WYKŁAD PIERWSZY: PODSTAWY EPIDEMIOLOGII

SUM - WLK 2011 WYKŁAD PIERWSZY: PODSTAWY EPIDEMIOLOGII Prof. dr hab. med. Jan E. Zejda! UWAGA! SLAJDY WYBRANE I ZMODYFIKOWANE POD KĄTEM PREZENTACJI W INTERNECIE

TREŚĆ WYKŁADU Definicja, podział i zastosowania epidemiologii Korzenie współczesnej epidemiologii Źródła informacji w epidemiologii Wiarygodność pomiaru w epidemiologii epi demos logos

DEFINICJA EPIDEMIOLOGII Epidemiologia jest nauką o występowaniu i uwarunkowaniach zjawisk zdrowotnych w określonych populacjach ludzkich oraz systemem działań wykorzystujących uzyskane informacje do zmniejszenia rozpoznanych problemów zdrowotnych w populacji TEORIA i PRAKTYKA

ZJAWISKA ZDROWOTNE PODLEGAJĄCE OBSERWACJI ZGON CHOROBA ZMIANY PATOLOGICZNE ZMIANY FIZJOLOGICZNE O TRUDNYM DO USTALENIA ZNACZENIU DLA STANU ZDROWIA

DEFINICJA EPIDEMIOLOGII Epidemiologia jest nauką o występowaniu i uwarunkowaniach zjawisk zdrowotnych w określonych populacjach ludzkich oraz systemem działań wykorzystujących uzyskane informacje do zmniejszenia rozpoznanych problemów zdrowotnych w populacji NAUKA i PRAKTYKA

EPIDEMIOLOGIA JEST nauką* o występowaniu i uwarunkowaniach zjawisk zdrowotnych w określonych populacjach ludzkich * - zorganizowana, celowa i systematyczna metoda postępowania mającego na celu poznanie rzeczywistości

NAUKOWE ASPEKTY EPIDEMIOLOGII Nadciśnienie tętnicze występuje u około 30% osób dorosłych, częściej w starszych grupach wiekowych, a zwiększone ryzyko zachorowania wiąże się z nieprawidłową dietą, małą aktywnością fizyczną, otyłością, narażeniem na stres i tzw. obciążeniem rodzinnym OPIS ROZPOWSZECHNIENIA ANALIZA UWARUNKOWAŃ

NAUKOWE DZIAŁY Y EPIDEMIOLOGII Epidemiologia opisowa (obserwacja: np. częstość RR ) Epidemiologia analityczna (obserwacja: np. RR a BMI) (eksperyment: np. RR a zmniejszenie BMI) TEORIA i PRAKTYKA

EPIDEMIOLOGIA JEST systemem działań wykorzystujących uzyskane informacje do zmniejszenia rozpoznanych problemów zdrowotnych w populacji np. profilaktyka np. promocja zdrowia np. organizacja ochrony zdrowia

ZNACZENIE EPIDEMIOLOGII DLA ROZWOJU NAUK MEDYCZNYCH Epidemiologia Ogólna Epidemiologia Szczegółowa Epidemiologia ogólna koncentruje się na poznawaniu ogólnych, uniwersalnych praw rządzących występowaniem i szerzeniem się chorób, a także zajmuje się metodami (narzędziami badawczymi) stosowanymi w celu poznania rzeczywistości w tym zakresie Epidemiologia szczegółowa dotyczy konkretnych i dobrze zdefiniowanych problemów zdrowotnych. Można zatem mówić o na przykład epidemiologii raka płuca, epidemiologii zakażeń szpitalnych lub epidemiologii środowiskowego zatrucia ołowiem. Klasyczny i w dużym stopniu podyktowany rozwojem dziedziny podział wymienia epidemiologię chorób zakaźnych i epidemiologię chorób niezakaźnych

ZASTOSOWANIA EPIDEMIOLOGII 1. Poznanie profilu występowania choroby w populacji (rejestracja trendu dla konkretnej choroby w zakresie jednego lub kilku wskaźników dotyczących zachorowalności, chorobowości, umieralności, śmiertelności itd.); 2. Poznanie stanu zdrowia populacji (rejestracja i porównanie jednego lub kilku wskaźników w zakresie zachorowalności, chorobowości, umieralności i śmiertelności poszczególnych chorób, z ustaleniem ich rankingu w zakresie analizowanych wskaźników); 3. Poznanie historii naturalnej choroby (określenie typowego przebiegu zdarzeń zdrowotnych od momentu wystąpienia pierwszych objawów danej choroby do momentu jej zejścia); 4. Poznanie klinicznej charakterystyki choroby (opis typowych objawów, badanie skuteczności terapii, ocena rokowania w przypadku danej choroby); 5. Poznanie czynników ryzyka choroby (identyfikacja czynników i okoliczności sprzyjających zachorowaniu na daną chorobę, ustalenie ich rankingu siły sprawczej ); Źródło: Breslow L., Detels R.: Public health and epidemiology (w:) Holland W. W., Olsen J., Du V. Florey C. (red.): The development of modern epidemiology. Oxford University Press 2007: 173-182)

ZASTOSOWANIA EPIDEMIOLOGII 6. Poznanie czynników i okoliczności sprzyjających utrzymaniu dobrego zdrowia (identyfikacja okoliczności skojarzonych z małym natężeniem zachorowalności 7. Poznanie zaburzeń stanu zdrowia poprzedzających rozwój klinicznej manifestacji choroby (identyfikacja objawów lub zespołów, które poprzedzają pojawienie się danej choroby); 8. Ocena skuteczności działań profilaktycznych i terapeutycznych (obiektywna ocena kontrolowanych interwencji pod kątem zmian w zakresie zachorowalności, chorobowości, umieralności lub śmiertelności); 9. Badanie epidemii o nieznanej etiologii (prowadzenie dochodzenia epidemiologicznego ); 10. Poznanie molekularnych uwarunkowań progresji choroby (badania nad mechanizmami podatności genetycznej, immunologicznej itp.); 11. Doskonalenie metod pomiaru stanu zdrowia populacji (opracowanie i testowanie przydatności nowych wskaźników, wykraczających poza konwencjonalną rejestrację zachorowalności, chorobowości, umieralności i śmiertelności). Źródło: Breslow L., Detels R.: Public health and epidemiology (w:) Holland W. W., Olsen J., Du V. Florey C. (red.): The development of modern epidemiology. Oxford University Press 2007: 173-182)

ZASTOSOWANIA EPIDEMIOLOGII <SYNTEZA> I Poznanie stanu zdrowia populacji II Poznanie historii naturalnej chorób III Poznanie czynników ryzyka chorób IV Poznanie skuteczności interwencji profilaktycznych, diagnostycznych, terapeutycznych

KLINIKA Pacjent EPIDEMIOLOGIA Populacja Diagnostyka Diagnostyka Orzekanie Badania Epidemiologiczne Profilaktyka / Promocja Zdrowia Ocena Ryzyka

POMIMO RÓŻNIC R Poza uzyskaniem pełnej informacji upoważniającej do uzasadnionego podejrzenia choroby wieńcowej lekarz spyta m.in o: nałóg palenia tytoniu, tryb życia chorego, stosowanie diety obfitującej w tłuszcze pochodzenia zwierzęcego, obecność chorób układu krążenia w rodzinie pacjenta. W/w informacje mają znaczenie diagnostyczne i rokownicze, a także terapeutyczne (np. podjęcie próby modyfikacji jego stylu życia, eliminacji nałogów). Informacje tego typu muszą odwoływać się do dowodów naukowych, dostarczanych przez epidemiologię

EPIDEMIOLOGIA NAUKA E. Ogólna E. Szczegółowa PRAKTYKA E. Opisowa E. Analityczna liczne, wzajemne zależności wspólny mianownik: populacja

Działalność naukowa jest procesem poznawania (wykrywania, opisu, wyjaśniania i przewidywania) rzeczywistości, zjawisk zachodzących w świecie OBSERWACJA JAKO CONDICIO SINE QUA NON

OBSERWACJA??? INTERPRETACJA właściwa interpretacja jest możliwa nawet przy ograniczonej wiedzy na temat rzeczywistej natury zjawisk, ich mechanizmów (na razie) niedostępnych identyfikacji i pomiarom

ROK WPROWADZENIA SKUTECZNEJ PROFILAKTYKI A ROK ODKRYCIA CZYNNIKA PRZYCZYNOWEGO CHOROBY CHOROBA ROK ROK CZYNNIK Szkorbut 1 1753 1928 Kwas askorbowy 2 Pelagra 3 1755 1924 Niacyna 4 Rak moszny 5 1755 1933 Benzo(α)piren 6 Ospa 7 1798 1958 Wirus 8 Gorączka połogowa 9 1847 1879 Streptococcus 10 Cholera 11 1849 1893 Vibrio cholerae 12 Rak pęch. moczowego 13 1915 1974 Naftylamina 14 1. Lind J.A.: Treatise on the scurvy. London, England. A. Milard 1753-2. Szent-Gyorgi A.: Observation on function of peroxidase systems and chemistry of adrenal cortex: a description of a new carbohydrate derivative. Biochim J 1928-3. Casal G.: Description d une maladie appelee mal de la rosa. J Med Chir Pharmacol 1755-4. Goldberger J. et al.: Pellagra prevention by diet among institutional inmates. Cincinnati Med 1924-5. Pott P.: Chirurgical observations. London, England. Hawes, Clarke & Collin 1755-6. Cook J.W. et al.: The isolation of a cancer producing hydrocarbon from coal tar. J Chem Soc 1933-7. Jenner E.: The cow pox. London, England. Sampson Low 1800-8. Fenner F.: The biological characters of several stains of vaccine, cowpox, and rabbitpox viruses. Virology 1958-9. Semmelweis I.: Hoechst wichtige Erfahrungen ueber die Aetiologie der an Gebaeranstalten epidemischen Puerperalfieber. Z Gesellschaft Aerzte Wien 1847-10. Pasteur L.: Septicemie puerperale. Bull Acad Med Paris 1879-11. Snow J.: On the mode of communication of cholera. London Med Gazette 1849-12. Koch R.: Der gegenwertige Stand der Diagnose der Cholera. Z Hyg Infekt Krankh 1893-13. Rehn L.: Blasengeschwuelste bei Fuchsin Arbeitern. Arch Klein Chir 1895-14. Hueper W.C. et al.: Experimental production of bladder tumors in dogs by administration of beta-naphtylamine. I Ind Hyg Toxicol 1938 [Źródło: Wynder E.L.: Studies in mechanism and prevention. Striking a proper balance. Am J Epidemiol 1994;139:547-9]

HIPOKRATES (460-365 BC) Choroby i ich leczenie nie są aktem Bogów, ale zjawiskami fizycznymi posiadającymi naturalne źródła, podlegającymi obserwacji, dedukcji i możliwości skutecznych oddziaływań.

DRAMATYCZNE OKOLICZNOŚCI CI POWSTANIA NOWOCZESNEJ EPIDEMIOLOGII 1817 - Calcutta: Wybuch epidemii cholery 1830 - Cholera w Moskwie 1831 - Powstanie Styczniowe w Polsce 1831 Inwazja Rosji wniesienie cholery do Europy Środkowej 1831 - Epidemie w Austrii, na Węgrzech, w Prusach 1832 - Cholera w Europie 1848 Wielka Brytania: 53 000 zgonów 1849 - Francja: 50 000 zgonów

JOHN SNOW (1813 1858) lekarz rodzinny, lekarz anestezjolog, lekarz epidemiolog

WODA ŹRÓDŁEM ZAGROŻENIA - DOWÓD D STATYSTYCZNY SNOW a - Kompania Wodociągowa Liczba zaopatrywanych domów Liczba zgonów Współczynnik Zgonów (n/10000 domów) Southwark & Vauxhall 40 046 1263 315 Lambeth 26 107 98 37 Gradient ~ 10 : 1 Źródłó: Fox J.P. et al.: Epidemiology. Man and Disease. The Macmillan Company, London 1970)

CO EPIDEMIOLOGIA ZAWDZIĘCZA SNOW owi? Wykorzystanie wiedzy medycznej (cholera manifestująca się objawami ze strony przewodu pokarmowego źródło choroby) Prezentacja graficzna występowania choroby Prezentacja statystyczna występowania choroby obserwacja hipoteza pomiary weryfikujące wiedza skuteczna interwencja

OD MIKROBIOLOGII DO EPIDEMIOLOGII CHORÓB B ZAKAŹNYCH

TUBERCULOSIS STORY ZGONY / 1000000 (ANGLIA( i WALIA: : 1840 1970) 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 n/1 mln mycobacterium tbc + therapia + rok

TUBERCULOSIS (PODSTAWOWE MECHANIZMY) <CZYNNIKI GENETYCZNE> < NIEDOŻYWIENIE> <BIEDA> <WARUNKI DOMOWE> <INNE CZYNNIKI> Osoba podatna => Zakażenie => Choroba Ekspozycja Progresja

EWOLUCJA EPIDEMIOLOGICZNA (USA) wiodące przyczyny zgonu (n/100.000) 1900 1990 250 250 200 200 150 150 100 100 50 50 0 Zap. płuc Gruźlica Biegunki Ch. serca 0 Ch. serca Nowotwory Urazy Ch. n. mózgu

EPIDEMIOLOGIA DZISIAJ (kariera chorób b niezakaźnych) nych) Ch. Niezakaźne Ch. Zakaźne tak było tak jest postępy medycyny demografia

ŹRÓDŁO O DANYCH: BADANIE EPIDEMIOLOGICZNE PRAKTYCZNY PODZIAŁ BADAŃ EPIDEMIOLOGICZNYCH (w zależności od metody) Badanie Obserwacyjne rejestrowanie zjawisk zdrowotnych i/lub okoliczności, w jakich te zjawiska występują; zbieranie, w systematyczny sposób, informacji, które pozwolą odpowiedzieć na postawione pytanie lub zweryfikować hipotezę np. % zaburzeń snu u mieszkańców dzielnicy Badanie Eksperymentalne rejestrowanie zjawisk zdrowotnych przed i po świadomej, celowej interwencji ukierunkowanej na zmianę okoliczności, w jakich te zjawiska występują (interwencja może mieć charakter działania terapeutycznego, profilaktycznego lub mieć inne znaczenie) np. % zaburzeń snu u mieszkańców dzielnicy, przed i po instalacji ekranów antyhałasowych PRAKTYCZNY PODZIAŁ BADAŃ EPIDEMIOLOGICZNYCH (w zależności od celu) Badanie opisowe Badanie analityczne

BADANIA EPIDEMIOLOGICZNE BADANIA OPISOWE BADANIA ANALITYCZNE OBSERWACYJNE EKSPERYMENTALNE B. ANALITYCZNE B. ANALITYCZNE B. ekologiczne B. przekrojowe B. Kliniczne B. kohortowe B. kliniczno -kontrolne B. populacyjne

ŹRÓDŁA A DANYCH W EPIDEMIOLOGII Raporty statystyczne (np. GUS itp.) Rejestry chorób (np. Rejestr nowotworów) Dokumentacja lekarska Dane wtórne Badania epidemiologiczne Dane pierwotne

ŹRÓDŁA A DANYCH W EPIDEMIOLOGIII Pierwotne Uzyskane podczas badań prowadzonych w oparciu o oryginalny protokół Badanie Naukowe Wtórne Uzyskane z istniejących baz gromadzonych w ramach funkcjonujących rejestrów Monitoring

ŹRÓDŁA A INFORMACJI W EPIDEMIOLOGII WTÓRNE DANE Istniejące systemy sprawozdawczości Dane o umieralności Rejestr nowotworów Rejestr chorób zawodowych Rejestr przyczyn absencji Statystyki lecznictwa zamkniętego Statystyki lecznictwa otwartego Dokumentacja lekarska Historie choroby (dokumentacja szpitalna, ambulatoryjna) Karty wypisowe Wyniki badań przesiewowych! WSPÓLNY PROBLEM! kompletność, jakość i wiarygodność danych dostęp do danych (kwestie finansowe i bioetyczne)

ŹRÓDŁA A INFORMACJI W EPIDEMIOLOGII PIERWOTNE DANE bezpośrednie, w pełni kontrolowane, zwykle jednorazowe pomiary (np. pomiar glikemii w wszystkich ciężarnych w dzielnicy, pomiar masy ciała u wszystkich dzieci w szkole, itp.)

WSZYSTKO JEST POMIAREM Odpowiedź na pytanie w kwestionariuszu (tak/nie ~ 1/0) Obecność cienia okrągłego na zdjęciu rtg płuc (tak/nie ~1/0) Kliniczny stopień duszności (1/2/3/4/5) Glikemia (mg%) Błąd zależny od: właściwości testu testującego testowanego

WSZYSTKO JEST POMIAREM Czy wynik pomiaru odzwierciedla stan rzeczywisty? czyli Czy wynik pomiaru jest wolny od błędu Błąd zależny od: właściwości testu testującego testowanego..

BŁĘDY W BADANIU EPIDEMIOLOGICZNYM errare humanum est Błąd Przypadkowy Błąd Systematyczny ( bias w terminologii anglosaskiej ) Błąd popełnić zdarza się profesjonalistom Popełnionego błędu nie rozpoznać brak profesjonalizmu

BŁĄD D PRZYPADKOWY Błąd przypadkowy jest różnicą pomiędzy wartością rzeczywistą badanego parametru (np. średnie, nieznane stężenie hemoglobiny w populacji dzieci w wieku przedszkolnym) a wartością obserwowaną, uzyskaną na podstawie przeprowadzonego badania (np. średnie stężenie hemoglobiny w grupie dzieci uczęszczających do przedszkoli). Możliwe relacje pomiędzy w/w wartościami: W. rzeczywista > W. obserwowana W. rzeczywista = W. obserwowana W. rzeczywista < W. obserwowana KIERUNEK RELACJI MA CHARAKTER PRZYPADKOWY

BŁĄD D PRZYPADKOWY Trzy podstawowe źródła błędu przypadkowego: tzw. zmienność biologiczna tzw. błąd losowania tzw. błąd pomiaru

BŁĄD D SYSTEMATYCZNY Błąd systematyczny jest jednokierunkową różnicą pomiędzy wartością rzeczywistą zmiennej a wartością aktualnie zmierzoną. Wynika on nie tylko z zastosowania błędnej metody pomiarowej ale również z niewłaściwego protokołu badawczego i polega na przyjmowaniu przez wartości zmierzone poziomów albo stale wyższych albo stale niższych od wartości rzeczywistej. Kierunek tej różnicy ( + lub - ) nie jest znany w momencie pomiaru - ma charakter systematyczny. W związku z tym wartość średnia z serii pomiarów ma tendencję do lokowania się poniżej lub powyżej wartości rzeczywistej.

BŁĄD D SYSTEMATYCZNY Błąd systematyczny ( bias ) posiada złożoną naturę. W literaturze wymienia się około 30 rodzajów tego błędu. W praktyce istotną rolę odgrywają: błąd systematyczny związany ze zjawiskiem selekcji; błąd systematyczny związany z pomiarem (zjawiska zdrowotnego i / lub narażenia) W OBU PRZYPADKACH ROLA POPRAWNEGO PROTOKOŁU (np. typ badania)

KWINTESENCJA BADANIA EPIDEMIOLOGICZNEGO SZACOWANIE (ESTYMACJA) ESTYMATOR PARAMETR aby poznaćśrednią masę ciała donoszonych noworodków matek palących papierosy nie badam wszystkich dzieci, ale grupę np. 500 dzieci takich matek

BŁĄD D W BADANIU EPIDEMIOLOGICZNYM SYTUACJA IDEALNA ESTYMATOR = PARAMETR SYTUACJA REALNA ESTYMATOR = PARAMETR + BŁĄD ESTYMATOR = PARAMETR + BŁĄD SYSTEMATYCZNY + BŁĄD PRZYPADKOWY

BŁĄD PRZYPADKOWY I SYSTEMATYCZNY Duży błąd systematyczny mała trafność Duży błąd przypadkowy mała precyzja Trafność = stopień, w jakim obserwacja jest zdolna do pomiaru zjawiska, które jest przedmiotem obserwacji Precyzja = powtarzalność wyniku obserwacji PRECYZJA TRAFNOŚĆ ale WIARYGODNOŚĆ = PRECYZJA + TRAFNOŚĆ

TRAFNOŚĆ Trafność wewnętrzna (pomiary zgodne ze standardami ) Trafność zewnętrzna (możliwość uogólniania) DOBRA PRAKTYKA EPIDEMIOLOGICZNA