geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Bruno Galli Bruno Galli Exame de qualificação – Mestrado - Famerp GEOPROCESSAMENTO APLICADO À EPIDEMIOLOGIA Aluno: Bruno Galli Orientador: Prof. Dr. Francisco Chiaravalloti Neto Exame de Qualificação Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde - Mestrado - Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto – Famerp

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Apresentação utilizada no exame de qualificação do Mestrado em Ciências da Saúde da Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto.

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Page 1: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

GEOPROCESSAMENTOAPLICADO À EPIDEMIOLOGIA

Aluno:Bruno Galli

Orientador:Prof. Dr. Francisco Chiaravalloti Neto

Exame de Qualificação

Programa de Pós-Graduaçãoem Ciências da Saúde

- Mestrado -

Faculdade de Medicina deSão José do Rio Preto – Famerp

Page 2: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Estrutura

1.Principais conceitos

2.Aspectos históricos

3.Aplicações em epidemiologia

4.Dificultadores

5.Perspectivas futuras

Page 3: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

AnáliseEspacial

Computação

GráficaGPSBanco de

Dados

Principais conceitos

SIGSIG

GEOPROCESSAMENTOGEOPROCESSAMENTO

Sensoriamento Remoto

Sensoriamento Remoto Cartografia DigitalCartografia Digital

Fonte: Autor

Page 4: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Principais conceitos

O geoprocessamento de informações consiste

basicamente no uso da geografia relacionada a

diversas áreas do conhecimento, permitindo

operações como análise, coleta,

armazenamento e criação de bancos de dados e

mapas visando uma inter-relação entre dados

espaciais e atributos ou valores pré-

selecionados. (Müller, 2006)

Page 5: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Principais conceitos

O Geoprocessamento é um termo amplo, que engloba

diversas tecnologias de tratamento e manipulação de

dados geográficos, através de programas

computacionais. Dentre essas tecnologias, se destacam:

o sensoriamento remoto, a digitalização de dados, a

automação de tarefas cartográficas, a utilização de

Sistemas de Posicionamento Global - GPS e os Sistemas

de Informações Geográficas - SIG. (Pina, 2000)

Page 6: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Principais conceitos

O SIG é umas das técnicas de geoprocessamento, a

mais ampla delas, uma vez que pode englobar todas as

demais, mas nem todo o geoprocessamento é um SIG.

(Pina, 2000)

Page 7: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Principais conceitos

Arquitetura de Sistemas de Informação Geográfica

Câmara et al, 2004

Page 8: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Principais conceitos

Princípio Básico:

Integração dos Dados Espaciais com os Descritivos

GEOPROCESSAMENTOGEOPROCESSAMENTO

Dados EspaciaisDados DescritivosNome Endereço Cidade UF CEP

Fonte: Autor

Page 9: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Principais conceitos

Princípio Básico:

Integração dos Dados Espaciais com os Descritivos

Fonte: AutorCasos de dengue

Page 10: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aspectos históricos

(Koch, 2005)

Praga, Itália, 1768

Page 11: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

O médico (cirurgião naval) escocês James Lind publicou em 1768 um livro chamado “Um Estudo de Doenças Eventuais em Europeus em Climas Quentes” no qual procura explicações para a distribuição de doenças, chegando inclusive a determinar áreas geográficas específicas (Barret, 1991).

Aspectos históricos

http://www.jameslindlibrary.org/trial_records/17th_18th_Century/lind_1771/lind_1771_tp.html

Page 12: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aspectos históricos

Percepções de um geografia médica prática geral... Apresentando a história da ciência médica e farmacológica das populações indígenas locais.

(Koch, 2005)

Page 13: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aspectos históricos

(Koch, 2005)

Febre amarela, Nova York, 1798

Page 14: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aspectos históricos

(Koch, 2005)

Mapeamento e estatística Cólera, Inglaterra, 1832

Page 15: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aspectos históricos

(Koch, 2005)

Escalas global e nacional Cólera, 1832

Page 16: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aspectos históricos

(Koch, 2005)

Escalas global e nacional Cólera, 1856

Page 17: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aspectos históricos

John Snow (1854)

http://www.ph.ucla.edu/epi/snow/snowcricketarticle.html

Page 18: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aspectos históricos

John Snow

Mapa de Londres

com óbitos por cólera identificados por

pontos e poços de água representados por cruzes. (Câmara et al, 2004)

Page 19: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Aplicações em epidemiologia

A distribuição dos casos de uma doença forma um padrão no espaço? Existe associação com alguma fonte de poluição? Evidência de contágio? Variou no tempo? (Câmara et al, 2004)

Page 20: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aplicações em epidemiologia

A utilização da categoria espaço não podelimitar-se à mera localização de eventos de saúde. (Santos, 1988)

Além da percepção visual da distribuição espacial do problema, é muito útil traduzir os padrões existentes com considerações objetivas e mensuráveis. (Câmara et al, 2004)

Page 21: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Aplicações em epidemiologia

Câmara et al, 2004

ConceitosQualitativos

HipótesesTestáveis

TeoriasModelos

Inferenciais

AnáliseEspacial

Domínios doconhecimento

Page 22: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aplicações em epidemiologia

Tipos de dados e problemas em análise espacial

Tipos de dados Problemas típicos

Análise de padrões pontuais

Eventos localizados

Determinação de padrões e agregamentos

Análise de superfícies

Amostras de campo e matrizes

Interpolação e medidas de incerteza

Análise de áreas

Polígonos e atributos

Regressão e distribuições conjuntas

Adaptado de Câmara et al, 2004

Page 23: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aplicações em epidemiologia

Análise espacial de eventos

O interesse primário ao analisar padrões de

distribuição de pontos é determinar se os eventos

observados exibem algum padrão sistemático, em

oposição à uma distribuição aleatória. (Câmara e Carvalho, 2004)

Page 24: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aplicações em epidemiologia

• Kernel estimation (estimador de intensidade)

Usado para estimar a intensidade pontual do processo em toda a região de estudo.

Câmara e Carvalho, 2004

Page 25: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Aplicações em epidemiologiaKernel estimation

Population-based surveillance of pediatric pneumonia: use of spatial analysis in an urban area of Central Brazil. (Andrade et al, 2004)

Hot-spot intensity of pneumonia cases by Kernel method.Pneumonia cases

Pneumonia pediátrica, Goiânia

Page 26: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Aplicações em epidemiologiaKernel estimation

Dis tribuição espacial da leptospirose no Município do Rio de Janeiro, Brasil, ao longo dos anos de 1996-1999. (Tassinari et al, 2004)

Leptospirose, Rio de Janeiro

Page 27: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aplicações em epidemiologia

Para utilizar amostras

pontuais de forma efetiva

em um ambiente de

Geoprocessamento,

necessitamos de um

procedimento de

interpolação para gerar uma

representação na forma de

grade regular.

Análise espacial de superfícies

(Camargo et al, 2004)

Page 28: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Aplicações em epidemiologia

A krigagem compreende um conjunto de técnicas

de estimação e predição de superfícies baseada

na modelagem da estrutura de correlação

espacial. (Camargo et al, 2004)

• Krigagem

Page 29: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aplicações em epidemiologiaKrigagem

Modelagem geoestatís tica da infecção por Ascaris lumbricoides . (Fortes et al, 2004)

Ascaris lumbricoides, Duque de Caxias

Page 30: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Aplicações em epidemiologiaKernel estimation e krigagem

Use of a geographic informations sys tem for defining spatial risk for dengue transmission in Bangladesh: role for aedes albopictus in na urbanoutbreak. (A li et al, 2003)

Dengue, Bangladesh

Page 31: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Aplicações em epidemiologiaComparação entre interpoladores de média móvel, para o mesmo

conjunto de amostras

(C amargo et al, 2004)

Inverso doQuadrado daDistância

Médiasimples

Vizinhomais próximo

Page 32: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Aplicações em epidemiologia

� O padrão que observamos é aleatório ou apresenta uma agregação definida?

� Esta distribuição pode ser associada a causas mensuráveis?

� Os valores observados são suficientes para analisar o fenômeno espacial a ser estudado?

� Existem agrupamentos de áreas com padrões diferenciados dentro da região de estudo?

(Câmara et al, 2004)

Análise espacial de áreas

Page 33: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aplicações em epidemiologia

Produzem um valor específico para cada área,

permitindo assim a identificação de

agrupamentos.

(Câmara et al, 2004)

• Indicadores Locais de Associação Espacial

Page 34: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Aplicações em epidemiologiaLocal indicators of spatial association—LISA

Spatial mapping of temporal risk characteristics to improve environmental health risk identification: A case study of a dengue epidemic in Taiwan. (Wen et al, 2006)

Dengue, Taiwan

Page 35: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Aplicações em epidemiologia

• Modelos de regressão

É uma ferramenta estatística que utiliza o

relacionamento existente entre duas ou mais

variáveis de maneira que uma delas possa ser

descrita ou o seu valor estimado a partir das

demais.

(Câmara et al, 2004)

Page 36: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aplicações em epidemiologiaModelos de regressão

Taxa de mortalidade nos três primeiros dias de vida (/1.000 NV).Bairros do Município do Rio de Janeiro, 1995-1996Distribuição geográfica da proporção de mães adolescentes de 10 a 19 anos.Bairros do Município do Rio de Janeiro, 1995-1996.Proporção de chefes com rendimento até um salário mínimo.Bairros do Município do Rio de Janeiro, 1991.

• Proporção de mães adolescentes (1)

• Proporção de pessoas residentes em favelas, 1996 (2)

• Proporção de chefes com rendimento até um salário mínimo (3)

• Taxa de mortalidade nos três primeiros dias

• Proporção de partos cesáreos

• Proporção de mulheres analfabetas

• Densidade de população favelada, 1996

• Coeficiente geral de natalidade

• Nascimentos em estabelecimentos privados

• Proporção de mães que não fizeram pré-natal

Análise espacial da mortalidade neonatal precoce no Município do Rio de Janeiro, 1995-1996. (Andrade e Szwarcwald, 2001)

Mortalidade neonatal, Rio de Janeiro

Page 37: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Aplicações em epidemiologiaModelos de regressão

Determinants of the geographic dis tribution of Puumala virus and Lyme borreliosis infections in Belgium. (Linard et al, 2007)

PUUV PUUV

LymeLyme

PUUV human cases

Lyme borreliosis infections

PUUV e Borreliose de Lyme, Bélgica

Page 38: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Dificultadores

• Ausência de bases cartográficas

• Morosidade das notificações

• Qualidade da informação

• Falta de integração das bases de dados (SIM; SINASC; SINAN)

• Inexistência de softwares específicos

Page 39: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Perspectivas futurasSatélite CBERS

S. J. Rio Preto, SP, Brasil, 09/2005 S. J. Rio Preto, SP, Brasil, 09/2002

Satélite QuickBird

Page 40: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Perspectivas futuras

•Propagação da utilização da cartografia digital

•Integração das bases de dados de notificação

•Disponibilização dos dados em ambiente web

•Desenvolvimento de aplicativos específicos

Page 41: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

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Perspectivas futuras

"Os homens adoecem porque são pobres. Mantêm-se pobres porque estão doentes e continuam doentes porque são pobres".

Frase estampada na entrada do Hospital de Doenças Infecto-Contagiosas (HDIC) de Teresina, no Piauí.

Miséria tropical: meningite e cólera no Nordeste mostram que o Brasil ainda não consegue eliminar males típicos do Terceiro Mundo. IstoÉOnline nº 1584 – 09/02/2000

Foto: André Dusek

Page 42: Geoprocessamento aplicado à epidemiologia

Bruno GalliBruno GalliExame de qualificação – Mestrado - Famerp

Ali M; Wagatsuma Y; Emch M; Breiman RF. Use of a geographic informations system for defining spatial risk for dengue transmission in

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Referências