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GIS and  Epidemiology Ernesto Burgio   Comitato Scientifico ISDE Italia exposure to electromagnetic fields  vector-borne d...
A map of cholera deaths in London, 1840s A  contaminated water pump in Broad Street proved to be the source for the spread...
High-risk areas can be identified  using  GIS  and  remote sensing technologies  that would otherwise be difficult to dete...
1).. the  map  of BITS campus. It also shows the different  hostels , staff quarters, institute,  wells, stagnant water bo...
 
 
 
The  ranges  of several  key   diseases  or  their vectors  are already  changing
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Culex pipiens Center for Food Security and Public Health  Iowa State University 2004 Source: NASA at http://www.gsfc.nasa....
Culex restuans Center for Food Security and Public Health  Iowa State University 2004 Source: NASA at http://www.gsfc.nasa...
Culex salinarius Center for Food Security and Public Health  Iowa State University 2004 Source: NASA at http://www.gsfc.na...
Aedes vexans Center for Food Security and Public Health  Iowa State University 2004 Source: NASA at http://www.gsfc.nasa.g...
West Nile <ul><li>National  Cumulative  2007 Human  Disease Cases:  3623 </li></ul>College of African Wildlife Management
Datasets used to model the temporal patterns of  cholera OUTBREAKS chlorophyll concentration In  1998 , the National Aeron...
 
H5N1 Wild Bird Flu Outbreaks February 2006
 
 
The maximum clade credibility (MCC) tree of H1N1pdm with CTMC spatial reconstruction. Lineages are coloured according to t...
http://flutracker.rhizalabs.com/
La correlazione tra gli eventi è stata chiarita ?
Counter Bioterrorism 2002  Panico  a  Palermo
(in genere vengono paragonate  due popolazioni)   <ul><li>l’altra un po’ meno … ( id est  più distante dall’impianto… ma c...
   analisi per  anelli  (Km dalla fonte) invece che per  livelli (concentrazioni)
11.. le popolazioni (periodi, aree,...)  esposte  e  non esposte  sono  mescolate  invece che confrontate.. 12.. non si an...
Il grafico riporta il  rischio di morte per tumore polmonare standardizzato per età (SMR)  di gruppi di lavoratori di una ...
Établissement public, placé sous la tutelle du ministère chargé de la Santé ,  l’Institut de veille sanitaire  ( InVS ) ré...
 
 
 
Ernesto Burgio ISDE Italia
Le specifiche localizzazioni neoplastiche con rischio aumentato sono risultate essere: i  sarcomi dei tessuti molli  in en...
HEAVY METALS PM 10 E’ da irresponsabili affermare che  le migliori tecnologie potrebbero  ridurre quasi del tutto   l’immi...
Effetti cancerogeni delle sostanze emesse da un inceneritore secondo la IARC   ( Annali Istituto Superiore Sanità 2004) Ag...
Everyday levels matter At high levels… arsenic kills people At  moderately low levels … it causes a range of diseases Kalt...
 
The   gift our mothers   never wanted to give us http://www.ewg.org/reports/generations/ CHEMICAL FALL OUT ULTRAFINE PARTI...
A Silent Pandemic <ul><li>Industrial Chemicals Are Impairing  </li></ul><ul><li>The Brain Development of Children Worldwid...
G Ghirga ISDE Civitavechia CONCLUSIONS:  Neurodevelopmental disorders  such as autism, attention deficit disorder, mental ...
Limiti  tossicologia tradizionale :  Dose-risposta    Tossicità acuta-diretta Esposizione collettiva a minime dosi quotid...
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Burgio. Gis, Validità E Limiti Della Nuova Epidemiologia

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Burgio. Gis, Validità E Limiti Della Nuova Epidemiologia

  1. 1. GIS and  Epidemiology Ernesto Burgio Comitato Scientifico ISDE Italia exposure to electromagnetic fields vector-borne diseases surveillance and monitoring of water borne diseases
  2. 2. A map of cholera deaths in London, 1840s A contaminated water pump in Broad Street proved to be the source for the spread of cholera (Drawn by Dr John Snow about 1854; shown in Stamp, L. D. 1964, A Geography of Life and Death .). This redrafting leaves out some interesting bits of evidence that appeared on the original map , and in Tufte's version. For instance, there was a building across the street from the pump that had no deaths at all . In 1854 , John Snow depicted a cholera outbreak in London using points to represent the locations of some individual cases, possibly the earliest use of the geographic method
  3. 3. High-risk areas can be identified using GIS and remote sensing technologies that would otherwise be difficult to detect using traditional methods. GIS serves as a common platform for convergence of multi-disease surveillance activities . Public health resources, specific diseases and other health events can be mapped in relation to their surrounding environment and existing health and social infrastructures . Such information when mapped together creates a powerful tool for monitoring and management of epidemics .. the diseases are classified as water borne, vector borne, air borne, food borne ..the vulnerable regions prone to these diseases are identified… by identifying the vector breeding sites, flow direction of the air, locating the places of stagnant water . By tracking the sources of diseases and the movement of contagions , the populations at risk were identified…
  4. 4. 1).. the map of BITS campus. It also shows the different hostels , staff quarters, institute, wells, stagnant water bodies , shopping centre … 2)… 2d view of the flow pattern of water depending on the elevation of ground at different sites 3).. flow direction of air taken into consideration… point vectors and the vulnerable areas to that particular flow direction are identified 4.. buffers created for the hostels, staff quarters, institute, market place and the vector breeding sites (the flight range of vectors are generally within 1km radius from different vector sites..) environmental and seasonal changes prevent the survival of many vectors.
  5. 8. The ranges of several key diseases or their vectors are already changing
  6. 9. West Nile <ul><li>The four species represented in the next four slides have tested positive for West Nile Virus in each of the past four years </li></ul><ul><li>They are: Culex salinarius, Culex pipiens, Culex restuans , and Aedes vexans . </li></ul>College of African Wildlife Management
  7. 10. Culex pipiens Center for Food Security and Public Health Iowa State University 2004 Source: NASA at http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/20020828phap.html
  8. 11. Culex restuans Center for Food Security and Public Health Iowa State University 2004 Source: NASA at http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/20020828phap.html
  9. 12. Culex salinarius Center for Food Security and Public Health Iowa State University 2004 Source: NASA at http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/20020828phap.html
  10. 13. Aedes vexans Center for Food Security and Public Health Iowa State University 2004 Source: NASA at http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/20020828phap.html
  11. 14. West Nile <ul><li>National Cumulative 2007 Human Disease Cases: 3623 </li></ul>College of African Wildlife Management
  12. 15. Datasets used to model the temporal patterns of cholera OUTBREAKS chlorophyll concentration In 1998 , the National Aeronautics and Space Administration's ( NASA ) Center for Health Applications of Aerospace Related Technologies ( CHAART ) evaluated current and planned satellite sensor systems as a first step in enabling human health scientists to determine data relevant for the epidemiologic, entomologic, and ecologic aspects of their research , as well as developing remote sensing-based models of transmission risk . .. how remote sensing data from different satellite systems can be combined to characterize and map environmental variables in the Bay of Bengal that are associated with the temporal patterns of cholera outbreaks in Bangladesh Lobitz B, et al. Climate and infectious disease: Use of remote sensing for detection of Vibrio cholerae by indirect measurement . PNAS 2000;97:1438-43 . Sea surface temperature data Vibrio cholerae associated with inland water Plankton blooms (cold water upwellingin marine environment)
  13. 17. H5N1 Wild Bird Flu Outbreaks February 2006
  14. 20. The maximum clade credibility (MCC) tree of H1N1pdm with CTMC spatial reconstruction. Lineages are coloured according to the highest posterior probability for location (these probabilities are shown when > 0.5). The blue band represents the 95% credible interval for the time of the most recent common ancestor.
  15. 21. http://flutracker.rhizalabs.com/
  16. 22. La correlazione tra gli eventi è stata chiarita ?
  17. 23. Counter Bioterrorism 2002 Panico a Palermo
  18. 24. (in genere vengono paragonate due popolazioni) <ul><li>l’altra un po’ meno … ( id est più distante dall’impianto… ma comunque esposta agli stessi inquinanti (per via diretta o da fonti diffuse, in primis il traffico veicolare… o per via indiretta attraverso la catena alimentare) </li></ul><ul><li>una molto esposta .. ( id est direttamente esposta alle emissioni dell’impianto) </li></ul>Né il discorso cambia di molto se si paragonano l’incidenza locale di una o più patologie (prevalentemente neoplastiche ).. e le cosiddette patologie attese , che sono a loro volta il frutto di una esposizione massiccia e progressiva agli stessi inquinanti (e la cui incidenza aumenta nel tempo di pari passo all’inquinamento);
  19. 25.  analisi per anelli (Km dalla fonte) invece che per livelli (concentrazioni)
  20. 26. 11.. le popolazioni (periodi, aree,...) esposte e non esposte sono mescolate invece che confrontate.. 12.. non si analizzano le sottopopolazioni più fragili ed esposte: donne residenti , bambini .. 13.. La popolazione di riferimento è troppo diversa da quella studiata.. 14.. La popolazione di riferimento è troppo simile a quella studiata.. … a list of 15 points oriented to show the reason why we cannot take for granted that the studied population is in good health even if the scientific documentation has given some indications about it.. 15.. si prende in considerazione un singolo inquinante (es. amianto o benzene o diossine o metalli pesanti o NO2 ) e/o una singola fonte (es. un singolo camino)..
  21. 27. Il grafico riporta il rischio di morte per tumore polmonare standardizzato per età (SMR) di gruppi di lavoratori di una fabbrica per la produzione di cromati . I gruppi sono differenti per mansione, durata dell’esposizione e latenza. L’SMR passa da 131 a 322, raggiungendo anche la significatività statistica… escludendo quei lavoratori, a partire dagli impiegati , che non erano presumibilmente a contatto con il cromo o lo erano stati per troppo breve tempo. L’errata inclusione nel gruppo esposto di tutti i lavoratori ha prodotto una vistosa sottostima del rischio ( diluition effect ). Il Rapporto Standardizzato di Mortalità (SMR) esprime il rapporto tra decessi osservati e decessi attesi , cioè il numero di deceduti (per singola causa o gruppo di cause) che si sarebbero dovuti verificare se la popolazione in studio (quella dei lavoratori esposti) avesse “subìto” la mortalità (per singola causa o gruppo di cause) della popolazione di riferimento. La significatività statistica al 95% (p<0.005) del confronto è data dal valore dei limiti di confidenza (IC) che rappresentano la forbice di oscillazione statistica del risultato. Se il valore del limite inferiore di confidenza è ≥ 1 la differenza è statisticamente significativa in eccesso . Se il valore del limite superiore di confidenza è ≤1 la differenza è statisticamente significativa in difetto .   Attribuzione dell’esposizione Esposti non-esposti
  22. 28. Établissement public, placé sous la tutelle du ministère chargé de la Santé , l’Institut de veille sanitaire ( InVS ) réunit les missions de surveillance , de vigilance et d’alerte dans tous les domaines de la santé publique
  23. 32. Ernesto Burgio ISDE Italia
  24. 33. Le specifiche localizzazioni neoplastiche con rischio aumentato sono risultate essere: i sarcomi dei tessuti molli in entrambi i sessi (+ 22 %), i linfomi non Hodgkin nelle femmine (+ 18 %) e nei maschi (+ 1% ), i tumori al fegato negli uomini (+ 13 %) e nelle donne (+18%), il mieloma multiplo nei maschi (+ 23 %) e nelle femmine (+5%) Ernesto Burgio ISDE Italia
  25. 34. HEAVY METALS PM 10 E’ da irresponsabili affermare che le migliori tecnologie potrebbero ridurre quasi del tutto l’immissione in ambiente degli inquinanti maggiori
  26. 35. Effetti cancerogeni delle sostanze emesse da un inceneritore secondo la IARC ( Annali Istituto Superiore Sanità 2004) Agente Grado di evidenza IARC Effetto cancerogeno Arsenico 1 Pelle, polmoni, fegato, vescica, rene, colon Berillio 1 Polmone Cadmio 1 Polmone, prostata Cromo 1 Polmone Nickel 1 Polmone Mercurio 2b Polmone, pancreas, colon, prostata, encefalo, rene Piombo 2a Polmone, vescica, rene, gastroenterica Benzene 1 Leucemia Idrocarburi policiclici 2b Fegato, polmone, leucemia Cloroformio 2b Vescica, rene, encefalo, linfoma Clorofenoli 2b Sarcomi tessuti molli, linfomi Hodgkin e non Hodgkin Tricloroetilene 2a Fegato, linfomi non Hodgkin TCDD 1 Linfomi, sarcomi non Hodgkin
  27. 36. Everyday levels matter At high levels… arsenic kills people At moderately low levels … it causes a range of diseases Kaltreider et al . 2002 CHEMICAL BURDEN-Carico Chimico Globale At truly low levels … it interferes with gene activation
  28. 38. The gift our mothers never wanted to give us http://www.ewg.org/reports/generations/ CHEMICAL FALL OUT ULTRAFINE PARTICLES HEAVY METALS ENDOCRINE DISRUPTORS dioxin-like moleculles 1 2 3
  29. 39. A Silent Pandemic <ul><li>Industrial Chemicals Are Impairing </li></ul><ul><li>The Brain Development of Children Worldwide </li></ul>For immediate release: Tuesday, November 7, 2006 Fetal and early childhood exposures to industrial chemicals in the environment can damage the developing brain and can lead to neurodevelopmental disorders (NDDs) autism, attention deficit disorder (ADHD), and mental retardation.
  30. 40. G Ghirga ISDE Civitavechia CONCLUSIONS: Neurodevelopmental disorders such as autism, attention deficit disorder, mental retardation, and cerebral palsy are common, costly, and can cause lifelong disability. Their causes are mostly unknown. A few industrial chemicals (eg, lead, methylmercury, polychlorinated biphenyls [PCBs], arsenic, and toluene ) are recognised causes of neuro-developmental disorders and subclinical brain dysfunction. Developmental neurotoxicity of industrial chemicals. P Grandjean, PJ Landrigan. November 8, 2006 DOI:10.1016/S0140-6736(06)69665-7
  31. 41. Limiti tossicologia tradizionale : Dose-risposta  Tossicità acuta-diretta Esposizione collettiva a minime dosi quotidiane – sinergie – bioaccumulo e biomagnificazione * – EDCs e Barker Hypothesis ** – Trasmissione Transgenerazionale *** … Limiti epidemiologia tradizionale : Confronto (difficile) tra popolazioni esposte Esposizione collettiva e ubiquitaria a minime dosi quotidiane bioaccumulo e biomagnificazione * Barker Hypothesis ** Trasmissione Transgenerazionale *** SOLUZIONE: Calcolo Emissioni e Carico Chimico Globale * ** *** Effetti dilazionati (di decenni) e progressivi 1 1 2 2 3 4

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