Uživatelský manuál portálu VisualHealth Verze 1.0 1
Obsah Obsah... 2 1. Úvodní slovo... 3 1.1 Koordinace a odborná garance projektu:... 5 1.2 Kolektiv autorů:... 5 2. Popis systému... 6 3. Technologické řešení portálu... 8 4. Práce s portálem Visualhealth... 9 4.1 Mapy... 9 4.1.1 Statické mapy... 11 4.1.2 Dynamické mapy... 12 4.1.3 Interaktivní mapy - nástroj TimeSeries... 13 4.1.4 Google Maps výstupy... 15 4.2 Nemoci... 16 4.3 Odkazy... 20 4.4 Slovník... 21 5. Závěr... 23 2
1. Úvodní slovo V České republice je v současné době shromažďováno velké množství dat se zdravotnickou tematikou. Hlavními garanty těchto údajů jsou Ministerstvo zdravotnictví ČR, Ústav zdravotnických informací a statistiky ČR, Český statistický úřad a další pracoviště. Průběžná vizualizace těchto dat a jejich využití pro veřejnou prezentaci, popularizaci a případně výuku stále má stále řadu rezerv. Na tuto skutečnost reaguje projekt Visualhealth, jehož cílem je zpracování a vizualizace vybraných dat zdravotního stavu a celoplošné využití výsledků v rámci cíleného působení na koncové uživatele. Jako prostředek komunikace výsledků byl zvolen portál s odlišnou mírou interaktivity při manipulaci s daty a jejich kartografickou prezentací. Portál Visualhealth je určen především pro alternativní prezentaci a zdravotnických dat a informací. V databázi portálu jsou uložena vybraná data, která jsou zpracována a prezentována různými metodami s přihlédnutím k potenciálně odlišným skupinám uživatelů. Informační služby webového portálu nabízí dvě základní možnosti: 1) Kartografickou (mapovou) interpretaci vybraných zdravotních data prostřednictvím 4 typů nástrojů umožňující uživateli přímo zkoumat časové trendy a prostorové rozložení jím vybraných diagnóz. 2) Standardní klasifikaci nemocí (diagnóz), která je interaktivně propojena s možnými zdroji dat a informací a ve vybraných případech s jejich kartografickou vizualizací. Zmíněné služby jsou přístupné všem typům uživatelů. V případě nejasností nebo problémů je možno dále komunikovat se správcem webového portálu. Všechny takto zpřístupněné analýzy obsahují anonymní a publikovatelná data o vybraných diagnózách, bez jakýchkoli osobních dat pacientů. Prezentace dat je založena především s daty Ústavu zdravotnických informací (ÚZIS ) poskytnutých v prostorovém rozlišení na kraje a ve výjimečných případech na okresy v ČR. Demografická data o zkoumané populaci byla pro projekt poskytnuta Českým statistickým úřadem (ČSÚ). Webový portál vytvořil kolektiv autorů Geografického ústavu Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity (Laboratoř geoinformatiky a kartografie) ve spolupráci s Katedrou mediálních studií a žurnalistiky fakulty sociálních studií, oddělením Geomatiky Západočeské univerzity v Plzni a Fakultní nemocnicí v Brně. Vytvoření portálu bylo zásadním způsobem podpořeno Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy v rámci řešení grantu MŠMT č. 2E08028 Vizualizace zdravotních dat pro podporu interdisciplinárního vzdělávání a vztahů 3
s veřejností (VisualHealth). Nástroj pro vytváření interaktivních časoprostorových výstupů byl vytvořen za podpory grantu GAČR č. 205/07/1278 Kartografická vizualizace a modelování současných trendů vývoje zdravotního stavu a zdravotní péče v České republice (Medicarto). 4
1.1 Koordinace a odborná garance projektu: Prof. RNDr. Milan Konečný, CSc. Doc. Ing. Václav Čada, CSc. 1.2 Kolektiv autorů: Brázdilová Jarmila RNDr. Čerba Otakar Ing. et Mgr. Fiala Radek Ing. Geryk Edvard MUDr. Jedlička Karel Ing Ježek Jan Ing. Ph.D. Kolář Miroslav RNDr. CSc. Koška Petr Ing. MBA Kozel Jiří Mgr. Ph.D. Kraus Roman MUDr. MBA Kubíček Petr RNDr. CSc. Pavelka Jiří Prof. PhDr. CSc. Stachoň Zdeněk Mgr. Ph.D. Štampach Radim Mgr. 2010 5
2. Popis systému Portál Visualhealth je standardní webová aplikace, která je dostupná v prostředí Internetu na URL adrese http://zdravi.geogr.muni.cz. Pro práci se systémem lze využít nejvíce rozšířené webové prohlížeče (kompatibilita s Microsoft IE, Mozilla Firefox ) s minimálními nároky na HW počítače. Pro plné využití grafických možností aplikace lze doporučit displej s vyšším rozlišením, optimální rozlišení 1680x1050. Portál je dělen na dvě základní části, přičemž každá z nich je určena odlišné skupině uživatelů. Levá část označená jako Pacient obsahuje základní informace o vybraných skupinách nemocí a zjednodušené mapové výstupy. Pravá část označená jako Odborník obsahuje rozšířené informace a interaktivní mapové výstupy zaměřené na možnosti explorační analýzy dat. Na obr. 1 je úvodní stránka aplikace. Obr.1 Úvodní obrazovka portálu Visualhealth Jednotlivé části jsou dále členěny na čtyři základní záložky: Mapy mapové výstupy odpovídající zvolenému profilu uživatele Nemoci základní seznam a popis diagnóz zobrazených v mapových výstupech 6
Odkazy informace o rozšiřujících webových zdrojích, konferencích a výukových textech Slovník základní slovník kartografických, geoinformačních a lékařských termínů užitých na portálu. Ve spodní části stránky je umístěn odkaz na standardní webovou stránku projektu (wiki) a kontakt na členy projektového týmu. Součástí webového portálu je také fulltextové prohledávání všech částí portálu. Webový portál je v současné době k dispozici v češtině. 7
3. Technologické řešení portálu Při tvorbě webového portálu a jeho nástrojů byly využity webové technologie XHTML, kaskádových stylů, PHP, databáze MySQL, javascriptů apod. Hlavním přínosem portálu je propojení různých typů vizualizace. Uživateli jsou prezentovány statické mapy ve formátu PDF (vytvořené prostřednictvím standardních GIS programů), dále dynamicky generované mapy prostřednictvím XSLT šablon, mapy generované pomocí appletu vytvořeného pomocí technologie Java a v neposlední řadě mapy generované pomocí Google Earth pluginu. Detailní popis technologie použité pro tvorbu jednotlivých nástrojů je obsažen v příslušných manuálech. 8
4. Práce s portálem Visualhealth 4.1 Mapy Uživatelé portálu jsou na základě preference (pacient x odborník) navigováni na odlišné typy kartografických výstupů vybraných zdravotních dat. Pro skupinu uživatelů, kteří zvolili možnost pacient jsou k dispozici dva základní prezentační výstupy - statické mapy (kartogram, kartodiagram) a mapy dynamicky generované z vybraných datových sad prostřednictvím XSLT šablon. Obr.2: Rozhraní mapové části pro uživatele pacient. Při přejetí ukazatelem (mouse over) přes nabídku nástroje se ukáže stručný popis jeho možností (obr.3). Obr. 3: Informace o nástroji při přejetí políčka nástroje ukazatelem (mouse over). 9
Pro druhý typ uživatele ( odborník ) je nabídka možností kartografické reprezentace rozšířena o nástroje podporující exploratorní možnosti - dynamická časoprostorová vizualizace a mixáž (mashup) s využitím topografických podkladů z Google Earth v kombinaci s tematickými daty mapového serveru, který je určen pro pokročilé uživatele s možností připojení dalších datových vrstev (obr.4). Poslední typ reprezentace představuje nový typ kartografického systému, který vychází z možnosti sdílet mapová data prostřednictvím distribuovaného systému založeného na otevřených standardech. Obr.4: Rozhraní mapové části pro uživatele odborník. Tradiční pojetí mapy, jako prostředku reprezentace známé prostorové informace, prodělalo v posledním desetiletí významný posun, a to zejména v následujících oblastech: V oblasti využití mapy se přechází od uchování informace k jejímu zkoumání (exploraci). U cílové skupiny uživatelů nastal posun od veřejnosti směrem k individuálním uživatelům, případně skupinám. V oblasti interakce s mapou došlo ke změně od statické k dynamické mapě s možností jejího dalšího ovládání a manipulace. Výše uvedené čtyři typy kartografické vizualizace lze umístit v pomyslném prostoru využití map (obr. 5). Pomyslná pozice v prostoru je vymezena na jednotlivých osách obecnou 10
využitelností vizualizace dat, možností interakce s daty a potenciálním vytvořením přidané hodnoty. Nové vizualizační nástroje se vyznačují především nižší možností identifikace poskytovatele a tím i obecné využitelnosti dat, vyšší mírou interakce a variabilitou možností vytvoření přidané hodnoty. Obr.5: Srovnání vizualizačních nástrojů z hlediska využitelnosti dat, interaktivity a potenciálu vytvoření přidané hodnoty. 4.1.1 Statické mapy Jsou reprezentovány předem generovanými výstupy ve formě nepravých kartogramů a kartodiagramů, které lze pouze zobrazit a není možné s nimi nijak manipulovat s výjimkou možného zapnutí a vypnutí informační vrstvy. Data jsou prezentována ve formátu PDF (obr.6) a tematicky se jedná o souhrnně zpracovanou studii prevalence zhoubných nádorů v časovém období 1989 2005 (Konečný a kol., 2008). Detailní metodika zpracování dat je uveden v záložce Nemoci. 11
Obr.6: Ukázka statického mapového výstupu map prevalence zhoubných nádorů. 4.1.2 Dynamické mapy XML mapy poskytují výstupy ve formě jednoduchých vektorových tematických map (kartogramů, kartodiagramů a jejich kombinací). Uživatel má možnost si volit konkrétní téma mapy z oblastí léčby diabetu a nákladů na léčení (obr.7). Časová složka dat je k dispozici prostřednictvím menu zobrazujícího jednotlivé roky, ke kterým se příslušné mapy vztahují. Výhoda tohoto řešení spočívá v přístupnosti skrze webové prohlížeče a v kvalitě vektorových map ve formátu SVG. Hlavní rozdíl oproti statickým mapám tkví především ve faktu, že mapy nejsou uloženy přímo na straně serveru, ale jsou dynamicky generovány z databáze podle požadavků uživatele. Přestože jsou možnosti omezené časovým, prostorovým a tematickým rozsahem databáze, dávají uživateli větší volnost a možnost srovnání více časových rovin a tematických oblastí. Detailní návod k použití nástroje, podmínky jeho využití a možnosti zobrazení jsou uvedeny v samostatném manuálu přímo na stránkách nástroje. 12
Obr.7: Výběr tématu u dynamicky generovaných mapových výstupů. Obr.8: Konečný výstup dynamicky generovaných map ve vektorovém formátu SVG. 4.1.3 Interaktivní mapy - nástroj TimeSeries Jde o nástroj na prezentaci statistických časových řad. Pomocí zobrazení dat ve formě tematické mapy umožňuje zjišťovat vývoj atributů v čase i rozdíly mezi jednotlivými regiony v území. Uživatel má po výběru datové sady dále k dispozici různé možnosti, jak upravit 13
vzhled mapy, zobrazit hodnoty jednotlivých regionů, přecházet do nižších či vyšších administrativních jednotek a animovat vývoj vybraného časového úseku (obr.9). Podrobnější popis nástroje, návod a podmínky nutné pro jeho spuštění jsou popsány v samostatném manuálu nástroje. Obr.9: Úvodní obrazovka nástroje TimeSeries pro výběr a filtrování dat a jejich prostorové reprezentace. 14
Obr.10 : Vizualizace časové řady vybrané diagnózy pro kraje ČR v nástroji TimeSeries. 4.1.4 Google Maps výstupy Mapy pro aplikaci Google Earth nabízí kartografické výstupy ve formě jednoduchých vektorových tematických map (kartogramů, kartodiagramů a jejich kombinací), které je možné prohlížet pomocí volně šiřitelé aplikace Google Earth, která se stala neformálním standardem v oblasti tzv. Earth browsers. Časová složka dat je k dispozici prostřednictvím animace, která ukazuje změny dat v jednotlivých létech, ke kterým se příslušné mapy vztahují. Animace se spouští pomocí ovládacích prvků v horní části mapy. Výhoda tohoto řešení spočívá především v kombinaci atraktivních dat, které nabízí aplikace Google Earth, tematické složky a interpretačních prostředků tematické kartografie. 15
Obr.11: Výsledná kombinace tematických dat zdravotního stavu a mapových podkladů Google Earth. Detailní popis nástrojů je uveden v samostatných manuálech v příloze závěrečné zprávy a je pro zájemce dostupný na portálu Visualhealth. 4.2 emoci Na záložce Nemoci je navržen obecný postup možností vyhledávání datových zdrojů, zpracovaných studií a kartografických vizualizačních nástrojů pro jednotlivé typy zdravotních dat. Úvodní stránka vychází z Mezinárodní klasifikace nemocí a souvisejících zdravotních problémů (MKN10), která představuje relativně standardizovaný systém označování a klasifikace lidských onemocnění, poruch, zdravotních problémů a dalších příznaků, situací či okolností (obr.12). Hlavním klíčem je zde znakový kód nemoci. Ve verzi MKN-10 je první znak zleva vždy velké písmeno latinské abecedy, jež udává hlavní kategorii. Znaky na 2. a 3. místě určují hlavní skupinu diagnóz. Klasifikace není souhrnem lékařského poznání ani neodráží jeho nejaktuálnější stav, ale vychází jen z nejširší shody mezi odborníky. Příkladně je zpracována kategorie Novotvary označená jako C00 D48. Z ní vede další odkaz na 3 obecné možnosti a jednu specifickou pro danou kategorii: Incidence - statistický ukazatel v epidemiologii, je podíl počtu nově hlášených nemocných jedinců za dané časové období (nových případů) a počtu všech jedinců ve sledované populaci. Incidence poukazuje na dynamiku onemocnění v populaci. 16
Mortalita - mortalita neboli úmrtnost je demografický ukazatel, udávající podíl zemřelých z určité skupiny za určité časové období. V daném případě se jedná o mortalitu na konkrétní diagnózu. Prevalence - jeden ze základních ukazatelů v epidemiologii, je podíl počtu jedinců trpících danou nemocí a počtu všech jedinců ve sledované populaci. Je vztažena k určitému časovému období a obvykle se vyjadřuje v procentech. Vícečetnost specifická možnost při existenci 2 a více nádorových onemocnění u jednoho pacienta. Obr.12: Ukázka záložky nemoci uživatel pacient. 17
Obr.13: Ukázka záložky nemoci, oddíl prevalence uživatel pacient. Ukázkově je dále zpracována problematika Prevalence nádorových onemocnění, která odkazuje na metodiku zpracování, souhrn zjištěných faktu, použitou literaturu a jednotlivé diagnózy v dané kategorii pro muže a ženy (obr.14, 15) doplněné o grafy dynamiky vývoje (obr.16.) a statické mapové výstupy (obr. 17). Obr.14: Ukázka záložky nemoci, oddíl diagnózy. 18
Obr.15: Ukázka záložky nemoci, oddíl diagnózy. Obr.16: Ukázka grafu v záložce nemoci, oddíl diagnózy. 19
Obr.17: Ukázka statické mapy. Obdobným způsobem lze zpracovat i další kategorie klasifikace a propojit je s dostupnými nástroji kartografické vizualizace. Kategorie, které nejsou v současnosti propojené na konkrétní nástroj, mají aktivní webový odkaz na zdroje dat v rámci ÚZIS. 4.3 Odkazy Záložka plní funkci rozcestníku k dalším relevantním informacím se vztahem k vizualizaci zdravotních dat. Zatímco pro uživatele pacient jsou k přístupné pouze strukturované webové zdroje (obr.18), pro uživatele odborník je nabídka rozšířena a zahrnuje celkem pět základních kategorií (obr.19). Obr.18: Základní rozhraní záložky Odkazy pro uživatele pacient. 20
Webové zdroje uvádí tuzemské a zahraniční webové odkazy s relevantní problematikou, jedná se zejména o zdroje národních a mezinárodních dat a případně o projekty řešící obdobnou tematiku. Tiskové zdroje reprezentuje dvě základní kategorie články a postery jednak vytvořené v rámci projektu samotného (postery) a dále volně dostupné materiály vztahující se k oblasti vizualizace zdravotních dat. Konference seznam vědeckých konferencí. Výukové texty odkaz na návrh učebního textu Vybrané problémy kartografické vizualizace zdravotních dat, který vznikl v rámci projektu Visualhealth a je v současnosti uložen v IS MU pro další zpracování do podoby e-learningového materiálu. Další prostor pro potenciální rozšíření. Obr.19: Základní rozhraní záložky Odkazy pro uživatele odborník. 4.4 Slovník Záložka je strukturována stejně pro obě skupiny uživatelů a ve dvou kategoriích (kartografické pojmy a lékařské pojmy) uvádí abecední seznam základních termínů používaných v rámci portálu (obr. 20). V obou případech se jedná pouze o výběr názvosloví a jsou uvedeny odkazy na ucelené oborové terminologické slovníky. 21
Obr.20: Rozhraní záložky Slovník je totožné pro oba typy uživatelů. 22
5. Závěr Webový portál VisualHealth si klade za cíl ukázat možnosti využití kartografických metod pro prezentaci zdravotních dat prostřednictvím vývoje kartografických nástrojů pro vizualizaci a exploraci dat. V první verzi jsou ukázány možné přístupy k tvorbě map pro prezentaci údajů o zdraví obyvatelstva. Předpokládá se, že portál projde dalším vývojem na základě skutečností zjištěných v průběhu jeho provozu a zpětné vazby od uživatelů. Vytvořený manuál má usnadnit využití portálu širokou veřejností. 23