Карти спалаху коронавірусу вкорінені в історію

У міру збільшення кількості випадків коронавірусу інтерактивні карти допомагають нам зрозуміти поширення хвороби - і  не панікувати з приводу цього.

Одним з найкращих прикладів є інформаційна панель, побудована Центром системних наук та інженерії університету Джонса Хопкінса з вражаючим червоно-чорним дизайном. Використовуючи інструменти програмного забезпечення компанії Esri , університет Джонса Хопкінса в режимі реального часу агрегує дані службовців охорони здоров'я по всьому світу. Чим більше червона бульбашка, тим більше випадків виявлено в даній географічній області. Цього тижня кількість загиблих від спалаху перевищила 1000, що зробило її смертельнішею, ніж епідемія ГРВІ 2003 року .

За інформацією Есрі онлайн-приладова панель Джонса Хопкінса, побудована для відстеження спалаху 2019 року на nCoV, набрала 52 мільйони переглядів.

Metabiota , компанія, що спеціалізується на боротьбі з пандемічною загрозою, додала коронавірус до свого списку із понад 130 збудників, які вона відстежує в усьому світі. Отримана карта використовує невиразну кольорову палітру  – за винятком мерехтливих помаранчевих точок, які сигналізують про наявність вірусу в країні.

Metabiota структурує дані багатьох медичних організацій для відстеження триваючих епідемій. Також вона підтримує архів інформації про тисячі попередніх спалахів. (Metabiota, Epidemic Tracker )

Але чи справді це нове?

Просторово візуалізація спалахів сягає віків: спроби зробити це були вже починаючи з 17 століття. Але в останні десятиліття медична картографія була демократизована через технологічний прогрес, який став можливий завдяки комп'ютерам. Окрім все більш потужних пристроїв, Інтернет забезпечує швидкий доступ до збору та обміну даними.

Протягом століть географи та службовці охорони здоров’я використовували так звані географічні інформаційні системи (ГІС) для складання теорій того, чому конкретний спалах стався на основі групування розташування жертв. Тепер вони також можуть зрозуміти як може розвиватися поточна епідемія — в режимі реального часу — і встановити регламент поведінки на основі даних моделей.

"Основна мета використання ГІС в минулому полягала в тому, щоб розвинути більш глибоке розуміння того, що сталося та деяких першопричин", - сказала Есте Джератті, головний лікар та директор з питань охорони здоров'я в Есрі. "Але сьогодні ГІС розвинулась, тому ми можемо зробити набагато більше".

Карти в часи холери.

У першій документально задокументованій карті хвороби Філліпо Аррієта візуалізував стратегію щодо стримування поширення хвороби в регіоні Барі, Італія 1690-92. ( Контроль географічного поширення інфекційних хвороб: чума в Італії, 1347-1851 )

Перший випадок картографування хвороб можна простежити в 1692 році, за словами Тома Коха, професора географії в університеті Британської Колумбії та автора книги " Картографія хвороб" . У той час чума спричиняла хаос по всій Європі, і Філіппо Аррієта, італійський королівський ревізор, візуалізував просторову стратегію боротьби з поширенням хвороби в регіоні Барі, Італія. На карті Аррієти, Барі відокремлений від решти країни штриховою лінією, що являє собою «санітарний кордон». У межах огородженої провінції — дві менші області, відокремлені від решти товшою лінією. Читач може побачити великі букви "D" у верхній правій частині, що означає, що провінція заражена чумою.

Однак, згідно з дослідженнями Коха, перше справді детальне просторове дослідження епідемії не з'явилося раніше 1797 року (приблизно) та публікації в Медичному сховищі карт Валентина Сімана про спалах жовтої лихоманки в Нью-Йорку. Cіман перекрив розташування випадків жовтої лихоманки — точки на карті нижче — з розташуванням звалищних ділянок та стічних вод на нижньому Манхеттені. Він позначив ці області товстою літерою "S." Розмірковуючи над своїми спостереженнями, Сіман дійшов висновку, що смертельний спалах був пов'язаний з цими областями та їх гнилими еманаціями.

Валентин Сіман, розслідування причини поширеності жовтої лихоманки в Нью-Йорку, в Медичному сховищі, 1797 р. ( Брайан Алтонен )

Навіть якщо теорія Сімана була не зовсім правильною — жовту лихоманку переносять комарі, які розмножувались в областях відходів — так народилося картографування хвороб. З часом технологія вдосконалювалася, і дані, пов’язані із захворюваннями, стали більш доступними, за словами Коха. Однак це сталося лише в середині 19 століття, коли епідемія холери масово вразила Європу, особливо Великобританію.

"І тоді це був ... перелом", - сказав Кох.

Джон Сноу, план, що показує підтверджені смерті від холери. Чорні смуги представляють смерть від хвороби. ( Інтернет-архіви колекції Wellcome )

Відома карта Джона Сноу щодо спалаху лондонської холери 1854 року залишається найпопулярнішим прикладом буму в просторовій візуалізації епідемій холери, оскільки британці відчайдушно намагалися зрозуміти її коріння. Сніг накрив місце розташування жертв разом з розташуванням водяних насосів у місті, а звідти правильно вирахували водне походження хвороби.

Однак він був далеко не єдиним, хто відображав спалах.

Річард Грейнджер, Карта холери Метрополісу. 1849 , 1850 рр. Через Інтернет-архіви колекції Wellcome .

Розділи, що показують відносну інтенсивність нападу холери на різних рівнях по лініях, позначених на карті холери . ( Інтернет-архіви колекції Wellcome )

Серед сховища карт холери Лондона середини 19 століття карти Річарда Грінгера, який висунув гіпотезу про зв'язок між хворобою та висотою. Грінґер дуже точно намалював місто, намалювавши всі його райони та підрайони та додав до своєї карти розташування каналізації та колодязів. Він наклав інформацію про висоту та затінив ділянки відповідно до інтенсивності спалаху холери: чим темніший відтінок синього, тим руйнівніший. І насправді, пише Кох у своїй книзі, ті, хто жив біля берегів річки Темзи в Південному Лондоні дихали загалом менш чистим повітрям, ніж лондонці, які жили вище.

Карти в часи великих даних.

Перейдемо на кілька століть вперед: винайдення комп'ютера забезпечило електронну підтримку для швидшого генерування карт. Ще кілька десятиліть і Інтернет дозволяє збирати та передавати дані з постійно зростаючою швидкістю. Комп'ютери стають більш ефективними, а їх можливості обробки даних вибухають, що призводить до створення геопросторових моделей, які дозволять службовцям охорони здоров’я зрозуміти, де наступна епідемія може статися, та визначити тих, хто найбільше ризикує. Ці моделі роблять можливими втручання в охорону здоров'я.

Джератті заявила, що коли вона приєдналася до Есрі, громадська спільнота охорони здоров'я була знайома з ГІС. "Вони розуміли і вони складали карти, але вони робили це за допомогою настільних інструментів, а не веб-базованих ГІС", - сказала вона.

Як результат, тепер доступні більші набори даних і користувачі ГІС можуть будувати власні моделі прогнозування на їх основі. Серед легкодоступної інформації — дані перепису, маршрути літаків чи кораблів і навіть вміст  соціальних мереж.

У 2016 році центри США з контролю та профілактики захворювань використовували продукти Esri з метою контролю за поширенням вірусу Зіка. Зіка поширюється комаром Едес і рівень виживання та розмноження комахи тісно пов'язаний із п’ятьма змінними, згідно Герагді: температура, опади, землекористування, популяція та висота. Після аналізу дослідники змогли визначити райони світу, де комар міг легко жити і вони перехресно посилалися на ці результати за допомогою даних перепису. Зіка є особливо небезпечним для вагітних і дані перепису дають можливість дослідникам визначити зони з найбільшим ризиком. Це дало змогу ефективно розробити політику та випробувати її, оскільки місцевим жителям рекомендується застосовувати інсектициди та ларвіциди, крім інших засобів, для обмеження поширення захворювання.

Ця інформаційна панель Esri більше недоступна. Карта, яку бачили у журналі охорони здоров’я  у 2016 році.

Інформаційна панель (як видно на малюнку вище), яка показує кількість випадків Zika у США, була доступна для громадськості. Чим темніший відтінок червоного, тим більше випадків виявлено в даному місці.

Зрештою, компанія Metabiota накопичила та підготувала дані про 2400 спалахів із часу створення в 2008 році, за словами Ніта Мадхава, головного виконавчого директора компанії. Його епідемічний трекер доступний для громадськості, проте більшість модельних можливостей фірми доступні лише своїм клієнтам, серед яких CDC та Агентство США з міжнародного розвитку.

"Це [дані про попередні епідемії] насправді може допомогти інформувати про прийняття рішень у майбутньому" – сказав Мадхав– і може показати нам, що ці епідемії не повинні стати несподіванкою. Це те, що часто трапляється з часом ».

Компанія оцінює, коли і де найчастіше виникають спалахи, і, за словами Мадхава, в даний час "близьке бачення" -  швидка еволюцію коронавірусу. Метабіота також придумала спосіб виміряти "страх", метрику, яку він називає патогеном, "оцінка настрою". Для підрахунку цього балу Медхав пояснив, що дослідники поєднують наявні дані щодо спалаху, наприклад, рівень смертності і вкладають їх у "алгоритм підрахунку". Результати, доступні громадськості, класифікуються в досить широкому масштабі: новий коронавірус "показник настроїв" визначається як "високий". Більш детальні результати доступні, але вони не оприлюднюються на веб-сайті компанії.

Інформаційна панель Джонса Хопкінса сама побудована на основі декількох каналів даних. Він використовує звіти CDC, WHO, ECDC та DXY - китайські, американські та глобальні джерела даних. Отримана карта настільки ж хороша, як джерела даних, однак відстеження епідемії може бути складним : випадки іноді залишаються не повідомленими.

Герайт, в Есрі, регулярно розмірковує про те,  що буде далі із застосуванням ГІС в області охорони здоровя .

"ГІС рухається у напрямку, який, можливо, є більш демократизованим"- каже вона. 

«Завжди є потреба у ГІС-професіоналах, але багато людей, робота яких зовсім інша і потребує карт для прийняття рішень, не повинні мати досвід. Вони просто повинні достатньо знати про картографування ».

Марі Патіно - письменниця в Bloomberg CityLab.