Le lezioni sono parte del corso integrato di Igiene, Epidemiologia e Statistica

Università di Cassino Università Sapienza di Roma Corso di Laurea in Infermieristica Corso integrato di Igiene, Epidemiologia e Statistica - Insegnamento di Statistica Medica Anno accademico 2011/2012 Bruno Federico b.federico@unicas.it Cattedra di Igiene - Università degli Studi di Cassino Le lezioni sono parte del corso integrato di Igiene, Epidemiologia e Statistica Docenti Daniela Anastasi Igiene Bruno Federico Statistica Medica Lezioni Il corso è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni, che saranno svolte con carta e penna. È consigliabile portare con sé una calcolatrice È obbligatorio frequentare almeno l 80% delle lezioni (max 8 ore di assenza per l intero corso integrato) 1

Esami Può sostenere l esame solo chi effettua la prenotazione su Infostud. Non sono ammessi anticipi La bocciatura in un appello non pregiudica la possibilità di sostenere l esame nell appello successivo L esame integrato è scritto con domande aperte (8-10 domande, 1 ora di tempo) Il materiale del corso ed i risultati degli esami saranno disponibili su www.docente.unicas.it/bruno_federico/didattica Programma del corso Definizioni ed obiettivi dell epidemiologia Misure di frequenza: prevalenza ed incidenza - Il concetto di rischio. Tabelle di contingenza (tabelle 2x2) e misure di effetto relativo (rischio relativo ed odds ratio) - Misure di effetto assoluto (rischio differenziale) Epidemiologia osservazionale e sperimentale: Studi osservazionali (studi trasversali, studi caso-controllo, studi di coorte) Studi sperimentali (Trial clinici randomizzati) 2

Bibliografia Meloni C. Igiene per le lauree delle professioni sanitarie. CEA 2009 Fowler, Jarvis, Chevannes Statistica per le professioni sanitarie EdiSES 2006 Damiani G, Federico B. Epidemiologia per la programmazione sanitaria in Manuale di programmazione e organizzazione sanitaria. Damiani G, Ricciardi G. p 85-118. Idelson-Gnocchi - 2005. Lopalco PL Tozzi R Epidemiologia facile Il Pensiero Scientifico Editore 2002 Coggon D, Rose G, Barker DJP Epidemiology for the uninitiated BMJ Publishing Group 1997 (http://bmj.com/epidem/epid.html) 3

Introduzione all Epidemiologia Definizione È lo studio della frequenza delle malattie E' lo studio della frequenza e della distribuzione dei fenomeni salute/malattia nelle popolazioni e dei fattori che le determinano Serve a: Descrivere lo stato di salute di una o più popolazioni Identificare le cause delle malattie Valutare l efficacia di interventi di prevenzione, cura e riabilitazione delle malattie Descrivere lo stato di salute di una o più popolazioni 4

Identificare le cause delle malattie Valutare l efficacia di interventi di prevenzione, cura e riabilitazione delle malattie Etimologia del termine Il termine Epidemiologia deriva dall unione di tre parole della lingua greca: Epi, demos, logos Il termine evoca l immagine di epidemie dovute ad agenti infettivi. Ciò deriva dal contesto in cui la disciplina si sviluppò, 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 5

Specializzazioni dell epidemiologia Epidemiologia delle malattie infettive Epidemiologia delle malattie cronico-degenerative Epidemiologia sociale Epidemiologia ambientale Epidemiologia valutativa Epidemiologia genetica Fondamenti teorici 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. Se riusciamo a identificare tali fattori, potremo in alcuni casi intervenire per modificarli, così da prevenire l insorgenza delle malattie L epidemiologia mira ad analizzare in maniera sistematica la frequenza e la distribuzione delle malattie nelle popolazioni allo scopo di comprenderne le cause L epidemiologia si interessa dunque di evidenziare differenze e similitudini nella distribuzione delle malattie per acquisire nuove conoscenze. Differenti popolazioni hanno differenti distribuzioni delle malattie. Tali differenze possono derivare da differenze nella composizione 6

delle popolazioni (ovvero dalle differenti caratteristiche degli individui che ne fanno parte), nelle modalità di interazione degli individui, e nelle caratteristiche dell ambiente. 7

L epidemiologia è una disciplina fondamentale per la sanità pubblica. Essa include elementi di altre discipline: biologia, scienze sociali ed ecologia L epidemiologia consente di ottenere previsioni sulla frequenza delle malattie che sono affidabili per l intero gruppo ma NON per il singolo individuo. Consideriamo ad esempio una popolazione di 200,000 donne. Dati precedenti indicano che il tasso di tumore alla mammella è pari a 100 casi/100,000 donne ogni anno. Se il tasso rimane costante, ci aspetteremo circa 200 nuovi casi ogni anno. Non possiamo però dire con certezza chi tra le 200,000 donne svilupperà la malattia. A livello individuale parleremo di probabilità o rischio. Rischio ad 1 anno: 200/200,000= 0.001 = 1 "While the individual man is an insoluble puzzle, in the aggregate he becomes a mathematical certainty. You can, for example, never foretell what any one man will do, but you can say with precision what an average number will be up to." A. Conan Doyle Sherlock Holmes: The Sign of Four 8

Cenni storici Nell antichità misure di Sanità Pubblica furono probabilmente istituite sulla base di osservazioni relative al confronto nella frequenza di determinate malattie in gruppi di individui (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) 9

Nel XIX secolo, Snow effettua studi sulla diffusione del colera nella città di Londra, ipotizzando che l acqua contaminata fosse la causa delle epidemie 10

L epidemiologia e la pratica clinica Oggetto di interesse Descrizione della malattia Metodo di osservazione Metodo di analisi Pratica clinica Individuo Caratteristiche uniche della malattia nel singolo individuo Semeiotica Diagnosi Epidemiologia Popolazione Caratteristiche comuni della malattia in più individui Studi descrittivi Studi costruttivi o analitici Interscambio 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 11

Misure di frequenza Sebbene gli epidemiologi siano interessati allo studio della salute, questa viene spesso misurata in maniera indiretta attraverso lo studio delle malattie, anche per le difficoltà nel misurare la salute direttamente. Esempi di eventi appartenenti al continuum salute-malattia Morte Mortalità generale, mortalità specifica per causa 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 Per studiare la frequenza di un fenomeno è necessario: - definire il fenomeno in maniera univoca (definizione del caso) - definire la popolazione nella quale si intende contare le occorrenze 12

Definizione dell evento da contare (definizione di caso) È l elenco delle caratteristiche, dei segni, dei sintomi, dei risultati di indagini strumentali o di laboratorio che ci consentono di individuare i soggetti affetti dalla caratteristica di interesse. Es. quanti tra i pazienti ricoverati hanno un infezione sintomatica del tratto urinario? Un infezione sintomatica del tratto urinario deve rispettare almeno uno dei seguenti criteri (CDC): 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) Dopo aver raccolto informazioni su segni e sintomi dei pazienti ricoverati e sui risultati delle analisi di laboratorio, è possibile fare una conta di eventi. 13

Definizione della popolazione nella quale contare la frequenza dell evento Gli eventi di interesse (casi) sono di solito rapportati ad una popolazione, di cui occorre definire le caratteristiche (Spazio, tempo, persone) Frequenza relativa: conta del numero di eventi che si sono verificati, rapportati ad un totale di riferimento - Definizione dell evento da contare (il numeratore) - Definizione del totale di riferimento (il denominatore) Prevalenza Incidenza Numeratore Casi esistenti Nuovi casi Denominatore totale soggetti totale soggetti a rischio nel periodo considerato 14

Relazione tra prevalenza ed incidenza di una malattia In alcune situazioni (stato stazionario) la relazione tra prevalenza ed incidenza di una malattia può essere rappresentata con l equazione P = I x D P : prevalenza I : incidenza D : durata media della malattia 15

Prevalenza Calcolo della prevalenza di una malattia Occorre valutare per ognuno degli N soggetti in studio la presenza o meno di una malattia in un determinato momento. Immaginiamo di osservare a casi su N persone esaminate Prevalenza = a/n È un 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 È calcolata negli studi trasversali La prevalenza è una proporzione, ed esprime il numero di soggetti che presentano una particolare caratteristica (evento malattia) come percentuale di tutti i soggetti che compongono la popolazione. È nota anche come proporzione di Prevalenza Morbosità (prevalente)= N malati / N persone studiate in un dato istante 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% 16

Un altro esempio di calcolo della prevalenza puntuale Rischi per la salute associati al lavoro in turni notturni: uno studio trasversale in un campione di infermiere del Presidio Ospedaliero Santa Scolastica di Cassino Liana Palombo, Bruno Federico, Patrizia Indigeno, Giovanni Capelli Professioni Infermieristiche (2010) 63(2): 77-85 Disegno trasversale Fonte dei dati Questionario auto-compilato Campione 58 infermiere Setting Presidio Ospedaliero "Santa Scolastica" di Cassino 17

Problemi di salute percepiti Disturbi del sonno n % Stanchezza 39 67 Insonnia 9 16 Crisi di sonnolenza durante il turno di lavoro 6 10 Disturbi dell attenzione Difficoltà di concentrazione 19 33 Affaticamento mentale 16 28 Riduzione della memoria 13 22 Disturbi psichici Cefalea 29 50 Nervosismo 21 36 Ansia 10 17 Depressione 2 4 18

Esercitazione 1 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) Numero casi Numero individui 15-34 2 50 35-59 3 60 60-89 11 90 Totale 16 200 19

Incidenza Se la prevalenza è una misura di stato, l incidenza misura il cambiamento di stato (non malato- malato) che avviene in un intervallo di tempo È possibile calcolare la proporzione d incidenza (in popolazioni chiuse) ed il tasso d incidenza (in popolazioni chiuse ed in popolazioni aperte) Proporzione di incidenza (incidenza cumulativa, rischio) È la proporzione della popolazione che contrae la malattia in un determinato intervallo di tempo. Si misura solo in popolazioni chiuse Morbosità (incidente)= N persone che si ammalano nell intervallo t0-t1 / N persone a rischio a t0 Calcolo dell incidenza cumulativa Immaginiamo di osservare N soggetti che sono a rischio di contrarre una determinata malattia in un certo intervallo di tempo. Alcuni diventeranno malati (n) nell intervallo t0-t1 Incidenza cumulativa = n/n nell intervallo ΔT È di solito espressa come n di soggetti che sviluppano la malattia per 100, 1000 a rischio a t0 È una quantità priva di dimensioni Assume valori compresi tra 0 e 1 Richiede che sia specificato l intervallo di tempo 20

Esempio di incidenza cumulativa In uno studio su 81 pazienti con lesioni traumatiche della cornea, ammessi al Pronto Soccorso, 49 non lamentano più dolore ed irritazione dopo 24 ore Incidenza di guarigione a 24 ore = 49/81 = 0.40 = 40% Dopo 2 giorni i soggetti guariti sono diventati 61 Incidenza di guarigione a 48 ore = 61/81 = 0.75 = 75% Il rischio cardiovascolare globale assoluto è un indicatore che permette di valutare la probabilità di ammalare di un evento cardiovascolare maggiore conoscendo il livello di alcuni fattori di rischio Il rischio cardiovascolare è espresso in sei categorie di rischio MCV (da I a VI). La categoria di rischio MCV indica quante persone su 100 con quelle stesse caratteristiche sono attese ammalarsi nei 10 anni successivi. 21

Rischio cardiovascolare a 10 anni (uomini non diabetici) Tasso di incidenza (densità d incidenza) È il numero di nuovi casi di malattia diviso per il tempo-persona a rischio nella popolazione osservata. Può essere misurato sia per popolazioni aperte che per popolazioni chiuse. Spesso viene misurato un massimo di un evento per persona. Morbosità (incidente)= N persone che si ammalano nell intervallo t0-t1 / N unità tempo-persona 22

È il rapporto tra numero di nuovi eventi (n) 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, 100.000 unità tempopersona (anni-persona, mesi-persona, giorni-persona) Ha come unità di misura t -1 Tasso d incidenza = n/σ tempo-persona a rischio Es. L incidenza, standardizzata per età, di tumore della cervice uterina a metà degli anni 90 è stata pari a 15/100000 annipersona 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. Come calcolare la frequenza di complicazioni? Sono stati eseguiti 358 accessi venosi centrali. Il 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 23

Incidenza dei tumori in Italia Ogni anno in Italia si stimano circa 250.000 nuove diagnosi di tumore (sono i casi incidenti ogni anno) 7 casi ogni 1.000 uomini (693 casi ogni 100.000, esclusi gli epiteliomi della cute) 5 casi ogni 1.000 donne (536 casi ogni 100.000, esclusi gli epiteliomi della cute) Incidenza dei tumori in Italia per classe d età 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, che viene suddiviso in piccoli intervalli. Il grafico è un istogramma. Dalla forma del grafico possiamo ricavare informazioni sul tipo di fonte e sulla modalità di trasmissione della malattia Esempi di curva epidemica Fonte singola, esposizione puntuale (Outbreak di gastroenterite da Norovirus nei soldati di leva dell esercito statunitense nel 1998) 25

Fonte singola, esposizione prolungata nel tempo Trasmissione inter-umana 26

Esempi di curva epidemica Casi di colera ricoverati in ospedale e letalità ospedaliera ad Haiti Casi di influenza aviaria nel sud-est asiatico 27

Esercitazione 2 Costruisci una curva epidemica utilizzando i dati riportati nella tabella seguente Giorno Numero casi 2-1-2008 1 3-1-2008 3 4-1-2008 6 5-1-2008 12 6-1-2008 11 7-1-2008 8 8-1-2008 5 9-1-2008 4 10-1-2008 3 28