Bayesian Hierarchical Spatial Modeling of Substance Abuse Patterns Following a Mass Trauma: The Role of Time and Place

Abstract

To illustrate how spatial modeling methods may provide insight about the relation between proximity to mass trauma and substance use, we examined the role of proximity to a terrorist event in determining risk of substance use related diagnoses. Previous analyses that have assessed changes in substance use following mass traumas such as terrorist attacks have produced conflicting results. We used Bayesian hierarchical modeling methods to assess whether distance from the World Trade Center (WTC) site in the aftermath of the September 11, 2001 terrorist attacks was associated with risk of substance use related diagnoses. In analyses controlling for age, gender, median household income, and employment-related exposure to the terrorist attacks, we found that each two mile increment in distance away from the WTC site was associated with 18% more substance use related diagnoses in the population we studied; this relation between distance from the WTC and substance use related disorder was the opposite of the relations observed one year before the same attacks in the same area. By accounting for spatial relationships that may influence the population risk of substance use health disorder, this approach helps explain some of the conflicting observations in the extant literature. These methods hold promise for the characterization of disease risk where spatial patterning of exposures and outcomes may matter.

RÉSUMÉ

Modèles hiérarchiques Bayesiens sur la géographie de la toxicodépendance suivant un trauma de masse : le rôle du temps et de l'endroit

Pour démontrer comment les méthodes des modèles géographiques peuvent donner des idées sur la relation entre la proximité du trauma en masse et l'usage de drogues, nous avons examiné le rôle de la proximité a un événement terroriste en déterminant les risques des diagnostics de toxicodépendance. Les analyses qui ont évalué les changements dans l'usage de drogues suivant des traumas en masse tel qu'une attaque terroriste ont produit des résultats contradictoires. Nous avons fait usage de modèles hiérarchiques Bayesiens pour déterminer si la distance du site du World Trade Center après les attaques du 11 septembre 2001 est associée à un risque de diagnostic de toxicodépendance. Dans des analyses contrôlant l'âge, le sexe, le revenu moyen des ménages, et l'emploi apparenté a l'exposition aux attaques terroristes, nous avons trouvé que chaque graduation de deux miles de distance du site du World Trade Center était associée à 18% plus de diagnostics de toxicodépendance dans la population que nous étudions; cette relation entre la distance entre le WTC et les diagnostics de toxicodépendance était le contraire des relations observées un an avant les même attaques dans le même endroit. En tenant compte des relations géographiques qui peuvent influencer le risque de toxicodépendance pour la population, cette méthode aide à expliquer certaines observations contradictoires dans la littérature encore existante. Ces méthodes sont promettantes pour caractériser le risque d'acquérir une maladie dans les cas où l'exposition et les dénouements pourraient varier géographiquement.

RESUMEN

Modelo bayesiano jerárquico espacial de patrones de abuso de sustancias tras un trauma de gran escala: El rol del tiempo y el espacio

Para ilustrar como los modelos espaciales pueden mostrarnos aspectos que puedan darnos un mayor entendimiento entre la relación entre un trauma de gran escala y el abuso de ciertas sustancias. Examinamos la proximidad de un individuo a un atentado terrorista y así podremos determinar el riesgo concerniente al abuso de sustancias utilizando diagnósticos que contemplen estos casos. Analísis prevíos que han registrado los cambios es el uso de sustancias posteriores a traumas de gran escala, como en el caso de un atentado terrorista, han producido resultados conflictivos. Utilizamos métodos basados en Modelos Jerarquícos Bayesianos para evaluar si la distancia a la que se encontraba del World Trade Center después del 11 de Septiembre tiene relación con los diágnosticos de abuso de sustancias. En análisis que consideraban la edad, el sexo, la renta media por hogar yel empleo, yla relación a la exposición a atentados terroristas, hallamos que cada incremento de dos millas alejándonos del World Trade Center, estaba asociado con un incremento del 18% en diagnostícos de abuso de medicamentos en la población estudiada; esta relación entre distancia del WTC y desórdenes causados por el abuso de medicamentos era opuesto a las relaciones estudiadas un año antes de lo ataques, en la misma area. Tomando en consideración las relaciones espaciales que puedan influenciar en el riesgo de la población en el abuso de mediamentos, esta aproximación puede ayudar a explicar algunas de las observaciones conflictivas en la extensa documentación al respecto. Estos métodos permiten considerar los riesgos de enfermedades dónde los patrones espaciales de exposición y resultados son importantes.

Keywords :

• substance use
• epidemiology
• disaster
• terrorism
• Bayes Theorem
• spatial analysis

Notes

1 The reader is referred to Hills's criteria for causation which were developed in order to help assist researchers and clinicians determine if risk factors were causes of a particular disease or outcomes or merely associated (Hill, 1965). Editor's note.