Università degli Studi di CassinoUniversità “La Sapienza” di Roma

Corso di Laurea Triennale in InfermieristicaAnno accademico 2008/2009

Epidemiologia

Bruno FedericoCattedra di Igiene - Università degli Studi di Cassinob.federico@unicas.it

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

Programma del corso

� Introduzione� Misure di frequenza� Misure di effetto� Il disegno dello studio

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

Introduzione all’Epidemiologia

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

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

Oggetto dell’epidemiologia

� Oggetto di interesse è la relazione Frequenza malattia = f(x1, x2, … xn)�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, …)

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

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, bensìè 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

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

Elementi distintivi dell’epidemiologia

� Due sono gli elementi fondamentali nell’epidemiologia�Ragionare sulla popolazione e non sul singolo individuo

�Confronto tra gruppi

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= 0.0015 = 0.15%

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

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

Effetto

Esposizione �Situazione in cui sono presentiinsieme agente (o fattore di rischio) e ospite: sono possibilil’incontro e l’interazione traessi

�Risultato della interazione traagente (o fattore di rischio) e ospite

Meccanismipatogenetici

Probabilità

Studio della relazione esposizione-effetto

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)

�……

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� ………

Misure di frequenza

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

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) …

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)

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)

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

Esempio di una curva epidemica

Outbreak di gastroenterite da Norovirus nei soldati di leva dell’esercito

statunitense nel 1998

Fonte: singolaEsposizione puntuale

Esempio di una curva epidemicaFonte: singolaEsposizione prolungata nel tempo

Esempio di una curva epidemica

Trasmissione inter-umana

Esercitazione

� Costruisci una curva epidemica utilizzando i dati riportati nella tabella seguente

310-1-200849-1-200858-1-200887-1-2008116-1-2008125-1-200864-1-200833-1-200812-1-2008Numero casiGiorno

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

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)

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

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

Proporzioni,Tassi, Rapporti statistici� Rapporto

� 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!)

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

Prevalenza ed incidenzaP = I x DP : prevalenzaI : incidenzaD : durata media della malattia

prevalenza

incidenza

guarigione morte

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)

Prevalenza

� Prevalenza puntuale�È la proporzione di una popolazione che èaffetta da una malattia in un determinato istante

� Prevalenza periodale�È la proporzione di una popolazione che èaffetta da una malattia in un intervallo di tempo

Misure di frequenza di malattia

A

B

C

DE

F

G

H

I

L

Misure di frequenza di malattiat 0

A

B

C

DE

F

G

H

I

L

n° casi in t (C,E) 2tutta la popolazione (A,B,C,D,E,F,G,H,I,L) 10

= =0

PREVALENZA PUNTUALE (stati presenti) =

Proporzione di Prevalenza

n° casi in t0 (C,E) 2tutta la popolazione (A,B,C,D,E,F,G,H,I,L) 10

= =

A

B

C

DE

F

G

H

I

L

t 0

PREVALENZA PUNTUALE (stati presenti)=

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%

Misure di frequenza di malattiat 0

A

B

C

DE

F

G

H

I

L

n° casi tra t0 e t1 (C,E,F,G,H,I) 6tutta la popolazione (A,B,C,D,E,F,G,H,I,L) 10

= =

PREVALENZA PERIODALE (stati presenti nell’intervallo di tempo)=

t 1

Proporzione di Prevalenza periodale

n° casi in t0 – t1 (C,E,F,G,H,I) 6tutta la popolazione (A,B,C,D,E,F,G,H,I,L) 10

= =

A

B

C

DE

F

G

H

I

L

t0- t1

PREVALENZA PERIODALE (stati presenti)=

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 %

Incidenza

� Proporzione di incidenza (incidenzacumulativa, 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 tempo-persona nella popolazione osservata. Può essere misurato sia per popolazioni aperte che per popolazioni chiuse. Spesso viene misurato un massimo di un evento per persona.

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

Misure di frequenza di malattiat 0

A

B

C

DE

F

G

H

I

L

n° nuovi casi tra t e t (F,G,H,I) 4popolazione suscettibile (A,B,D,F,G,H,I,L) 8

= =0

INCIDENZA CUMULATIVA (cambiamenti di stato)=

t 1

1

Esempio di incidenza cumulativa

� In uno studio su 81 pazienti con lesioni traumatiche della cornea, ammessi al Pronto Soccorso, 49 non lamentano piùdolore 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%

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, 100.000 anni-persona

�Ha come unità di misura t—1

� Es. L’incidenza, standardizzata per età, di tumore della cervice uterina a metàdegli anni ’90 è stata pari a 15/100000 anni-persona

Incidence Rate o Densità di incidenza: interpretazione

100 casi/anno-persona=

10’000 casi/secolo-persona=

8.33 casi/mese-persona=

1.92 casi/settimana-persona=

0.27 casi/giorno-persona

Densità di incidenza

� Il tasso di incidenza è anche noto come densità di incidenza, perché corrisponde alla densità di eventi nello spazio tempo-persona

Rischio e tasso

____________________X

_____X

_______________X

_____X

________X

____________________X

_____________X

________________X

___________________X

________________X

rischioapersonen

eventinRischio

°

°=

∑

°=

rischioapersonatempo

eventinincidenzadTasso '

t t

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

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

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

161132

Numero casi

200Totale9060-896035-595015-34

Numero individuiEtà (anni)

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.

Esercitazione

� Utilizzando i dati della seguente tabella, calcola il tasso d’incidenza di complicazioni

122-9-20081-9-2008H

010-9-20088-9-2008E125-9-20085-9-2008D

018-9-200813-9-2008I

125-9-200815-9-2008A

115-9-200810-9-2008C05-10-200830-9-2008B

18-9-2008

14-9-200812-9-2008

Data inser.

20-9-2008

18-9-200822-9-2008

Data rimoz.

1L

0G0F

ComplicazionePaziente