Prof. Dr. Elkeles Epidemiologie
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Definitionen zur Epidemiologie
• abgeleitet aus epi demos (gr.) = “auf der Bevölkerung”
• “Epidemiologie ist die Methode der Sozialmedizin. Sie befaßt sich mit der Beschreibung und Analyse der Verteilung von Krankheiten und deren Ursachen und Folgen in der Bevölkerung” (Waller 1997)
• “Epidemiologie ist die Wissenschaft, deren Gegenstand die Verteilung und Ausbreitungsweisen von Krankheiten in menschlichen Bevölkerungen ist” (Frentzel-Beyme 1985)
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Definitionen zur Epidemiologie
Ziele/Aufgaben: Beschreibung/Untersuchung der Verteilung der Häufigkeit von Krankheiten ..., Identifikation ätiologischer Faktoren..., Bereitstellung von Daten für Planung ... (Int. Gesellsch. f. Epidemiologie)
„Nach einer verbreiteten Definition ist Epidemiologie die quantitative Erforschung der Verteilung und der Determinanten (Risikofaktoren) von Krankheiten (oder allgemeiner gefaßt von Gesundheitszuständen) in der Bevölkerung und die Anwendung der Erkenntnisse auf die Kontrolle (Prävention und Behandlung) von Krankheiten.“ (Schwartz et al 2000)
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Datenquellen der Epidemiologie
• Primärdaten
• Sekundärdaten
• Todesursachen
• Krankheitsarten – Statistik
• Erhebung meldepflichtiger Krankheiten
• Krankheitsregister
• Mikrozensus, Surveys u.a.
• Behinderungen
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Datenquellen der Epidemiologie
• eigens für Untersuchungszwecke (selbst) erhobene Daten
• z.B. Gesundheitssurvey der Deutschen Herz-Kreislauf-Präventionsstudie (DHP), Bundesgesundheitssurvey 1998
Primärdaten
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• anderweitig erhobene, nicht für (diese) Untersuchungs-fragestellung erhobene Daten
• sekundäre Nutzung von zu anderen Fragen bzw. Erhebungszwecken erhobenen Daten
• Großteil der vorhandenen gesundheitsbezogenen Daten sind Sekundärdaten (z.B. Daten der für Verwaltungs-zwecke der Krankenkassen erhobenen Leistungen wie Arbeitsunfähigkeit)
Datenquellen der Epidemiologie
Sekundärdaten
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• amtliche Statistik auf Grundlage der Leichenschau-scheine
• Eingang in Statistik nur Haupttodesursache
• Reliabilität (Verlässlichkeit) abhängig von Sorgfalt und Kenntnis der zugrunde liegenden Todesursache
• Aufschlüsselung in Deutschland nur nach Alter und Geschlecht möglich, soziale Merkmale (z.B. Beruf) nicht erhoben
Datenquellen der Epidemiologie
Todesursachen
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• Leistungsdaten der Sozialversicherung, insbesondere Arbeitsunfähigkeit; Krankenhausdiagnosestatistik,
Rentenzugänge aufgrund von Erwerbs- oder Berufs-unfähigkeit:
• als epidemiologische Morbiditätsmaße nur bedingt geeignet
Datenquellen der Epidemiologie
Krankheitsarten - Statistiken
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• früher Bundesseuchengesetz, jetzt Infektionsschutz-gesetz
• verschiedene Meldepflichten (Erkrankung, Verdacht)
• Gesundheitsämter
• eingeschränkt Daten verfügbar
• Problem der Meldedisziplin
Datenquellen der Epidemiologie
Erhebung meldepflichtiger Krankheiten
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• Erfassung aller an einer bestimmten Krankheit erkrankten bzw. gestorbenen Personen
• regional für wenige Krankheiten verfügbar in Deutschland
• Beispiele: Krebsregister Hamburg, Saarland; Herzinfarktregister Heidelberg
• Aufbau bevölkerungsbezogenen Krebsregisters für alle (alten) Bundesländer
Datenquellen der Epidemiologie
Krankheitsregister
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• Ermittlungen über Gesundheitszustand im Rahmen von repräsentativen Haushaltsstichproben
• Mikrozensus: als Zusatzbefragung, seit 1985 eingeschränktes Fragenprogramm
• 1998: Bundesgesundheitssurvey
Datenquellen der Epidemiologie
Mikrozensus, Surveys u.a.
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• alle 2 Jahre Bundesstatistik über Zahl, persönliche Merkmale Behinderter, Art und Ursache ihrer Behinderung (Schwerbehindertengesetz § 51 Abs. 1)
• hierzu Behindertenregister der Versorgungsämter aufgebaut (> 30% MdE)
• seit 1987 nur noch erfasst: > 50% MdE (=Schwerbehindertenausweis)
Datenquellen der Epidemiologie
Behinderungen
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Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
Deskriptive Epidemiologie
Analytische Epidemiologie
• (Methoden zur) Darstellung der Verteilung von
Krankheiten, Krankheit/Gesundheit u.a.
• (Methoden zur) Analyse der Ursachen der (Verteilung)
von Krankheiten, Krankheit/Gesundheit u.a.
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Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
Mortalität• Sterblichkeit; Häufigkeit der Sterbefälle bezogen auf
eine Bevölkerung (z.B. pro 10.000, pro 100.000)
standardisierte Mortalität• hinsichtlich Alter, Geschlecht etc. standardisierte, d.h.
mathematisch vergleichbar gemachte Mortalität
Morbidität
• Erkrankungsgeschehen, -häufigkeit (s.o.)
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Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
Letalität
• Sterbequote an bestimmter Krankheit
Säuglingssterblichkeit
• Sterblichkeit von der Geburt bis zum vollendeten
ersten Lebensjahr, bezogen auf alle Lebendgeborenen
des gleichen Zeitraums
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Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
Postneonatale Sterblichkeit
• Teilausschnitt der Säuglingssterblichkeit (29.-365.
Lebenstag)
Perinatale Sterblichkeit• Teilausschnitt der Säuglingssterblichkeit (bis erste
Lebenswoche)
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„Die Prävalenz ist ein Maß für die zu einer bestimmten Zeit in einer definierten Population vorhandenen Krankheitsfälle.“
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
Prävalenz
(Schwartz et al 2000)
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Einflussfaktoren: • Zahl der Neuerkrankungen
• Krankheitsdauer in Zeit-
• Falldefinition (diagn. Möglichkeiten) verlauf
• Migration (Zu- und Abwanderung) und deren
Veränderung• (Krankheitsverursachungsgründe u.ä.)
Varianten: • Punktprävalenz• Periodenprävalenz
Methoden und Maßzahlen der EpidemiologiePrävalenz
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Anzahl der Fälle in def. Population zu best.
Zeitpunkt
Punktprävalenz =
Anzahl der Personen in dieser Population
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
Punktprävalenz
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Anzahl der Fälle in def. Population zu best.
Zeitraum
Periodenprävalenz =
Anzahl der Personen in dieser Population
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
Periodenprävalenz
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„Die Inzidenz mißt die innerhalb eines bestimmten Zeitraumes neu auftretenden Krankheitsfälle in einer definierten Gruppe von Personen, die zu Beginn des Beobachtungszeitraumes frei von der zu untersuchenden Krankheit waren.
Die initial krankheitsfreie Gruppe wird auch Population unter Risiko genannt. Bei der Inzidenz ist die kumulative Inzidenz (Inzidenzrisiko, incidence risk) von der Inzidenzrate
(Inzidenzdichte, incidence rate) zu unterscheiden.“
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
Inzidenz
(Schwartz et al 2000)
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= Neuerkrankungsrate während eines Zeitraumes mit Bezug zur Bevölkerung unter Risiko
Anzahl Neuerkrankter im ZeitraumPersonenzeit unter Risiko
Die Inzidenzrate repräsentiert die Stärke der Morbidität in der untersuchten Bevölkerung.
Konzept der Personenzeit (=Jahre der Nachverfolgungszeit unter Risiko) statt durchschnittliche Bevölkerung wäre methodisch korrekter, ist aber schwieriger zu errechnen. Darum benutzt man in der amtlichen Statistik die durchschnittliche Bevölkerung.
Inzidenzrate =
Methoden und Maßzahlen der EpidemiologieInzidenz
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• benannte Zahl (Bruch):
• Häufigkeit eines Zustandes/Gesamtzahl derjenigen, bei denen dieser möglich ist
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
Rate (auch: Ziffer)
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• verschiedene Wege, den verzerrenden Effekt unterschiedlicher Altersstrukturen auf Sterbeziffern und Krankheitsraten zu umgehen
• Standardisierung = das Verfahren, mit dem solche Einflussfaktoren ausgeschaltet werden können, die nicht Gegenstand der Untersuchung/Auswertung sind
• zwei Methoden der Standardisierung unterschieden
1. Direkte Standardisierung
2. Indirekte Standardisierung
Kontrolle der Altersstrukturen
Altersstandardisierung
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
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Altersstandardisierung
Direkte Standardisierung
Das Ziel der direkten Standardisierung besteht darin, eine Gewichtung der beiden zu vergleichenden Ergebnisse so herzustellen, dass die unerwünschte Einflussgröße in beiden Resultaten die gleiche Struktur erhält und dadurch ausgeschaltet wird.
Frage: Wie hoch wäre die Rate, wenn in der betrachteten Population die Bevölkerungsstruktur der Referenzbevölkerung wäre?
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
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Direkte Standardisierung
Quelle: Brennecke/Schelp, 1993, S. 22
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
Bsp.: Frage: Unterscheidet sich die Krebsmortalität in der Bundesrepublik von der in Israel?
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- ist zu vermuten, da die Lebensgewohnheiten in Israel aufgrund der größeren Heterogenität der Bevölkerung anders sind
- Heterogenität lässt sich auf Zuwanderer aus verschiedenen Ländern zurückführen, die einen großen Bevölkerungsanteil stellen
- unterschiedliche Lebensgewohnheiten => Unterschiede des Auftretens von Krebserkrankungen
- die Zuverlässigkeit, mit der die Krebstodesfälle erfasst werden sind gleich
- Einwohnerzahl in D. wesentlich größer als in Israel
- Anteil der Kinder und Jugendlichen sowie der Älteren an der Gesamtbevölkerung unterscheidet sich deutlich (Tabelle 2.1)
Methoden und Maßzahlen der EpidemiologieAltersstandardisierung
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- aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde die Bevölkerung in diesem Beispiel lediglich in 3 Altersgruppen unterteilt
- aufgrund der geringeren Einwohnerzahl in Israel = Anzahl der Krebstodesfälle auch wesentlich geringer als in D.
- Möglichkeit: Beschränkung auf den Vergleich der altersbezogenen Raten,
- um festzustellen, dass bis auf die Altersgruppe der Kinder und Jugendlichen die Krebssterblichkeit in Israel offenbar geringer, als in Deutschland ist
- häufig ist Vergleich einzelner Altersgruppen miteinander verwirrend u. ergibt kein einheitliches Bild
- Betrachtung der Gesamtsituation ist hilfreicher
Direkte Standardisierung
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
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Altersstandardisierung
Indirekte Standardisierung
Das Ziel der indirekten Standardisierung ist das gleiche wie bei der direkten Standardisierung: Es soll eine Gewichtung der beiden zu vergleichenden Ergebnisse so hergestellt werden, dass andere Einflussgrößen gleich und dadurch im Ergebnis ausgeschaltet werden.
Frage: Welches Ergebnis wäre zu erwarten, wenn für das Gebiet des zu vergleichenden Ergebnisses die Fälle einer auszuwählenden Standardbevölkerung gelten würde?
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
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• Es wird erwartet, dass das Ergebnis unter Zugrundelegung der Fälle der Standardbevölkerung berechnet werden und mit dem tatsächlichen Ergebnis gewichtet wird.
- Methode kann nur angewendet werden, wenn für die zu vergleichende Zahl keine gruppenspezifischen Ergebnisse, z.B. altersklassenspezifische Todesraten vorliegen
- benötigt man, wenn gebräuchliches Vergleichsmaß für Todesursachenstatistiken ermittelt werden soll z.B. Standardmortalitätsrate
Methoden und Maßzahlen der EpidemiologieAltersstandardisierung
Indirekte Standardisierung
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Weitere ausgewählte Indikatoren für die Bevölkerungsgesundheit
Mittlere Lebenserwartung:
• Zentraler Indikator für den gesundheitlichen und wirtschaftlichen
Entwicklungsstand einer Gesellschaft
Mittlere Gesundheitserwartungen:
• berücksichtigt nur gelebte Jahre in guter Gesundheit
Beeinträchtigungsgewichtete Lebenserwartung:
• gewichtet die gelebten Lebensjahre hinsichtlich gesundheitlicher Einschränkungen
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
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• lässt sich aus Kohortenuntersuchungen berechnen, welche die Krankheitsinzidenzen von Exponierten und Nichtexponierten zeigen
• dazu wird eine Vierfeldertafel mit den absoluten Werten der jeweiligen Gruppe erstellt
Relatives Risiko (RR)
Krankheit Exposition
Ja Nein
Ja a b a + b
Nein c d c + d
Summe a + b b + d a + b + c + d = N
Neuauftretende Fälle (Inzidenz)
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
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• das Risiko der Exponierten ist R (EX) = a / a+b
• dies ist die kumulative Inzidenz in der Gruppe der Exponierten
• das Risiko der Nichtexponierten ist R (NEX) = c / c+d
• werden beide Werte durcheinander geteilt, erhält man eine Maßzahl, die anzeigt, um wie viel höher die Erkrankungswahrscheinlichkeit bei Exposition gegenüber der Nichtexposition ist
• Das Relative Risiko ist:
RR = R(EX) / R(NEX) = (a / a+b) / (c /c+d)
Relatives Risiko (RR)
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
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Beispiel:
Relatives Risiko (RR)
Quelle: Brennecke/Schelp, 1993, S. 27
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
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• Odds = „Chancen“ ; Odds Ratio = „relative Chancen“
• zeigt Zusammenhänge zwischen Exposition und Krankheit bei Fall-Kontrollstudien
• ist dem RR sehr ähnlich
• beinhaltet allerdings keine Inzidenzen, sondern Prävalenzunterschiede zwischen Exponierten und Nichtexponierten
ODDS-Ratio = gibt den Faktor an, um den die Möglichkeit zu erkranken steigt, wenn man exponiert ist (Chancenverhältnis von
exponiert Kranken zu exponiert Gesunden zwischen Gesunden und Kranken)
= gilt als Schätz- bzw. Näherungsgröße für das noch unbekannte relative Risiko
= ist das Risikomaß für retrospektive Fallkontrollstudien; lässt sich aber auch im Rahmen prospektiver
Fallkontrollstudien berechnen
ODDS- Ratio
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
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Wiederholung: Maße für Krankheitshäufigkeiten
ODDS- Ratio
Exposition
Krankheit
Ja Nein
Ja a b
Nein c d
Das ODDS-Ratio ist: OR = a*d / c*b
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• Maß für die Stärke eines Unterschiedes zwischen Gruppen
• setzt Odds der beiden Gruppen ins Verhältnis
• Und zwar:
Verhältnis von Erkrankten zu Nichterkrankten unter Exposition
Verhältnis von Erkrankten zu Nichterkrankten ohne Exposition
a/b a*d
c/d b*c
Wiederholung: Maße für Krankheitshäufigkeiten
ODDS- Ratio
O.R. =
==
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Beispiel:
Frauen Männer Alle
Kein Übergewicht
60% 30% 45%
Übergewicht 40% 70% 55%
N 100 100 200
ODDS - Ratio
Übergewicht in Abhängigkeit vom Geschlecht
Quelle: Internet-Lexikon der Methoden der empirischen Sozialforschung
Internet: http://www.lrz-muenchen.de/~wlm/ilm_o2.htm
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
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• Die „Chancen“, dass eine Frau kein Übergewicht hat, betragen 60:40 oder 1,5 (Umgekehrt kann man auch sagen, dass die „Chancen“, Übergewicht aufzuweisen, 40:60 oder 0.66 betragen).
• Die „Chancen“ von Männern kein Übergewicht aufzuweisen, betragen dagegen nur 30:70 oder 0.43.
Grundsätzlich zeigt sich, dass:– ein Wert der ODDS von genau 1 ein Verhältnis von 50:50 ausdrückt,
– Werte > 1 drücken aus, dass die Kategorie im Zähler,
– Werte < 1, dass diejenigen im Nenner den größeren Anteil aufweist.
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
ODDS – Ratio nach: Ludwig- Mayerhofer
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• Die Odds Ratio ist nun ein Maß für die Stärke des Unterschieds zwischen zwei Gruppen, hier Frauen und Männern.
• Die Odds Ratio setzt einfach die Odds der beiden Gruppen zueinander ins Verhältnis
– im Beispiel beträgt die Odds Ratio 1,5:0.43 =3.5.
– d.h., die Chancen von Frauen, nicht übergewichtig zu sein, sind 3,5 mal so groß wie die von Männern
Odds Ration kann daher als Zusammenhangsmaß aufgefasst werden
- O.R. = 1 bedeutet, dass es keinen Unterschied in den Odds gibt
- O.R. > 1 dann sind die Odds der ersten Gruppe größer
-O.R. < 1 dann sind sie kleiner als die der zweiten Gruppe
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
ODDS – Ratio nach: Ludwig- Mayerhofer
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• Odds Ratio spielt auch in anderen sozialwissenschaftlichen Disziplinen eine wichtige Rolle, vor allem im Zusammenhang mit der logischen Regression
• Odds und Odds Ratios immer lassen sich immer nur in zwei Ausprägungen ausdrücken
• in größeren als 2x2 Tabellen können dementsprechend mehrere Odds und Odds Ratios berechnet werden
Methoden und Maßzahlen der Epidemiologie
ODDS – Ratio nach: Ludwig- Mayerhofer
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Ergebnisse der Epidemiologie
• Säuglingssterblichkeit
• Lebenserwartung
• Mortalität und Morbidität
Indikatoren (Auswahl Waller):
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• traditionell wichtiger und gebräuchlicher Gesundheitsindikator
• in Deutschland (stark) rückgängig; auf heute relativ niedrigem Niveau weiter regionale Differenzen
• sozialmedizinische Faktoren
Ergebnisse der Epidemiologie
Säuglingssterblichkeit
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• Niedriges Einkommen der Eltern
• Geringer Bildungsgrad der Eltern
• Zugehörigkeit zu ethnischen Minoritäten
• Familienstand
• Alter der Mutter (insbesondere junges Alter)
• Familiengröße (insbesondere Geburt als drittes oder weiteres Kind)
Ergebnisse der Epidemiologie
Sozial(medizinisch)e Faktoren der Säuglingssterblichkeit
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• Zunahme der Lebenserwartung in den letzten 100 Jahren primär Effekt des Rückgangs der Säuglings-sterblichkeit, d.h. Zunahme der Lebens erwartung für Ältere zunächst relativ kleiner
• Differenzen nach Geschlecht (1995: M 73,3, F 79,8) Jahre und sozialer Lage/Schicht
• im EU-Vergleich mittlerer, im G7-Vergleich unterer Rangplatz Deutschlands
Ergebnisse der Epidemiologie
Lebenserwartung
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• Wandel des Krankheitsspektrums von akuten zu chronischen Krankheiten
• Rückgang der Sterblichkeit 1848/54 – 1971
Infektionskrankheiten: - 74% Anteil
Nicht infektiöse Krankheiten: - 26% Anteil
Ergebnisse der Epidemiologie
Mortalität und Morbidität
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• Thomas McKeown (1982):
• bedeutendste Einflüsse der letzten 3 Jahrhunderte: Ernährung, Umwelt, Verhalten (zunächst reproduktive Praktiken, Bevölkerungswachstum)
• Bedeutung individuenbezogener medizinischer Maßnahmen gegenüber Umwelt/Verhalten drittrangig
Ergebnisse der Epidemiologie
Mortalität und Morbidität
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Todesursachenspezifische Sterblichkeit (in %)
Bundesrepublik Deutschland 1998*
Insgesamt 100
Krankheiten des Kreislaufsystems 48,3
Neubildungen 25,6
Krankheiten der Atmungsorgane 5,8
Krankheiten der Verdauungsorgane 4,6
Krankheiten des Stoffwechsels etc. 2,7
Krankheiten des Nervensystems 1,9
Unfälle 1,9
Selbstmord 3,0
Sonstige Ursachen 8,9* Quelle: BMG (2000), nach Waller (2002)
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Todesursachenspezifische Sterblichkeit nach Geschlecht (in %)
Bundesrepublik Deutschland 1995*
Männer Frauen
VII Krankheiten des Kreislaufsystems 43,5 52,9II Neubildungen 27,0 22,8VII Krankheiten der Atmungsorgane 7,1 5,2IX Krankheiten der Verdauungsorgane 5,3 4,2
XVII Verletzungen und Vergiftungen 6,0 3,0Sonstige Diagnosegruppen 5,1 8,9
* Quelle: StaBA 1999