Fuzzy logic and hospital admission due to respiratory diseases using estimated values by mathematical model / Lógica fuzzy e internações por doenças respiratórias usando dados estimados por modelo matemático

Abstract Hospitalizations due to respiratory diseases generate financial costs for the Health System in addition to social costs. Objective of this study was to develop and validate a fuzzy linguistic model for prediction of hospitalization due to respiratory diseases. We constructed a fuzzy model for prediction of hospitalizations due to pneumonia, bronchitis, bronchiolitis and asthma second exposure to fine particulate matter (PM2.5) in residents of Volta Redonda, RJ, in 2012. The model contains two inputs, PM2.5 and temperature, with three membership functions for each input, and an output with three membership functions for admissions, which were obtained from DATASUS. There were 752 hospitalizations in the period, the average concentration of PM2.5 was 17.1 µg/m3 (SD = 4.4). The model showed a good accuracy with PM2.5, the result was between 90% and 76.5% for lags 1, 2 and 3, a sensitivity of up to 95%. This study provides support for creating executable software with a low investment, along with the use of a portable instrument could allow number of hospital admission due to respiratory diseases and provide support to local health managers. Furthermore, the fuzzy model is very simple and involves low computational costs, an implementation making possible.

Resumo Internações por doenças respiratórias geram custos financeiros para o Sistema de Saúde além de custos sociais. O objetivo deste estudo foi elaborar e validar um modelo linguístico "fuzzy" para previsão do número de internações por doenças respiratórias. Foi construído um modelo "fuzzy" para predição de internações por pneumonias, bronquite, bronquiolite e asma segundo exposição ao material particulado fino (PM2,5) em residentes de Volta Redonda, RJ, em 2012. O modelo contém duas entradas PM2,5 e temperatura, com três funções de pertinência para cada entrada, e uma saída com três funções de pertinência para internações, que foram obtidas do DATASUS. Foram 752 internações no período, a concentração média do PM2,5 foi 17,1 µg/m3 (dp = 4,4). O modelo mostrou uma boa acurácia com PM2,5, o resultado foi entre 90% e 76,5% para os lags 1, 2 e 3, com sensibilidade de até 95%. Este estudo fornece subsídios para a criação de programa executável, que não exige um grande investimento, juntamente com o uso de um instrumento portátil pode permitir uma estimativa do número de internações e prestar apoio aos gestores municipais de saúde. Além disso, o modelo "fuzzy" é muito simples e implica em baixas despesas computacionais, tornando possível uma implementação.

Material particulado (PM2.5) de queima de biomassa e doenças respiratórias no sul da Amazônia brasileira / Particulate matter (PM2.5) of biomass burning emissions and respiratory diseases in the south of the Brazilian Amazon

OBJETIVOS: Analisar espacialmente o efeito da exposição ao material particulado (PM2.5) na ocorrência de doenças do aparelho respiratório de crianças de um a quatro anos e de idosos com sessenta e cinco anos ou mais nos municípios do Estado de Mato Grosso em 2004. MÉTODOS: Trata-se de um estudo ecológico em duas etapas. A primeira foi uma investigação da autocorrelação espacial global da prevalência de internações por doenças respiratórias e do percentual de horas críticas de concentração do material particulado nos municípios do estado de Mato Grosso, empregando-se o método bayesiano empírico para minimização das flutuações aleatórias dos indicadores e a estatística Moran "global". A segunda, uma regressão múltipla espacial, teve como variáveis resposta a prevalência de internações por doenças respiratórias, e como variável de exposição o percentual de horas críticas anuais. Para ajuste, foram utilizadas variáveis proxies de poluição do ar, variáveis de atenção à saúde e de condições de vida da população. RESULTADOS: Não foram observados padrões espaciais globais de prevalência de doenças respiratórias em grupos sensíveis nos municípios, mas evidenciou-se elevada dependência espacial do percentual de horas críticas anuais de concentração do material particulado. Na regressão múltipla, foram observadas associações estatisticamente significativas entre a prevalência de internações por doenças respiratórias e o percentual de horas críticas anuais de material particulado. CONCLUSÕES: As emissões de material particulado originadas de queimadas na Amazônia Legal estão relacionadas à prevalência de internações por doenças respiratórias em grupos populacionais sensíveis nos municípios do Estado de Mato Grosso.

Associação entre material particulado de queimadas e doenças respiratórias na região sul da Amazônia brasileira / Association between particulate matter from biomass burning and respiratory diseases in the southern region of the Brazilian Amazon

OBJETIVO: Investigar os efeitos de curto prazo da exposição ao material particulado de queimadas da Amazônia na demanda diária de atendimento ambulatorial por doenças respiratórias de crianças e de idosos. MÉTODOS: Estudo epidemiológico com delineamento ecológico de séries temporais. Os registros diários de atendimento ambulatorial foram obtidos nas 14 unidades de saúde do município de Alta Floresta, Mato Grosso, região sul da Amazônia brasileira, no período de janeiro de 2004 a dezembro de 2005. Informação sobre os níveis diários de material particulado fino foi disponibilizada pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Para controlar possíveis fatores de confusão (situações nas quais uma associação não causal entre exposição e doença é observada devido a uma terceira variável), foram adicionadas ao modelo variáveis referentes a tendência temporal, sazonalidade, temperatura, umidade relativa do ar, precipitação pluviométrica e efeitos de calendário (como ocorrência de feriados e finais de semana). Utilizou-se regressão de Poisson via modelos aditivos generalizados. RESULTADOS: Um incremento de 10 µg/m³ nos níveis de exposição ao material particulado esteve associado a aumentos de 2,9 e 2,6 por cento nos atendimentos ambulatoriais por doenças respiratórias de crianças no 6º e 7º dias subsequentes à exposição. Não foram encontradas associações significativas nos atendimentos de idosos. CONCLUSÕES: Os resultados sugerem que os níveis de material particulado das queimadas na Amazônia estão associados a efeitos adversos à saúde respiratória de crianças.

OBJECTIVE: To investigate the short-term effects of exposure to particulate matter from biomass burning in the Amazon on the daily demand for outpatient care due to respiratory diseases in children and the elderly. METHODS: Epidemiologic study with ecologic time series design. Daily consultation records were obtained from the 14 primary health care clinics in the municipality of Alta Floresta, state of Mato Grosso, in the southern region of the Brazilian Amazon, between January 2004 and December 2005. Information on the daily levels of fine particulate matter was made available by the Brazilian National Institute for Spatial Research. To control for confounding factors (situations in which a non-causal association between exposure and disease is observed due to a third variable), variables related to time trends, seasonality, temperature, relative humidity, rainfall, and calendar effects (such as occurrence of holidays and weekends) were included in the model. Poisson regression with generalized additive models was used. RESULTS: A 10 μg/m³ increase in the level of exposure to particulate matter was associated with increases of 2.9 percent and 2.6 percent in outpatient consultations due to respiratory diseases in children on the 6th and 7th days following exposure. Significant associations were not observed for elderly individuals. CONCLUSIONS: The results suggest that the levels of particulate matter from biomass burning in the Amazon are associated with adverse effects on the respiratory health of children.