Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Влияние факторов риска на здоровье населения и статистические методы оценки этого влияния (литературный обзор) 9
1.1. Здоровье населения 9
1.2. Факторы, влияющие на здоровье населения 11
1.3. Подходы к оценке влияния факторов риска на здоровье населения...15
1.4. Статистические методы выявления эффектов воздействия факторов риска на здоровье населения 17
Глава 2. Общая схема анализа данных по Rsum-методике 28
Глава 3. Применение Rsum-методики для анализа взаимосвязей между факторами риска и здоровьем детей Железнодорожного района Екатеринбурга 47
3.1. Общая характеристика базы данных 47
3.2. Анализ влияния факторов риска на распространенность хронических заболеваний верхних дыхательных путей 49
Глава 4. Анализ взаимосвязей между факторами риска и здоровьем детей г.Каменск-Уральского 66
4.1. Общая характеристика базы данных 66
4.2. Анализ влияния факторов риска на число острых заболеваний 69
4.2.1. Индивидуальные и семейные факторы риска. Применение Rsum-методики для анализа качественных факторов 70
4.2.2. Анализ факторов детских дошкольных учреждений 80
4.3. Сравнительная характеристика эффектов воздействия факторов риска на острую заболеваемость и хронические патологии верхних дыхательных путей (на примере баз данных «Каменск-Уральский» и «Екатеринбург») 85
Глава 5. Влияние выбросов автотранспорта на здоровье детей Железнодорожного района г. Екатеринбурга 90
5.1. Расчет индекса автотранспортной нагрузки 1авт 91
5.2. Однофакторные эффекты влияния автотранспортных выбросов на здоровье детей 105
5.3. Многофакторные эффекты влияния автотранспортных выбросов в сочетании с факторами жилья, семьи, образа жизни на здоровье детей 109
Выводы П7
Литература 120
Приложение 1 139
Приложение 2 140
- Факторы, влияющие на здоровье населения
- Общая схема анализа данных по Rsum-методике
- Анализ влияния факторов риска на распространенность хронических заболеваний верхних дыхательных путей
Введение к работе
Актуальность проблемы. Оценка воздействия многочисленных неблагоприятных факторов окружающей среды на здоровье человека представляет собой важную задачу современной экологии и медицины. В настоящее время среди населения России отмечается высокая распространенность различных заболеваний, что обуславливает актуальность прогнозирования и первичной профилактики патологий на популяционном уровне. Для принятия эффективных мер по снижению распространенности заболеваний необходима достоверная информация о факторах риска различной природы и их влиянии на здоровье населения. Такая информация может быть использована для формирования групп риска путем отбора из популяции индивидуумов, имеющих повышенную вероятность заболеваний. Именно в группе повышенного риска проведение профилактических мероприятий наиболее целесообразно.
Изучению взаимосвязей факторов риска с заболеваемостью населения посвящено большое число публикаций [10; 56; 126; 175; 187; 188]. Однако этих сведений недостаточно для полного понимания фундаментальных закономерностей взаимодействия человеческого общества со средой обитания. Сложность обсуждаемой проблемы заключается в том, что воздействующие на человека факторы риска нельзя анализировать независимо друг от друга, без учета их комплексного влияния на здоровье. Сегодня общепризнано, что большинство заболеваний имеет многофакторную природу, образно называемую «паутиной причинности» [108; 144; 162; 200]. Кроме того, требуется доказательство не общего утверждения о влиянии того или иного фактора риска на развитие какой-либо патологии; необходимо показать, что в конкретных условиях жизни изучаемых популяций, в конкретной «паутине причинности» воздействие данного фактора риска существенно, а не теряется на фоне других, более сильных влияний [132].
Наиболее эффективным инструментом для количественной оценки взаимосвязей в системе «окружающая среда - здоровье населения» являются методы многофакторного анализа, которые позволяют одновременно «охватывать» большое число факторов риска [38; 52; 100]. Но в настоящий момент подобных
5 комплексных исследований, в которых количественно устанавливается воздействие всевозможных сочетаний факторов риска на здоровье людей, немного. В некоторой степени это обусловлено недостаточно развитым математико-статистическим аппаратом. Стандартные статистические методики многофакторного анализа данных несовершенны, особенно когда речь идет об обработке результатов одномоментных (непланируемых) эколого-эпидемиологических исследований. Поэтому разработка многофакторных методик для комплексной оценки состояния здоровья населения в связи с воздействием различных факторов окружающей среды представляется актуальной.
Цель работы: разработать методику анализа многофакторных эффектов воздействия факторов риска, представленных качественными переменными, на здоровье населения и применить ее для оценки взаимосвязей между заболеваемостью и факторами жилья, семьи, образа жизни и загрязнения окружающей среды.
Задачи исследования:
Провести предметно-ориентированный первичный анализ различных факторов риска и показателей здоровья детей в г.г. Екатеринбург и Каменск-Уральский.
Рассчитать одно- и двухфакторные эффекты воздействия факторов жилья, семьи, образа жизни и наследственности, представленных качественными переменными, на распространенность хронических патологий верхних дыхательных путей и острую заболеваемость в выборке детей-дошкольников г.г. Екатеринбург и Каменск-Уральский.
Провести иерархический многофакторный анализ с помощью интегральных показателей риска; определить оптимальный порядок интегральных показателей для наилучшего описания взаимосвязей факторов жилья, семьи, образа жизни, наследственности и показателей хронической и острой заболеваемости детей.
Выявить факторы риска и их многофакторные комбинации, имеющие наибольший приоритет для возможных профилактических мероприятий по
снижению хронической и острой заболеваемости в исследованных выборках детей. 5. Провести исследование влияния автотранспортных выбросов на распространенность хронических патологий органов дыхания среди детей-дошкольников г. Екатеринбурга в сочетании с факторами жилья, семьи и образа жизни. Научная новизна. Разработана новая методика для решения задач поиска взаимосвязей между качественными факторами риска и показателями здоровья населения, представленными разными типами статистических переменных.
Найдены факторы риска и их сочетания, оказывающие наибольшее воздействие на хроническую и острую заболеваемость детей-дошкольников г.г. Екатеринбург и Каменск-Уральский. Установлено, что ряд факторов риска оказывает однотипное негативное влияние как на хроническую, так и на острую заболеваемость.
Показано, что для оценки влияния на здоровье детей выбросов автотранспорта достаточно оценить степень загрязнения атмосферного воздуха в месте расположения ДДУ. Показано, что влияние выбросов автотранспорта на здоровье детей в значительной мере зависит от наличия других факторов риска (газовая плита в квартире, наличие заболеваний органов дыхания у родителей ребенка, отсутствие у ребенка отдельной комнаты и др.).
Практическая значимость работы. Обнаруженный при многофакторном анализе набор факторов риска, оказывающих максимальное влияние на формирование у детей исследуемой патологии, является основой для разработки научно-обоснованных программ по сохранению и восстановлению здоровья детей путем полного или частичного устранения этих факторов. Результаты исследований переданы специалистам детской городской больницы №16 г. Екатеринбурга.
Основные положения, выносимые на защиту: 1. Rsum-методика представляет собой новый эффективный инструмент для многофакторного анализа воздействия комплекса качественных факторов риска на здоровье населения.
При одновременном воздействии комплекса факторов риска (3-4 фактора) показатели хронической заболеваемости детей-дошкольников г, Екатеринбурга в несколько раз (до 10 раз) превышают таковые при отсутствии факторов риска. Такими факторами являются: плохое санитарное состояние жилья, неудовлетворительный психологический климат в семье, отсутствие закаливания, отсутствие занятий спортом и др. При этом эффект воздействия комплекса факторов существенно больше, чем ожидаемый эффект при простом суммировании воздействия отдельных факторов.
Загрязнение атмосферного воздуха выбросами автотранспорта в месте расположения ДДУ оказывает значимое влияние на распространенность хронических патологий верхних дыхательных путей (ВДП) у детей-дошкольников г. Екатеринбурга. Влияние выбросов автотранспорта на патологии ВДП модифицируется наличием факторов риска, связанных с семьей, жильем, образом жизни.
Благодарности. Выражаю благодарность научному руководителю - доктору физико-математических наук, профессору Анатолию Николаевичу Варак-сину и научному консультанту - член-корр. РАН, профессору Виктору Николаевичу Чуканову за руководство и поддержку на всех этапах работы и учебы в аспирантуре.
Признателен сотрудникам лаборатории математического моделирования Института промышленной экологии УрО РАН кандидату физико-математических наук Живодерову Андрею Алексеевичу, Константиновой Екатерине Даниловне, МаслаковоЙ Татьяне Анатольевне и Огибениной Елене Павловне за помощь в проведении натурных обследований автотранспортных потоков в г. Екатеринбурге. Благодарю заведующего лабораторией радиационной безопасности Института промышленной экологии УрО РАН кандидата физико-математических наук Илью Владимировича Ярмошенко за ценные замечания и рекомендации.
Выражаю благодарность заведующей отделением АСПОН 16 городской детской больницы г. Екатеринбурга Ирине Владимировне Жовнер за предоставление материалов, составленных по итогам профилактических осмотров де-
8 тей, а также за обсуждение результатов исследования. Признателен сотрудникам Уральской государственной медицинской академии и Института промышленной экологии УрО РАН, принявшим участие в создании базы данных по результатам обследований детей в г. Каменск-Уральском.
Факторы, влияющие на здоровье населения
Формирование здоровья населения обусловлено многообразием факторов окружающей среды, многие из которых рассматриваются как факторы риска развития неблагоприятных изменений в организме человека [126; 150; 175]. Под факторами риска понимаются особенности организма или внешние воздействия, увеличивающие вероятность развития заболевания или иного неблагоприятного исхода [40; 66; 162].
В настоящее время факторы риска классифицируются несколькими способами. Например, М.М. Бржезовский [39] предложил разделение по следующим признакам: источник, характер и уровень воздействия, универсальность, значимость, стабильность, время действия, уровень управления, степень изученности. В практических социально-гигиенических исследованиях принято разделение факторов, влияющих на здоровье, на следующие группы: демографические, природно-климатические, социально-экономические, социально-биологические, социально-гигиенические и медицинские [177]. По оценкам отечественных и зарубежных ученых вклад социальных факторов составляет около 50%, биологических - около 20%, антропогенных - до 20% и медицинского обслуживания -до 10% [25; 126; 192; 196]. Указанные выше величины являются усредненными и, следовательно, недостаточно объективно отражают суть явлений и могут привести к ошибочному решению в определении приоритетных факторов и неадекватным мероприятиям для населения конкретной территории. Известно, что удельный вес различных факторов риска существенно изменяется в зависимости от условий конкретной страны, региона и даже микрорайона [138; 164]. Распространенность факторов риска, характер их воздействия и величина вклада отличается также и по нозологическим формам заболеваний [124; 150], Кроме того, роль тех или иных факторов в развитии неблагоприятных эффектов в состоянии здоровья населения зависит от пола и возраста индивидуума.
В эколого-эпидемиологических исследованиях в возрастном контингенте, как правило, выделяют детей-дошкольников, детей-школьников, подростков и взрослое население. Наиболее чувствительными к воздействию факторов окружающей среды являются группы населения со сниженными адаптационными возможностями. К ним в первую очередь следует отнести детей [30; 41; 95; 103; 142; 147]. Чувствительность детского организма обусловлена многими причинами, среди которых можно выделить высокую интенсивность процессов деления и дифференциации клеток, становление и развитие иммунной системы, а также ограничения функциональных возможностей печени и почек, направленных на очищение организма. Поэтому детское население может служить индикатором экологического неблагополучия какой-либо территории [52].
Патология детского организма может зарождаться еще до появления его на свет [8; 50]. В значительной степени состояние будущего ребенка определяют генетические и социальные особенности родителей, их контакты с профессиональными вредностями, уровень экологической обстановки в регионе проживания [51; 81; 179]. В социально-гигиенических исследованиях наиболее часто обследуются дети дошкольного возраста, т.к. они не испытывают воздействия производственных вредностей и радиус их жизнедеятельности в основном ограничивается детским дошкольным учреждением и домом [43; 74; 171; 178]. Таким образом, главенствующая роль в формировании здоровья ребенка может принадлежать «средовому» фактору. Именно социально-биологические, социально-гигиенические факторы, жилищные условия, образ жизни ребенка, а также загрязнение окружающей среды становятся факторами риска для его здоровья, как в периоде детства, так и в отдаленном будущем.
Говоря о формировании здоровья детей под действием факторов загрязнения окружающей среды, следует подчеркнуть, что детская популяция, как и любая другая, характеризуется неоднородностью. Она проявляется с одной стороны в биологическом аспекте, т.е. в индивидуальной чувствительности человека, обусловленной полиморфизмом ДНК и белков в популяции [52], а с другой - в социальном аспекте. Без учета гетерогенности изучение и оценка заболеваемости в любой популяции в значительной мере затрудняет выявления эффектов взаимосвязей между потенциальными факторами риска и показателями здоровья в группах, составляющих эту популяцию [95; 151]. Поэтому на первых этапах любого эколого-эпидемиологического исследования целесообразно проводить отбор однородных групп.
Изучению взаимосвязей различных факторов риска (как особенностей организма и внешних условий) со здоровьем детей и формированием у них отдельных видов патологий посвящены многочисленные публикации [24; 27; 56; 65; 95; ПО; 126; 134; 175; 181; 188], [193; 199; 201].
К особенностям организма детей можно, например, отнести такой фактор, как наследственная предрасположенность к заболеваниям, связанную с состоянием здоровья ближайших родственников ребенка [90; 150; 151; 175]. Кроме того, в качестве факторов риска развития одних патологий может выступать наличие других патологий. Например, частые и длительные респираторные заболевания приводят к выраженным нарушениям в состоянии здоровья детей и способствуют формированию хронических патологий [11; 83; 113; 164]. Однако следует отметить, что риск хронических неинфекционных заболеваний в большой степени обусловлен внешними (социальными и поведенческими) факторами риска [40].
Общая схема анализа данных по Rsum-методике
В настоящее время в экологической эпидемиологии, гигиене и других смежных науках большинство статистических методов для исследования влияния качественных факторов риска на здоровье населения сводится к сравнению изучаемого показателя здоровья в различных группах риска. Эти группы могут быть выделены из исходной популяции по одному фактору (его наличие -группа под воздействием, отсутствие - группа без воздействия) или по нескольким. В последнем случае группы риска характеризуются определенным сочетанием возможных значений выбранной совокупности факторов. В сравниваемых группах риска (при наличии и отсутствии воздействия) должны наблюдаться «клинически» значимые различия по данному показателю здоровья, тогда найденный набор факторов будет оказывать максимальное влияние на формирование данной патологии. Именно подбор таких групп риска составляет основу математико-статистической задачи многофакторного анализа данных.
Предлагаемый нами способ исследования влияния качественных факторов риска на здоровье людей мы называем условно Я т-методика [15; 16; 18]. Задачу анализа данных по Rsum-методике можно сформулировать так. Из базы данных, в которой на начальном этапе доступно большое число различных факторов риска, необходимо отобрать наиболее информативные и предметно обоснованные, в пространстве которых строится интегральный показатель (RSUm) воздействия комплекса факторов риска на выбранную популяцию. С помощью RsUm исходная выборка людей разделяется на небольшое число групп, различающихся воздействием комплекса факторов. При правильном выборе факторов риска, формирующих Rsum» в выделенных группах наблюдаются максимальные различия по анализируемому показателю здоровья. При этом в группе с неблагоприятным набором факторов риска (профиль неблагоприятного воздействия) ожидается высокая заболеваемость, а в группе с благоприятным сочетанием (профиль благоприятного воздействия) - низкая. Если ожидания оправдываются, следовательно, был найден комплекс факторов, действительно оказывающих наибольшее влияние на возникновение патологии. Для анализа данных по Rsum-методике предлагается следующий алгоритм (рис. 2.1).
Рассмотрим подробнее этапы формирования Rsum-показателя и оценки его воздействия на здоровье выбранной популяции людей.
Источником первичной информации для получения конкретных результатов в медико-экологических исследованиях часто являются специальные анкеты. В них фиксируется факт наличия или отсутствия патологий, а также приводятся сведения о возможных факторах риска потери здоровья. Информация из этих анкет заносится в базу данных (БД) в виде набора признаков для каждого человека, на которого заполнена анкета. Перед началом работы с такого рода БД следует учесть ряд обстоятельств. Во-первых, все имеющиеся факторы риска считаются равнозначными и потенциально важными для анализа, поскольку на этапе формирования базы данных не выдвигается гипотез о возможной силе влияния факторов риска на здоровье. Это характерно для непланируемых одномоментных исследований, примеры которых будут представлены в третьей и четвертой главах диссертационной работы. В отличие от них, например, в ко-гортных исследованиях или рандомизированных контролируемых испытаниях изучается влияние нескольких отобранных факторов на заранее выбранную па-тологию [162]. Исследователь заранее выдвигает гипотезу о возможном влиянии факторов риска на возникновение патологии, которую он либо принимает, либо опровергает в эксперименте. Во-вторых, кодировка факторов риска в анкетах часто не имеет единой системы. В дальнейшем это создает неудобства в процессе анализа и интерпретации результатов, особенно для многофакторных эффектов. В-третьих, отсутствие структурированности данных (все пациенты, на которых заполнена анкета, рассматриваются как одна популяция) может существенно отразиться на возможности наблюдения сильных эффектов воздействия факторов риска на показатели здоровья. Учесть перечисленные обстоятельства можно следующими способами.
Анализ влияния факторов риска на распространенность хронических заболеваний верхних дыхательных путей
На первом этапе работы в соответствии с принципами, изложенными в методике (гл. 2, пп. 1.1 и 1.2) из 80 качественных факторов риска, доступных в базе были отобраны и перекодированы 15. Отметим, что из последую щего рассмотрения исключались не только факторы, не соответствующие описанным критериям отбора, но и те, которые частично дублировали факторы, включенные в подмножество для дальнейшего анализа. Перечень и описание кодов 15 факторов риска будут приведены в табл. 3.3.
На втором этапе вся популяция была разделена на однородные группы [17]. Вначале из полной базы (561 ребенок) были выделены дети, родители которых являются местными жителями (не приезжие, 437 человек). Затем, используя описательные признаки «Статус» и «Пол», детей разделили на дошкольников, посещающих ДЦУ, и школьников; мальчиков и девочек (табл. 3.1).
Первая часть таблицы показывает, что распространенность хронических заболеваний верхних дыхательных путей W у школьников в 1,8 раза выше по сравнению с дошкольниками (различия статистически значимы по двухстороннему критерию сравнения долей, /?=0,0002). В тоже время статистически значимых различий между девочками и мальчиками не обнаружено (р=0,21). Однако, как следует из второй части таблицы, в группе школьников распространенность патологии у мальчиков в 1,4 раза выше по сравнению с девочками (р=0,Ы, различия незначимы из-за малого числа наблюдений). У дошкольников половые различия по W малы, поэтому их можно считать однородной группой.
Дополнительным аргументом в пользу выдвинутых предположений относительно однородности группы дошкольников может служить отсутствие эффектов модификации признаком «Пол» однофакторных влияний на распространенность W всех 15 факторов риска, отобранных для анализа. Напротив, такие эффекты были обнаружены в группе школьников. На рис. 3.1 приведены примеры однофакторных эффектов влияния на заболеваемость фактора «Закаливание ребенка в течение жизни» для двух уровней признака «Пол» отдельно для дошкольников (слева) и школьников (справа).
Из рисунка видно, что перекрестный эффект более выражен в группе школьников. Распространенность патологии у девочек-школьниц не зависит от закаливания и в среднем равна W=34,5% (N=55). В тоже время у мальчиков-школьников наблюдается значимое увеличение распространенности W=27,3% (N=22) на уровне «есть закаливание» по сравнению с этим показателем (W=57,4%; N=47) на уровне «нет закаливания» (односторонний критерий сравнения долей для нормальной аппроксимации,р=0,0\ 13).
Отметим, что обнаруженные значимые различия в распространенности заболеваний органов дыхания у школьников и дошкольников вызывают естественный вопрос: не обусловлены ли эти различия фактором «Возраст», поскольку с возрастом, по предметным представлениям, вероятность развития хронической патологии должна увеличиваться [162]. Для ответа на этот вопрос обратимся к табл. 3.2, в которой приведены средние значения возраста в группах больных и здоровых детей с учетом факторов «Статус» и «Пол».
