Лекция 1: меры заболевания

Артемий Охотин, okhotin@tarusa-hospital.ru

Тарусская больница, университет ИТМО

9/15/23

Доказательная медицина / клиническая эпидемиология

the study of the distribution and determinants of health-related states or events in specified population and the application of this study to control of health problems1

Эпидемиология изучает распределение и причины состояний и событий, связанных со здоровьем в определенных популяциях, с целью воздействовать на проблемы со здоровьем.

План занятий

  1. Факты: измерение явлений (measures of occurence)
  2. Причины: измерение соотношений (measures of association)
  3. Причинные и беспричинные соотношения (confounding and bias)
  4. Доклады (research proposals)

Доказательства в медицине

Все, принявшие это лекарство, быстро поправились, не считая тех, кому оно не помогло – те умерли. Таким образом, очевидно, что это средство не помогает только в безнадежных случаях. (Гален, 130-210 A.D.)

Популяция

Что мы исследуем?

  • Открытая популяция (входят и выходят)

  • Закрытая популяция (никто не входит)

  • Когорта (никто не выходит)

Ось времени

Календарное время

Возраст

Событие (index event)

Sampling (subpopulation)

Yeh, R. et al. Parachute use to prevent death and major trauma when jumping from aircraft: randomized controlled trial. BMJ 2018;363:k5094.

Выводы: согласно результатам первого рандомизированного клинического испытания в этой области парашюты не снижают риск смерти или тяжелых травм при прыжках с самолета.

Популяция

Здоровые и больные

Распространенность

\[ \frac{\text{число со свойством Х}}{\text{общая численность популяции}} \]

  • оценивается одномоментно

  • одномоментность фактически имеет протяженность

  • одномоментные, кросс-секционные или поперечные исследования, срезы

Примеры одномоментных исследований

  • Распространенность рака шейки матки в России в 2021 г.
  • Распространенность курения в Санкт-Петебрурге в 2002 г.
  • Охват вакцинацией (две дозы) от КОВИД-19 в мае 2021 г.
  • Распространенность пролежней в стационаре 15.03.2022

Moment prevalence

Moment prevalence

\[\frac{\text{5}}{\text{50}} = \text{10}\% \]

Period prevalence

Period prevalence

\[\frac{\text{9}}{\text{50}} = \text{18}\% \]

Характеристики распространенности

  • изучаемое свойство:
    • распространенность фиолетовых волос
  • популяция:
    • среди подростков 15-16 лет в СПб
  • время:
    • в 2021-2022 учебном году

Что из этого распространенность?

  • A systematic, worldwide review found the prevalence of psoriasis ranged from 0.5 to 11.4 percent in adults and 0 to 1.4 percent in children [1]. The prevalence of psoriasis tends to increase with increasing distance from the equator.

  • По данным результатов исследования ВЦИОМ (2022 г.), 35% россиян ошибочно считают, что Солнце вращается вокруг Земли, а не наоборот.

  • По состоянию на конец 2021 г. в мире, согласно оценкам, насчитывалось 38,4 млн [33,9–43,8 млн] человек, живущих с ВИЧ-инфекцией, две трети из которых (25,6 млн) проживали в Африканском регионе ВОЗ.

  • Россия входит в число 22 стран мира с наименее благоприятной ситуацией по заболеваемости туберкулёзом (44,4 случая на 100 тысяч населения) и в тройку стран с наибольшим распространением устойчивых форм заболевания.

NEJM (prevalence)

https://www.nejm.org/search?q=prevalence

Incidence (случаемость, заболеваемость)

  • Мера новых случаев

  • “Распространенность новых случаев”

Как измерять?

  • сколько заболело (n)
  • сколько заболело из тех, кто мог заболеть (n/N)
  • за какой период времени (n/N/t)
  • We identified 467 cases of cardiomyopathy, for an overall annual incidence of 1.13 per 100,000 children (95 percent confidence interval, 1.03 to 1.23). 1

Заболеваемость

Заболеваемость

Заболеваемость

Первые полгода

Вторые полгода

Продольное исследование (longitudinal)

Что ставить в знаменатель?

  • Всех, кто был в начале периода наблюдения

  • Всех, кто был в конце/середине периода наблюдения

  • Всех, кто мог заболеть

  • Всех, кто вообще был в исследовании

Пациенто-время (patient-time)

  • Общее время, в течение которого пациенты могли заболеть

  • Сумма времен каждого пациента, в течение которого он мог заболеть

  • Time at risk \[\sum_{i=1}^n t_i,\] \(t_i\) – время наблюдения пациента (до того, как он заболел).

Incidence proportion, %

\[n/N\]

  • Доля пациентов, заболевших в течение времени наблюдения.

  • 15% пациентов перенесли инфаркт за время наблюдения.

Incidence density (rate),

\[x/\text{patient-time}\] A primary composite outcome event (death from cardiovascular causes or hospitalization for heart failure) occurred in 415 patients (13.8%) in the empagliflozin group and in 511 patients (17.1%) in the placebo group (6.9 vs. 8.7 events per 100 patient-years).1

Допустимые значения

  • Incidence proportion

  • Incidence rate

Взаимосвязь

  • Cumulative incidence

  • Incidence rate

  • Prevalence

Никто не выздоравливает

  • “Кинетика первого порядка”

Никто не выздоравливает

  • “Кинетика первого порядка”

\[\text{Pr} = \text{CI} = 1 - e^{-\text{IR}\times t} \approx \text{IR} \times t \] Pr – prevalence, CI – cumulative incidence, IR – incidence rate, t – время.

Стационарное состояние

\[ \text{Pr} = (1 - \text{Pr}) \times \text{IR} \times \text{T}_d \] Pr – prevalence, IR – incidence rate, T\(_d\) – duration of disease.

Лечение ==> распространенность

Смертность

  • “Заболеваемость смертью”

  • Cumulative mortality (пропорция)

  • Mortality rate (скорость)

Шансы

Odds. A means of expressing probabilities often used by gamblers and sometimes by statisticians in certain contexts. If the probability of something occurring is 1/5 (or 0.2) then the odds against it occurring are 4 to 1, representing the ratio of the probability of 470 nonoccurrence, 4/5 (or 0.8) to the probability of occurrence, 1/5 (or 0.2). The concept is sometimes claimed to be too complex for physicians to understand, although gambler and readers of popular newspapers appear to have no difficulty with it.”

Stephen Senn. Statistical Issues in Drug Development, 2nd Edition. John Wiley & Sons, 2007.

Прогноз

  • Заболеваемость (incidence rate) редко бывает постоянной

  • Не всегда известно, все ли пациенты могут заболеть/умереть

  • Нужно узнать, каков прогноз после события (установления диагноза, заболевания, метода лечения)

  • Отдаленный и ближайший прогноз могут сильно отличаться (IR меняется)

Выживаемость/смертность

выживаемость = 1 - смертность

event-free survival = 1 - cumulative incidence

Выживаемость/смертность

The probability of filling an antibiotic prescription at an outpatient pharmacy was 33% (95% confidence interval [CI], 30 to 36) over 1 year, 47% (95% CI, 44 to 49) over 2 years, 55% (95% CI, 53 to 58) over 3 years, and 62% (95% CI, 60 to 64) over 4 years 1

Выживаемость/смертность

  • Death from any cause: 292 events in 1818 patients.

  • Thus, at 7 years of follow-up, the cumulative rate of death from any cause among patients with left bundle-branch block was 29% in the ICD-only group, as compared with 18% in the CRT-D group.1

  • 292/1818 = 16% ?

Ограничения исследований

  • Пациенты включаются в разное время

  • Не все пациенты наблюдаются одинаковое время

  • Анализ выживаемости

Survival simulator

Домашнее задание

Найти по одной статье в New England Journal of Medicine, где в качестве основного результата приводятся:

  • prevalence

  • incidence proportion

  • incidence rate

  • cumulative survival probability/mortality probability

Ссылки

  • Флетчер Р. Клиническая эпидемиология: основы доказательной медицины. М. Медиа-сфера. 2004.

  • Celentano, David D.,, M. Szklo, and Leon Gordis. Gordis Epidemiology. 6th edition. Philadelphia, PA: Elsevier, 2019.

  • Clark, T., Bradburn, M., Love, S. et al. Survival Analysis Part I: Basic concepts and first analyses. Br J Cancer 89, 232–238 (2003). https://doi.org/10.1038/sj.bjc.6601118