Анализ (определение связей в системе «среда-здоровье»)

Очевидно, что потенциальный рыск, определенный в соответствии с уровнем загрязнения атмосферного воздуха и интенсивностью воздействия ряда других факторов (шум, загрязнение питьевой воды и пр.), позволяет оценить вероятность неблагоприятного эффекта, связанного с этими загрязнениями. Другими словами, потенциальный риск определяет максимальный размер группы риска (в процентах или долях единицы), т. е. количество населения, у которого потенциально могут проявиться неблагоприятные эффекты, связанные с данным экологическим фактором. В то же время, как это было показано выше, население, у которого могут проявиться признаки заболевания, составляет лишь часть группы риска. Еще меньшую часть составляют люди, воздействие на которых загрязненного воздуха может привести к смертельному исходу. В связи с этим особое внимание следует уделять определению реального риска, т.е. вероятности увеличения заболеваемости, смертности и других медико-статистических показателей. Для его расчета предназначен специальный блок анализа в общей системе определения риска.

.1. Определение формальных статистических связей

Статистическим методам определения связи между качеством окружающей среды и показателями здоровья населения в научной и специальной литературе уделяется достаточно большое внимание. Многообразие возможных вариантов не позволяет предложить достаточно однозначную и жесткую схему таких исследований. Однако, по мнению авторов, здесь наиболее целесообразно использовать следующие подходы.

• Расчет неблагоприятного эффекта (уровень заболеваемости, смертности и пр.) в группе риска.

 

В основу данного подхода положен расчет коэффициента определения (R), который числено равен квадрату коэффициента корреляции между потенциальным риском (блок "Окружающая среда") и атрибутивным риском (блок "Медицинская статистика"). Принято считать, что коэффициент определения в данном случае показывает долю вклада окружающей среды в формирование изучаемой патологии на территории наблюдения. При использовании этого подхода следует учесть, что достоверное значение R обычно встречается тогда, когда окружающая среда является одним из ведущих факторов, вызывающих или провоцирующих наблюдаемую патологию, а умножением R на показатель смертности, заболеваемости или другой относительный показателе можно получить число случаев смертей, заболеваний и т. д., вызванных загрязнением окружающей среды.

• Факторный анализ - расчет вклада различных факторов, включая экологические, в возникновение неблагоприятных эффектов в здоровье населения при их одновременном воздействии.

В отличии от предыдущего метода, в данном случае возможно осуществить оценку вклада экологического фактора в формирование здоровья населения в общем контексте влияния остальных факторов, если они также подвергаются измерению. На основе получаемой факторной матрицы представляется возможность построить математическую модель уровня неблагоприятных эффектов при воздействии всего множества учитываемых факторов, что может быть использовано при принятии управленческих решений, разработке экономической стратегии, прогнозировании заболеваемости, смертности и т. д. Факторный анализ мог бы быть предпочтительным в общем наборе методов статистического анализа как дающий наиболее точные результаты, однако он не всегда может быть применен. Связано это с тем, что в данном случае, с одной стороны, требуется достаточно большое количество достоверной исходной информации, а с другой стороны, попытка "бесхитростного" усложнения математической модели приводит к тому, что называется "комбинаторным взрывом", - обвальному росту вычислительной сложности по мере увеличения размерности искомых взаимосвязей. Кроме того, возникает проблема роста ошибки метода, когда вероятная ошибка может стать соизмеримой с ожидаемым результатом.

Если предположить, что реальный риск должен представлять собой величину, характеризующую реальное число дополнительных случаев заболеваний, вызванных загрязнением окружающей среды, то из всего арсенала доступных статистических методов наиболее целесообразно применение следующих.

• Упрощенный подход.

1. Определяется коэффициент корреляции (г) между потенциальным риском и уровнем относительной заболеваемости. В случае его достоверности и соответствия здравому смыслу рассчитывается уравнение линейной регрессии:

Заболеваемость = а + b Risk,

где Risk - потенциальный риск.

Как результат оценивается следующее:

а — фоновый уровень заболеваемости, т. е. тот, который не зависит от загрязнения окружающей среды;

b - коэффициент пропорции роста заболеваемости в зависимости от уровня потенциального риска; для каждой территории определяется число дополнительных случаев заболеваний (на 1000 или др.) путем умножения b на Risk дальнейшем результаты могут обобщаться в таблицы и картографироваться с целью зонирования территории наблюдения по степени медико-экологического риска.

• Подход, основанный на использовании стандартизованных медико-статистических данных об уровнях заболеваемости населения.

Отличие такого подхода от предыдущего заключается в том, что в данном случае используется стандартизованная медико-статистическая информация об уровне заболеваемости. Стандартизованный показатель - это средний региональный уровень той или иной патологии (или класса), который определяется специальными исследованиями на основе длительного медико-статистического наблюдения. Иногда, в случае отсутствия утвержденных (или принятых в качестве таковых) стандартизованных данных, вместо них используют среднетерриториальные уровни. Например, при сравнении заболеваемости в районах города, в качестве стандартизованных данных выбирают ее среднегородское значение, на участках обслуживания поликлиники или ТМО - среднерайонное значение и т. д. В данном случае предлагается следующий алгоритм расчета реального риска.

1. Заполняются таблицы стандартизованных показателей. В случае отсутствия последних выполняется определение среднетерриториальных показателей: все случаи того или иного заболевания (или класса) по всем территориям на все население возрастной группы, выраженные на 1000, 100 000 или 1000 000, с определением ошибки (т) и дисперсии (ст).

2. Из списка заболеваний исследователем выбираются интересующие его формы или группы (классы).

3. За определенный исследователем период времени (желательно для сопоставления с потенциальным риском немедленного действия - максимально короткий срок, для других - максимально длинный) вычисляется относительный (на 1000 и т.д.) уровень заболеваемости по каждой патологии и/или классу для всех (или выбранных исследователем в данный расчет) территорий.

4. Из уровня заболеваемости для каждой выбранной территории вычитается стандартизированный (или сред нетерриториальный) уровень, а полученная разность выражается в значениях ст. Определяется вероятность отклонения заболеваемости от среднерайонного значения с использованием распределения Стьюдента:

 

o	Вероятность
0,50	0,383
1.00	0,682
1.50	0,866
1.96	0,950
2.00	0,954

5. Определяется коэффициент корреляции (г) между потенциальным риском и вероятностью отклонения уровня заболеваемости от сред нерайонного (или стандартизованного). В случае его достоверности и соответствия здравому смыслу рассчитывается уравнение линейной регрессии:

Вероятность отклонения = а + b Risk.

2. Оценка достоверности (исключение предвзятости)

Под оценкой достоверности полученных статистических закономерностей, помимо статистической достоверности, следует, прежде всего, понимать отсечение всего того, что не соответствует здравому смыслу. Иными словами, простые статистические связи, не согласующиеся с разумным биологическим объяснением, должны отвергаться. Часто такую оценку называют исключением предвзятости. Существует несколько типов (уровней) предвзятости. Назовем некоторые из них.

• Личность исследователя. Конкретные задачи, решаемые им, могут повлиять как на выбор исходной информации, так и на идентификацию и интерпретацию полученных связей.

• Доступность исходной информации. На объем выборки, которая послужила основанием для выводов, могут, существенно влиять стоимость и объем работ, необходимых для получения исходной информации, нежелание отдельных личностей и организаций принимать участие в исследовании (например, при интервьюировании раковых и других тяжелых больных) и т.д. Это может привести к тому что в силу организационных ошибок статистическая совокупность будет не в полной мере характеризовать все население, на которое переносятся выводы.

• Влияние миграции. Миграция приводит к изменению реальных дозовых нагрузок, связанных с воздействием изучаемого фактора.

• Другие типы. Связаны с конкретными условиями проведения исследования.

Для исключения предвзятости существуют различные методы, основными из которых являются следующие:

• рандомизация,

• систематизация,

• стратификация,

• кластеризация,

• мультиэтапная выборка и др.

Оценка достоверности выводов является наиболее сложной и важной частью исследований по оценке риска здоровью. В значительной степени качество выводов этого этапа зависит от квалификации экспертов и их умения использовать современные знания по обсуждаемой проблеме.

3. Выводы о наличии связей в системе "среда-здоровье"

Выводы о наличии связей в системе "среда-здоровье" обычно формулируются на общепринятых принципах медико-экологических исследований. Существуют следующие критерии, позволяющие судить о реальном риске здоровью, связанном с загрязнением окружающей среды:

1) совпадение наблюдаемых эффектов у населения с экспериментальными данными;

2) согласованность наблюдаемых эффектов в различных группах населения;

3) правдоподобность ассоциаций (простые статистические связи, не согласующиеся с разумным биологическим объяснением, отвергаются);

4) тесная корреляция, превышающая значимость обнаруживаемых различий с вероятностью более 0,99;

5) наличие градиентов взаимосвязи "доза - эффект", "время - эффект";

6) увеличение неспецифической заболеваемости среди населения с повышенным риском (курильщики, старики, дети и др.);

7) полиморфность поражений при действии химических веществ;

8) однотипность клинической картины у пострадавших;

9) подтверждение контакта путем обнаружения вещества в биосредах или специфическими аллергологическими пробами;

10) тенденция к нормализации показателей после улучшения обстановки или устранения контакта с вредными веществами или факторами.

Обнаружение более пяти из перечисленных признаков делает связь выявляемых изменений с условиями среды вполне вероятной, а семи признаков - доказанной.

4. Определение индивидуального риска

Определение индивидуального риска представляет собой особую форму медико-экологической экспертизы, целью которой является диагностирование случаев экологически обусловленных заболеваний. К сожалению, в настоящее время еще не разработана правовая основа государственной системы диагностирования этих заболеваний, как нет и утвержденного определения "экологически обусловленное заболевание". Пока основные функции по установлению признаков заболеваний экологической этиологии возлагаются на лечебно-профилактические учреждения, расположенные на административной территории города, независимо от формы собственности и ведомственной принадлежности. Выявление признаков заболеваний производится в период обращения населения за медицинской помощью и при проведении медицинских осмотров. При этом выделяются следующие этапы диагностики.

4.1. Определение внутренней дозы

Для оценки индивидуального риска важным является определение внутренней дозы химического вещества, зависящей от конкретных особенностей контакта человека с окружающей средой. Наиболее точным методом расчета внутренней дозы является ее биоиндикация, т. е. лабораторное количественное определение экологических загрязнителей или их метаболитов в тканях и органах человека. Сопоставление лабораторных результатов с существующими стандартами позволяет определить реальную внутреннюю дозу экологической нагрузки. Однако для большинства наиболее распространенных химических загрязнителей биоиндикация или невозможна, или затруднена. Поэтому другим способом определения внутренней дозы является расчет. Один из вариантов такого расчета - использование информации о концентрациях химических веществ в различных зонах пребывания человека и среднего времени его нахождения в этих зонах. Так, например, проведя анкетирование можно определить среднее время пребывания человека внутри жилища, в жилой зоне, загородной зоне, транспорте, в рабочей зоне. Зная концентрации вещества, объем вдыхаемого воздуха, время нахождения в различных зонах, эксперт может рассчитать получаемую за год внутреннюю дозу, которая в данном случае называется аэрогенной нагрузкой. Суммировав аэрогенные нагрузки отдельными веществами, можно рассчитать суммарную индивидуальную аэрогенную нагрузку. Различные вещества обладают неодинаковой токсичностью, в связи с чем для более точной оценки риска целесообразно использовать не просто аэрогенную нагрузку в миллиграммах вещества, а величину потенциального риска.

4.2. Определение биологических эффектов (расчет биодозы)

Под биодозой чаще всего подразумевают накопленную (кумулированную) сумму неблагоприятных эффектов, вызванных воздействием экотоксиканта. В традиционной трактовке кумуляция означает суммирование действия повторных доз загрязнителей окружающей среды, когда последующая доза поступает в организм раньше, чем заканчивается действие предыдущей. В зависимости от того, накапливается ли при этом в организме само вещество, различают следующие виды кумуляции.

• Материальная кумуляция. Не само по себе накопление вещества, а участие все возрастающего количества экотоксиканта в развитии токсического процесса.

• Функциональная кумуляция. Конечный эффект зависит не от постепенного накопления небольших количеств яда, а от повторного действия его на известные клетки организма. Действие небольших количеств яда на клетки суммируется, в результате чего и создается накопленный эффект (биодоза).

• Смешанная кумуляция. При такой кумуляции имеют место как те, так и другие эффекты. Возможна ситуация, когда загрязнитель полностью выводится из организма, однако с рецептором оказывается связанной часть его молекулы или метаболит.

Существует несколько вариантов математического расчета биодозы. Не вдаваясь в их подробное описание, отметим что все они основаны на использовании следующих основных показателей

• максимальная и/или средняя воздействующие концентрации;

• продолжительность однократного контакта;

• доля вещества, задерживаемого в организме при дыхании;

• кумулятивные особенности примеси;

• число контактов с примесью (режим воздействия);

• общая длительность воздействия;

• масса тела.

4.3. Оценка неблагоприятных эффектов (диагностика)

Этиология и патогенез экологически обусловленных состояний (явления дискомфорта, заболевание, смерть) требуют применения как традиционных, так и специальных методов диагностики. Основанием для подозрения на экологическую этиологию заболевания являются следующие признаки:

• выявление в клинической картине характерных симптомов, не встречающихся при других нозологических формах и не связанных с профессиональной деятельностью обследуемого;

• групповой характер неинфекционных заболеваний в районе проживания у лиц, не связанных общей профессией или местом трудовой деятельности;

• наличие вредных или опасных экологических факторов в зоне проживания обследуемого.

Необходимо также учитывать возможность развития заболевания экологической этиологии после прекращения контакта с вредным фактором. Диагностическими критериями заболевания экологической этиологии являются:

• санитарно-гигиеническая характеристика района проживания;

• длительность проживания в данном районе;

• профессиональный анамнез;

• общий анамнез;

• учет неспецифических клинических признаков, встречающихся и при других нозологических формах, но патогомоничных именно для данного заболевания;

• изучение динамики патологического процесса с учетом как различных осложнений и отдаленных последствий, так и обратимости патологических явлений, выявляющейся после прекращения контакта с действующим агентом.

Диагностика экологически обусловленных состояний, как правило, основывается на их ретроспективном анализе с поиском соответствующих причинно-следственных связей и построением на их основе вероятностных диагностических моделей. При этом одним из важных направлений исследований в этой области следует считать определение факторов или их комбинаций, вызывающих, провоцирующих, способствующих или сопровождающих возникновение этих состояний, что в дальнейшем используется для целей их прогнозирования и предупреждения.

Подобные исследования предполагают получение и анализ достаточно объемной и разнородной информации. При этом современные медико-экологические данные характеризуются достаточно сложными взаимосвязями, вследствие чего общепринятые традиционные методы статистического анализа часто оказываются недостаточно корректными, поскольку опираются на существенно упрощенные модели величин и связей между ними (связи, например, предполагаются линейными, корреляции - квадратичными и т. п.). В реальных же задачах, как правило, связи значительно многомернее, когда значимость признака решающим образом зависит от контекста и применение традиционных методов обработки величин становится неприемлемым. При выполнении медико-экологических исследований с целью разработки диагностических правил идентификации экологически обусловленных заболеваний, целесообразно использование комбинированных подходов, основанных на применении сочетаний различных методов.

Примером такого подхода может служить использование комбинации методов математической логики и статистики. Исходные данные, на основе которых предполагается разработать систему правил для диагностики экологически обусловленных заболеваний, должны содержать информацию, которая касается условий возникновения различных заболеваний (не только обсуждаемых) и которая описывалась бы логическими признаками. При анализе таких данных целесообразно задаться тремя основными вопросами.

1. Какие сочетания признаков характерны для группы случаев, при которых возникали те или иные заболевания? Характерными будем считать те сочетания, которые достаточно часто встречаются в группе случаев, описывающих данное заболевание, и не встречаются никогда (или редко) в остальных. Число признаков в характерном сочетании не ограничено. Отметим, что каждый отдельный признак из характерного их сочетания может не быть специфичным в традиционном смысле (т. е. может одинаково часто встречаться в сравниваемых группах). Признак приобретает значимость при участии в характерной комбинации, т. е. в контексте других входящих в характерное сочетание признаков.

2. Позволяют ли найденные характерные сочетания достоверно идентифицировать всю группу случаев конкретного заболевания, отличить ее от остальных?

3. Входят ли в характерное сочетание признаки, характеризующиеся как экологические факторы?

Описываемый подход позволяет получить ответы на все три вопроса, и, если ответы на второй и третий вопросы положительные, возникает возможность построения статистически достоверной системы логических правил для диагностики экологически обусловленных заболеваний.

Поиск сочетаний признаков имеет ясный смысл лишь для данных логического типа, и этот метод работает исключительно с таким типом данных. Поэтому прежде чем анализировать данные с помощью этого метода, необходимо трансформировать их в логическую форму. Под термином "сочетание" подразумевается конъюнкция логических признаков, которая принимает положительное значение, если все входящие в конъюнкцию признаки также принимают это значение. Иными словами, сочетание признаков в описании случая очевидно только тогда, когда в нем встречаются все признаки, входящие в его состав.

Метод предполагает реализацию следующего условия: в процессе поиска сочетаний отрицательное значение расценивается не как отрицание признака, а как отсутствие информации о нем и никак не учитывается; признаки с отрицательным значением не могут входить в состав характерных сочетаний. Это позволяет работать с неполными данными, в условиях существенной информационной неопределенности и помогает избежать появления бессмысленных сочетаний, когда отсутствие признака не является информативным и ни о чем не свидетельствует. Если негативное значение некоторого признака все-таки является информативным для решения задачи, то достаточно явно определить дополнительный признак, который будет принимать положительное значение тогда и только тоща, когда исходный признак принимает отрицательное значение.

Если допустить, что достоверность есть оценка предположения, что частота появления случайного события в выборке равна его вероятности, то достоверность определяется числом случаев в выборке и возрастает по мере увеличения объема выборки. При этом достоверность нескольких событий (равномерная оценка) определяется соотношением между числом событий и объемом выборки. Отличие данного подхода от многих других методов состоит в том, что достоверность результатов не зависит от размерности исходного пространства признаков. Она зависит лишь от числа характерных сочетаний, необходимых для решения поставленной задачи: чем их меньше,тем лучше. Поиск характерных сочетаний предполагает перебор достаточно большого объема комбинаций признаков, что наиболее успешно может быть выполнено с использованием компьютерной техники. Для этой цели можно использовать как пакеты программ общего применения (табличные процессоры), так и специализированные пакеты (например, Rule Maker).

4.4. Выводы об эффектах и индивидуальном "риске здоровью"

Окончательное решение, связанное с диагностикой экологически обусловленного состояния, выносится, как правило, группой экспертов. При выявлении лица с признаками заболевания экологической этиологии лечебно-профилактическое учреждение направляет извещение по установленной форме в центр госсанэпиднадзора по месту жительства больного. Все лица с выявленными заболеваниями, а также лица, у которых выявлены не резко выраженные отклонения со стороны органов и систем, в этиологии которых основную роль играет экологический фактор, должны находиться на диспансерном наблюдении у соответствующих специалистов (терапевт, невропатолог, дерматовенеролог и др.).

Право на установление группы инвалидности по заболеванию данной этиологии и определение процента утраты трудоспособности предоставляется врачебно-трудовым экспертным комиссиям. Заключение экспертов является основой для обращения пострадавшего с иском о возмещении ущерба, обусловленного экологической ситуацией.