Epidemiologia. Prof. Tommaso Staniscia

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1 Epidemiologia Prof. Tommaso Staniscia È la branca dell Igiene che studia l andamento di tutte le entità morbose nelle comunità e lo stato di salute delle popolazioni IGIENE EPIDEMIOLOGIA PROFILASSI EDUCAZIONE SANITARIA POPOLAZIONE Epidemiologia Profilassi o prevenzione Educazione sanitaria branca di studio branche operative 1

2 Premessa L epidemiologia si basa su 2 concetti fondamentali delle patologie nell uomo: non si verificano casualmente presentano fattori causali e preventivi che possono essere identificati attraverso studi eseguiti su differenti popolazioni o in sottogruppi della stessa popolazione in periodi e paesi diversi Definizione Disciplina che si occupa dello studio delle malattie e dei fenomeni ad essi connessi attraverso l osservazione della distribuzione e dell andamento delle patologie nella popolazione allo scopo di individuare i determinanti che possono indurre l insorgenza delle patologie e condizionarne la diffusione 2

3 Componenti dell Epidemiologia Misura di frequenza Quantifica l esistenza o la comparsa di una malattia Distribuzione di malattia - Chi ammala? - Dove è presente la malattia? - Quando si verifica la malattia? Confronto fra diverse popolazioni, tra sottogruppi della stessa popolazione o tra diversi periodi di osservazione. Patterns di malattia, formulazione di ipotesi su possibili fattori causali o preventivi Determinanti di malattia Ipotesi valutate mediante l esecuzione di studi epidemiologici Relazione tra medicina clinica ed epidemiologia Scienza Oggetto di studio Obiettivi Medicina Epidemiologia Studia il singolo individuo ammalato Studia le comunità nel loro complesso (sani ed ammalati) Diagnosi e cura delle malattie Prevenzione delle malattie Mantenimento dello stato di salute 3

4 Epidemiologia Relativamente nuova branca di studio sviluppata nel 19 secolo Epidemiologia = studio delle epidemie Oggi: Considera non solo epidemie ma tutte le problematiche di salute tumori, patologie cardiovascolari HIV/AIDS alcolismo, droghe suicidi incidenti automobilistici Epidemiologia tradizionale Epidemiologia delle malattie infettive Epidemiologia delle malattie cronico-degenerative Epidemiologia clinica (sperimentazioni cliniche) Nuove aree di applicazione Epidemiologia dei servizi sanitari Epidemiologia molecolare Farmacoepidemiologia Farmacogenomica 4

5 Ambiti di applicazione dell epidemiologia Studio dei fenomeni epidemici Storia naturale delle malattie Identificazione dei fattori di rischio e di quelli protettivi Valutazione degli interventi sanitari preventivi, diagnostici e terapeutici Indicazioni per la definizione delle priorità in sanità pubblica Determinazione di parametri per la valutazione di efficacia, efficienza e qualità dei servizi sanitari Valutazioni tecniche per la soluzione di problemi legali Definizione Sviluppo naturale degli studi epidemiologici Sospetto Ipotesi Test ipotesi Possibile influenza di un particolare fattore nello sviluppo di una patologia Studi epidemiologici che prevedono un gruppo di controllo Pratica clinica Studio patterns malattia Ricerca di laboratorio Studi di tipo analitico Associazione statistica Validità dell'associazione escludendo possibili spiegazioni alternative come errore casuale, sistematico, bias e confondimento 5

6 Misure di frequenza Un prerequisito di ogni studio epidemiologico è rappresentato dall abilità a quantificare l occorrenza di una patologia La frequenza degli eventi può essere presentata con diverse modalità 6

7 Numero eventi: n. di casi in una popolazione Rapporto: relazione tra due quantità indipendenti tra di loro Proporzione: particolare tipo di rapporto in cui il numeratore è incluso nel denominatore Tasso: numero degli eventi che si sviluppano nella popolazione considerata durante un determinato periodo di tempo. Numero di eventi Sinonimo: frequenza assoluta (casi di malattia, di morti, ecc.) La descrizione del numero di eventi soddisfa soltanto una esigenza amministrativa di quantificazione di un fenomeno, ma non risponde a quesiti epidemiologici, in quanto il solo numero dei casi non fornisce indicazioni particolari se non rapportato alla dimensione della popolazione a cui si riferiscono Es.: 18 soggetti hanno contratto l influenza 7

8 Numero di eventi (II) I valori assoluti dei fenomeni sanitari possono essere : a. utilizzati per la programmazione dei servizi di medicina preventiva, curativa e riabilitativa b. utili per fornire una stima della dimensione globale di un problema sanitario (es. n. casi di Influenza Aviaria) c. utili per seguire le tendenze a breve termine di un fenomeno sanitario in una popolazione relativamente stabile (epidemia di una malattia infettiva in una comunità) Casi confermati di Influenza Aviaria A/(H5N1) dal Totale Paese casi morti casi morti casi morti casi morti casi morti casi morti casi morti casi morti casi morti Azerbaijan Cambodia China Djibouti Egypt Indonesia Iraq Lao People's Democratic Republic Myanmar Nigeria Pakistan Thailand Turkey Viet Nam Totale

9 Casi confermati di Ebola 2014 Casi confermati di Ebola

10 Countries with Widespread Transmission Country Total Cases Laboratory-Confirmed Cases Total Deaths Guinea Liberia Sierra Leone Total Countries with Travel-associated Cases Country Total Cases Laboratory-Confirmed Cases Total Deaths Senegal Spain United States Total Countries with Localized Transmission Country Total Cases Laboratory-Confirmed Cases Total Deaths Nigeria As of October 8, 2014 Total (Updated October 10, 2014) Total Cases: 8400 Laboratory-Confirmed Cases: 4656 Total Deaths: 4033 Principali cause di morte negli USA, 1900 e % 1982 % Polmonite/influenza 11,8 Patologia coronarica 34.4 Tubercolosi 11.2 Tumore 23.9 Patologia coronarica 9.4 Incidenti 6.6 Ictus 7.6 Ictus 6.5 Diarrea/enterite 6.3 Pat. Polmonari croniche 2.9 Nefrite 5.9 Suicidio 2.1 Tumore 4.5 Polmonite/influenza 2.0 Incidenti 4.2 Pat. Epatiche croniche 1.9 Difterite 1.9 Diabete mellito 1.7 Altro 37.2 Altro

11 Numero di eventi Città Malattia N casi di epatite A 58 B 35 Rapporto È la misura di base ottenuta dividendo una quantità con un altra senza implicare una specifica relazione tra numeratore e denominatore È una relazione tra due quantità indipendenti (numeratore indipendente dal denominatore) nati morti/nati vivi maschi/femmine soggetti infetti/soggetti sani 18 soggetti con influenza/32 soggetti sani 11

12 Proporzione Sinonimo: frequenza relativa È un rapporto in cui il numeratore è incluso nel denominatore Il risultato può assumere valori compresi tra 0 e 1 o, se espresso in percentuale, da 0% a 100% Es.: n. soggetti infetti/intera popolazione 18 su 48 studenti di una classe hanno l influenza (37,5%) È utilizzata per: Proporzione (II) 1. quantificare la frequenza relativa di un fenomeno sanitario (es. % di soggetti affetti da ipertensione in una popolazione) 2. stimare la frequenza, in una popolazione, di soggetti con una determinata caratteristica (es. % di maschi o femmine, % di soggetti di una determinata classe di età o di fumatori, ecc.) 12

13 Tasso È una misura che introduce la variabile tempo quale caratteristica essenziale. Si esprime come numero di: eventi/soggetti esposti a rischio/unità di tempo Il tasso si riferisce agli eventi che si sviluppano nella popolazione considerata durante un determinato periodo di tempo (t0 t1), e non già una semplice proporzione tra malati e popolazione N di nuovi casi di influenza / /anno 18 su 48 studenti hanno contratto l influenza in dicembre Città Numero di eventi N casi di epatite Malattia Periodo studiato Popolazione A B Tasso annuale di occorrenza di epatite A: 58/25.000/anno = 232/10 5 /anno B: 35/7000/2 anni = 17,5/7000/anno o 250/10 5 /anno 13

14 Per facilitare il confronto diretto tra 2 tassi, si utilizza la stessa unità di popolazione al denominatore Il numero di eventi è espresso per un fattore moltiplicativo della popolazione di 100 (10 2 ), 1.000(10 3 ), (10 4 ), (10 5 ) o (10 6 ) (riferimento ad una popolazione omogenea) Esempio 0,06 casi/1.000/anno = 6 casi/ /anno Misure di frequenza utilizzate in epidemiologia Prevalenza Incidenza cumulativa Tasso di incidenza 14

15 Prevalenza (P) Quantifica la proporzione di individui malati in una popolazione in un preciso momento e fornisce una stima della probabilità (rischio) che un individuo possa ammalare P = N di casi esistenti di malattia ad un preciso momento Popolazione totale Prevalenza (II) Incidenza Nuovi casi di malattia Prevalenza Casi esistenti Guarigione Morte 15

16 Prevalenza Esempio In uno studio sulla accuratezza visiva condotto a Framingham, in soggetti di età compresa tra 52 e 85 anni, 310 delle 2477 persone esaminate hanno presentato cataratta al momento dell indagine P = = 0,125 o 12,5% 16

17 Prevalenza Rappresenta lo stato di malattia in una popolazione in un preciso istante e per questo viene definita prevalenza puntuale Stima la gravità della patologia Utile per la programmazione sanitaria Dipende da incidenza e durata della malattia È una proporzione e assume valori compresi tra 0 e 1 Incidenza Quantifica il numero di nuovi eventi o casi di malattia che si sviluppano in una popolazione costituita da individui a rischio durante un periodo di tempo definito Si distinguono due tipi di misure d incidenza Incidenza cumulativa Tasso di incidenza o incidenza tempo-persona 17

18 Coorte Gruppo di individui seguiti per un certo periodo di tempo (follow-up) Coorte statica Coorte dinamica Tipi di coorte Sulla base dei possibili movimenti interni ad una coorte, si distinguono: Coorti statiche: quando i soggetti vengono arruolati nello stesso momento nello studio e non si verificano entrate o uscite dalla coorte Coorti dinamiche: quando i soggetti non vengono arruolati nello stesso momento nello studio e si verificano entrate o uscite dalla coorte 18

19 Tipi di coorte Coorte dinamica Out Coorte statica In Persi al follow-up Morti Follow-up Follow-up di 4 anni di una coorte dinamica di soggetti affetti da una patologia cronica (X = inizio) X X X morte X X morte 19

20 X X X morte X X morte Prevalenza : /8 = 12,5% 3/7 = 42,8% 4/6 = 66,6% Una popolazione dinamica è ad uno stato stazionario quando la prevalenza è costante nel tempo 20

21 Popolazione considerata come una Coorte Statica X X X morte X X morte Mortalità e morbosità osservate in una popolazione durante un periodo di osservazione di 4 anni (coorte dinamica) X X X morte X X morte 21

22 Mortalità e morbosità osservate in una popolazione (considerata come coorte statica) durante un periodo di osservazione di 4 anni X X X morte X X morte Incidenza Cumulativa (IC) Probabilità (rischio) di sviluppare la malattia in uno specifico periodo di tempo t. Fornisce una stima della probabilità, o rischio, che un individuo sviluppi una patologia durante un periodo di tempo definito Assume follow-up completo È una proporzione e assume valori da 0 ad 1 Deve riferirsi ad uno specifico periodo di tempo IC = N di persone che ammalano tra il t 0 e t 1 N di persone non malate all inizio del periodo t 0 22

23 Incidenza Cumulativa (IC) Esempio In uno studio sull uso di contraccettivi orali (OC) e batteriuria, 2390 donne di età compresa tra 16 e 49 anni sono state arruolate. Di queste, 482 erano OC users. Al termine (3 anni) dello studio 27 OC users avevano sviluppato batteriuria. IC = = 0,056 o 5,60% / 3 anni = 0,018 o 1,86% / anno Incidenza Cumulativa (IC) Assume che l intera popolazione a rischio, all inizio del periodo di studio, sia seguita per tutta la durata del followup al fine di valutare lo sviluppo dell esito (outcome) 23

24 Incidenza Cumulativa (IC) Spesso i soggetti entrano nello studio durante un periodo di tempo (1 o più anni) e vengono seguiti fino ad una data comune per tutti Inoltre, anche se entrano nello studio allo stesso tempo, alcuni possono essere persi durante il follow-up In entrambi i casi la durata del follow-up o il tempo in cui l outcome può essere osservato non sarà uniforme per tutti i partecipanti allo studio Tasso di Incidenza Misura l occorrenza di una patologia tra soggetti suscettibili Non assume un follow-up completo Considera la variabile tempo I = N di nuovi casi di malattia nel tempo t Totale dei periodi di osservazione (tempo-persona) Tempo-persona = somma dei tempi di esposizione di ogni individuo fino alla comparsa dell evento, morte o perdita al followup 24

25 Tasso di Incidenza Il numeratore è dato dal numero di nuovi casi identificati nella popolazione, il denominatore è dato dalla somma del periodo a rischio di ogni soggetto o, per coloro che non sviluppano l esito in studio, la somma del tempo in cui rimangono in osservazione Nel presentare i dati è necessario specificare l unità del tempo-persona (es.: giorni-persona, mesi-persona, annipersona) Esempio di calcolo per 100 PY 100 persone seguite 1 anno = 100 anni-persona (py) 50 persone seguite 2 anni = 100 py 50 persone seguite 1 anno più 25 persone seguite 2 anni = 100 py 10 persone seguite 10 anni = 100 py 25

26 X X X morte X X morte Soggetto Tempo-persona Soggetto Tempo-persona anni-persona anni-persona anni-persona anni-persona anni-persona anni-persona anni-persona anni-persona anni-persona anni-persona I = N di nuovi casi di malattia nel tempo t Totale dei periodi di osservazione (tempo-persona) Totale tempo-persona = 18,85 anni-persona (P-Y) I = 5 casi 18,85 anni-persona = 0,27 anno 27/100 P-Y 26

27 Il tasso di incidenza è spesso preferibile all incidenza cumulativa anche quando il follow-up è completo se il periodo di follow-up è lungo Consideriamo due coorti statiche con la stessa IC dopo un periodo di studio di 4 anni Popolazione A X X X X IC a tempo 4 = 4/10 o 40%/4 anni 27

28 Popolazione B X X X X IC a tempo 4 = 4/10 o 40%/4 anni Popolazione A X X X X I = 4/34,5 PY = 0,11/PY o 11/100 PY di osservazione 28

29 Popolazione B X X X X I = 4/27 PY = 0,15/PY o 15/100 PY di osservazione Relazione tra Incidenza e Prevalenza La percentuale di malati ad un preciso momento (prevalenza) e il rischio di sviluppare una malattia in uno specifico periodo di tempo t (incidenza) sono strettamente correlate La Prevalenza dipende sia dall Incidenza che dalla Durata di una malattia 29

30 Relazione tra Incidenza e Prevalenza La relazione tra Incidenza e Prevalenza può essere espressa matematicamente. La prevalenza è uguale al prodotto tra l incidenza e la durata media di una malattia P = I x D Patologia rara Dinamica di popolazione in stato stazionario Relazione tra Incidenza e Prevalenza Se l incidenza di una malattia è bassa ma i malati presentano la condizione per un lungo periodo di tempo, la prevalenza è alta Al contrario, se l incidenza è alta ma la durata della malattia è breve (guarigione o morte), la prevalenza è bassa Esempio Incidenza dell AIDS alta ma prevalenza bassa per alta mortalità 30

31 Relazione tra Incidenza e Prevalenza Esempio Incidenza del tumore al polmone è 45,9/ /anno Prevalenza annuale media è di 23/ Qual è la durata media (sopravvivenza) in pz. affetti da tumore al polmone? P = I x D D = P I = 23/ ,9/10 5 /anno = 0.5 a Conclusione: I pazienti con tumore al polmone hanno una sopravvivenza, dalla diagnosi alla morte, di 6 mesi Misure di frequenza P = N di casi esistenti di malattia ad un preciso momento Popolazione totale IC = N di persone che ammalano tra il t 0 e t 1 N di persone non malate all inizio del periodo t 0 I = N di nuovi casi di malattia nel tempo t Totale dei periodi di osservazione (tempo-persona) 31

32 Altre misure di Prevalenza e Incidenza Sia per la prevalenza che per l incidenza, sia il numeratore che il denominatore possono essere sostituiti per dare luogo ad altre misure utilizzabili in particolari situazioni Tra queste possiamo ricordare: Tasso di mortalità Tasso di morbosità Tasso di attacco Tasso di letalità Prevalenza periodale 32

33 Altre misure di Incidenza e Prevalenza Misura Tipo Numeratore Denominatore Tasso di morbosità Tasso di mortalità Tasso di attacco Incidenza N di soggetti malati Popolazione totale a rischio Incidenza N di morti Popolazione totale Incidenza N di nuovi casi di malattia Popolazione totale a rischio per un periodo limitato di osservazione Tasso di letalità Incidenza N di morti per una malattia N di casi diagnosticati di malattia Prevalenza periodale Prevalenza Casi esistenti più nuovi casi diagnosticati durante un periodo di tempo Popolazione totale Esempio Il numero di soggetti morti può essere utilizzato per calcolare 2 diverse misure: Mortalità Letalità 33

34 Esempio Il tetano è una malattia a bassa incidenza ed a bassa mortalità in Italia con 107 casi denunciati e 40 decessi nel 1998 su circa 57 milioni di abitanti. Tasso Incidenza: 107/ = 0,19/ Tasso di Mortalità: 40/ = 0,07/ Tasso di Letalità: 40/107 = 37,4% La letalità è utilizzata per la valutazione degli interventi sanitari: la sua riduzione e sinonimo di trattamenti più efficaci o diagnosi precoce 34

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