ÚVOD

POPIS
PROJEKTU

DÍLČÍ ZPRÁVY

PUBLIKACE

VÝSLEDKY

KONTAKTY.


INTRANET


LGC
Laboratoř geoinformatiky
a kartografie
při GÚ
PřF MU

FN Brno
Fakultní nemocnice
Brno


GA ČR: S205/07/1278


Navrhovaný projekt se zaměřuje na využití moderních kartografických nástrojů pro dynamickou prezentaci, publikaci a analýzu dat o zdravotním stavu a zdravotní péči v prostředí internetu. Pod pojmem dynamická prezentace a publikace jsou míněny především možnosti volby požadovaného měřítkového rozsahu, interaktivní tvůrčí komunikaci uživatelů a tvůrců map prostřednictvím atlasu, dále přítomnost aktivních kartometrických a statistických nástrojů a konečně využití animačních technik při vizualizaci témat s časovou složkou. Základní podmínkou pro takto definovanou publikaci je kartografická správnost dané vizualizace a možnost automatizované tvorby tiskových návrhů včetně variability jejich obsahu.
Zdravotním cílem je podpora rozhodování řídících pracovníků a orgánů státní správy při posuzování současných kapacit a výhledových potřeb jednotlivých medicínských oborů podle územních jednotek, charakterizovaných komentářem kartografické distribuce zvolených zdravotních ukazatelů. Porovnat jejich kapacity (lůžkové, ambulantní, personální, přístrojové jiné) s ekonomickými možnostmi a s výhledovými požadavky na zajištění zdravotní péče podle území. Rozhodování by měla usnadnit také mezinárodní komparace zdravotních a ekonomických dat s prognózou dalšího vývoje v České republice.
Významným příspěvkem projektu je překonání tradičního tabelárního pohledu na data a využití rozsáhlého matematicko-statistického aparátu pro analýzu a modelování časových řad. Omezení, která plynou z tradičního statického kartografického zobrazení mohou být překonána pomocí vícerozměrného zobrazení jednotlivých rovin kartografické vizualizace dat. Protože většina proměnných, které popisují zdravotní stav a zdravotní péči obyvatelstva, jsou kategoriálního charakteru nebo měřena na ordinální škále, bude vhodné využít pro jejich zpracování speciálních kategoriálních datových analýz založených na logaritmicko lineárních interakcích a zobecněných lineárních modelech. Příslušné statistické modely (probit modely, logit modely a jejich mnohorozměrné verze) budou budovány s ohledem na tento charakter dat. Využita bude také technika regresních a klasifikačních stromů.

Hlavní cíle projektu lze shrnout do následujících bodů:

  1. Analyzovat data o stavu zdraví a zdravotnictví v ČR, dostupné z databází ÚZIS, ČSÚ, SÚKL a SZÚ s cílem posouzení dynamiky jejich vývoje a odhadem předpokládaného vývoje vybraných ukazatelů.
  2. Prezentovat údaje o demografii, nákladech zdravotní péče, zdravotním stavu obyvatel ČR v kontextu 32 zemí čtyř regionů Evropy, dostupné z databází IARC, OECD a WHO.
  3. Vypracovat vhodné kartografické reprezentace prostorové distribuce sledovaných jevů, jejich dynamiku v čase prostřednictvím exploratorní kartografie usnadnit sledování závislosti jevů. Sestavit odpovídající kartografické modely predikce vývoje sledovaných parametrů.
  4. Teoreticky, empiricky a prakticky ohodnotit výše zmíněné postupy s ohledem na existující prostorové a časoprostorové statistické metody a posoudit jejich vhodnost pro zhodnocení analýzy a predikce zdravotního stavu a zdravotní péče.
  5. Vytvořit webovou prezentaci a obsah reprezentující funkcionalitu kartografických metod a interpretaci výsledků.
  6. Otestovat přístupy a nástroje na specifických aplikačních případech dat zdravotního stavu a zdravotní péče.
  7. Provést statistickou analýzu časových řad, které jsou prostorově vázané, využít k jejich analýze metody kointegrace, které umožňují odhalit jednak trendy kointegrovaných řad s ohledem na vnitřní korelace mezi jednotlivými řadami.
  8. Provést časoprostorové modelování, vybrat kanonické korelace bloků jednotlivých typů proměnných z různých studovaných oblastí a zaměřit se na jejich časovou dynamiku. Tu použít k predikaci budoucího vývoje a konstrukci predikčních map. Použít při tom techniky prostorové a exploratorní statistiky.
  9. Provést statistickou analýzu rizikových jevů založenou na analýze přežití (survival
    analysis).
  10. Popularizovat mezinárodně dostupná data s modelovým využitím v pregraduální výuce a přípravě diplomních prací studentů Geografického ústavu Přírodovědecké fakulty MU Brno.

POPIS PROJEKTU

A) Současný stav řešené problematiky

1. Úvod

Řešení řady společenských úkolů se neobejde bez široké mezioborové spolupráce. Podmínkou jejich úspěšného realizačního výstupu je odpovídající validita vstupních dat,časově dostatečná dynamika, erudované vyhodnocení výsledků a fakta, založená na chybějících důkazech pro opatření, přinášející očekávaný efekt a ekonomickou úsporu. Mnohonásobně to platí pro rozhodování vrcholného managementu ve zdravotnictví, což se daří realizovat v průmyslově vyspělých zemích s velkým kapitálem (1). Při aplikacích GIS technologií v transformujícím se zdravotnictví bylo mezinárodně dosaženo řady zkušeností, zahrnujících řešení problémů v environmentálním zdraví, prevenci nejvážnějších chronických nemocí, zlepšení zdravotního stavu, výchovy obyvatel, budování Center pro kontrolu nemocí aj. (2, 3, 4, 5). I přes počáteční snahu v českých podmínkách (6) uplynulo od posledního pokusu celé desetiletí (7) bez další nutné kontinuity. Kumulace protikladných problémů mezi finančními limity a nezbytnými požadavky, ústící do demonstrativních akcí profesních skupin činí z této oblasti málo uhlazený nástroj předvolebních argumentů a diskusí.

Rozvoj GIS technologií poskytuje stále širší možnosti svého uplatnění, od analýzy satelitních dat pro digitální model reliéfu Země (8), přes zamoření kontinentů malárií (9), vybudování systému zdravotní bdělosti (10) až po topografickou distribuci důsledků radiační havárie v Černobylu s kontaminací prostředí a výskytem nádorů v Bělorusku a okolních zemích (11). V současnosti je prostřednictvím inteligentního přístupu do databází a interaktivní uživatelské podpory možné nejen nalézt vhodné mapy na Internetu, ale také je vytvářet a modifikovat podle specifických a individuálních požadavků. Namísto pouhého užití map, které byly někým vytvořeny předem, dovolují tyto nové geoinformační technologie jednotlivcům využívat kartografii interaktivně, podle individuálních potřeb uživatele, zkoumat a reprezentovat prostorové informace. Nové technologie umožňují “živé spojení” mezi instinktivní vnitřní sférou našeho prostorového poznání, prostřednictvím přímé interakce s novou generací kartografických vizualizací a tím i s potenciálně nekonečnými zdroji na Internetu.

Mapa je reprezentace geografické reality pomocí symbolů, které reprezentují vybrané vlastnosti a charakteristiky, vyplývající z tvůrčího úsilí a výběru jejich autory a je vytvořena pro další využití, přičemž prostorové vzájemné vztahy mají prvořadý význam. Spolu s novými kartografickými prostředky GIS založenými na interaktivních Web mapách je možné zprostředkovat vzájemné působení mapa-uživatel (i s jejími datovými zdroji). Bez omezení fixovaným obsahem a používanými symboly nebo konvenčními vizualizačními technikami, může nyní uživatel vytvořit škálu map nebo k mapě vztažených obrazů (např. profily nebo terénní modely) z podpůrných databází. Kartografie je v nové podobě unikátní a instinktivní multidimenzionální prostředek, který můžeme využívat k výzkumu, analýze a komunikaci geoprostorových informací. Má k dispozici zdroje na WWW. Mapa je přitom více, než jenom prostor pro manipulaci a tvorbu obrazů, může být grafickým oknem s nekonečnými možnostmi. Toto nové vizuálně-myšlenkové prostředí využívá výhody našeho kognitivního, instinktivního mapování, které může být ještě efektivnější, pokud je realizováno prostřednictvím geovizuálního dialogu s kartografickými / geografickými vizualizačními systémy.

2. Popis zdravotního stavu

V roce 2004 bylo v nemocnicích ČR hospitalizováno 2,3 mil. pacientů, tj. v průměru 229 hospitalizací na obyvatele s mírnou převahou žen s průměrnou délkou hospitalizace 7,5 dne. Nejčastěji hospitalizovanými byly nemoci oběhového (16,1%) a zažívacího systému (9,4%) a zhoubnými novotvary (ZN-8,9%). Nemocní obou pohlaví byli hospitalizováni nejvíce s ischemickou chorobou srdce (ICHS), muži s úrazy a aterosklerózou, ženy s lumbalgiemi a cholelithiasou. Od roku 1995 se počet hospitalizovaných zvyšuje a průměrná délka jejich pobytu v nemocnici se zkracuje.

V roce 2004 zajistila ambulantní zařízení téměř 155 milionů ošetření tj. o 300 tisíc víc než v roce 2003. Svého praktického nebo odborného lékaře navštívil každý obyvatel průměrně 15krát za rok. Většinu z nich tvořilo 1,47 mil. dispenzarizovaných s hypertenzí, 846 tis. s ICHS a 281 tis. s mozkovou mrtvicí (IC). Prevalence alergií dosáhla 877 tis. (zvýšení o 40% proti 2000), 712 tis. diabetiků (o 9% více proti 2000), 523 tis. plicních nemocí (o 26% více proti 2000) a 450 tis. psychiatricky nemocných (o 24% více proti 2000), ze kterých bylo 40% mužů a 60% žen. V roce 2004 bylo v chirurgických ambulancích ošetřeno téměř 1,8 mil. úrazů (o 6% více proti 2000). Praktičtí lékaři dispenzarizovali asi 2,6 mil. nemocných pro vybrané nemoci: hypertenzi 20%, ICHS 10% a IC 3,5%.

Národní onkologický registr evidoval k 31.12. 2002 1289409 ZN. Od jeho založení zemřelo 813736 hlášených onkologicky nemocných a 347051 žije s jedním nebo více nádory (celkem 396595 ZN). V roce 2002 bylo zjištěno 65406 nových ZN (o 5,2% více proti 2001). Z nich bylo 262 (0,4%) diagnostikováno u dětí a mladistvých do 19 let. Na nádory zemřelo v 2002 celkem 29304 osob. Nejčastějším nádorem u obou pohlaví je ZN kůže, u mužů ZN kolorekta (95/100.000), plic (92/100.000), prostaty (68/100.000), u žen ZN prsu (103/100.000), kolorekta (63/100.000), děložního těla a čípku (51/100.000).

Ve světových tabulkách zaujímá populace ČR přední místa hodnotami standardizované incidence a úmrtnosti u řady nádorových diagnóz: kolorekta, ledvin, slinivky, čípku, dělohy, aj. Důvodem je především nedostatečná prevence, nezdravá výživa, špatná životospráva, vysoká spotřeba alkoholu a masivní kouření u mužů i žen. Podceňování prvních příznaků nemoci a její pozdní zjištění zhoršuje prognózu vyléčení nemocných.

U dětí narozených v 2003 se projevila vrozená srdeční vada během prvního roku života v 3817 případech (57% chlapců, 43% dívek) tj. 4,1/100.000 živě narozených. Z toho nejčastější byly srdeční vady u 53% dětí.

V roce 2004 se vyskytlo přes 152 tis. infekčních nemocí (o 28 tis. více proti 2003), kterými byl postižen každý 67. obyvatel. Nejvíce z nich bylo salmonelóz, neštovic a dalších střevních infekcí. Virovou hepatitidou se nakazilo 1517 osob (nejvíce ve věku 20-34 let), TBC 1057 osob (10,4/100.000), klíšťovou encefalitidou 507 osob (4 zemřely), syfilis 684 osob a gonokokovou infekcí 947 osob. Z více než 837 tis. vyšetřených vzorků krve bylo nově zjištěno 72 HIV případů (z 18 žen bylo 6 gravidních). K 31.12. 2004 bylo 737 občanů ČR a 216 cizinců HIV pozitivních.

V roce 2004 chybělo denně v zaměstnání v průměru 257 tis. pracovníků pro nemoc nebo úraz, což činilo 6,2 pracovních neschopností na 1000 pojištěnců za rok. Průměrná délka jedné pracovní neschopnosti byla 35,6 dne (o 5 dní více než v 2003). Téměř 77% případů pracovní neschopnosti tvořily nemoci dýchacího a svalově kosterního systému, úrazy, otravy a nemoci zažívací soustavy. V roce 2004 bylo 376 tis. osob v plném a 179 tis. osob v částečném invalidním důchodu (o 1% a 3% více proti 2003). Vysoký počet návštěv pacientů u lékařů v ČR ve srovnání s Evropskou Unií podporuje naději, že v blízké budoucnosti bude možné včas zjistit a úspěšně léčit většinu preventabilních nemocí.

3. Popis demografické situace

K 31.12. 2004 žilo v ČR 10220577 obyvatel. Proti roku 2003 se tento počet zvýšil o 9,1 tis. vlivem vysoké migrace cizinců. Nejpočetnější je populace ve věku 25-35 let. Zastoupení dětí do 15 let se snížilo na 14,9%. Populace stárne důsledkem nízké porodnosti a klesajícího počtu dětí. V roce 2004 bylo uzavřeno 51,4 tis. manželství a 33,1 tis. bylo rozvedeno (na 1000 obyvatel středního věku připadlo 5 sňatků a 3,2 rozvodů), tj. 64 rozvodů na 1000 uzavřených manželství.

Počet živě narozených dětí dosáhl 97664 (o téměř 4 tis. více proti 2003). Průměrný věk matek při narození dětí dosáhl 28,3 roku a podíl narozených dětí mimo manželství 30,5%. Bylo evidováno 41324 potratů (16,4 na 1000 žen ve věku 15-49 let) a 27574 umělých přerušení těhotenství. Potraty představují asi 30% ukončených těhotenství. V ČR bylo evidováno 107177 zemřelých, tj. 10,5 úmrtí na 1000 obyvatel (o 4,1 tis. méně proti 2003). Střední délka života při narození dosáhla v roce 2004 u mužů 72,5 roku, u žen 79 let. Nejčastější příčinou smrti byly nemoci oběhového systému 51% a nádory 27%. Demografický vývoj české populace je charakterizován demografickým stárnutím, zvyšující se rozvodovostí, klesající sňatečností, odkládáním sňatku do pozdějšího věku a rostoucím počtem nesezdaných soužití.

4. Stav zdravotnických zařízení

V registru zdravotnických zařízení bylo v roce 2004 evidováno 27061 zařízení (266 státních a 26795 nestátních). nestátních), kde v lůžkové péči pracovalo asi 10,2 tis. lékařů a 44 tis. zdravotnických pracovníků . Na 100 tis. obyvatel připadlo průměrně 1114 lůžek. Nejvyšší využití lůžek 81,5% vykázalo 19 nemocnic s 27% lůžek, řízených Ministerstvem zdravotnictví s průměrnou ošetřovací dobou 8,1 dne a 27% ze všech hospitalizovaných případů v ČR. Druhé vyšší využití lůžek 79,9% připadlo na 89 nemocnic s 49% lůžek, řízených krajskými úřady, městy a obcemi. Nejnižší využití lůžek 77,1% a průměrnou ošetřovací dobu 8,8 dne vykázalo 83 soukromých nemocnic s 21% lůžek. Na jednu lékárnu připadlo průměrně 4,3 tis. obyvatel.

Na jednoho praktického lékaře připadlo průměrně 1560 evidovaných pacientů, na jednoho dětského lékaře 960 dospívajících do 19 let, na jednoho gynekologa 3290 žen, na jednoho zubního lékaře 1725 osob.

5. Ekonomické ukazatele

V roce 2004 dosáhly celkové zdravotní výdaje 193.829 mil. korun, což bylo 7% z HDP. Další výdaje z veřejných rozpočtů a systému veřejného zdravotního pojištění dosáhly 176.743 mil. korun. Ze systému veřejného zdravotního pojištění bylo hrazeno 80,9% zdravotních výdajů. U devíti zdravotních pojišťoven bylo evidováno asi 10,3 mil pojištěnců. Celkové příjmy systému zdravotního pojištění dosáhly 157.053 mil. korun, výdaje 156.811 mil. korun (o 7% více proti 2003). Průměrné náklady zdravotní péče na jednoho nemocného dosáhly 14,6 tis. korun. V roce 2004 dosáhla hodnota distribuovaných léků 55,850 mil. korun. V 2378 lékárnách a 191 výdejnách zdravotnických prostředků bylo přijato téměř 94 mil. receptů a 3 mil. poukazů zdravotnických prostředků tj. 9 receptů na obyvatele. Celkový příjem dosáhl 57.648 mil. korun.

6. Statistická modelování

Ze statistického hlediska uvedená data představují mnohorozměrné časové řady ukazatelů zdravotního stavu, ukazatelů stavu zdravotnických zařízení a časové řady ekonomických charakteristik. Jednotlivé bloky těchto proměnných jsou statisticky provázány. Trendy a vnitřní dynamika a korelační struktura není známá a její odkrytí by mohlo přispět k predikci budoucího vývoje těchto řad a ta by mohla být zabudována do predikčních map. Po ověření validity takto získaných modelů by bylo možné přikročit ke tvorbě predikčních map, které by na základě dodaných doprovodných proměnných např. ekonomického typu, mohly uživateli názorně pomoci vytvořit si vizuální představu o vlivu těchto proměnných na budoucí charakteristiky řady a tedy např . modelovat vliv ekonomických zásahů na dynamiky rozvoje zdravotnických zařízení a potažmo jejich vliv na parametry zdravotního stavu obyvatelů jednotlivých oblastí.

B) Předpokládaný výsledek projektu a jeho využití

Hlavní přínos geografických informačních systémů při studiu zdravotní péče tkví ve využití flexibilního a rozšiřitelného digitálního prostředí ve kterém jsou data prezentována.Digitální atlas využívající možností GIS má potenciál kombinovat možnosti papírových/analogových výstupů s možnostmi digitálního prostředí. Ve stejném prostředí tak může uživatel porovnat prostorové rozmístění a vztahy dat a kombinovat je s exploratorní analýzou, formulováním hypotéz, statistickým šetřením a ověřováním hypotéz a podporou rozhodovacích procesů. Ze stejného uživatelského rozhraní jsou zároveň šířeny a poskytovány informace v podobě map, grafů, tabelárních pohledů, které si při vzájemném propojení zachovávají dynamické vlastnosti GIS prostředí. Předkladatelé projektu se domnívají, že aplikace možností dynamické digitální kartografie pro vizualizaci potřeb a spotřeb služeb v českém zdravotnictví přináší řešení, které by předešlo současným i budoucím disproporcím, které se v naší zemi vytvořily po pádu předchozího politického systému (11, 12, 13).

C) Význam grantového projektu pro praxi nebo v jiném společensky významném kontextu

Státní, veřejný a privátní sektor postupně přechází od evidence a sběru dat k jejich využívání při rozmanitých aplikacích. Využití existujících dat, ověřování jejich aktuálnosti a integrity, analýza jejich kvalitativních ukazatelů, interpretace, reprezentace a implementace při jejich zpřístupnění uživatelům, patří v současnosti ke klíčovým požadavků na vědecko-výzkumnou základnu ze strany státních a veřejných institucí, které tyto databáze udržují. Vzhledem k datové i technologické otevřenosti projektu se mohou vybraná témata stát součástí internetových portálů, a to jak centrální státní správy, tak například informačního servisu samospráv na regionální či krajské úrovni. V souladu se současným trendem aby data, informace resp. znalosti byly dosažitelné, což je povětšinou pomocí Internetu již splněno, nebo bude splněno v horizontu několika let, ale budou k dispozici i internetové nástroje, které umožní tvorbu elektronických map a atlasů sloužících nejen pro zpracování vědeckých výsledků, ale i pro potřeby vědecky podloženého rozhodování a řízení. Naplněním tohoto požadavku dochází i k uplatnění kartografických metod výzkumu, jež mají obecnou platnost v různých vědeckých disciplínách, natož pak v prostředí počítačové kartografie. Zahraniční zkušenosti potvrzují, že seriózní komparace validních a parametrizovaných dat v resortu zdravotnictví může předejít časovým prodlevám, při kterých dochází k neodůvodněnému soupeření některých medicínských oborů. Důsledkem jsou ekonomické ztráty projevující se v kumulativním deficitu systému zdravotního pojištění, což se v posledních letech nevyhnulo ani českému zdravotnictví. Uvedený deficit ve výši 14 mld. Kč je řešený limity, které mohou přinášet omezení zdravotní péče. Proto porovnání současné a budoucí potřeby a spotřeby zdravotních služeb kartografickou vizualizací, modelováním a predikcí je považováno za jednu z možných cest pro zlepšení stavu.

D) Literatura

  1. Al Nuaim A.: Managing complex healthcare organisation. European Hospital, 15, 1, 2006,  s. 4-5.
  2. Melnick, A.: Introduction to geographic information systems in public health. Jones and Bartlett Publishers, 2002, 300 s. ISBN: 0-8342-1878-X.
  3. Soret, S.: Loma Linda University´s certificate program in health geoiformatics. Arc News, 26, 1, 2004, s. 42-46.
  4. Rich, Jim.: Pioneeering certificate program in health geoinformatics. ArcUser, 7, 2, 2004, s. 66.
  5. Ferrigno, P.: Pedaling toward a healthy population. ArcUser, 7, 1, 2004, s. 66-69.
  6. Geryk, E. a kol.: Atlas zhoubných nádorů v České republice. MOÚ Brno, 85 s. ISBN 80-901943-03.
  7. Maršík, V. a kol.: Atlas výskytu zhoubných nádorů v České republice 1978-1994. Masarykův onkologický ústav v Brně, Brno, 47 s. ISBN 80-238-1718-3
  8. Urban, P.: Podrobný digitální model reliéfu celého světa. Arc Revue 13, 2, 2004, s. 25.
  9. Rachmat, A. kol.: Investigation the distribution of malaria using GIS. Arc News, 25, 3,  2003, s. 36.
  10. Marquez, M. et al.: New York city uses GIS for surveillance of bioterrorism and disease. Arc News, 25, 3, 2003, s. 37.
  11. Krivoruchko, K.: Analyzing the consequences of Chernobyl using GIS and spatial statistics. Arc News, 25, 3, 2003, s. 34-35.
  12. MZ: Lidsky důstojné a efektivně fungující zdravotnictví. MZ ČR, 2004, 108 s.
  13. Vepřek, J. kol.: Zpráva o léčení českého zdravotnictví aneb Zdravotnická reforma včera, dnes a zítra. Grada Publishing, Praha, 2002.
  14. Zatoński, W.A. et al.: The health transformation in Eastern Europe after 1990: a second look. M.S-C.M. Inst. of Oncology, Warszawa, 2000, 78 s.


NOVINKY

15.3.2010
zpřístupněna závěrečná zpráva projektu - viz dílčí zpráva 2009
15.2.2010
doplněn seznam publikací za rok 2009 a část roku 2010. Nalinkované texty publikací, případně ppt jsou dostupné pouze za použití hesla.
9.2.2010
doplněny informace na stránce VÝSLEDKY
5.1.2010
dílčí zpráva za rok 2008 - viz menu
19.11.2009
nově stránky s výsledky projektu - viz menu vlevo
10.12.2008
přidán seznam publikací za rok 2008
.
15.1.2008
zpříztupněna dílčí zpráva za rok 2007
.
15.12.2007
přidán seznam publikací za rok 2007
.
15.4.2007
nově Popis projektu
.
7.3.2007
otevřena informační stránka projektu MediCarto