کاربرد GIS در پزشکی و سلامت (Health GIS)

در این مطلب کاربرد GIS در حوزه سلامت و بهداشت و پزشکی توضیح داده خواهد شد و با چند نمونه از کاربردهای عملی GIS در سلامت آشنا خواهید شد.

کاربرد GIS در پزشکی و سلامت (Health GIS)

سیستم اطلاعات مکانی (Geospatial Information System) با بهره‌­گیری از داده‌­ها، سخت افزار، نرم افزار و روش­‌های تحلیلی توانمند به جمع آوری، مدیریت، آنالیز و نمایش داده‌­های مکان‌مبنا می‌­پردازد. GIS ضمن فراهم آوردن امکان نمایش، تحلیل، تغییر و کشف الگو از داده‌­های مکان مبنا در آنالیز پایش و پیش‌­بینی مسائل بسیار موفق عمل می­‌کند. با معرفی جغرافیای پزشکی، GIS در حیطه برنامه‌­ریزی و مدلسازی سبب شناسی بیماری‌­ها و مسائل بهداشتی شده و همچنین در پایش سطح سلامت افراد مبتلا به بیماری‌های مختلف به کار گرفته می شود؛ چرا که سلامت افراد در گرو شرایط مطلوب محیطی و عوامل مؤثر جغرافیایی می‌­باشد. بررسی این چالش‌ها سبب ظهور جغرافیای پزشکی شده است.

بهره‌گیری از روش‌های نوین مد‌ل‌سازی اطلاعات مکانی، در حیطه‌های کاربردی مختلف به ویژه مسائل مرتبط با بهداشت، سلامت، بیماری‌ها و زندگی انسان‌ها بسیار حائز اهمیت می‌باشد.

بروز و شیوع بیماری‌ها، وابستگی زیادی به عوامل مختلف و متعددی دارند که بی‌تردید بدون شناخت و توجه به آن‌ها نمی‌توان برای حفاظت انسان در مقابل بیماری‌ها برنامه‌ریزی نمود. دلیل بسیاری از بیماری‌­ها عوامل محیطی هستند، که دارای ماهیت مکانی می باشند. بنابراین جهت مبارزه با این نوع بیماری‌ها، مطالعه و شناخت هر چه بیشتر محیط، حائز اهمیت می‌باشد؛ تا با افزایش اطلاعات دقیق از محیط زندگی و شرایط انتشار بیماری‌ها، بتوان گام‌های موثری برای مدیریت، مبارزه و ریشه­‌کنی آن‌ها برداشت. در این راستا استفاده از ابزارهای آنالیز و مدلسازی داده‌های مکانی می‌تواند بسیار راه‌گشا باشد.

از جمله کاربردهای GIS در مدل سازی بیماری‌ها می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:

• فهم بوم شناسی (Ecology) بیماری
• تعیین محدودیت‌های محیطی برای حضور و تراکم بیماری
• تشکیل یک اطلاعات پایه‌ای از فاکتورهای محیطی در ارتباط با عامل بیماری
• تجزیه‌­وتحلیل و مدلسازی‌های مختلف از تراکم و شیوع بیماری
• استفاده از مشخصات نمونه‌ای مشاهده شده برای پیش بینی وضیعت آینده
• پهنه‌بندی خطر شیوع بیماری و مشخص نمودن مناطق بحرانی
• تهیه‌ی نقشه‌ی وقوع بیماری به‌صورت نقطه‌ای یا منطقه‌ای
• تولید نقشه‌های وقوع بیماری در زمان‌های مختلف
• بررسی شیوع ، نحوه انتشار و روند پیگیری بیماری هایی از قبیل مالاریا، ایدز، سل
• تعیین مکان های بحرانی و نقاط خطر به منظور کمک رسانی سریع و به موقع در موارد ضروری
• ارزیابی خطرات محیطی و میزان مواجهه با مواد آلاینده
• طراحی و بهبود سیستم های  مراقبت بیماری ها و تعیین گروه ها و افراد در معرض خطر. با GPS نگاری مکان زندگی یا تجمع برخی بیماران خاص از قبیل بیماران مبتلا به ایدز یا هپاتیت، می توان نقاط دارای بیشترین فراوانی را روی نقشه ترسیم نمود و در برنامه ریزی های بهداشتی آن را مد نظر قرار داد.
• تخصیص و توزیع مکانی منابعی مثل بودجه، نیروی انسانی،لوازم و تجهیزات از طریق ارزیابی نیازهای بهداشتی منطقه ای.
• تشخیص سریع اپیدمی ها و کنترل به موقع آنها
• ایجاد یک شبکه ارتباطی مناسب و کارا بین مراکز و موسسات مختلف بهداشتی درمانی
• پیش بینی وقایع بهداشتی با استفاده از شیوه های مدل سازی

حوزه مراقبت های بهداشتی به خصوص بهداشت عمومی با مقیاس بسیار بزرگ سروکار دارد و شیوع و بحران های زیادی در مناطق خاص یا برخی از کشورها رخ می دهد. توانایی ترسیم نقشه و نمایش بصری بیماری برای برنامه ریزی و پاسخ به بحران های بهداشتی و شناسایی شیوع بیماری ضروری است که به کمک GIS می‌توان این کار را انجام داد. در این ادامه چند نمونه از کاربردهای GIS در بهداشت و درمان را توضیح خواهیم داد.

قابلیت نمایش ، جستجو و تحلیل داده های مکانی حوزه سلامت

1- شناسایی روند پیشرفت بیماری

GIS  به متخصصان مراقبت های بهداشتی توانایی شناسایی روندهای مربوط به سلامت و هدف گیری دقیق تر اقدامات درمانی را بر اساس این نتایج ارائه می دهد. یک نمونه از این موارد از برنامه بهداشت عمومی دانشگاه کالیفرنیای جنوبی ناشی می شود که در بسیاری از اقدامات مختلف خود از جمله برنامه نظارت بر سرطان ریه از GIS استفاده می کند. این مرکز توانسته است با استفاده از سیستم اطلاعات مکانی به کنترل سرطان ها بپردازد و تا حدود زیادی به درمان موثر واقع شود.

نرم افزار های  GISداده های جمعیت شناختی ، مانند آدرس خانه ، محل کار ، نوع سرطان و حتی داده های جمع آوری شده از فناوری سلامت را برای کلیه بیماران وارد شده در سیستم ارزیابی می کند. سپس داده ها ارجاع داده شده مکان محور شده و بر روی نقشه نمایش داده می شوند. متخصصان بهداشت می توانند موقعیت  مکانی و فضایی بیماران را تجسم کنند و تشخیص دهند که خوشه هایی از انواع خاصی از سرطان در ارتباط با شرایط کار مشابه یا مناطق مسکونی وجود دارد یا خیر. 

جهت مشاهده آموزش پیاده سازی این نقشه به کمک نرم افزار ArcGIS می توانید به لینک‌های زیر مراجعه نمایید.

فیلم آموزشی ابزارهای رنگ بندی قسمت اول

فیلم آموزشی ابزارهای رنگ بندی قسمت دوم

فیلم آموزشی ابزارهای رنگ بندی قسمت سوم

2- پیشگیری بیماری های عفونی و واگیردار

نقش سیستم های GIS نباید فقط به ردیابی وقایع بیماری محدود شود. یکی از جنبه های قدرتمند آن توانایی استفاده از جغرافیا و سایر ورودی ها برای شناسایی مکان هایی است که احتمال گسترش بیماری بعدی وجود دارد. داده هایی از این دست می تواند برای پرسنل زمینی که برای نجات جان انسان ها کار می کنند ضروری باشد زیرا آن ها را قادر می سازد از قبل برای یک بیماری آماده شوند و می تواند تأثیر را به شدت محدود کند. امروزه با توجه به بیماری های واگیر دار عجیب و غریبی همچون کرونا نقش مدیریت پیش گیری خیلی از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد که می توانیم با استفاده از سیستم های اطلاعات مکانی به این هدف برسیم.

نقشه هایی از این دست نقش مهمی در مدیریت شیوع بیماری هایی مانند مارالیا و سرخک دارند. به عنوان مثال ، در هنگام شیوع بیماری مارالیا در استان هرمزگان بین سال های 1374 تا 1378 ، نقشه های مبتنی بر GIS برای کمک به تجسم محل زندگی افراد آلوده و گسترش بالقوه بیماری ایجاد شد. علاوه بر این ، برای درک بهتر میزان واکسیناسیون و قوانین در شهرستان های مختلف این استان مورد استفاده قرار گرفت تا مشخص شود با توجه به شیوع جدی ، در کدام مناطق می توان بیشترین آسیب را دید. در تصویر زیر محل و سرعت شیوع بیماری مارالیا در استان هرمزگان نمایش داده شده است.

جهت مشاهده آموزش پیاده سازی این نقشه به کمک نرم افزار ArcGIS می توانید به لینک‌های زیر مراجعه نمایید.

فیلم آموزشی ابزار Buffer یا تعیین محدوده حریم

فیلم آموزشی ابزار  Multiple Ring Buffer

3- تخصیص و توریع مکانی

به کمک GIS می توان مدت زمان دسترسی به هر مرکز خدماتی را بر اساس شبکه معابر واقعی محاسبه کرد و برای هر مرکز مدت زمان دسترسی به آن از هر نقطه از شهر را محاسبه کرد. به طور مثال در نقشه زیر محل بیمارستان های سطح شهر بر روی نقشه مشخص و به کمک GIS محدوده خدمت دهی هر بیمارستان در سه فاصله زمانی 5 ، 10 و 15 دقیقه بر روی نقشه رنگ بندی شده است. این نقشه به مدیران کمک می کند تا بهترین مکان برای احداث بیمارستان جدید را پیدا کنند.

جهت مشاهده آموزش پیاده سازی این نقشه به کمک نرم افزار ArcGIS می توانید به لینک‌های زیر مراجعه نمایید.

فیلم آموزشی ساخت شبکه و مسیریابی

فیلم آموزشی تعیین محدوده خدمات

معرفی سامانه WebGIS ره آورد

یکی از خدمات GISLAB پیاده‌سازی سامانه‌های Web GIS بر اساس نیاز و سفارش سازمان‌ها و شرکت‌ها است. سازمان‏‌ها می‌توانند نقشه‌ها و داده‌های مکانی خود را در یک پایگاه داده مکانی سامان‏دهی و دسترسی به آن‏ را از طریق وب، برای کاربران مجاز امکان ‏پذیر نمایند. از ویژگی‎‌های اصلی سامانه‌ی Web GIS ره‌آورد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سهولت دسترسی به اطلاعات مکانی
• ایجاد محیطی کاملا سفارشی به زبان فارسی
• استفاده از پلتفرم‌های مختلف جهت پیاده‌سازی
• کم هزینه‌تر بودن نسبت به سامانه‌های رومیزی
• امکان استفاده همزمان تعداد زیادی از کاربران از سامانه
• ایجاد ابزارهای اختصاصی مکانی برای شرکت و سازمان‌ها

معرفی چند ابزار سامانه WebGIS که در حوزه پزشکی و سلامت کاربرد دارد :

- ماژول مسیریابی تخلیه امن

مسیریابی تخلیه امن/ تخلیه اضطراری شامل قابلیت‌های زیر می‌باشد :

• مسیریابی بین نقاط تقاضا و اسکان و همچنین بین نقاط اسکان و خدمت‌دهنده
• قابلیت ذخیره مسیر ترسیم شده و نمایش آن در دفعات بعد
• قابلیت تعیین موانع (barrier) در مسیر و مسیریابی مجدد در لحظه
• قابلیت تنظیم مقصد سوم بین دو نقطه جهت تعیین اجبار گذر از آن در مسیریابی
• قابلیت نمایش جدول اطلاعات مسیریابی به همراه مبدا و مقصد و امکان دریافت خروجی Excel و پرینت از آن

- ماژول پهنه بندی خطر یا بیماری

در این ماژول قابلیت تولید در لحظه‌ی انواع اطلس خطرپذیری فراهم شده است. با استفاده از این ماژول می‌توان عوامل خطرپذیر شامل خطر حادثه و خطر شیوع بیماری و عوامل آسیب‌پذیر شامل حساسیت و ظرفیت مقابله را ارزیابی نمود. در نهایت می‌توان با استفاده از معبارها (لایه‌های مکانی) و تعیین اوزان هر یک، برهمپوشانی نمود و اطلس خطرپذیری هر محدوده‌ی مکانی مورد نظر را ایجاد نمود.

- ماژول ابزار بصری

ابزار بصری شامل ابزارهای زیر می‌باشد.

• ترسیم گرافیک: گرافیک نمادی است که به کمک این ابزار به صورت موقت بر روی نقشه ترسیم و حذف می‌شود.
• رنگ‌بندی لایه: در این ابزار می‌توان لایه‌ها را بر اساس فیلدهای توصیفی رنگ‌بندی ساده یا متمایز کرد.
• اندازه‌گیری: به کمک این ابزار می‌توان مختصات، مسافت یا مساحت  یک محدوده مکانی را بر روی نقشه اندازه‌گیری کرد.
• نمایش موقعیت کاربر: به کمک این ابزار به راحتی با زدن یک دکمه محل فعلی کاربر بر روی نقشه نمایش داده می‌شود.
• برچسب‌گذاری: با استفاده از این ابزار می‌توان اطلاعات توصیفی یک لایه را بر روی آن در نقشه برچسب زد

- ماژول پردازش مکانی

به کمک این ابزار می توان انواع داده های مکانی را با یکدیگر ادغام و یک نقشه یکپارچه تهیه کرد.

- ماژول مدیریت داده مکانی

در این ماژول قابلیت‌های زیر جهت نمایش لایه‌ها بر روی نقشه پیاده‌سازی شده است:

• نمایش و ویرایش داده‌های GIS از طریق سرویس‌های WMS و  WFS
• قابلیت نمایش انواع لایه‌ها با فرمت‌های Raster و Vector
• امکان کنترل لایه‌ها مانند خاموش و روشن کردن نمایش لایه
• امکان ایجاد دسته‌بندی داده‌ها و تخصیص لایه‌ها به دسته دلخواه
• قابلیت نمایش راهنمای لایه‌های  نقشه (Map Legend)
• قابلیت نمایش و تهیه خروجی اکسل از جداول اطلاعات توصیفی (Attribute Table(
• نمایش اطلاعات توصیفی لایه به صورت pop-up‌ (Identify)
• قابلیت سفارشی‌سازی تعداد و عناوین فیلدها در پنجره Identify

جهت مشاهده و آشنایی با سایر ماژول‌ها می‌توانید بر روی لینک کلیک نمایید.