.

В основном, наблюдался водный путь передачи инфекции, на долю которого приходится 80 % всех установленных путей передачи возбудителя инфекции. При анализе заболеваемости брюшным тифом по полу и возрасту установлено, что этой инфекцией чаше болели мужчины в возрасте 15-29 лет, При анализе структуры заболеваемости брюшным тнфом в отдельных социальных группах населения выявляется, что наиболее пораженными являются школьники и неработающие. В клиническом отношении заболевание, как правило, протекало в среднетяжелой форме.

Таким образом, разработанная нами компьютерная программа «Эпидемиологический надзор за инфекционными болезнями в Саратовской области» представляет собой совершенствование эпидемиологического надзора за инфекционными болезнями в Саратовской области (на примере ГЛПС и брюшного тифа). Ее использование в целях эниднадзора позволяет осуществлять постоянный эпидемиологический мониторинг за инфекцией, автоматизирует сам процесс, обеспечивает постоянное пополнение базы данных новыми сведениями, визуализирует результаты эпидемиологическою надзора за конкретной территорией.