Джейсън Г. Су

Науки за здравето на околната среда, Училище за обществено здраве, Калифорнийски университет в Бъркли, Бъркли, Калифорния 94720-7360 САЩ

Резюме

Заден план

Въпреки че процентът на затлъстяване в Съединените американски щати (САЩ) показва признаци на изравняване, процентите остават високи. Лошото хранене допринася за развитието на затлъстяване, а физическото бездействие е важна причина за множество заболявания и е пряко свързано със затлъстяването. Усилията за подобряване на диетата, увеличаване на физическата активност и преследване на други поведенчески промени изглеждат наложителни. Ефективното управление на интервенционните стратегии за голям брой участници обаче е предизвикателство, тъй като услугите в първичните, вторичните и висшите грижи често са с недостатъчно ресурси, сравнително некоординирани с други части на здравната система. Следователно е необходимо да има придружаващи стратегии за интервенция, които могат да се извършват на ниво население. В тази статия ние описваме онлайн инструмент за интервенция, предназначен за превенцията на затлъстяването, съобразена с Health II, за да помогне за постигането на такива цели.

Резултати

Първата част от онлайн инструмента локализира магазините за здравословни храни и програмите за отдих в рамките на определено разстояние от дома на участника или от място на интерес. Хранителната среда включва магазини за плодове и зеленчуци, фермерски пазари и хранителни магазини, а изскачащият прозорец на компанията показва адреса на улицата и информацията за контакт на всеки магазин. Парковете и програмите за отдих се показват на имена на паркове или програми за отдих, налични видове програми и град, към който принадлежи всяко удобство. Инструментът също така осигурява пространствено покритие на зеленината на растителността, замърсяването на въздуха и на исторически пътнотранспортни произшествия, включващи активно пътуване.

Втората част на инструмента предоставя оптимизирани възможности за пътуване за достигане до различни удобства. Чрез включване на колоездене, ходене пеша и обществен транспорт в организатора на пътувания, този онлайн инструмент помага да се увеличи активният транспорт и да се намали зависимостта от автомобилите. Той насърчава транспорта, който насърчава осъзнаването на безопасността, физическата активност, здравето, отдиха и опазването на ресурсите.

Заключения

Разработихме първия инструмент за онлайн намеса, базиран на Google, който помага на участниците със затлъстяване и наднормено тегло да намерят храна и развлекателни удобства около интересни места и да идентифицират оптимизирани маршрути, които отговарят на личните им предпочитания. Този инструмент може да служи и на широката общественост и политиците за образование, превенция на болести и промоция на здравето.

Заден план

През последните 20 години се наблюдава драстично нарастване на затлъстяването в САЩ (САЩ) и процентите остават високи. Повече от една трета от възрастните в САЩ (34,9%) и приблизително 17% (или 12,7 милиона) от деца и юноши на възраст 2–19 години са със затлъстяване [1–3]. Наднорменото тегло и затлъстяването имат сериозни непосредствени последици за здравето както за индивида, така и за по-широката общност [4–6]. Широка гама от доказателства от епидемиология, проучвания за контрол на случаите и клинични проучвания установяват, че приемът на лошо хранене, като увеличен прием на енергийно гъсти хранителни храни и подсладени напитки, нисък прием на диетични фибри и големи размери, допринася за развитието на затлъстяване [7, 8].

Въпреки че затлъстяването е свързано с различни хронични заболявания и дори ранна смърт, физическото бездействие е важна причина за множество заболявания и е пряко свързано със затлъстяването [9, 10]. Американските центрове за контрол и превенция на заболяванията (CDC) препоръчват количества физическа активност, за да предоставят важни ползи за здравето: 150 минути аеробна активност с умерена интензивност (т.е. бързо ходене) всяка седмица и тренировки за укрепване на мускулите с тежести в продължение на 2 или повече дни седмично [11].

Изпълнение

Основните функции на инструмента за онлайн намеса, базиран на Google, са показани на фиг. 1. Горната част помага на участника да намери магазини за здравословни храни и програми за отдих в рамките на определено буферно разстояние от дома или мястото на интерес на участника. Долната част идентифицира оптимизирани възможности за пътуване, за да достигнете удобство, включително активно пътуване чрез колоездене и ходене. Следващите раздели подробно описват критерии за избор на удобства, които могат да помогнат за предотвратяване на наднормено тегло и затлъстяване, за това как удобствата са включени в системата и за алгоритмите за планиране на пътуването, използвани за подпомагане на участниците да участват в активен транспорт за достигане на техните удобства.

намеса

Функционалността на инструмента за онлайн намеса, базиран на Google, като горната част представлява удобствата на системата, а долната част - оптималната опция за маршрутизиране, за да стигнете или да се върнете от тези удобства

Удобства за здравословна храна

Вляво: Магазини за плодове и зеленчуци (маркирани с помощта на икони с плодови кошници) и фермерски пазари (ягодови икони) в рамките на 5 мили от медицинския център Kaiser Permanente Bellflower в Лос Анджелис. Вдясно: Хранителни магазини (икони на бутилки за мляко) в рамките на 5 мили от същото място

Паркове и развлекателни удобства

Един от начините да се помогне за справяне с епидемията от затлъстяване в САЩ са амбициозните паркове и програма за отдих [25]. Парковете и зелените площи предоставят много екологични, социални и психологически услуги, които са от значение за жизнеността на съвременните градове и благосъстоянието на градските жители [26, 27]. В допълнение, парковете и зелените площи често служат като места за физическа активност и могат да бъдат ефективна цел за насърчаване на здравето за увеличаване на активния живот в младежта [28]. Wolch et al. [29] установи, че малките деца с по-добър достъп до обществени програми за отдих са по-малко склонни да затлъстяват. Въпреки че някои проучвания показват, че намаляването на диетичната енергийна плътност или увеличаването на физическата активност сами по себе си не водят до загуба на тегло или нива на затлъстяване [30–33], изследванията установяват значително по-голяма степен на оцеляване за участниците в рака на гърдата, които следват здравословен начин на живот, който включва и двете препоръчани прием на зеленчуци-плодове и умерени нива на физическа активност [34].

Вляво: Развлекателни програми, получени от бизнес анализ на ESRI (маркирани с помощта на тенис ракета и икони на корт) в рамките на 5 мили от медицинския център Kaiser Permanente Bellflower в Лос Анджелис. Вдясно: Развлекателни програми, базирани на подробен местен одит на свързани ресурси (баскетболни и икони за игри) в рамките на 5 мили от същото място

Участникът има опции да избере удобства на определено разстояние около дома си или на място, което го интересува, както е показано на фиг. 2 и и3. 3. Участникът може да получи подробна информация за всяко удобство, като щракне с левия бутон върху удобството за изскачащ прозорец.

Зелена растителност и повърхност на замърсяване

Промените в околната среда и топлинните вълни имат значително въздействие върху растенията, общностите и екосистемите, включително хората [35, 36]. В същото време наличието на растителност осигурява засенчване и превръща падащата слънчева радиация в латентна топлина [37, 38]. Нормализираната разлика в растителната зеленина (NDVI) се използва за представяне на растителната зеленина. Живите зелени растения поглъщат слънчевата радиация в спектралната област на фотосинтетично активното излъчване (PAR) и разсейват (т.е. отразяват и предават) слънчевата радиация в близката инфрачервена спектрална област. Живите зелени растения изглеждат относително тъмни в PAR и относително ярки в близката инфрачервена зона. NDVI се изчислява, както следва:

където RED и NIR означават спектралните измервания на отражение, получени съответно в червения и близкия инфрачервен регион. Тези спектрални отражения приемат стойности между 0.0 и 1.0, а самият NDVI варира между -1.0 и +1.0. По-високият индекс на NDVI представлява по-голяма растителност. Данните за NIR и RED за изследвания регион са получени от Американското геоложко проучване Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM +) за 2001 г. Получената повърхност на NDVI (фиг. 4а) е прекодирана от ниска към висока в легендата за онлайн намеса (фиг. . 5а).

Зеленост на растителността чрез NDVI (нормализиран различен вегетационен индекс) (а) и прогнозна повърхност на NO2 от свързано с трафика замърсяване на въздуха (б)

Раздели „Удобства“ (вляво) и маршрутизация (вдясно) за инструмента за онлайн намеса, базиран на Google

Все по-често се установява замърсяване на въздуха, свързано със заболявания и смъртност [39–42]. Доказателствата започват да показват, че замърсяването на въздуха преувеличава мастното възпаление, инсулиновата резистентност и други симптоми при хора с диабет, затлъстяване и хипертония [43–46]. За да помогнем на участниците да осъзнаят нивата на замърсяване на въздуха в областите, които ги интересуват, и ако е възможно да избегнат силно замърсени зони, ние моделирахме свързаното с трафика замърсяване на въздуха (основният източник на замърсяване на въздуха в региона) за изследвания регион (Фиг. 4б) използвайки стратегия за моделиране на регресия на земеползването [47]. Методът на регресия на земеползването се стреми да предскаже концентрации на замърсяване на даден обект въз основа на околното използване на земята, пътната мрежа, трафика, физическата среда и характеристиките на населението, като използва серия от буфери [48]. Подобно на зеленината на растителността, ние прекодирахме стойностите на замърсяването от ниски до високи в легендата за онлайн намеса (Фиг. 5а).

За да се ускори показването на вегетационната зеленина и повърхността на замърсяването на въздуха, всяка повърхност се разчленява на 80 правоъгълни сегмента. Всеки път само избраното изображение, което пресича обхвата на дисплея, ще бъде извикано от базата данни на Access и ще бъде насложено върху текущата карта. За информираност относно безопасността включихме и данни за пътнотранспортни произшествия, в които участва поне велосипедист или пешеходец от 2005 до 2007 г. Данните са получени от Държавната интегрирана система за регистриране на трафика (SWITRS) от Калифорнийския магистрален патрул. Данните бяха гекодирани и съхранени в база данни на Access. Подобно на удобствата за здравословна храна, AJAX и уеб услугите бяха използвани за показване на местоположения и броя на произшествията на картата на Google. Други удобства, избрани за инструмента за онлайн намеса, включват местоположения на ресторанти (външна връзка), училища и образователни институции и лицензирани здравни заведения (фиг. 5а).

За да се позволи слой да се показва на картата на Google, потребителят трябва да избере видове удобства и след това да щракне върху бутона „Актуализиране на избора“. Поради припокриващи се проблеми, свързани с обществените паркове, училища и образователни институции, зеленината на растителността и свързаното с трафика замърсяване на въздуха, беше позволено да се показва само един от четирите слоя наведнъж. Потребителят може също така да провери с удобства в рамките на определено разстояние за ходене, колоездене или шофиране, като посочи скоростта на пътуване и времето, прекарано в пътуване, или просто като посочи разстояние и след това щракне върху бутона „Търсене на удобства вътре“.

Оптимизиран организатор на пътувания

В изходния прозорец на планиращия пътуването се изчисляват и показват емисиите на въглероден диоксид (CO2) от шофиране с кола и „спестявания“ от колоездене и ходене. Предполагаме, че типичният пътнически автомобил отделя 5 тона CO2 от годишното разстояние за пътуване от 20 000 км, което се равнява на 0,25 kg изминати км -1 [51]. Поради това прогнозните преки емисии на CO2 или спестяванията (в кг) по време на пътуване с велосипед/пеша са равни на изминатото разстояние в километър, умножено по 0,25 kg км -1. При разход на енергия човек използва средно 35 кал, когато пътува с велосипед в продължение на миля [51]. Калориите, изгорени по време на пътуване с велосипед, се изчисляват като изминатото разстояние в км, умножено по 21,75 Cal км -1 - (метричен еквивалент). По същия начин енергийните разходи за ходене се основават на телесно тегло в килограми × 0,853 × разстояние в километри, приемайки средно телесно тегло от 150 фунта. Резултатите включват също прогнозно време за пътуване, дължина на маршрута, обща надморска височина, средни концентрации на замърсяване на трафика и степен на зеленина на растителността на избраното пътуване. Освен това оптимизиран маршрут е свързан с данните за наклона на наклона и всяко пътно платно е кодирано съответно с цвят. Посоките на пътя по пътя и дължината на пътя се показват от дясната страна на интерфейса под „Предложен маршрут“.

Резултати и дискусии

Използването и пилотното тестване на онлайн платформата са проведени в свързано проучване [51]. Този онлайн инструмент е съобразен с продукта от планиращия велосипед за целите на намесата с наднормено тегло и затлъстяване. Подобрението включваше помощ на участниците да идентифицират магазините за здравословни храни на местата, които ги интересуват. Той също така включваше използване на съоръжения за отдих за насърчаване на физическата активност в тези удобства. Този инструмент също така завърши предишното планиране на пътуване с велосипед, като включи други видове транспорт, включително ходене, обществен транспорт и шофиране на кола. Тъй като свързаната платформа е преминала през подробна оценка на потребителите и пилотно тестване, ние не сме преминали през тези тестове отново. Вместо това, тази статия се фокусира специално върху функциите на инструмента за интервенция с наднормено тегло и затлъстяване, необходимата цел на финансирания проект.

Заключения

Разработихме първия инструмент за намеса, базиран на Google, който помага на участниците със затлъстяване и наднормено тегло да намират храна и развлекателни удобства около дадено място и да намират оптимизирани маршрути, които отговарят на личните им предпочитания. Този инструмент преодолява програмите за интервенция при затлъстяване, които обикновено използват първичен подход за интервенция и се предоставят в рамките на здравните грижи. Тъй като услугите за първични, вторични и третични грижи често са с недостатъчно ресурси, относително некоординирани с други части на здравната система, ефективното управление на интервенцията за малък брой участници е възможно; това управление обаче е неефективно за голям брой участници. Този онлайн инструмент, за разлика от това, прави възможно изпълнението на интервенционни програми за голям брой участници и може да бъде пуснат на широката общественост за практикуване във всеки един момент. Това е важен компонент в нашите непрекъснати усилия за борба с наднорменото тегло и затлъстяването.

Тъй като инструментът помага да се идентифицират магазините за здравословни храни на места, които интересуват потребителите, той може да служи и на широката общественост за увеличаване на възможностите за пазаруване и хранене на здравословни храни. Включването на паркове, зелени площи и съоръжения за отдих също може да помогне на широката общественост да идентифицира места за физическа активност и социални събития. Включването на повърхности със замърсяване на въздуха помага на податливи на популация като участници в астмата да избягват места с високо замърсяване на въздуха, а включването на данни за пътнотранспортни произшествия в системата повишава осведомеността относно безопасността при ежедневните пътувания. В допълнение, този инструмент може да спомогне за насърчаване на колоезденето и ходенето пеша като форми на активен транспорт и да помогне за намаляване на емисиите на парникови газове въглероден диоксид (CO2) и замърсители на въздуха чрез намаляване на пътуванията с автомобили. В обобщение, този инструмент може, освен да обслужва населението с наднормено тегло и затлъстяване, да служи и на широката общественост и политиците за образование, превенция на заболяванията и промоция на здравето.

Наличност и изисквания

Създадено от Джейсън Г. Су, Департамент по екологични здравни науки, Калифорнийски университет, Бъркли, САЩ.

В никакъв случай Регентите не носят отговорност пред която и да е страна за преки, косвени, специални, случайни или последващи щети, включително пропуснати ползи, произтичащи от използването на този софтуер и неговата документация, дори ако Регентите са били уведомени за възможността за такива щета.

Регентите специално се отказват от всякакви гаранции, включително, но не само, подразбиращите се гаранции за продаваемост и годност за определена цел. Софтуерът и придружаващата документация, ако има такива, предоставени по-долу, се предоставят "както е". Regents няма задължение да предоставя поддръжка, поддръжка, актуализации подобрения или модификации.

Благодарности

Изследването OPT за здраве и този ръкопис са финансирани от Националния институт по рака, грант №. 5R01CA120945-05. Авторът също така благодари на семейства, които се присъединиха към интервенцията и признават приноса на вербуващи от Kaiser Permanente Южна Калифорния и Университета за висше образование Claremont. Авторът също благодари на д-р. Майкъл Джерет и Ким Д. Рейнолдс за подкрепата им в развитието на онлайн платформата като част от стратегията за намеса на ОПТ.

Съкращения

САЩОбединени щати на Америка
ИЗБИРАМПревенция на затлъстяването по мярка
ИТМИндекс на телесна маса
ESRIИнститут за изследвания на околната среда
AJAXАсинхронен javascript и разширяем език за маркиране
SCAGАсоциация на правителствата в Южна Калифорния
METМетаболитен еквивалент
NDVIНормализирана разлика вегетационна зеленина
PARФотосинтетично активно излъчване
СВИТРИИнтегрирана система за регистриране на трафика в цялата държава
СПАНай-кратък анализ на пътя
CO2Въглероден двуокис
ГИСГеографски информационни науки

Бележки под линия

Конкуриращи се интереси

Авторът заявява, че няма конкуриращи се интереси.

Принос на авторите

JGS събра данните, необходими за изграждането на онлайн инструмента, разработи софтуера и изготви ръкописа.