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IL DISEGNO DEGLI STUDI EPIDEMIOLOGICI -
GLI STUDI DESCRITTIVI
Igiene, Epidemiologia e Sanità PubblicaIgiene, Epidemiologia e Sanità PubblicaDip. Medicina Sperimentale ed ApplicataDip. Medicina Sperimentale ed ApplicataUniversità degli Studi di BresciaUniversità degli Studi di Brescia
Anno accademico 2007-2008
UTILIZZI DELL’EPIDEMIOLOGIA
CLASSIFICAZIONE DEGLI STUDI EPIDEMIOLOGICI
STUDI OSSERVAZIONALI
STUDI
SPERIMENTALI
DESCRITTIVI
TRASVERSALI
CASO-CONTROLLO
A COORTE
SPERIMENTAZIONI CLINICHE
SPERIMENTAZIONI SU COMUNITA’
SPERIMENTAZIONI SUL CAMPO
Classificazione degli studi epidemiologici descrittivi in base ai dati utilizzati
Studi su dati aggregati (descrittivi): – Distribuzione geografica
– Andamento temporale
– Correlazione geografica o temporale (studi “ecologici”)
Studi su dati individuali (analitici):– Trasversali
– Coorte
– Caso-controllo
Classificazione degli studi epidemiologici sperimentali in base ai dati utilizzati
Studi su dati aggregati:– Trial di intervento su comunità (Community intervention
trial)
Studi su dati individuali:– Studi randomizzati controllati (randomized controlled
trials, RCT) (sperimentazioni cliniche)
– Trial sul campo
Differenze fra studi prospettivi e retrospettivi in rapporto al tempo di esposizione
TIPI DI STUDI EPIDEMIOLOGICI IN RELAZIONE ALLA CRONOLOGIA DELL’OSSERVAZIONE
Inizio dello studio
1Inizio
esposizione
2
Inizio esposizione
Inizio malattia
Inizio malattia
3
Inizio esposizione
Inizio malattia
1 e 2 = studi prospettici
3 = studi retrospettivi
STUDI EPIDEMIOLOGICI IN RELAZIONE AL DISEGNO
PROSPETTICO O RETROSPETTIVO
Studi sperimentali: – prospettici
Studi di coorte:– prospettici– retrospettivi (“storici”)
Studi caso-controllo:– retrospettivi
STUDI DESCRITTIVI
Uno studio descrittivo si propone di descrivere un fenomeno morboso nella popolazione, e quindi le caratteristiche delle persone colpite da una certa malattia, in rapporto al luogo ed al tempo in cui si è verificata.
I tre aspetti fondamentali degli studi descrittivi sono:
– luogo (dove si manifesta una determinata malattia)
– tempo (quando si manifesta)
– persone: residenza, età, sesso, razza o etnia, scolarità, occupazione, livello socio-economico, ed altro) (chi si è ammalato)
GLI STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI: UN ESEMPIO
STUDI DESCRITTIVI
• Lo studio descrittivo è generalmente semplice, rapido e poco costoso: il ricercatore raccoglie, elabora e interpreta dati già disponibili, riguardanti la frequenza e la distribuzione di un determinato fenomeno (malattie) in popolazioni tra loro differenti.
• In genere lo studio si basa sulla raccolta e l’analisi di dati provenienti da statistiche correnti (in particolare dati di morbosità e mortalità) e da altre fonti ufficiali (censimento, anagrafe comunale).
STUDI DESCRITTIVI: FONTI DEI DATI
Dati demografici (Censimento, dati anagrafici)
Scheda di morte
Notifica delle malattie infettive
Scheda di dimissione ospedaliera (SDO)
Esenzioni del ticket sanitario per patologia
Le prescrizioni di farmaci (Farmaceutica)
Flussi sanitari ministeriali (denunce INAIL di mal. o infortuni professionale, ecc.)
Registri di patologia (Registri Tumori, della Malattia Celiaca, Diabetici, ecc.)
• Studi epidemiologici e banche dati ad hoc
TIPI DI STUDI DESCRITTIVI Studi geografici:
Studiano la distribuzione geografica dei fenomeni morbosi o dei fattori di rischio, consentendo di confrontare tra loro popolazioni diverse, a livello mondiale, nazionale, regionale o di piccola area
• Studi temporali:Studiano l’andamento temporale dei fenomeni morbosi o dei fattori di rischio, consentendo di confrontare tra loro eventi che si sono svolti in tempi diversi
• Studi di correlazione (geografica o temporale):Studiano la distribuzione geografica o l’andamento temporale di un fenomeno morboso in relazione ad un fattore di rischio, consentendo di verificare ipotesi di associazione a livello di popolazione (e non individuale), utilizzando dati aggregati
TIPI DI STUDI DESCRITTIVI
Studi geografici:• Studiano la distribuzione geografica dei fenomeni
morbosi o dei fattori di rischio, consentendo di confrontare tra loro popolazioni diverse, a livello mondiale, nazionale, regionale o di piccola area
• Si possono effettuare confronti internazionali, nazionali, regionali, locali
Cattedra di Igiene - Università degli Studi di Brescia
MORTALITA’ % PER TUMORE IN ITALIA NEL 1994
Stomaco 7.9
Colon-retto 13.7Colon-retto 10.5
Polmone 7.9
Pancreas 5.3
Mammella 18.9
Utero 5.0
Ovaio 4.8
Stomaco 8.1
Fegato 4.9
Pancreas 4.1
Polmone 29.3
Prostata 6.5
Vescica 4.6
La distribuzione spaziale della mortalità tumorale La distribuzione spaziale della mortalità tumorale in Lombardia - in Lombardia - MaschiMaschi
Quintili stimatore KernelQuintili stimatore Kernel
La distribuzione spaziale della mortalità tumorale La distribuzione spaziale della mortalità tumorale in Lombardia - in Lombardia - FemmineFemmine
Quintili stimatore KernelQuintili stimatore Kernel
Fig. 8
Fig. 9
Tipo di tumore
Sesso Incidenza maggiore N° casi Area
Incidenza minore N° casi Area
Rapporto
Pelle, melanoma
M
51.1 Australia (Queensland)
0.2 India (Poona)
255
Stomaco M 91.6 Giappone (Yamagata)
4.6 USA (Utah)
20
Colon e retto
M 55 Repubblica Ceca
5 India (Madras)
11
Fegato M 95.7 Cina (Qidong)
1.4 Olanda (Eindhoven)
68
Polmone M 107 USA (New Orleans-neri)
3.9 Uganda
27
Mammella F 109.6 USA (S.Francisco-bianchi)
10 Cina (Qidong)
11
Cervice uterina
F 55.0 Zimbabwe (Harare)
2.5 Israele- non ebrei
22
Prostata M 202 USA (Detroit-neri)
3 Cina (Shangai)
67
INCIDENZA DI TUMORE IN DIVERSE AREE DEL MONDO (n° casi/100000) (1993-97)
Incidenza dei tumori nel nord Italia 1993-98: tassi annui, standardizzati per età - Maschi
Sede e tipo Torino Genova Varese Parma Brescia Veneto Nord-
Est
Cavo orale e faringe
Stomaco
Colon e retto
Fegato
Laringe
Polmone
Prostata
Vescica
Rene e altre vie urinarie
Linfomi non Hodgkin
Tutte le sedi
(esclusa pelle non
melanomi)
15.5
22.2
55.7
17.3
13.2
90.6
58.9
56.5
16.6
16.4
459.2
14.4
22.8
64.7
16.3
15.7
96.3
56.8
60.5
16.9
16.1
486.0
19.8
34.4
59.1
21.2
13.9
97.7
6.03
52.4
18.7
17.2
492.6
14.8
38.2
57.2
27.3
11.6
83.5
44.3
46.4
17.3
16.0
447.4
19.9
38.1
55.6
42.0
21.3
112.7
43.9
49.0
21.8
21.4
532.1
24.3
23.7
57.0
26.1
18.9
102.5
57.3
43.3
24.7
20.5
506.4
28.1
29.1
66.0
25.4
17.9
80.9
79.0
44.6
20.5
17.3
521.4
Incidenza dei tumori nel nord Italia nel periodo 1993-98: tassi annui, standardizzati per età - Femmine
Sede e tipo Torino Genova Varese Parma Brescia Veneto Nord-
Est
Cavo orale e faringe
Stomaco
Colon e retto
Fegato
Pancreas
Mammella
Utero corpo
Ovaio
Rene e altre vie urinarie
Linfomi non Hodgkin
Tutte le sedi
(esclusa pelle non
melanomi)
5,3
13,5
48,4
7,2
9,9
116,0
17,9
16,6
7,2
12,9
375,9
4,7
13,8
50,8
8,2
11,8
112,2
16,6
14,0
6,0
15,5
378,0
3,7
23,0
47,8
6,0
10,3
114,9
18,8
15,0
9,9
15,0
372,2
4,0
26,8
46,0
12,0
11,6
117,5
22,5
15,7
8,9
16,5
384,4
3,6
26,3
44,5
10,3
13,2
134,6
18,2
16,7
12,1
17,8
418,1
6,2
16,1
44,4
10,1
12,2
109,2
16,0
11,6
10,3
17,4
376,0
7,0
21,3
51,2
7,9
13,1
117,8
20,6
12,4
10,9
15,8
411,0
Incidenza del carcinoma colo-rettale - Maschi
Incidenza del carcinoma colo-rettale - Femmine
Consumo di carne rossa (grammi al giorno)Consumo di carne rossa (grammi al giorno)
TIPI DI STUDI DESCRITTIVI
Studi sui migranti:• Gli studi sui migranti consentono di
valutare quale può essere il ruolo dell’ambiente e, reciprocamente, quello della componente ereditaria (genetica) nell’insorgenza di diverse patologie umane
STUDI SU POPOLAZIONI MIGRANTI
Possono servire per valutare la maggiore importanza di fattori genetici rispetto a quelli ambientali nell’insorgenza della malattia
Popolazione che vive in una zona a bassa incidenza della malattia
Migrazione in zone ad alta incidenza della malattia
Adeguamento dell’incidenza a quella del paese ospitante
Forte influenza dell’ambiente di vita
Incidenza uguale a quella del paese d’origine
Forte influenza della componente genetica
Valutazione dell’incidenza nella popolazione migrata e/o nelle generazioni successive rispetto a quella nella popolazione residente
Il rischio di cancro nei migranti: lo studio sui
Giapponesi nelle Hawaii (Kolonel, 2004)
0
5
10
15
20
25
30
Tass
i di i
ncid
enza
per
100
000
MASCHI FEMMINE
Ha Noi
Vietnamiti inUSA
Bianchi USA
La frequenza del tumore del colon nei migranti: lo La frequenza del tumore del colon nei migranti: lo studio sui migranti del Viet-Nam negli USA (Le, 2002)studio sui migranti del Viet-Nam negli USA (Le, 2002)
Il rischio di cancro nei migranti: lo studio sui Giapponei
nelle Hawaii (Kolonel, 2004)
STUDI DESCRITTIVI SU DATI RACCOLTI AD HOC
Oms, allarme fumo ed alcool per i 'teenagers' italiani (10/3/06)
Lo rivela una ricerca commissionata dall'OMS sugli ambiti della vita dei ragazzi di 11-15 anni di età: "I determinanti sociali che influenzano le abitudini alimentari e l'attivita' fisica degli adolescenti",
• L’indagine e' stata condotta su un campione di 4386 ragazzi e ragazze di 11, 13 e 15 anni ed è stata presentata al primo Forum internazionale organizzato dall'Organizzazoine Mondiale della Sanità.
• Il 16% dei giovani di 15 anni comprano regolarmente sigarette. Ci sono più giovani maschi fumatori al sud e più femmine fumatrici nel centro Italia, mentre al nord le due parti si equivalgono.
• A 11 anni il 12% dei ragazzi beve alcolici almeno una volta alla settimana, mentre a 15 anni la quota arriva al 37%: si tratta delle percentuali piu' alte d'Europa. I maschi, inoltre, in ogni età e in ogni area geografica, bevono alcolici più frequentemente delle coetanee.
TIPI DI STUDI DESCRITTIVI
Studi temporali:• Studiano l’andamento temporale dei fenomeni morbosi o dei fattori di rischio, consentendo di confrontare tra loro eventi che si sono svolti in tempi diversi• In relazione alle diverse malattie, può essere di interesse studiare una curva epidemica, un andamento giornaliero, mensile, stagionale o annuale
CICLI EPIDEMICI
Poliomielite: morbosità in Italia dal 1925 al 2000Poliomielite: morbosità in Italia dal 1925 al 2000C
asi n
otif
icat
i x 1
00 0
00 a
bi t
anti
Inizio OPV: 1964
Obbligo OPV: 1966
Inizio IPV: 1958
Cattedra di Igiene - Università degli Studi di Brescia
0
50
100
150
200
250
300
'55-'59 '60-'64 '65-'69 '70-'74 '75-'79 '80-'84 '85-'89 '90-'94
maschi
femmine
MORTALITÀ PER TUTTI I TUMORI IN ITALIANEGLI ANNI 1955-94 (ISTAT)T
asso
per
100
.000
Anni
Andamento temporale della mortalità per tumore negli USA 1930-1999, standardizzati per età - Maschi
Andamento temporale dell’incidenza dei tumori negli USA 1973-1999: tassi annui, standardizzati per età - Maschi
Andamento temporale della mortalità per tumore negli USA 1930-1999, standardizzati per età - Femmine
Andamento temporale dell’incidenza dei tumori negli USA 1973-1999: tassi annui, standardizzati per età - Femmine
Andamento temporale dell’incidenza del cancro colo-rettale in Regno Unito e Giappone - 1964-1995
Effetto età, coorte di nascita e periodo di calendario negli studi di andamento temporale
L’andamento temporale di un fenomeno morboso in periodo più o meno lungo (anni, decadi) può essere dovuto a diversi effetti:
- effetto periodo di calendario: per la variazione nel tempo di fattori che aumentano o diminuiscono il rischio di malattia (eventi acuti: guerre, catastrofi naturali, eventi tipo Hiroshima, Chernobil, Bhopal, ecc.; eventi cronici:)
- effetto coorte di nascita: per il cambiamento nelle abitudini di vita di soggetti che sono nati nello stesso periodo e hanno acquisito simili abitudini di vita (fumo di tabacco, alimentazione, ecc.)
- effetto età: per il cambiamento della struttura per età della popolazione, ad esempio un aumento di incidenza di una malattia cronica per l’invecchiamento della popolazione.
Un esempio di analisi degli effetti età-periodo-coorte: la mortalità per tumore della mammella negli USA, 1950-2002
La riduzione della mortalità nelle donne nate dopo il 1945, in tutte le fasce di età, non suggerisce un “effetto screening” (le donne nate nel 1950 hanno avuto una riduzione della mortalità in tutte le fasce di età, non solo in quelle coinvolte nei programmi di screening a partire dalla metà degli anni ’80)
TIPI DI STUDI DESCRITTIVI
Studi di correlazione (geografica o temporale):• Studiano la distribuzione geografica o l’andamento temporale
di un fenomeno morboso in relazione ad un fattore di rischio, consentendo di verificare ipotesi di associazione a livello di popolazione (e non individuale), utilizzando dati aggregati
• In genere valutano l’associazione tra un solo fattore e una malattia sudati aggregati, e sono soggetti a due tipi di errore:
1. Ecologico (le associazioni a livello di gruppo non corrispondono a quelle riscontrabili a livello individuale)
2. Confondimento
2040
6080
100
Mor
talit
à 19
69-7
3 -
Tas
si p
er 1
00.
000
200 400 600 800 1000N° sigarette vendute pro capite - 1951
Correlazione tra la mortalità per tumore del polmone nel periodo 1969 (tassi standardizzati per età) e il numero di sigarette
vendute pro capite nel 1951 in Italia
R=0.71
Correlazione tra il consumo di grassi e la mortalità per cancro della mammella in diversi paesi del mondo
Correlazione tra il consumo di carne Correlazione tra il consumo di carne giornaliero e l’incidenza di cancro colorettale in giornaliero e l’incidenza di cancro colorettale in
diversi paesi del mondo diversi paesi del mondo (Armstrong e Doll 1975) (Armstrong e Doll 1975)
CORRELAZIONE TRA FUMO DI SIGARETTA E CANCRO AL POLMONE - Maschi e femmine
Inghilterra e Galles - 1900-1980
F
M
J. Cairns, 1975
Londra 1952
Vi fu una combinazione di eventi sfavorevoli: temperatura molto bassa e conseguente aumento del consumo di combustibili, inversione termica e conseguente ristagno degli inquinanti negli strati più bassi dell’atmosfera: si registrarono così picchi di concentrazione di particolato totale sospeso (TPS) di circa 4000 µg/m3.
STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI
OBIETTIVI
Studiare la distribuzione delle malattie in rapporto a tempo, spazio e particolari caratteristiche
Formulare ipotesi su associazioni tra malattie e fattori di rischio
Altro (valutazione di efficacia di interventi sanitari, valutazioni di economia sanitaria, ecc.)
STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI
VANTAGGI
Basati spesso sull’utilizzo di dati correnti
Di semplice e rapida esecuzione, poco costosi
Comparabilità dei risultati tra diverse realtà geografiche e temporali, grazie all’utilizzo di metodologie standardizzate sia per l’uso delle classificazioni dei fenomeni morbosi che per l’utilizzo di popolazioni di riferimento standard (possibilità di confronti)
Utilizzano dati che in genere presentano un buon livello di completezza e a volte un elevato livello di qualità
STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI
SVANTAGGI
Dati individuali non disponibili
Gli studi che generano ipotesi in genere considerano una sola variabile (fattore di rischio) per volta
Difficile stabilire rapporti di causa-effetto (possibilità dell’ “errore ecologico”)
Non è possibile effettuare una standardizzazione dei tassi se non si conoscono i denominatori adeguati
STUDI EPIDEMIOLOGICI DESCRITTIVI
POSSIBILI ERRORI SISTEMATICI (BIAS)
Sottostima o sovrastima dei fenomeni per difetti o eccessi nelle rilevazioni
Qualità dei dati a volte dubbia e difficile da verificare
Differenze nelle classificazioni
Non è possibile controllare per variabili di confondimento, al di fuori di età, sesso e a volte classe sociale, per cui sono possibili bias da confondimento
GLI STUDI DI CORRELAZIONE GEOGRAFICA E TEMPORALE:
L’ERRORE ECOLOGICO
Nel 1897, il sociologo francese Durkheim pubblicò un saggio sui suicidi mostrando che, tra le province della Prussia di fine ‘800, il tasso di suicidio aumentava con il crescere della proporzione di protestanti nella popolazione (correlazione geografica positiva). Una possibile spiegazione del fenomeno è che i protestanti avevano una maggiore tendenza al suicidio rispetto ai cattolici. D’altra parte, sono possibili spiegazioni alternative. Ad esempio, i cattolici che vivevano in aree in cui erano in minoranza (maggiore proporzione di protestanti) potevano trovarsi in condizioni difficili e quindi tendere maggiormente al suicidio, rispetto ai cattolici che vivevano in aree a maggioranza cattolica. Non possiamo trarre alcuna conclusione sulla relazione di causa-effetto, e quindi sulla natura del fenomeno, se non sappiamo chi sono i soggetti interessati dall’evento (suicidi). Evidentemente, quindi, solo la disponibilità di dati a livello individuale mediante studi opportuni, consente di chiarire le cause del fenomeno.
STUDIO TRASVERSALE o di prevalenza
Consiste in una rilevazione istantanea dei dati sulla prevalenza di malattie, fattori di rischio, atteggiamenti e comportamenti dei soggetti, e altri fattori di interesse per la salute in una popolazione definita
STUDIO TRASVERSALE o di prevalenza
Obiettivi:1) Descrittivi:• Descrivere la frequenza di malattie in una comunità, a scopo di
pianificazione sanitaria;• Descrivere la distribuzione di fattori rischio in una comunità per
attività di prevenzione;• Ottenere informazioni sugli atteggiamenti della popolazione nei
confronti dei servizi sanitari, sui bisogni di assistenza percepiti, e sull'utilizzo dei servizi sanitari stessi;
2) Analitici: • Analizzare l'associazione di un fattore con una malattia (Può
essere il primo stadio di uno studio di coorte).
DISEGNO DI UNO STUDIO TRASVERSALE (CROSS-SECTIONAL)
TEMPO
DIREZIONE DELL’INDAGINE
Popolazione
Malate
Non malate
Persone con una determinata esposizione
Persone senza una determinata
esposizione
Malate
Non malate
Prevalenza di patologia al tempo t4 : 3/8 = 37,5%
STUDIO TRASVERSALE SU COORTE DINAMICA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
t0 t5
Entrata nello studio Insorgenza della malattia Uscita dallo studio (sano)
t1t2 t3
t4
STUDI EPIDEMIOLOGICI TRASVERSALI
VANTAGGI Durata breve
Relativamente poco costosi
Possono rilevare diverse variabili contemporaneamente (indagini ISTAT multiscopo, indagini NHANES)
Se il campionamento è corretto i risultati possono essere generalizzati a tutta la popolazione
Consentono di misurare la prevalenza di un fenomeno morboso o di uno o più fattori di rischio
Consentono di studiare associazioni e odds ratios di prevalenza o rapporti di prevalenza
Se ripetuti nel tempo con le stesse modalità forniscono informazioni sull’andamento temporale dei fenomeni in studio
STUDI EPIDEMIOLOGICI TRASVERSALI
SVANTAGGI
Non utilizzabili per fenomeni molto rari o di breve durata
I dati relativi ad esposizioni pregresse possono essere poco precisi
Non consentono di misurare l’incidenza delle malattie
Non consentono di stimare direttamente i rischi relativi (gli odds ratio di prevalenza non sono buone stime del RR perché dipendono dalla durata della malattia)
Le fonti informative possono essere di qualità modesta (interviste, dati raccolti per altri scopi, ecc.)
STUDI EPIDEMIOLOGICI TRASVERSALI
POSSIBILI BIAS
Conclusioni errate per campionamenti non corretti
Adesione all’indagine non elevata
Associazioni spurie per mancato controllo di fattori di confondimento
STUDIO DI PREVALENZA SULLE INFEZIONI OSPEDALIERE
Anno Prevalenza
globale
Prevalenza
divisioni mediche
Prevalenza
divisioni chirurgiche
Prevalenza
servizi speciali
1983 5.8% 5.1% 3.3% 47.0%
1984 7.1% 4.8% 6.5% 33.3%
1985 7.5% 5.9% 6.5% 29.4%