Epidemiologie in Public Health und Klinischer Forschung I. Teil Prof. Dr. med. Hans-Werner Hense Leiter Klinische Epidemiologie Institut für Epidemiologie und Sozialmedizin Universität Münster

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„ Any work which seeks to elucidate the causes of disease, the mechanisms of disease, the course of disease, the cure of disease, or the prevention of disease, must begin and end with observations of man, whatever the intermediate steps may be.“ Sir George Pickering, 1952

Bio-medizinische Grundlagen Gesundheit / Krankheit Bio-medizinische Grundlagen (Mechanismen, Ätiologie, Pathophysiologie, Molekularbiologie, Genetik etc.) Klinik (Patienten, Symptome, Krankheiten, Diagnostik, Therapie etc.) Public Health (Bevölkerung, Gruppen, Schichten, Epidemien, Systeme etc.) Klinische Studien Epidemiologie

Epidemiologie ist eine Grundlagenwissenschaft der Gesundheitsforschung Sie erforscht die Verteilung, die Häufigkeit und die Determinanten von physiologischen Parametern, Symptomen und Beschwerden sowie Krankheiten. Sie untersucht deren natürlichen Verlauf sowie medizinische, individuelle und soziale Einflüsse in Bevölkerung(sgrupp)en.

Bereiche epidemiologischer Forschung Häufigkeiten (deskriptiv) Ursachen (analytisch) Prognose (analytisch) Evaluation (Diagnose, Therapie, Intervention)

Methoden epidemiologischer Forschung Planung: Spezifische Studienformen („Studiendesigns“) Analyse: Allgemeine und spezifische statistische Verfahren Interpretation: Kontrolle von Verzerrungen („Bias & Confounding“)

Epidemiologische Studienformen I Deskriptive Studien - Populationen Korrelations- oder Ökologische Studien - Einzelpersonen (Fallberichte, Kasuistiken, Fallserien) Querschnittsstudien (Surveys)

Epidemiologische Studienformen II Analytische Studien - Beobachtungsstudien Fall-Kontroll Studien Prospektive (Kohorten-, Follow-Up-)Studien - Interventionsstudien Kontrollierte Klinische Studien

? Epidemiologische Studienformen I Deskriptive Studien - Populationen Korrelations- oder Ökologische Studien - Einzelpersonen (Fallberichte, Kasuistiken, Fallserien) Querschnittsstudien (Surveys) ?

Epidemiologische Studienformen I Bei Korrelations- oder Ökologischen Studien sind Populationen die Beobachtungseinheit und Aggregatdaten dienen zur Charakterisierung einer Exposition (Belastung gegenüber Schad- oder Risikofaktoren).

Fragestellung Gibt es einen Zusammenhang zwischen Rauchen und Lungenkrebs? - Gibt es einen Zusammenhang zwischen Alkoholkonsum und Herzinfakten? Gibt es einen Zusammenhang zwischen Ernährung und Darmkrebs?

Crude death rate for lung cancer among men in 1950 and per capita consumption of cigarettes in 1930 in various countries Great Britain Switzerland Finland USA Holland Denmark Australia Canada Sweden Norway Iceland Cigarette consumption Deaths per million Source: U.S. D.H.E.W. Smoking and Health: Report of the Advisory Committee to the Surgeon General of the Public Health Service. Washington, D.C.: U.S. Government Printing Office, 1964

Per capita alcohol consumption and CHD mortality rates in 20 countries in 1972 France Canada Ireland UK Australia US Finland New Zealand Portugal Spain Japan Italy Switzerland Austria W. Germany Netherlands Norway Sweden Belgium 1972 CHD death rates (males, 55–64 years of age) Per capita alcohol consumption (liters) Source: LaPorte RE, Cresanta JL, Kuller LH. J Public Health Policy 1980;1:198

Correlation between per capita meat consumption and colon cancer incidence rate among women in various countries Per capita daily meat consumption – grams Colon cancer incidence/100,000 women Nig USA NZ Jam Yug Chi Col Jap Den UK Can Nor Isr Net DDP Ice FDP Swe Hun Pol PR Rom Fin Source: Int. J. Cancer 15:617, 1975

Epidemiologische Studienformen I Vorsicht beim sog. Ökologischen Fehlschluss (ecological fallacy), dem unerlaubten (!) Rückschluss von Aggregatdaten (Gesamtbevölkerung als Beobachtungseinheit) auf Individualdaten (Individuen als Beobachtungseinheit).

Epidemiologische Studienformen I Deskriptive Studien - Populationen Korrelations- oder Ökologische Studien - Einzelpersonen (Fallberichte, Kasuistiken,Fallserien) Querschnittsstudien (Surveys)

Fragestellung - Wie häufig ist Asthma im Kindesalter? - Wie häufig ist Diabetes bei Erwachsenen? - Nimmt die Adipositas in der Bevölkerung zu?

Querschnittsstudien Ziel: Beschreibung von Krankheit bezogen auf: Person: Wer wird krank? Ort: Wo ist die Krankheit selten(er) / häufig(er)? Zeit: Wann tritt die Krankheit auf? Wie ändert sie sich mit der Zeit?

Querschnittsstudien Bevölkerung Repräsentativ ! Stichprobe Vorgehen: Aus einer Bevölkerung wird eine repräsentative Stichprobe gezogen. Bevölkerung Repräsentativ ! Stichprobe Repräsentativität: Jede Person der Bevölkerung wird mit gleicher Wahrscheinlichkeit für die Stichprobe ausgewählt. Verfahren: Zufallsauswahl (random sampling)

Querschnittsstudien Bevölkerung Repräsentativ ! Stichprobe Teilnehmer Vorgehen: Aus einer Bevölkerung wird eine repräsentative Stichprobe gezogen. Bevölkerung Repräsentativ ! Stichprobe Teilnehmer Unter den Teilnehmern der Stichprobe wird dann das Vorkommen von Krankheiten, Symptomen, Risikofaktoren, Sozialschicht etc. bestimmt.

Querschnittsstudien: Grundanforderungen Repräsentative Stichprobe „Faustregel“: Teilnahmerate > 65% Standardisierte Untersuchungen Qualitätskontrolle (Ort, Zeit!)

Mögliche Probleme bei der Interpretation Bias (Verzerrung)  DEFINITION Bias (deutsch: Verzerrung) ist ein Vorgang, der bei einer Studiendurchführung bzw.-auswertung zu einer systematischen Abweichung von den wirklichen Werten führt. Wichtige Arten von Bias in der Epidemiologie sind: Selektionsbias (z.B. ‚Non-responder bias‘) Informationsbias (z.B. ‚recall bias‘)

Querschnittsstudien Definition von Prävalenz In einer Querschnittstudie bestimmt man primär die Prävalenz. Definition von Prävalenz Anteil an einer Bevölkerung, der von einer bestimmten Krankheit oder Veränderung betroffen ist. Die Prävalenz P errechnet sich als: Zahl der betroffenen Personen P = Zahl aller Personen in der Bevölkerung Man unterscheidet Punkt- und Periodenprävalenz.

Nationaler Gesundheitssurvey 1998 7124 Teilnehmer 4705 West-D 2419 Ost-D An 114 Orten Alter: 18 – 79 Jahre Teilnahmerate 61.4% www.rki.de

www.rki.de

Querschnitts- oder Prävalenzstudien: Wer wird krank? Sozialschicht und Erkrankungsprävalenz Männer Frauen Quelle: Nationaler Gesundheitssurvey, Deutschland 1999

Querschnitts- oder Prävalenzstudien: Wann tritt Krankheit auf? Wie verändert sich Krankheit? Bundesgesundheits-Survey 1991 vs.1998 Gesundheitswesen1999;61(2): S118

Querschnitts- oder Prävalenzstudien: Wo ist Krankheit seltener / häufiger? 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% Country China Australia Albania Greece Russia Ethiopia Singapore Spain Hong Kong Japan France Germany Kenya Finland South Africa USA Brazil Peru Canada New Zealand United Kingdom Indonesia Source: The Lancet 1998 The 12-month prevalence (%) of asthma symptoms in 13–14 year olds (written questionnaire) for each centre by selected country

Querschnittsstudien: Verteilung von Messparametern % 30 65 – 74 Jahre 55 – 64 Jahre 45 – 54 Jahre 35 – 44 Jahre 25 – 34 Jahre 25 20 Frequencies 15 10 5 g/m 70 - 80 120 - 130 170 - 180 220 - 230 LVMI

Querschnittsstudien Einflussfaktoren auf die Prävalenz: Neuerkrankte Prävalenz-Pool Geheilte Verstorbene

Querschnitts- oder Prävalenzstudien Einflussfaktoren auf die Prävalenz Prävalenz-Zunahme Besseres Überleben Zunahme der Neuerkrankungen Zunahme der allg. Lebenserwartung Zuwanderung Kranker Abwanderung Gesunder Verbesserung der Diagnostik Höhere Letalität Abnahme der Neuerkrankungen Abnahme der allg. Lebenserwartung Abwanderung Kranker Zuwanderung Gesunder Vermehrte Heilung Prävalenz-Abnahme

Querschnittsstudien Stärken: Prävalenz gut zu ermitteln Identifikation von Subgruppen der Bevölkerung mit besonderer Belastung Kausal-Hypothesen aus korrelativen Analysen (Vorsicht!) Begrenzter Aufwand Schwächen Gleichzeitige Ermittlung von Krankheit und Risikofaktor (Verlust der Zeitdimension): relevant bei Erkrankungen, nach deren Auftreten sich Symptome, Ausprägung oder Risikofaktoren ändern (z.B. Hypertonie, allergisches Asthma) Selektionsbias (z.B. Non-Response-Effekte, selektives Überleben)

Fragen und Antworten Die Prävalenz der KHK nimmt zu, obwohl die Inzidenz seit Jahren sinkt. Wie lässt sich das erklären? Krebsvorsorgeuntersuchungen senken die Inzidenz von Krebskrankheiten: richtig - oder? Die Prävalenz von Menschen in der Bevölkerung, die jemals eine Krebserkrankung hatten steigt in Deutschland stetig. Was sind die Ursachen?

Fragen und Antworten In einer Studie findet sich kein Zusammenhang zwischen der Zahl der jährlich durchgeführten PCIs eines Krankenhauses und der Komplikationsrate. Die Autoren leiten daraus ab, dass die Menge der Prozeduren („Erfahrung“) keine bessere Qualität der Versorgung bewirkt. Beim Nationalen Gesundheitssurvey von 1998 fand sich, dass Personen, die Antihypertensiva einnahmen häufiger einen Herzinfarkt und/oder Schlaganfall berichteten als solche, die trotz hoher Blutdruckwerte nicht behandelt wurden. Schaden Antihypertensiva? Beim Kinder- und Jugendsurvey (KIGGS) von 2004 hatten Kinder mit Haustieren, vor allem Katzen und Hasen, deutlich seltener Asthma als Kinder, die solche Tiere nicht besaßen. Schützen diese Haustiere vor Asthma?