Epidemiologia. Bruno Federico

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1 Università degli Studi di Cassino Università La Sapienza di Roma Corso di Laurea Triennale in Infermieristica Anno accademico 2008/2009 Epidemiologia Bruno Federico Cattedra di Igiene - Università degli Studi di Cassino b.federico@unicas.it

2 Organizzazione del corso Il corso è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni Le esercitazioni saranno svolte con carta e penna È consigliabile portare con sé una calcolatrice

3 Programma del corso Introduzione Misure di frequenza Misure di effetto Il disegno dello studio

4 Bibliografia Lopalco PL Tozzi R Epidemiologia facile Il Pensiero Scientifico Editore 2002 Signorelli C Elementi di metodologia epidemiologica Società Editrice Universo 2001 Fowler, Jarvis, Chevannes Statistica per le professioni sanitarie EdiSES

5 Introduzione all Epidemiologia

6 Definizione di Epidemiologia E' lo studio della frequenza e della distribuzione dei fenomeni salute/malattia nelle popolazioni e dei fattori e le circostanze che le determinano Il termine deriva dall unione di tre parole della lingua greca Epi, demos, logos

7 Oggetto dell epidemiologia Il termine epidemiologia evoca l immagine di epidemie dovute ad agenti infettivi Ciò deriva dal contesto in cui la disciplina mosse i primi passi, ovvero l Inghilterra del 19 secolo Oggi l epidemiologia si occupa ancora di malattie infettive, ma il suo ambito di interesse si è allargato allo studio dei fenomeni salute-malattia nelle popolazioni

8 Oggetto dell epidemiologia Oggetto di interesse è la relazione Frequenza malattia = f(x 1, x 2, x n ) X è un determinante Ogni caratteristica associata con la malattia Può essere dicotomica, numerica, ordinale Es. diagnosi Presenza Malattia coronarica = f(sintomi, segni, età, sesso, ) Es. prognosi Occorrenza Malattia coron in futuro= f(età, sesso, fumo, pressione arteriosa, )

9 Un po di storia Nell antichità misure di Sanità Pubblica erano istituite sulla base di osservazioni sulla frequenza delle malattie nelle popolazioni isolamento per i lebbrosi, proibizione dell assunzione di carne di maiale, leggi contro i matrimoni tra consanguinei Nel XVIII secolo d.c. Lind descrive l occorrenza dello scorbuto in relazione a condizioni ambientali e nutrizionali, dimostrando come esso potesse essere prevenuto aggiungendo alla dieta arance e limoni primo trial? Nel XIX secolo, Snow effettua studi sulla diffusione del colera, ipotizzando che l acqua contaminata fosse la causa delle epidemie

10 Fondamenti teorici della disciplina l epidemiologia è basata su un assioma centrale, secondo il quale la distribuzione dei fenomeni morbosi non è casuale nelle popolazioni, bensì è influenzata da differenti fattori individuali ed ambientali Sono i determinanti (negativi) di salute Di conseguenza, è possibile identificare e misurare tali fattori, ed in alcuni casi intervenire per modificarli, così da prevenire l insorgenza delle malattie

11 L epidemiologia e la pratica clinica Oggetto Pratica clinica Mantenimento e ripristino della salute dell individuo Epidemiologia Studio dello stato di salute e di malattia di un gruppo di individui, sia esso un aggregato naturale, sia esso invece un aggregazione più eterogenea Descrizione della malattia Pratica clinica caratteristiche della malattia di un singolo individuo Epidemiologia caratteristiche della patologia comuni ad un gruppo di individui affetti Interscambio tra pratica clinica ed epidemiologia Conoscenze epidemiologiche utili per elaborare una diagnosi di malattia e valutare la prognosi L osservazione clinica e l utilizzo degli esami strumentali e di laboratorio contribuiscono alla conoscenza epidemiologica della malattia Raccolta dei dati richiesti dalle indagini epidemiologiche

12 Elementi distintivi dell epidemiologia Due sono gli elementi fondamentali nell epidemiologia Ragionare sulla popolazione e non sul singolo individuo Confronto tra gruppi

13 Studio della popolazione e non dell individuo Predizioni affidabili per l intero gruppo ma NON per il singolo individuo Es. popolazione di 200,000 donne Tasso di tumore alla mammella: 150 casi/100,000 donne per anno Se il tasso rimane costante, ci aspetteremo circa 300 nuovi casi ogni anno Non possiamo dire se una specifica donna tra le 200,000 svilupperà la malattia A livello individuale parleremo di probabilità Rischio ad 1 anno: 300/200,000= = 0.15%

14 Confronto tra gruppi Confrontare ciò che si osserva in presenza dell esposizione con ciò che sarebbe avvenuto se l esposizione fosse stata assente Approccio contrario alla realtà Confronto tra gruppi di individui che differiscono per l esposizione Confronto tra gruppi di individui che differiscono per la presenza o meno dell esito oggetto di interesse

15 Epidemiologia: i concetti fondamentali La maggior parte di studi epidemiologici cerca di evidenziare relazioni causa-effetto L esposizione è la presunta causa L effetto è lo stato di salute (o di malattia) risultante Esposizione è la situazione in cui agente (o fattore di rischio) ed ospite sono presenti insieme Può essere di diversa durata ed intensità Istantanea Intermittente Cronica Effetto è il risultato in termini di salute dell interazione tra agente (o fattore di rischio) ed ospite L effetto si può verificare a diversa distanza nel tempo

16 Studio della relazione esposizione-effetto Esposizione Situazione in cui sono presenti insieme agente (o fattore di rischio) e ospite: sono possibili l incontro e l interazione tra essi Meccanismi patogenetici Effetto Probabilità Risultato della interazione tra agente (o fattore di rischio) e ospite

17 Quali le esposizioni? Determinanti individuali Fumo, alcool Obesità Dieta Assunzione di farmaci Attività fisica Caratteristiche genetiche Trattamento o intervento sanitario Determinanti ambientali Ambiente fisico (inquinamento, radiazioni, microorganismi) Ambiente sociale (disoccupazione, morte di un coniuge)

18 Quali eventi? Morte Mortalità generale, mortalità specifica per causa Diagnosi di malattia Parametri fisici e biologici altezza, peso, circonferenza toracica, pressione arteriosa, glicemia Invalidità/disabilità Segni e sintomi delle malattie Piaghe da decubito, dolore Comportamenti che influenzano lo stato di salute Fumo, attività fisica, abitudini alimentari non equilibrate Eventi collegati all utilizzo dei servizi sanitari Ospedalizzazione, visita specialistica, ricovero ripetuto, infezione della ferita chirurgica Grado di soddisfazione

19 Misure di frequenza

20 Frequenza in Epidemiologia L epidemiologia studia la frequenza e la distribuzione dei fenomeni salute-malattia per studiare la frequenza (conta delle occorrenze) di un fenomeno è necessario: definire il fenomeno in maniera univoca definizione del caso definire la popolazione nella quale si intende contare le occorrenze definizione del supporto spaziale e temporale valutazione delle fonti dei dati

21 Definizione di effetto: un esempio Infezione sintomatica del tratto urinario (CDC) Un infezione sintomatica del tratto urinario deve rispettare almeno uno dei seguenti criteri: Criterio 1: il paziente ha almeno uno dei seguenti segni o sintomi senza altra causa riconosciuta: febbre (>38 C), urgenza nella minzione, frequente minzione, disuria, e il paziente ha un urinocoltura positiva, cioè >= 10^5 microorganismi per cm^3 Criterio 2: il paziente ha almeno due dei seguenti segni o sintomi senza altra causa riconosciuta: febbre (>38 C), urgenza nella minzione, frequente minzione, disuria, e almeno uno dei seguenti: a. striscia per urine positiva per leucocite esterasi b. piuria (campione di urine con >=10 wbc/mm^3 c. almeno due urino-colture con isolamento dello stesso patogeno (batteri Gram-negativi o S. saprophyticus)

22 Misurare la frequenza di una malattia Sebbene la malattia sia talvolta misurata su di una scala continua (FEV1), di solito la misuriamo come presente o assente Di solito all evento che corrisponde alla comparsa della malattia viene assegnato un tempo, anche se talvolta tale tempo è arbitrario (diabete)

23 Misurare la frequenza di una malattia Frequenza assoluta Conta del numero di eventi che si sono verificati Definizione dell evento da contare Frequenza relativa Conta del numero di eventi che si sono verificati, rapportati ad un totale di riferimento Definizione dell evento da contare Definizione del totale di riferimento (il denominatore)

24 Studio di un epidemia Uno dei pochi casi in cui si impiega la frequenza assoluta è la rappresentazione della curva epidemica Nella curva epidemica l asse delle ordinate riporta il numero di eventi, mentre l asse delle ascisse rappresenta il tempo Dalla forma della curva possiamo ricavare informazioni sul tipo di fonte e sulla modalità di trasmissione della malattia

25 Esempio di una curva epidemica Fonte: singola Esposizione puntuale Outbreak di gastroenterite da Norovirus nei soldati di leva dell esercito statunitense nel 1998

26 Esempio di una curva epidemica Fonte: singola Esposizione prolungata nel tempo

27 Esempio di una curva epidemica Trasmissione inter-umana

28 Esercitazione Costruisci una curva epidemica utilizzando i dati riportati nella tabella seguente Giorno Numero casi

29 Studio della frequenza relativa di una patologia Oltre a contare l occorrenza di eventi, molto spesso è importante definire la popolazione nella quale compaiono gli eventi Importanza del denominatore

30 Proporzioni,Tassi, Rapporti statistici La conta dei soggetti ad es. malati deve essere espressa in riferimento alla popolazione di origine (rapporto di derivazione) PROPORZIONI (es. malati/suscettibili) il numeratore è compreso nel denominatore potranno essere assunti valori da 0 a 1 (probabilità!) TASSI (es. malati/suscettibili per anno) si fa riferimento alla popolazione presente nel tempo in cui i dati sono stati raccolti (tempo/persona) oppure in riferimento ad un altro fenomeno RAPPORTI (es. anziani/giovani) il numeratore non è compreso nel denominatore potranno essere assunti valori da 0 a infinito talvolta i rapporti confrontano entità mutuamente esclusive ODDS (es. maschi/femmine, malati/sani)

31 Proporzioni,Tassi, Rapporti statistici Proporzione esprime il numero di soggetti che presentano una particolare caratteristica come percentuale di tutti i soggetti che compongono la popolazione gli eventi al numeratore fanno parte di quelli al denominatore, e dunque sono compresi in esso (rapporto di derivazione) Morbosità = N malati / N abitanti

32 Proporzioni,Tassi, Rapporti statistici Tasso è una derivazione della proporzione che tiene conto delle variazioni nel tempo è utilizzato nella letteratura medica per misurare la frequenza di accadimento di morte o malattia durante uno specificato intervallo di tempo TASSO D INCIDENZA: nuovi casi di malattia per soggetti a rischio per anno

33 Rapporto Proporzioni,Tassi, Rapporti statistici esprime la frequenza di accadimento di uno specifico evento in relazione alla frequenza di accadimento di un secondo evento Rapporto di abortività = aborti / nati vivi Indice di vecchiaia = n soggetti età >65 anni / n soggetti età <14 anni Indice di mascolinità = maschi / femmine (è un ODD!)

34 Studio della frequenza relativa di una patologia Esistono due misure fondamentali per lo studio della frequenza relativa di una malattia Prevalenza Casi esistenti/totale soggetti Incidenza Nuovi casi/totale soggetti a rischio nell intervallo di tempo considerato

35 Prevalenza ed incidenza P = I x D P : prevalenza I : incidenza D : durata media della malattia incidenza prevalenza guarigione morte

36 Prevalenza Valuta in un soggetto la presenza o meno di una malattia Ripeti l operazione per N soggetti con caratteristiche simili (per fascia d età, sesso, etnia, ) n soggetti hanno la malattia Prevalenza = n/n Quantità priva di dimensioni (non ha unità di misura) Assume valori compresi tra 0 e 1 È di solito espressa come n di soggetti malati per 100, 1000 È irrilevante da quanto tempo la malattia sia presente (studi trasversali)

37 Prevalenza Prevalenza puntuale È la proporzione di una popolazione che è affetta da una malattia in un determinato istante Prevalenza periodale È la proporzione di una popolazione che è affetta da una malattia in un intervallo di tempo

38 Misure di frequenza di malattia A B C D E F G H I L

39 Misure di frequenza di malattia t 0 A B C D E F G H I L PREVALENZA PUNTUALE (stati presenti) = n casi in t 0 (C,E) 2 = = tutta la popolazione (A,B,C,D,E,F,G,H,I,L) 10

40 Proporzione di Prevalenza A B C D E F G H I L t 0 PREVALENZA PUNTUALE (stati presenti)= n casi in t 0 (C,E) 2 = = tutta la popolazione (A,B,C,D,E,F,G,H,I,L) 10

41 Esempio di prevalenza puntuale In uno studio sulle condizioni di salute degli abitanti di un quartiere, su 431 persone di età uguale o superiore a 65 anni, 52 avevano insufficienza cardiaca prevalenza puntuale = 52/431 = 0.12 = 12%

42 Misure di frequenza di malattia t 0 t 1 A B C D E F G H I L PREVALENZA PERIODALE (stati presenti nell intervallo di tempo)= n casi tra t 0 e t 1 (C,E,F,G,H,I) 6 = = tutta la popolazione (A,B,C,D,E,F,G,H,I,L) 10

43 Proporzione di Prevalenza periodale A B C D E F G H I L t 0 - t 1 PREVALENZA PERIODALE (stati presenti)= n casi in t 0 t 1 (C,E,F,G,H,I) 6 = = tutta la popolazione (A,B,C,D,E,F,G,H,I,L) 10

44 Esempio di prevalenza periodale Un azienda sanitaria locale ha bisogno di informazioni per organizzare un programma di assistenza domiciliare per persone disabili non autosufficienti all inizio del 2001 erano 96 i disabili, 40 altre persone lo divennero nel corso dell anno (pop= 25000) prevalenza periodale = (96+40)/25000= 0.54 %

45 Incidenza Proporzione di incidenza (incidenza cumulativa, rischio) È la proporzione della popolazione che svilupperà la malattia in un determinato intervallo di tempo. Si misura solo in popolazioni chiuse Tasso di incidenza (densità d incidenza) È il numero di nuovi casi di malattia diviso per il tempopersona nella popolazione osservata. Può essere misurato sia per popolazioni aperte che per popolazioni chiuse. Spesso viene misurato un massimo di un evento per persona.

46 Incidenza cumulativa Osserva N soggetti simili (per età, sesso, ) che sono a rischio di contrarre una determinata malattia in un certo intervallo di tempo Alcuni diventeranno malati (n), altri no (N-n) Incidenza cumulativa = n/n nell intervallo T È di solito espressa come n di soggetti che sviluppano la malattia per 100, 1000 a rischio a t0 Quantità priva di dimensioni Assume valori compresi tra 0 e 1 Richiede però che sia specificato l intervallo di tempo È irrilevante quando la malattia sia verificata A livello individuale si usa il termine rischio è la probabilità che un individuo sviluppi un determinato evento nell arco di un periodo di tempo definito

47 Misure di frequenza di malattia t 0 t 1 A B C D E F G H I L INCIDENZA CUMULATIVA (cambiamenti di stato)= n nuovi casi tra t 0 e t 1 (F,G,H,I) 4 = = popolazione suscettibile (A,B,D,F,G,H,I,L) 8

48 Esempio di incidenza cumulativa In uno studio su 81 pazienti con lesioni traumatiche della cornea, ammessi al Pronto Soccorso, 49 non lamentano più dolore nè irritazione dopo 24 ore Incidenza di guarigione a 24 ore = 49/81 = 0.60 = 60% A distanza di 48 ore, 63 pazienti non lamentano più sintomi Incidenza di guarigione a 48 ore = 63/81 = 0.78 = 78%

49 Tasso d incidenza È il rapporto tra numero di nuovi eventi ed il periodo di tempo totale durante il quale i soggetti sono stati a rischio di contrarre l evento Si utilizza come denominatore 100, 1.000, anni-persona Ha come unità di misura t 1 Es. L incidenza, standardizzata per età, di tumore della cervice uterina a metà degli anni 90 è stata pari a 15/ anni-persona

50 Incidence Rate o Densità di incidenza: interpretazione 100 casi/anno-persona = casi/secolo-persona = 8.33 casi/mese-persona = 1.92 casi/settimana-persona = 0.27 casi/giorno-persona

51 Densità di incidenza Il tasso di incidenza è anche noto come densità di incidenza, perché corrisponde alla densità di eventi nello spazio tempopersona

52 Rischio e tasso X X X X X X X X X X t t Rischio = n n eventi persone a rischio Tasso d' incidenza = tempo n eventi persona a rischio

53 Tasso d incidenza: esempio di calcolo In un reparto di Medicina generale, sono stati posizionati degli accessi venosi centrali a 170 pazienti nel corso di 6 mesi Tale procedura può essere associata a diverse complicazioni, quale la comparsa di flebite, la dislocazione del catetere o l ostruzione In funzione delle necessità terapeutiche ogni paziente sarà esposto a tale procedura per un periodo di tempo differente Calcolare il tasso di complicazioni

54 Tasso d incidenza: esempio di calcolo Sono stati eseguiti 358 accessi venosi centrali Totale del tempo di esposizione: 1560 giorni Media di esposizione 4 giorni (min=1; max=15) Si sono verificate 97 flebiti Tasso d incidenza=97/1560=0.062= 62/1000 giorni ago-cannula

55 Esercitazione Utilizzando i dati della seguente tabella, calcola la prevalenza del diabete nel seguente campione di soggetti (n=200) Ripeti l operazione calcolando la prevalenza del diabete specifica per fascia d età Età (anni) Totale Numero casi Numero individui

56 Esercitazione In un reparto di chirurgia generale, è stata osservata l incidenza di infezioni della ferita chirurgica. Dei 120 pazienti sottoposti ad intervento chirurgico nel periodo settembre-ottobre 2008, 10 hanno avuto un infezione del sito chirurgico nel giro di 2 settimane. Entro 1 mese dall intervento in totale 15 pazienti hanno sviluppato un infezione. Calcola l incidenza cumulativa di infezione della ferita chirurgica a 15 e 30 giorni.

57 Esercitazione Utilizzando i dati della seguente tabella, calcola il tasso d incidenza di complicazioni Paziente A B C D E F G H I L Data inser Data rimoz Complicazione