Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Использование геоинформационных систем в здравоохранении

2. Характеристика мобильной геоинформационной системы "ArcPad"

3. Информационная безопасность в геоинформатике

Список литературы

геоинформационный генетический безопасность здравоохранение

Введение

Географические информационные системы (ГИС) лежат в основе геоинформатики – новой современной научной дисциплины, изучающей природные и социально-экономические геосистемы различных иерархических уровней посредством аналитической компьютерной обработки создаваемых баз данных и баз знаний.

Геоинформатика, как и другие науки о Земле, направлена на изучение процессов и явлений, происходящих в геосистемах, но пользуется для этого своими средствами и методами.

Как было сказано выше, основой геоинформатики является создание компьютерных ГИС, имитирующих процессы, происходящие в изучаемой геосистеме. Для этого необходимо прежде всего информация (как правило, фактический материал), которая группируется и систематизируется в базах данных и базах знаний. Информация может быть самой разнообразной – картографической, точечной, статической, описательной и т.п. В зависимости от поставленной цели, обработка ее может производиться либо с помощью существующих программных продуктов, либо с использованием оригинальных методик. Поэтому в теории геосистемного моделирования и разработки методов пространственного анализа в структуре геоинформатики придается важное значение.

Существуете несколько определений ГИС. В целом они сводятся к следующему: географическая информационная система – это интерактивная информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, доступ, отображение пространственно-организованных данных и ориентированная на возможность принятия научно-обоснованных управленческих решений.

Целью создания ГИС может быть инвентаризация, кадастровая оценка, прогнозирование, оптимизация, мониторинг, пространственный анализ и т.п. Наиболее сложной и ответственной задачей при создании ГИС является управление и принятие решений. Все этапы – от сбора, хранения, преобразования информации до моделирования и принятия решений в совокупности с программно-технологическими средствами объединяются под общим названием – геоинформационные технологии (ГИС-технологии).

Таким образом, ГИС-технологии – это современный системный метод изучения окружающего географического пространства с целью оптимизации функционирования природно-антропогенных геосистем и обеспечения их устойчивого развития.

1. Использование геоинформационных систем в здравоохранении

Развитие многих наук, связанных с пространственно-временным анализом, предполагает не только совершенствование способов отображения распределения признаков по территории, но и показ их отношений и связей с другими особенностями исследуемого объекта, главным образом в тех случаях, когда их анализируют как сложные системы. Возникает необходимость исследовать варьирующиеся как в пространстве, так и по времени характеристики сразу нескольких явлений. Выполнить такой анализ можно только на основе причинно-следственных соотношений рассматриваемых систем признаков.

В примерах медицинской географии подобные задачи составляют основу данного направления: например частоты и распространенность редких моногенных наследственных заболеваний в популяциях, эпидемиология частых мультифакториальных заболеваний в различных регионах. Причинами различной степени распространенности и их динамики являются как современные экологические факторы, так и исторически сложившаяся брачно-миграционная структура населения в регионах. Для выявления пространственно-временных закономерностей распространенности различных заболеваний в популяциях необходим учет самых разнообразных факторов, обусловливающих возникновение и распространенность этих болезней. Для решения подобных задач на сегодняшний день можно применить бурно развивающиеся перспективные направления геоинформационных технологий. После длительного анализа возможностей систем для решения наших задач в качестве базовой была выбрана линейка программных продуктов компании Autodesk. Ставка была сделана на технологии, реализованные в AutoCAD Map, Autodesk World и Autodesk MapGuide.

В течение последних 10 лет в Медико-генетическом научном центре (МГНЦ) РАМН при спонсорской и методической поддержке АО "Русская Промышленная Компания" создана и апробирована уникальная ГИС-технология изучения генетических процессов, происходящих в генофонде народов России. Суть технологии заключается в следующем: информация об интересующем нас объекте накапливается в специальной базе данных; источниками информации являются как результаты экспедиционных исследований, так и литературные источники, различные статистические отчеты организаций РАМН . Затем, с помощью специально разработанной математической модели, указанные частоты трансформируются в цифровую модель (ЦМ) распространенности данного фактора в исследуемом регионе.

Факторами могут быть частоты интересующего нас гена, болезни в популяциях и др. В случае исследования экологических факторов это, как правило, стандартные экологические параметры, такие как уровни минерализации подземных вод, размах колебания температур в регионах и пр. После построения ЦМ она визуализируется для дальнейшего принятия решения или анализа информации. Все картографо-статистические и картографо-математические действия проводятся именно с ЦМ. Таким образом, исследователи получают практически неограниченные возможности моделирования с помощью как детерминических, так и стохастических подходов. Так как большинство задач медицинской эпидемиологии основано на величинах, имеющих случайную природу, то наиболее "продвинутой" для данной технологии является стохастическая модель, основанная на одно- и многомерных методах математической статистики.

Основное и главное отличие российской технологии от остальных ведущих мировых разработок состоит в том, что разработана методология оценки надежности таких ЦМ в моделировании эпидемиологических задач медицинской географии с использованием подходов теории надежности. В качестве примера приведена карта риска возникновения гемолитической болезни новорожденных при учете совместимости матери и ребенка по двум системам: резус-фактора и группы крови у населения Восточной Европы.

Данная карта получена следующим образом. Строятся карты частот генов группы крови (А, В, О) и карты частот генов резус-факторов (Rh+, Rh–). После этого вычисляется искомая вероятность риска по специальному математико-генетическому алгоритму с использованием ЦМ частот исходных пяти генов. В результате мы получаем карту генетического риска возникновения резус-конфликта матери и плода при одновременном учете их принадлежности к двум системам, выраженную в числе случаев на 100 000 населения. Разумеется, не составляет особого труда провести другие генетико-математические анализы, основанные на иных гипотезах и моделях.

В настоящее время продолжается дальнейшая интеграция программного комплекса для платформы AutoCAD Map . Планируется в течение этого года завершить в виде самостоятельного приложения пакет программного обеспечения, позволяющий провести картографо-статистический анализ ЦМ с учетом фактора его надежности в среде AutoCAD Map. Предполагается, что данное приложение будет востребовано в среде пользователей ГИС, работающих с любыми цифровыми картами. Другим направлением является совместное создание МГНЦ и Институтом ревматологии РАМН на основе уже разработанных ГИС-технологий регистра для исследования эпидемиологии ревматоидных заболеваний по всей России. Данный проект поддержан Минздравом России и Международным исследовательским центром SMNF. Планируется, что в качестве соисполнителя и одного из спонсоров этого проекта будет выступать АО "Русская Промышленная Компания". Кроме того, ведутся переговоры с Минздравом и Миннауки Казахстана о совместном медико-генетическом и эколого-генетическом обследовании населения, проживающего в зоне Семипалатинского испытательного полигона с использованием разработанной ГИС-технологии. Вся полученная информация будет обрабатываться, анализироваться и отображаться с помощью инструментария программного комплекса на базе AutoCAD Map компании Autodesk с использованием компьютеров Silicon Graphics и собственных программных разработок МГНЦ. Предполагается получение уникальных данных, не имеющих аналогов в мировой науке, о длительном воздействии радиации на организм человека. На основе этих данных будут даны практические рекомендации по реабилитации населения, подвергшегося длительному радиационному воздействию.

Проблема здоровья человечества относится к категории глобальных, причем ее приоритет очень высок. В последнее время в мировой практике при оценке качества жизни людей на первое место выдвигается состояние их здоровья, поскольку именно оно служит основой полноценной жизни и деятельности и каждого человека и общества в целом. В нашей стране объем федерального финансирования здравоохранения приблизился к отметке в полтриллиона рублей. Заметная часть этих денег пойдет на информатизацию отрасли.

Человеческий организм – сложная система. С одной стороны, как существо биологическое, человек подвергается влиянию различных природных (физических, химических и биологических) факторов среды его обитания. С другой стороны, поскольку человек ещё и существо социальное, специфика его взаимоотношений с окружающей средой определяется социально-экономическими факторами, в том числе общим уровнем развития общества, научно-техническими достижениями, условиями жизни и труда людей, их удовлетворенностью жизнью. развитием системы здравоохранения и т.д.. Все эти факторы тесно взаимосвязаны между собой и в совокупности либо способствуют поддержанию и укреплению здоровья, либо провоцируют болезни.

Становление и развитие Медицинской географии (или "Географии медицины), как научного направления, имеет многовековые традиции, однако решение многих вопросов этой науки все еще требует своего дальнейшего глубокого изучения. Это междисциплинарное направление изучает природные условия и социально-экономические факторы с тем чтобы выявить степень и закономерности их влияния на здоровье людей. Под комплексом природных условий понимают определённые природные системы: ландшафты, физико-географические особенности, природные зоны, представляющие собой взаимосвязь природных компонентов – рельефа, климата, почв, вод, растительности, животных. Социально-экономические факторы включают особенности жизни и деятельности людей, промышленность, сельское хозяйство, транспорт и пути сообщения, непроизводственную сферу.

К основным направлениям научных и прикладных исследований в области медицинской географии традиционно относят следующие:

• медико-географическая оценка отдельных элементов природы, природных комплексов и экономических условий, влияющих на состояние здоровья человека;

• разработка медико-географических прогнозов для обжитых и новых районов, а также для территорий, в пределах которых наиболее интенсивно преобразуется природа в результате хозяйственной деятельности человека;

• составление медико-географических карт и атласов, отражающих положительное и отрицательное влияние среды обитания и социально-экономических условий на состояние здоровья людей;

• изучение пространственных закономерностей отдельных болезней и составление карт их распространения.

Постоянный контроль здоровья населения и принятие наиболее эффективных мер по поддержанию и улучшению здоровья людей и предотвращению угроз, таких как эпидемии опасных болезней, является одной из приоритетных задач и проблем человеческого общества. В последние десятилетия для их решения все более широко применяются возможности технологии Географических информационных систем (ГИС).

Традиционно география и средства пространственного представления информации в приложении к медицине и здравоохранению в основном применялись для отображения данных о распространении инфекционных заболеваний людей. А затем, особенно начиная с прошлого столетия, круг интересов медицинской географии существенно расширился с охватом и учетом как природных, так и социально-экономических факторов, влияющих на жизнь людей и состояние их здоровья. Реальная возможность комплексного учета и совместного анализа совокупности этих факторов появилась с развитием компьютерных средств и информационных технологий, среди которых геоинформационные технологии занимают заметное место.

Во всем мире организации, связанные со сферой здравоохранения, все в большей мере полагаются на предоставляемые технологией ГИС решения, способствующие повышению эффективности деятельности в этой важнейшей для нашей жизни и экономики области, ее модернизации и переводу на современный уровень обслуживания населения, потребностей государства и общества. Предлагаемые ГИС мощные средства интеграции разнородных данных, их пространственного анализа, моделирования и наглядной визуализации помогают обеспечить комплексную поддержку решаемых медицинскими учреждениями задач, расширить круг выполняемых исследований и обследований, представить их результаты в удобном для дальнейшей работы и понимания картографическом виде.

Средства ГИС в течение длительного времени помогают здравоохранительным организациям улучшить сбор данных по анкетированию населения и предоставляемым услугам, составлению отчетов на их основе, анализу и синтезу данных о состоянии здоровья населения и распространению разных, в том числе инфекционных заболеваний и прочих недугов. Интерактивные карты и лежащие в их основе базы данных, создаваемые в среде ГИС, позволяют улучшить информационный обмен между организациями и взаимодействие с гражданами, способствуют процессу принятия руководящих решений, развитию нового концептуального направления, называемого Здоровье 2.0.

ГИС технология может помочь в реализации многих базовых функций здравоохранительной отрасли. Кратко рассмотрим некоторые из них.

Оценка имеющихся и перспективных активов (анализ и развитие инфраструктуры объектов здравоохранения, ресурсов, реализуемых программ по повышению уровня здоровья населения и т.д.). ГИС поддерживает все аспекты отслеживания общественного здоровья, предоставляя платформу для сбора и анализа влияющих на него факторов окружающей природной и социально-экономической среды, а также данных разнообразных обследований и диспансеризаций, баз данных о пациентах и пр. ГИС успешно работают и на мобильных устройствах, помогая собирать данные в полевых условиях, обеспечивая надежную пространственную привязку получаемой в цифровом виде информации. ГИС может служить критически важным компонентом для распределения людских и технических ресурсов и их планирования, включая моделирование и выдачу рекомендаций специалистам при анализе географического распределения сервисных служб и выявлении мест, где, например, время прибытия бригад скорой помощи превышает нормативные показатели, а также для общего повышения эффективности оказываемых населению медуслуг.

Выработка стратегии с учетом ее пространственной компоненты, включая выбор ближних и отдаленных целей развития, прогнозирование их возможных последствий путем совместного рассмотрения и анализа специфических медицинских данных и информации социально-демографического характера, данных об окружающей среде, административных сведений, данных об инфраструктуре здравоохранительных органов, медицинских организаций и предоставляемых ими услугах.

Ситуационная осведомленность. ГИС предоставляет лицам, принимающим решения в сфере здравоохранения, общую операционную картину для планирования и корректировки действий, в том числе при возникновении чрезвычайных ситуаций, таких как вспышки опасных заболеваний и быстрое распространение инфекций, или при угрозе биотеррористических атак. Официальные лица используют ГИС для отслеживания результатов реализации предпринимаемых действий, комплексного анализа наборов данных разной тематики и целевого назначения и, в более широкой перспективе – для оптимального и более адаптированного к конкретной ситуации распределения ресурсов в соответствии с текущими потребностями. А население получает удобный доступ к основанным на ГИС сетевым сервисам для получения интересующей их информации о медицинских услугах в местах их проживания или в более широком пространственном контексте.

Обеспечение эффективного управления, повышение качества обслуживания, страхование, маркетинг. Предлагаемые в ГИС мощные и во многом уникальные средства сбора данных, в том числе "в поле", управления ими, их моделирования и анализа, совместная работа с множеством наборов данных помогают организациям модернизировать собственные рабочие процессы, улучшить взаимодействие и обмен информацией с коллегами в других организациях. Руководители могут в наглядном виде отслеживать состояние общественного здоровья в географическом (пространственном) контексте, более полно понимать и рассматривать разнообразные факторы, оказывающие влияние на здоровье людей или возникновение заболеваний, а также анализировать и в полной мере задействовать имеющиеся в их распоряжении ресурсы.