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Epidemiologia

Prof. Tommaso Staniscia

POPOLAZIONE

EPI

DE

MIO

LO

GIA

PRO

FIL

ASS

I

ED

UC

AZ

ION

E

SAN

ITA

RIA

IGIENE

È la branca dell’Igiene che studia l’andamento di tutte le entità morbose nelle comunità e lo stato di salute delle popolazioni

Epidemiologia branca di studio

branche operativeProfilassi o prevenzione

Educazione sanitaria

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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

Premessa

Definizione

Disciplina che si occupa dello “studio delle malattie e dei fenomeni ad essi connessi attraverso l’osservazione della distribuzione e dell’andamentodelle patologie nella popolazione allo scopo di individuare i determinanti che possono indurre l’insorgenza delle patologie e condizionarne la diffusione”

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• 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

Componenti dell’Epidemiologia

Relazione tra medicina clinica ed epidemiologia

Scienza Oggetto di studio Obiettivi

Medicina Studia il singolo individuo ammalato

Diagnosi e cura delle malattie

EpidemiologiaStudia le comunità nel loro complesso (sani ed ammalati)

Prevenzione delle malattieMantenimento dello stato di salute

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• 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

Epidemiologia delle malattie infettive Epidemiologia delle malattie cronico-degenerative Epidemiologia clinica (sperimentazioni cliniche)

Epidemiologia tradizionale

Nuove aree di applicazione Epidemiologia dei servizi sanitari Epidemiologia molecolare Farmacoepidemiologia Farmacogenomica

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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

DefinizioneSviluppo naturale degli studi epidemiologici

Sospetto

Ipotesi

Possibile influenza di un particolare fattore nello

sviluppo di una patologia

Pratica clinica Studio patterns malattia Ricerca di laboratorio

Test ipotesi

Studi epidemiologici che prevedono un gruppo di

controllo

Associazione statisticaValidità dell'associazione escludendo possibili spiegazioni alternative come

errore casuale, sistematico, bias e confondimento

Studi di tipo analitico

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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

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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

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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 20032003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Totale

Paese casi morti casi morti casi morti casi morti casi morti casi morti casi morti casi morti casi morti

Azerbaijan 0 0 0 0 0 0 8 5 0 0 0 0 0 0 0 0 8 5

Cambodia 0 0 0 0 4 4 2 2 1 1 1 0 1 0 1 1 10 8

China 1 1 0 0 8 5 13 8 5 3 4 4 7 4 2 1 40 26

Djibouti 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

Egypt 0 0 0 0 0 0 18 10 25 9 8 4 39 4 29 13 119 40

Indonesia 0 0 0 0 20 13 55 45 42 37 24 20 21 19 9 7 171 141

Iraq 0 0 0 0 0 0 3 2 0 0 0 0 0 0 0 0 3 2

Lao People's Democratic Republic

0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 0 0 0 0 0 0 2 2

Myanmar 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0

Nigeria 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 2 1

Pakistan 0 0 0 0 0 0 0 0 3 1 0 0 0 0 0 0 3 1Thailand 0 0 17 12 5 2 3 3 0 0 0 0 0 0 0 0 25 17Turkey 0 0 0 0 0 0 12 4 0 0 0 0 0 0 0 0 12 4

Viet Nam 3 3 29 20 61 19 0 0 8 5 6 5 5 5 7 2 119 59

Totale 4 4 46 32 98 43 115 79 88 59 43 33 73 32 48 24 516 306

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Casi confermati di Ebola 2014

Casi confermati di Ebola 2014

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Countries with Widespread Transmission

Country Total Cases Laboratory-Confirmed Cases Total Deaths Guinea 1350 1097 778 Liberia 4076 943 2316 Sierra Leone 2950 2593 930 Total 8376 4633 4024

Countries with Travel-associated Cases

Country Total Cases Laboratory-Confirmed Cases Total Deaths Senegal 1 1 0 Spain 1 1 0 United States 2 2 1 Total 4 4 1

Countries with Localized Transmission

Country Total Cases Laboratory-Confirmed Cases Total Deaths Nigeria 20 19 8 Total 20 19 8

As of October 8, 2014 (Updated October 10, 2014)

Total Cases: 8400

Laboratory-Confirmed Cases: 4656

Total Deaths: 4033

Principali cause di morte negli USA, 1900 e 1982

1900 % 1982 %Polmonite/influenza 11,8 Patologia coronarica 34.4

Tubercolosi 11.2 Tumore 23.9

Patologia coronarica 9.4 Incidenti 6.6Ictus 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 2.0Incidenti 4.2 Pat. Epatiche croniche 1.9

Difterite 1.9 Diabete mellito 1.7

Altro 37.2 Altro 18.0

100 100

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Numero di eventi

Malattia Città N° casi di

epatite

A 58

B 35

Rapporto

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

È la misura di base ottenuta dividendo una quantità con un’altra senza implicare una specifica relazione tra numeratore e denominatore

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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%)

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.)

È utilizzata per:

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Tasso

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

È una misura che introduce la variabile “tempo” quale caratteristica essenziale. Si esprime come numero di: eventi/soggetti esposti a rischio/unità di tempo

N° di nuovi casi di influenza /100.000/anno18 su 48 studenti hanno contratto l’influenza in dicembre

Numero di eventi

Malattia Città N° casi di

epatite Periodo studiato

Popolazione

A 58 1995 25.000

B 35 1994-1995 7000

Tasso annuale di occorrenza di epatiteA: 58/25.000/anno = 232/105/anno

B: 35/7000/2 anni = 17,5/7000/anno o 250/105/anno

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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 (102), 1.000(103), 10.000 (104), 100.000(105) o 1.000.000 (106) (riferimento ad una popolazione omogenea)

Esempio0,06 casi/1.000/anno = 6 casi/100.000/anno

Misure di frequenza utilizzate in epidemiologia

Prevalenza

Incidenza cumulativa

Tasso di incidenza

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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)

PrevalenzaCasi esistenti

IncidenzaNuovi casi di malattia

MorteGuarigione

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PrevalenzaEsempio

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 = 310= 0,125 o 12,5%

2477

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PrevalenzaRappresenta 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

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Coorte

Gruppo di individui seguiti per un certo periodo di tempo (follow-up)

Coorte statica Coorte dinamica

Tipi di coorteSulla 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

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Tipi di coorteCoorte dinamica Out

InCoorte statica

Persi al follow-up

Morti

Follow-up

2005 2006 2007 2008 2009

1 ---------------------------------------2 -----------------------------------------------------------------X-----------------------------3 ---------------------------4 -----------------------X------------------------------------------------5 -----------------------------X---------------------6 --------------------------------------------------------------------------- morte7 -------------------X--------------------------------------------------------------------------8 -----------------------------------------------------------------------------------------------9 ---------------------------------X--------------------10 ---------------------------------------- morte

Follow-up di 4 anni di una coorte dinamica di soggetti affetti da una patologia cronica (X = inizio)

20

2005 2006 2007 2008 2009

1 ---------------------------------------2 -----------------------------------------------------------------X-----------------------------3 ---------------------------4 -----------------------X-------------------------------------------------5 -----------------------------X---------------------6 --------------------------------------------------------------------------- morte7 -------------------X--------------------------------------------------------------------------8 -----------------------------------------------------------------------------------------------9 ---------------------------------X--------------------10 ---------------------------------------- morte

Prevalenza :

2006

2007

2009

1/8 = 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

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2005 2006 2007 2008 2009

1 -----------------------------------------2 ------------------------------------------------------X-------------------------------------------3 ----------------------------4 ------------------------------X--------------------------------------------5 ---------------------------X---------------------6 ---------------------------------------------------------------------------- morte7 --------------------X--------------------------------------------------------------------------8 -------------------------------------------------------------------------------------------------9 ---------------------------------X--------------------10 ---------------------------------------- morte

Popolazione considerata come una Coorte Statica

2005 2006 2007 2008 2009

1 ---------------------------------------2 -----------------------------------------------------X-----------------------------------------3 -----------------------4 -----------------------X-------------------------------------------------5 ---------------------------X---------------------6 -------------------------------------------------------------------------- morte7 -------------------X--------------------------------------------------------------------------8 -----------------------------------------------------------------------------------------------9 ---------------------------------X--------------------10 ---------------------------------------- morte

Mortalità e morbosità osservate in una popolazione durante un periodo di osservazione di 4 anni (coorte dinamica)

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2005 2006 2007 2008 2009

1 ---------------------------------------2 -----------------------------------------------------X-----------------------------------------3 ---------------------4 --------------------------------X-----------------------------------------------5 ----------------------------X---------------------6 -------------------------------------------------------------------------- morte7 -------------------X--------------------------------------------------------------------------8 -----------------------------------------------------------------------------------------------9 -------------------------------X--------------------10 ---------------------------------------- morte

Mortalità e morbosità osservate in una popolazione (considerata come coorte statica) durante un periodo di

osservazione di 4 anni

Incidenza Cumulativa (IC)

Assume follow-up completo È una proporzione e assume valori da 0 ad 1 Deve riferirsi ad uno specifico periodo di tempo

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

IC =N° di persone che ammalano tra il t0 e t1

N° di persone non malate all’inizio del periodo t0

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Incidenza Cumulativa (IC)

EsempioIn 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 = 27= 0,056 o 5,60% / 3 anni

482= 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 follow-

up al fine di valutare lo sviluppo dell’esito (outcome)

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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 IncidenzaMisura l’occorrenza di una patologia tra soggetti suscettibili Non assume un follow-up completo Considera la variabile “tempo”

Tempo-persona = somma dei tempi di esposizione di ogni individuo fino alla comparsa dell’evento, morte o perdita al follow-

up

I =N° di nuovi casi di malattia nel tempo t

Totale dei periodi di osservazione (tempo-persona)

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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, anni-persona)

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

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2005 2006 2007 2008 2009

1 --------------------------------------------2 ------------------------------------------------------------X-------------------------------------------3 --------------------------------4 --------------------------------X-----------------------------------------------5 --------------------------------X---------------------6 -------------------------------------------------------------------------------------- morte7 -------------------X----------------------------------------------------------------------8 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------9 -------------------------------X--------------------10 ------------------------------------------ morte

Soggetto Tempo-persona Soggetto Tempo-persona 1 1.75 anni-persona 6 3.35 anni-persona 2 2.25 anni-persona 7 0.75 anni-persona 3 1.25 anni-persona 8 4.00 anni-persona 4 1.25 anni-persona 9 1.25 anni-persona 5 1.25 anni-persona 10 1.75 anni-persona

Totale tempo-persona = 18,85 anni-persona (P-Y)

I =N° di nuovi casi di malattia nel tempo t

Totale dei periodi di osservazione (tempo-persona)

I =5 casi

18,85 anni-persona= 0,27 anno

27/100 P-Y

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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

2005 2006 2007 2008 2009

1 -------------------------------------------------------------------------X2 ------------------------------------------------------------------------------------------------3 ---------------------------------------------------------------------------X4 ----------------------------------------------------------------------------------------X5 ------------------------------------------------------------------------------------------------6 ------------------------------------------------------------------------------------------------7 ------------------------------------------------------------------------------------------------8 ------------------------------------------------------------------------------------------------9 ------------------------------------------------------------------------------------X10 -----------------------------------------------------------------------------------------------

Popolazione A

IC a tempo 4 = 4/10 o 40%/4 anni

28

2005 2006 2007 2008 2009

1 --------------------------X2 ------------------------------------------------------------------------------------------------3 -----------------------------X4 -----------------X5 ------------------------------------------------------------------------------------------------6 ------------------------------------------------------------------------------------------------7 ------------------------------------------------------------------------------------------------8 ------------------------------------------------------------------------------------------------9 -------------------------X10 -----------------------------------------------------------------------------------------------

Popolazione B

IC a tempo 4 = 4/10 o 40%/4 anni

2005 2006 2007 2008 2009

1 -------------------------------------------------------------------------X2 ------------------------------------------------------------------------------------------------3 ---------------------------------------------------------------------------X4 ----------------------------------------------------------------------------------------X5 ------------------------------------------------------------------------------------------------6 ------------------------------------------------------------------------------------------------7 ------------------------------------------------------------------------------------------------8 ------------------------------------------------------------------------------------------------9 ------------------------------------------------------------------------------------X10 -----------------------------------------------------------------------------------------------

Popolazione A

I = 4/34,5 PY = 0,11/PY o 11/100 PY di osservazione

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2005 2006 2007 2008 2009

1 --------------------------X2 ------------------------------------------------------------------------------------------------3 ---------------------------X4 -----------------X5 ------------------------------------------------------------------------------------------------6 ------------------------------------------------------------------------------------------------7 ------------------------------------------------------------------------------------------------8 ------------------------------------------------------------------------------------------------9 -------------------X10 -----------------------------------------------------------------------------------------------

Popolazione B

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

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P = I x D

Patologia rara Dinamica di popolazione in stato stazionario

• 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

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

Relazione tra Incidenza e Prevalenza

31

P = I x D

Esempio Incidenza del tumore al polmone è 45,9/100.000/anno Prevalenza annuale media è di 23/100.000

D = P= 0.5 a

I23/105

45,9/105/anno=

Relazione tra Incidenza e Prevalenza

Qual è la durata media (sopravvivenza) in pz. affetti da tumore al polmone?

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 t0 e t1

N° di persone non malate all’inizio del periodo t0

I =N° di nuovi casi di malattia nel tempo t

Totale dei periodi di osservazione (tempo-persona)

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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 morbositàTasso di attaccoTasso di letalità

Prevalenza periodale

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Altre misure di Incidenza e PrevalenzaMisura Tipo Numeratore Denominatore Tasso di

morbosità Incidenza N° di soggetti malati Popolazione totale a rischio

Tasso di mortalità Incidenza N° di morti Popolazione totale

Tasso di attacco 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

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EsempioIl 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: 107/57.000.000 = 0,19/100.000• Tasso di Mortalità: 40/57.000.000 = 0,07/100.000• 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