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Methoden epidemiologischer ForschungMethoden epidemiologischer Forschung
1. Planung:Planung: Spezifische Studienformen
(QS, FKS, PS, RCT)
‚‚Klinische‘ Epidemiologie:Klinische‘ Epidemiologie:
Abnormalität Wer ist krank / gesund?
Diagnose Wie gut sind welche Tests für welche Krankheit?
Ursache Was verursacht eine Krankheit?
Risiko Stärke des Zusammenhanges?
Prognose Wie verläuft die Erkrankung in welchem Stadium?
Therapie Wie verändert eine Behandlung den Verlauf?
Kosten Welche Kosten verursachen Krankheit / Therapie?
QS, PS
QS, PS,(R)CT
FKS, PS, (RCT)
FKS, PS, (R)CT
(FKS), PS
RCT
RCT, PS
Methoden epidemiologischer ForschungMethoden epidemiologischer Forschung
1. Planung:Planung: Spezifische Studienformen
(QS, FKS, PS, RCT)
2. Analyse:Analyse: Allgemeine statistische Verfahren (Stichprobe, Test, Signifikanz) Spezielle statistische Verfahren (t-Test, 2-Test; Konfidenzintervalle; Adjustierung)
Methoden epidemiologischer ForschungMethoden epidemiologischer Forschung
1. Planung:Planung: Spezifische Studienformen
(QS, FKS, PS, RCT)
2. Analyse:Analyse: Allgemeine statistische Verfahren (Stichprobe, Test, Signifikanz) Spezielle statistische Verfahren (t-Test, 2-Test; Konfidenzintervalle; Adjustierung)
3.3. Interpretation:Interpretation:Schlussfolgerungen aus Resultaten
Kontrolle von Verzerrungen („Bias & Confounding“)
Interpretation von Studienergebnissen
Prof. Hense Institut für Epidemiologie und Sozialmedizin
der Universität Münster
Angaben zum Risiko erfolgen im Allgemeinen Angaben zum Risiko erfolgen im Allgemeinen bei folgenden Studientypen:bei folgenden Studientypen:
Beobachtungsstudien Fall-Kontroll-Studien (Odds Ratio) Prospektivstudien (Absolutes Risiko, Relatives Risiko) außerdem: Kumulative Inzidenz, Inzidenzrate bzw. –dichte,
(Incidence) Rate Ratio, Hazard Rate Ratio, Risk Difference, Survival Rate,…
Interventionsstudien Kontrollierte Studie (Absolutes Risiko, Relatives Risiko) außerdem: (Cumulative) Risk Ratio, (Incidence) Rate Ratio, Hazard Rate Ratio, Risk Difference, Survival Rate,…
Prospektiv- oder KohortenstudienProspektiv- oder Kohortenstudien
Definition des Absoluten RisikosDefinition des Absoluten Risikos
Die in einer Studie beobachtete Inzidenzrate (= Neuerkrankungsrate)
[oder die Sterbe-Rate] wird als das Absolute Risiko bezeichnet:
sie gibt die Gefährdung, zu erkranken bzw. zu versterben,
als Wahrscheinlichkeit wider.
Beispiel:
-7 von 1000 Männern über 55 Jahren (0,7%) erkrankten
pro Jahr erstmals an einem Colon-Ca.
-Während eines Follow-Ups von 5 Jahren betrug die Inzidenz an
Colon-Ca. 3,5%.
-Das Absolute 5-Jahres-Risiko betrug in dieser Studie 3,5%.
Prospektiv- oder KohortenstudienProspektiv- oder Kohortenstudien
Definition des Relativen RisikosDefinition des Relativen Risikos
Das Relative Risiko gibt das Verhältnis der Inzidenzraten (= Absoluten Risiken von Exponierten und Nicht-Exponierten bzw. unter Personen mit und ohne einen Risikofaktor wieder:
Inzidenzrate von Exponierten / mit RFRR =
Inzidenzrate von Nicht-Exponierten / ohne RF
Beispiel: -5-Jahres-Inzidenz für Colon-Ca. in Ernährungsgruppe A = 3.5%,5-Jahres-Inzidenz für Colon-Ca. in Ernährungsgruppe B = 7.0%.Relatives Risiko für Colon-Ca. Ernährungsgruppe A zu B:
RR = 3.5% / 7.0% = 0.5-Relatives Risiko für Colon-Ca. Ernährungsgruppe B zu A:
RR = 7.0% / 3.5% = 2.0
Prospektiv- oder KohortenstudienProspektiv- oder Kohortenstudien
Definition des Relativen RisikosDefinition des Relativen Risikos
Das Relative Risiko gibt das Verhältnis der Inzidenzraten vonExponierten und Nicht-Exponierten bzw. unter Personen mit und ohne einen Risikofaktor wieder:
Inzidenzrate von Exponierten / mit RFRR =
Inzidenzrate von Nicht-Exponierten / ohne RF
RR > 1.0 : Exposition / RF führen zu mehr KrankheitRR = 1.0 : Exposition / RF haben keinen Einfluss auf KrankheitRR < 1.0 : Exposition / PF schützen vor Krankheit
Das Relative Risiko ist ein Maß für die krankmachende oder präventiveKraft einer Exposition / eines RF.
Relative Risiken
Inzidenzraten und Relative Risiken, Tödlicher und nicht-tödlicher AM, nach Risikofaktoren,
Männer.
0
20
30
40
10
inci
denc
e ra
te (p
er 1
000
py)
RR = 1.0
2.72.8
4.2
6.5
8.3
11.1
1.5
000
111
011
101
110
010
100
001
8 / 373 4 / 133 7 / 110 7 / 75 4 / 35 16 / 107 6 / 339 / 149
Risk factorcombination: Actual Hypertension
TC/HDL-C >= 5.5Smoking (>= 1cig./day)
Incident MIs / Population at risk:
Source: Keil et al. Eur Heart J 1998
MONICA Augsburg Cohort Study 1984–1992
Absolute Risiken
Das Risiko für das Auftreten des Lungenkarzinoms in der Kohorte beträgt 5,4 Fälle pro 1000 in 10 Jahren,
oder: bei 1000 Studienteilnehmern treten pro Jahr 0,54 neue Fälle auf,oder: die Neuerkrankungsrate beträgt 54,0 Fälle pro 100.000 und Jahr.
Das Risiko beträgt 9,6 Fälle pro 1000 Raucher und 0,7 Fälle pro 1000 Nichtraucher in 10 Jahren.
Das Relative Risiko für das Auftreten von Lungenkrebs ist für Raucher gegenüber Nichtrauchern 13,7-fach erhöht;oder: Raucher haben ein 1270 % höheres Risiko als Nichtraucher.
Unter 10.000 Rauchern treten innerhalb von 10 Jahren 89 zusätzliche Fälle von Lungenkrebs auf.
3 Lungenkarzinome
4800 Raucher
4200 NichtraucherStich-probe
Gegenwart Zukunft
46 Lungenkarzinome
10 Jahre
Risiken vergleichen - KohortenstudieRisiken vergleichen - Kohortenstudie
I = (49/9000) x 1000 = 5,4IR = (46/4800) x 1000 = 9,6IN = ( 3/4200) x 1000 = 0,7RR= 9,6 / 0,7 = 13,7RD= 9,6 - 0,7 = 8,9
Absolutes Risiko
Absolutes Risiko
Relatives Risiko
Risikodifferenz(‚Attributables‘ Risiko)
Vierfeldertafel zur Berechnung der Odds Ratio
Raucher Nicht-Raucher
Lungenkrebsfälle
Kontrollen
647 (A) 2 (B) 649
622 (C) 27 (D) 649
1269 29 1298
Männer
Odds Ratio (OR) = A x D
= 647 x 27
= 14,0 B x C 622 x 2
Merke: Die Odds Ratio ist ein Maß für dasRelative Risiko in Fall-Kontroll-Studien
Risiken verstehen - Fall-Kontroll-StudieRisiken verstehen - Fall-Kontroll-Studie
Exposition Asthma KontrollenMutter Raucherin ? ?
Mutter Nichtraucherin ? ?
Gesamtzahl 570 570
378 124192 446
Anteil Raucher unter Fällen: 378 / 570 = 66,3 %Anteil Raucher unter Kontrollen: 124 / 570 = 21,8 %
„Chance“ für Rauchen bei Fällen: 378 /192 = 1,97 : 1(= Odds) Kontrollen: 124 / 446 = 0,28 : 1
Odds Ratio (= „Chancenverhältnis“) 1,97 / 0,28 = 7,0
Risiken verstehen – Fall-Kontroll StudieRisiken verstehen – Fall-Kontroll Studie
Die Chance, dass die Mutter raucht, ist für Kinder mit Asthma 7,0-fach höher.
Odds Ratio
Risiken vergleichen – Fall-Kontroll StudieRisiken vergleichen – Fall-Kontroll Studie
Fall-Kontroll-Studien sind ein wichtiges Instrument
zur Ermittlung seltener Nebenwirkungen von Medikamenten
Risiken vergleichen – InterventionsstudieRisiken vergleichen – Interventionsstudie
Zustand nach Anzahl Pat.
10 Jahren in jeder Gruppe
Behandlung Tot Lebend
Konservativ 404 921 1325
Chirurgisch 350 974 1324
754 1895 2649
Wie lässt sich das Ergebnis beschreiben?Wie lässt sich das Ergebnis beschreiben?
Risiken vergleichen – InterventionsstudieRisiken vergleichen – Interventionsstudie
Outcome nach Anzahl Pat. 10 Jahren in jeder Gruppe
Behandlung Tot LebendKonservativ 404 921 1325Chirurgisch 350 974 1324
754 1895 2649
Sterberate oder Konservativ 404 / 1325 = 0,305 30,5/ 10030,5/ 100Absolutes Risiko Chirurgisch 350 / 1324 = 0,264 26,4/ 10026,4/ 100
Sterberatendifferenz 30,5% - 26,4% = 4,1 %4,1 %
Sterberatenquotient oder K / C = 0,305 / 0,264 = 1,15 1,15 Relatives Risiko (= RR) C / K 0,264 / 0,305 = 0,870,87
oder Absolute Risikoreduktion (= ARR)
Outcome nach Anzahl Pat. 10 Jahren in jeder Gruppe
Behandlung Tot LebendKonservativ 404 921 1325Chirurgisch 350 974 1324
754 1895 2649
Sterberate oder Konservativ 404 / 1325 = 0,305 30,5/ 10030,5/ 100Absolutes Risiko Chirurgisch 350 / 1324 = 0,264 26,4/ 10026,4/ 100
Sterberatendifferenz 30,5% - 26,4% = 4,1 %4,1 %
Sterberatenquotient oder K / C = 0,305 / 0,264 = 1,15 1,15 Relatives Risiko (= RR) C / K 0,264 / 0,305 = 0,870,87
oder Absolute Risikoreduktion (= ARR)
Abgeleitete Größe:
Relative Risikoreduktion (= RRR ↔ 1 – RR) = 13%13%
- Gibt an wie viele Patienten behandelt/ untersucht werdenmüssen, um ein Krankheitsereignis zu verhindern: (1 / 0,041) 25
- Ermöglicht einen verständlichen Vergleich verschiedener Therapie- bzw. Diagnostikalternativen.
- Wird durch die „Number-needed-to-harm“ (NNH) bzw. „Number-needed-to-screen“ ergänzt.
„„Number needed to treat“ (NNT)Number needed to treat“ (NNT)
Berechnung: NNT =1
Risikodifferenz x 100
Risiken vergleichenRisiken vergleichen
Sie reduziert das Mortalitätsrisiko um 13%.
Sie senkt die Mortalitätsrate um 4,1%.
Bei 25 Patienten, die mit CABG behandelt werden,
verhindert sie einen Todesfall, der unter
konservativer Therapie aufgetreten wäre.
Die chirurgische Behandlung (CABG) bietet im Vergleich zur primär konservativen Behandlung bei Patienten mit stabiler KHK folgende Vorteile:
Die Firma schreibt:Während ASS allein die Schlaganfallrate um 18% senkte, war diesbei Aggrenox zu 37% der Fall.
Schlaganfall über 24 Mon.: Aggrenox 9,9 % Aspirin 12,9 %Dipyridamol 13,2 %Placebo 15,8 %
ARR = 3%ARR = 3%NNT = 33NNT = 33
NNT
Bezeichnung Synonym / identisch mit
Beschreibung Interpretation
Absolutes Risiko Absolute Risk
Kumulative Inzidenz,
Ähnlich zu:Inzidenzrate, Inzidenzdichte, Hazard Rate
Anzahl von Neuerkrankungen während des Beobachtungszeit-raumes bei exponierten (IE) oder nicht-exponierten (I0) Teilnehmern geteilt durch die geweilige Gesamtanzahl von Exponierten und Nichtexponierten zu StudienbeginnIE = Fälle /NE oder IO = Fälle / NO
Maß für die Häufigkeit des Neuauftretens einer Erkrankung bzw. für das durchschnittliche Risiko für das Neuauftreten einer Krankheit in einer bestimmten Zeit.
Relatives Risiko Relative Risk (RR)
Rate Ratio Inzidenzrate der Exponierten mit einem Risikofaktor geteilt durch die Inzidenzrate der Nichtexponierten RR = IE / IO
Maß für die Stärke eines Zusammenhanges zwischen Exposition und Erkrankung
Risikodifferenz Risk difference (RD)
Inzidenzdifferenz;In RCT: Absolute Risiko-Reduktion (=ARR)
Differenz der Inzidenzraten zwischen Exponierten und NichtexponiertenRD = IE - IO
Maß für die reduzierte Häufigkeit von Neuerkrankungen pro Zeiteinheit, die auf die Expositionzurückzuführen ist.
RisikodefinitionenRisikodefinitionen
Number Needed To Treat (NNT)
Kehrwert der Risikodifferenz zwischen Exponierten und NichtexponiertenNNT = (1/ RD)
Mass für die Effektivität einer Therapie (Wieviel Patienten müssen behandelt werden um 1 Ereignis zu verhindern ?)
Relative Senkung (in %) der Inzidenzrate unter Exponierten im Vergleich zu NichtexponiertenRRR = (1 – RR) = [1 – (IE / IO)]
Prozentuale Reduktion der Inzidenz pro Zeiteinheit, die auf die Exposition zurückzuführen ist.
In RCT:Relative Risiko Reduktion (RRR)
Relative Risiko -änderung
RisikokommunikationRisikokommunikation
Ärzte müssen Risiken verstehen, damit sie wissenschaftliche Ergebnisse sinnvoll an Patienten vermitteln können.
Beispiel „ Die Wahrscheinlichkeit, dass Sie einen Herzinfarkt oder Schlaganfall bekommen, beträgt ohne Behandlung 20%.“
Problem: Fehlen der Referenzgröße. Ärzte-Referenz: die Zahl ihrer Patienten; Patienten-Referenz: ???.
Lösungsmöglichkeit: Spezifikation der Referenzgröße oder Angaben als natürliche Häufigkeiten verwenden.
BeispielBedingte Wahrscheinlichkeiten
„Brustkrebs wird bei einem Mammographie-Screening zu 90% entdeckt.“
Problem:Ärzte und Patienten haben große Schwierigkeiten zwischen Sensitivität, Spezifität und positivem prädiktivem Wert eines Tests zu unterscheiden. Deswegen wird eine solche Aussage häufig missverstanden als „Wenn eine Frau einen positiven Test hat, dann hat sie zu 90% Brustkrebs“.
Lösungsmöglichkeit: Referenzgröße benennen und natürliche Häufigkeiten verwenden.
RisikokommunikationRisikokommunikation
Beispiel Relative Risiken„Durch die Teilnahme am Mammographie-Screening reduziert sich das Risiko, an Brustkrebs zu sterben, um 25%.“
Problem: Nur wenige Patientinnen realisieren, dass sich die angegebenen Zahlen auf die relative Risikoreduktionen beziehen (von 1000 Frauen, die eine Mammographie durchführen lassen, werden 3 an Brustkrebs sterben, im Gegensatz dazu 4 von 1000 Frauen, die keine Mammographie machen lassen).Die Wirksamkeit der Mammographie wird deshalb unter Umständen missverstanden bzw. überschätzt.
Lösungsmöglichkeit:Verwendung natürlicher Häufigkeiten!(hier: „Unter 1000 Frauen, die am Mammographie-Screening teilnehmen, wird ein Todesfall durch Brustkrebs vermieden.“)
RisikokommunikationRisikokommunikation
Copyright restrictions may apply.
Schwartz, L. M. et al. J Natl Cancer Inst Monogr 1999 1999:124-133.
Asymmetric presentation of benefit and harm (‘Framing’)
Fig. 3. Asymmetric presentation of benefit and harms of tamoxifen. The actual frames tend to emphasize benefit and minimize harm, whereas the alternate frames have the opposite effect. The numbers shown are the average annual event rates.
Welches der nachfolgend genannten Maße ist nicht geeignet, die Stärke des Zusammenhanges zwischen Risikofaktor und
Krankheit zu beschreiben?
Absolu
tes R
isi...
Risi
kodifferen...
Num
ber-Needed-...
Relativ
es Risi...
Relativ
e Risi
k...
20%
10% 13%
5%
53%1. Absolutes Risiko2. Risikodifferenz3. Number-Needed-to Treat4. Relatives Risiko5. Relative Risikoreduktion
In einer FKS zur Ätiologie des Colonkarzinoms finden sich zwei wichtige Expositionen mit signifikanter Odds Ratio: ein geringer vs. ein sehr hoher Verzehr von rotem Fleisch (OR = 0.25) und ein hoher Fettverzehr (OR = 4.0). Welcher Faktor ist ätiologisch bedeutsamer?
Ein hoher V
erz...
Ein hoher F
ett...
Beid
e sind gle
...
13%
25%
63%1. Ein hoher Verzehr von rotem Fleisch?
2. Ein hoher Fettverzehr?3. Beide sind gleich
bedeutsam.
Fragen Fragen
4. Ein Faktor erhöht über 10 Jahre - das Krebsrisiko von 0.001 auf 0.014 und- das Infarktrisiko von 0.03 auf 0.06.Welche Wirkung ist bedeutsamer?
RR = 14, RD = 0.013RR = 2, RD = 0.03
Evidenz-basierte Medizin
Wissenschaftliche Verfahren, die empirisch belegte,nachvollziehbare Aussagen zur Wirksamkeit, zum Nutzen
und zur Wirtschaftlichkeit der Medizin zulassen,verbessern die Voraussetzungen für eine
qualitätsgesicherte medizinische Versorgung.
Evidenzbasierte Medizin (ebM)
Im Sozialgesetzbuch (§ 137 f SGB V) ist festgelegt, dass sich
die Behandlung in einem strukturierten
Behandlungsprogramm an evidenzbasierten Leitlinien
orientieren muss.
1.a. Systematische Übersicht von RCTs1.b. Einzelne RCTs
2.a. Systematische Übersicht aus Kohortenstudien2.b. Einzelne Kohortenstudien
3.a. Systematische Übersicht aus Fall-Kontroll-Studien3.b. Einzelne Fall-Kontroll-Studien
4. Fallserien, qualitativ schlechte Beobachtungsstudien
5. Expertenmeinung, Expertenkonsens
Grad der Evidenz - Levels of Evidence*Studien zu Therapie und Prävention
*Quelle: Oxford Centre of Evidence-based Medicine
The Cochrane Collaboration
Archie Cochrane
“It is surely a great criticism of our profession that we have not organized a critical summary, by specialty or subspecialty, adapted periodically, of all relevant randomized controlled trials.”
Meta- Analysen = „Studien über Studien“Meta- Analysen = „Studien über Studien“
Die statistische Synthese der quantitativen Resultate
von mehreren Studien, die sich der gleichen oder
sehr ähnlichen Fragen gewidmet haben.
Systematische Übersichten - Metaanalysen Systematische Übersichten - Metaanalysen
Systematische Übersicht von Beobachtungsstudien zum Risiko des Passivrauchens für das Auftreten einer koronaren Herzkrankheit
Folien unter
• www.epi.klinikum.uni-muenster.de
Die Cochrane Library unter
• www.uni-muenster.de/ZBMed/datenbanken/index.html
Das Programm EUEBM unter
• www.ebm-unity.org
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