Uso de los métodos Scan en la detección de conglomerados de enfermos en Cifuentes
Resumen
El perfeccionamiento de los sistemas de Vigilancia en
Salud, ha hecho imprescindible la vinculación de la
epidemiología con otras ciencias, los aportes de la
estadística y la computación han sido de gran
utilidad. Se han desarrollado novedosos métodos de
detección de epidemias que pueden ser utilizados en
estudios de enfermedades transmisibles y no
transmisibles.
Los métodos Scan son muy útiles
en la detección de aglomeraciones temporales de enfermos,
sin embargo se ha demostrado la superioridad de las variantes
borrosas de este método con relación a las
clásicas.
En este trabajo aplicamos las técnicas
Scan para la detección de conglomerados a los
datos de enfermedades recogidos en el municipio de Cifuentes para
determinar la existencia de aglomeraciones inusitadas de
casos.
Se elaboró un software para realizar el
procesamiento a varias enfermedades y trastornos de la conducta
presentes en el municipio de Cifuentes que eran de interés
para los epidemiólogos.
CONGLOMERADOS DE ENFERMOS, MÉTODO SCAN,
VIGILANCIA EPIDEMIOLOGICA
Introducción
Con la mejora de las condiciones de saneamiento, la
evolución de los sistemas y servicios de salud, el
descubrimiento de nuevos y más eficaces agentes
terapéuticos y vacunas, así como de los
métodos de control de enfermedades, la capacidad de
expansión de las epidemias de enfermedades transmisibles
de mayor prevalencia ha disminuido con el tiempo. En contraste,
asistimos al desarrollo de enfermedades degenerativas, a los
daños derivados de la contaminación y agentes
tóxicos presentes en el ambiente, y a la emergencia de
nuevas enfermedades transmisibles1 Una de las necesidades que
plantea el comportamiento de estas entidades es el
perfeccionamiento de los sistemas de vigilancia, de manera que
puedan identificar cuando una agregación de casos de
enfermos observada en un área geográfica
determinada, en un período de tiempo limitado, o teniendo
en cuenta ambos escenarios a la vez, es superior a lo esperado, y
si ello representa un brote 2. Las técnicas
estadísticas pueden ayudar a los epidemiólogos a
reconocer si una agrupación de casos fuera de lo usual es
estadísticamente significativa, y puede corresponder al
inicio de una epidemia 3,4
El test Scan, es una prueba estadística
para detectar agrupaciones en una serie temporal de casos de un
cierto evento o enfermedad. Es un método útil para
detectar "picos" en la incidencia de una enfermedad y, al no
tener un componente espacial, es adecuado para estudios de
enfermedades en los que la población se distribuye de
forma desigual en el área de estudio 5 Lo primero que se
hace con el método es definir un intervalo o una ventana
de tamaño fijo de acuerdo con la duración esperada
de la epidemia. Esto debe hacerse antes de inspeccionar los datos
recolectados. La ventana hallada se desplaza a lo largo de la
línea del tiempo y se determinan en cada caso la cantidad
de enfermos asociadas a ella. El método se basa en la idea
de que si existe un conglomerado, el número máximo
de casos hallados en la ventana debe ser grande. El test
estadístico en esencia calcula la probabilidad p
de que aparezcan n o más casos en una ventana. La
significación p hallada, para un conjunto
particular de casos, depende del ancho de la ventana y del paso
del Scan seleccionado por el investigador 6,7
En este contexto se desarrolla el presente trabajo en el
que nos proponemos aplicar las técnicas Scan para
la detección de conglomerados a los datos de enfermedades
recogidos en el municipio de Cifuentes para determinar la
existencia de aglomeraciones inusitadas de casos así como
proponer una metodología general para la aplicación
de los métodos Scan y realizar el procesamiento a las
enfermedades seleccionadas acorde a la metodología
propuesta y llegar a conclusiones estadísticas y
epidemiológicas que expliquen el comportamiento de tales
enfermedades. Como conclusión de la elaboración del
marco teórico se enuncia la siguiente hipótesis de
investigación: "La formalización de una
metodología basada en la aplicación de los
métodos Scan (Clásico y Borroso) ayuda a
determinar la presencia de conglomerados y a caracterizar las
enfermedades en estudio"
Métodos
Se realizó un estudio descriptivo retrospectivo
de varias enfermedades en el municipio Cifuentes. Se
seleccionó la mortalidad por Tumores malignos, las
Enfermedades Cerebrovasculares, las Enfermedades del
Corazón, los Suicidios y los Accidentes, que constituyen
las cinco primeras causas de muerte en el territorio. Se
utilizaron además, los datos de morbilidad por Hepatitis
A, Meningoencefalitis Viral e Intentos Suicidas por ser las
enfermedades transmisibles que incrementaron notablemente su
incidencia en los últimos diez años. Los datos
utilizados para la realización de este trabajo fueron
obtenidos de las bases de datos de mortalidad y morbilidad de la
dirección Provincial de Salud en Villa Clara, de ellas se
tomaron los correspondientes al municipio de
Cifuentes.
Esta información fue recopilada y tabulada
utilizando las facilidades del tabulador electrónico
Microsoft Excel. Posteriormente se transformaron estos ficheros a
ficheros tipo texto que fueran compatibles con el sistema EpiDet,
desarrollado en la Universidad Central de las Villas y el
software elaborado.
Se utilizó el método Scan sobre
una línea para la detección de conglomerados
temporales de enfermos. Se realizaron modificaciones en los
parámetros (Ancho de la ventana móvil y paso) para
la búsqueda de valores de significación,
auxiliándonos del criterio de especialistas en Higiene y
Epidemiología. En todos los casos se aplicó el
método sobre la totalidad de casos recopilados y
posteriormente de forma independiente para cada uno de los
sexos.
Resultados
Al aplicar las técnicas
Scan clásicas y borrosas a las enfermedades
seleccionadas se formaron tres grupos de resultados:
1- Los resultados no significativos: son los
valores de significación obtenidos por ambos
métodos, demuestran la no existencia de conglomerados en
las Enfermedades Cerebrovasculares, Accidentes y Suicidios en el
período comprendido entre 1997-2007 en el municipio
Cifuentes.
2- Resultados significativos para todos los valores de
los parámetros: Analizamos los datos de morbilidad por
Meningoencefalitis Viral y Hepatitis A correspondientes al
municipio de Cifuentes en los años 1999 – 2008 y se
obtuvieron valores significativos para todos los
parámetros lo cual nos indica la existencia de
conglomerados de enfermos para ambas
patologías.
3- Resultados significativos para algunos valores de los
parámetros. En este caso se incluyó el
análisis de la mortalidad por Enfermedades del
Corazón y Tumores Malignos y el análisis de la
morbilidad por Intentos Suicidas. A diferencia de los otros
procesamientos realizados, los métodos Scan
aquí no fueron concluyentes. En los casos en los que hubo
dudas, se aplicó la variante borrosa del método
Scan para llegar a conclusiones.
Como puede observarse en el análisis general de
todos los casos que se muestra en la tabla 1, la técnica
Scan brinda resultados concluyentes acerca de la
presencia de conglomerados para casi todos los valores de los
parámetros considerados. Nótese que al analizar un
ancho de ventana y un paso de 15 días, los resultados
fueron medianamente significativos (0.0835). Este valor para el
ancho de la ventana puede considerarse pequeño. Esta
demostrado que para tamaños de ventanas pequeños la
técnica Scan Borrosa produce mejores resultados
que la clásica8. Es por ello que a la tabla se le agrega
otra columna en la que se pone el resultado de su
aplicación. El método Scan Borroso
demuestra la existencia de conglomerados para esos valores de los
parámetros.
Al hacer una representación gráfica de los
datos procesados pueden apreciarse picos con una incidencia
más elevada de la enfermedad alrededor de los años
1998 -1999 y 2005 – 2006.
La tabla 2 muestra los resultados de la
aplicación de los métodos Scan para la
detección de conglomerados a los casos de mortalidad por
Tumores Malignos en el período comprendido entre los
años 1997 y 2007. Puede observarse la presencia de
conglomerados.
La mayoría de los resultados que aparecen en la
tabla 3 muestran la no presencia de conglomerados de Intentos
Suicidas en el período de 1997 a 2008.
Sólo dos combinaciones de parámetros
ofrecen dudas, pues los resultados del valor de p son
medianamente significativos. Ello ocurre al considerar la ventana
móvil de tamaño 15 y el paso del desplazamiento de
15 y 7 días respectivamente. Siguiendo la
metodología propuesta en esta tesis, se aplica para esos
valores el método Scan Borroso. Con la primera
combinación de valores, los resultados no fueron
significativos por lo que se concluye la no presencia de
conglomerados de Intentos Suicidas.
Sin embargo, al analizar la otra combinación:
tamaño de ventana 15 y paso del desplazamiento de una
semana, el método Scan Borroso afirma que existe
al menos un conglomerado.
Discusión
Las Enfermedades del Corazón son la primera causa
de muerte en Cuba. Son producidas por un desbalance entre la
oferta y la demanda de oxígeno al miocardio, debido a
lesiones orgánicas (aterosclerosis) o funcionales
(espasmo) y que provocan varios cuadros, desde fenómenos
asintomático (isquemia silente, disfunción
diastólica) hasta cuadros de necrosis miocárdica
extensa, 9 Como puede observarse en el análisis general de
todos los casos que se muestra en las enfermedades del
corazón , la técnica Scan brinda resultados
concluyentes acerca de la presencia de conglomerados para casi
todos los valores de los parámetros considerados.
10,11,12,13 Nótese que al analizar un ancho de ventana y
un paso de 15 días, los resultados fueron medianamente
significativos (0.0835). Este valor para el ancho de la ventana
puede considerarse pequeño.12se demuestra que para
tamaños de ventanas pequeños la técnica Scan
Borrosa produce mejores resultados que la clásica. Es por
ello que a la tabla se le agrega otra columna en la que se pone
el resultado de su aplicación. El método Scan
Borroso demuestra la existencia de conglomerados para esos
valores de los parámetros.14, 15,16
Los métodos Scan para la detección de
conglomerados a los casos de mortalidad por Tumores Malignos en
el período comprendido entre los años 1997 y 2007.
Puede observarse la presencia de conglomerados. Según el
criterio de especialistas del municipio, la mortalidad por
Tumores Malignos aumentó durante los años, 2002,
2003 y 2005. Esta es una enfermedad de etiología
desconocida, cuya aparición se asocia a factores de
riesgo. Según estudios realizados 17 los factores
ambientales constituyen un riesgo a largo plazo en la
aparición de estas enfermedades, coincidiendo con el uso
de productos químicos para la maduración de las
frutas y el abuso de insecticidas en la agricultura durante el
período especial, además se incrementó el
consumo de café y alcohol, sobre todo de bebidas de
fabricación casera con alto grado de sustancias
tóxicas, y en estos años se reporta que el 23.6% de
la población del municipio es fumadora.
La mayoría de los resultados sobre intentos
suicidas demuestran la no existencia de diferencias
significativas, o lo que es lo mismo la no presencia de
conglomerados de Intentos Suicidas en el municipio de Cifuentes
en el período de 1997 a 2008.Sólo dos combinaciones
de parámetros ofrecen dudas, pues los resultados del valor
de p son medianamente significativos.39 Ello ocurre al
considerar la ventana móvil de tamaño 15 y el paso
del desplazamiento de 15 y 7 días respectivamente.
Siguiendo la metodología propuesta en esta tesis, se
aplica para esos valores el método Scan Borroso. Sin
embargo, al analizar la otra combinación: tamaño de
ventana 15 y paso del desplazamiento de una semana, el
método Scan Borroso afirma que existe al menos un
conglomerado. Se decidió entonces volver a graficar los
datos de la incidencia de intentos suicidas, mostrando las
cantidades de casos reportados cada 15 días. Los Intentos
Suicidas han tenido un comportamiento habitual en los años
analizados, un ligero incremento de estos casos estuvo
relacionado con los síndromes depresivos en el anciano que
vive solo, siendo más evidente en el sexo femenino pues
está demostrado por estudios realizados 18 que en las
mujeres son más frecuentes los intentos y en los hombres
el suicidio.
Referencias
bibliográficas
1. Casas Cardoso, G. Técnicas de
detección de conglomerados incluyendo factores de
riesgo. Centro de Estudios de Informática. Santa
Clara, Universidad Central de las Villas. 20032. Casas Cardoso, G., Grau Ábalo, R.,
Alegret Rodríguez, M Técnicas de clustering
para la detección de epidemias. Unidad de
Análisis y Tendencias en Salud. Ministerio de Salud
Pública,1999 ;Vol. 4, No. 73. Casas Cardoso, M., Cardoso Romero, G.,
Guerra Morales, V. Y Herrera Jiménez, L. (2002b)
Técnicas de detección de clusters aplicadas a
la investigación psicológica. Revista
Cubana de Psicología, Vol. 19, No. 1.4. Consejellería, S. (2002) Vigilancia
en salud pública. IN GALICIA, X. D. (Ed.).5. Coutin Marie, G. (2008) Pronósticos
de mortalidad por enfermedades no transmisibles
seleccionadas.6. Rodríguez, L., G. Casas, ET AL.
(2007) Validación del método Scan
Generalizado con verdaderos y falsos conglomerados. X
Congreso Nacional de Matemática y Computación.
Holguín.7. Rodríguez, L., G. Casas, ET AL.
(2009) "Approximations for the distribution of Fuzzy Scan
Statistics." Investigación Operacional, 30, No. 2
131-139.8. Valdés Hernández, E.,
Rodríguez Corvea, L., CASAS CARDOSO, G. (2009)
Herramienta computacional para la detección de
conglomerados en secuencias de ADN usando los métodos
Scan. Informática 2009. La
Habana.9. Penichet Montoto M, Pérez
Pérez, R., Triolet Gálvez, A. .
Cardiopatía isquémica. In: Médicas C,
ed. Medicina Interna Diagnóstico y
tratamiento. La Habana 2007:11410. Toledo Curbelo G. Fundamentos de salud
pública. La Habana: Ciencias médicas
200711. Rodríguez Corvea L, Casas Cardoso,
G., Grau Abalo, R., Pupo Meriño, M.
Generalización de dos métodos de
detección de conglomerados. Aplicaciones en
bioinformática. Revista de Matemática:
Teoría y Aplicaciones.
2008;15(1):27–4012. Rodríguez Milord D, Feal
Cañizares, P., Sánchez Tarragó, N.Las
Unidades de Análisis y Tendencias en Salud dentro del
Sistema de Vigilancia en Salud. 2001.13. Toledo Curbelo G. Fundamentos de salud
pública. La Habana: Ciencias médicas
2007.14. Rodríguez Corvea L, Casas Cardoso,
G., Grau Abalo, R., Pupo Meriño, M.
Generalización de dos métodos de
detección de conglomerados. Aplicaciones en
bioinformática. Revista de Matemática:
Teoría y Aplicaciones.
2008;15(1):27–4015. Rodríguez L, G. Casas, et al.
"Approximations for the distribution of Fuzzy Scan
Statistics." Investicación Operacional. 2009;30, No. 2
131-9.16. Penichet Montoto M, Pérez
Pérez, R., Triolet Gálvez, A. .
Cardiopatía isquémica. In: Médicas C,
ed. Medicina Interna Diagnóstico y
tratamiento. La Habana 2007:114.17. Casas Cardoso M, Cardoso Romero, G., Guerra
Morales, V. y Herrera Jiménez, L. Técnicas de
detección de clusters aplicadas a la
investigación psicológica. Revista Cubana de
Psicología. 2002 2002;Vol. 19, No. 1.18. Valdés Hernández E,
Rodríguez Corvea, L., Casas Cardoso, G. Herramienta
computacional para la detección de conglomerados en
secuencias de ADN usando los métodos Scan.
Informática 2009; 2009 29/6/09; La Habana;
2009.
Anexos
Tabla 1 Resultados obtenidos con los
métodos Scan para las Enfermedades del
Corazón.
Tabla 2 Resultados obtenidos con los
métodos Scan para la mortalidad por Tumores
Malignos.
Tabla 3 Resultados obtenidos con los
métodos Scan para la morbilidad por Intentos
Suicidas.
Autor:
MSc. Jorge Enrique. Díaz
Chalala1,
Lic. Bertha Lucrecia Yera
Jaramillo2,
Lic Mayelín Álvarez
Reyes3,
Dra. Gladys Casas
Cardoso4,
M.Sc. Laureano Rodríguez
Corvea5,
Dra María De los Ángeles
Rodríguez González 6
1Dr. en Medicina Veterinaria. MSc.
Computación Aplicada. Profesor Asistente de la Filial
Universitaria de Salud Cifuentes. Martí No.1 Cifuentes.
Villa Clara.
2Lic.Cibernética Matemática.
Profesor Asistente de la Filial Universitaria de Salud Cifuentes.
Tenerife No.25 Cifuentes. Villa Clara.
3Lic.Cibernética Matemática.
Profesor Asistente de la SEDE Universitaria UCLV Cifuentes.
Felipe Pasos Cifuentes. Villa Clara.
4Lic. Cibernética Matemática.
MSc. Ciencias Técnicas. Profesora Titular de la UCLV.
Carretera Central Santa Clara.
5Dr. Ciencias Técnicas. Profesor
Auxiliar ISCM Sancti Spíritus. Cabaiguán. Sancti
Spíritus.
6Especialista de Primer Grado en MGI.
Profesor Instructor Filial Universitaria de Salud Cifuentes.
Carretera de Sagua Km4. La Estrella Santa Clara.
UNIDAD MUNICIPAL DE HIGIENE Y
EPIDEMIOLOGÍA
CIFUENTES. VILLA CLARA