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Epidemiologische Studien
 Studien-Grundtypen
 Testen von Hypothesen
 Korrelation und Kausalität
Christa Scheidt-Nave, Abt. Allgemeinmedizin, Universität Göttingen
[email protected]
www.allgemeinmedizin.med.uni-goettingen.de
Script: http://www.degam.de/forschkurs/projekte/EPIScript2003.pdf
IX. Forschungskurs Allgemeinmedizin, Freiburg, 3. Mai 2003
EPI DEMOS – ‚Was auf dem Volke liegt‘
Gesundheitsproblem beschreiben
 Kasuistik
 Fallserie
 Survey
 Register
quantifizieren
analysieren
 Kontrollierte Studie
 RCT
Fazit für die Praxis
 Anwendungsbeobachtung
 Meta-Analyse, system. Review
 Leitlinien-, HTA-Bericht
 Evaluations-Studie
Studien - Grundtypen
Deskriptiv
Inferenziell
(empirisch-schlussfolgernd)
Hypothesen
generieren
Schätzung von
Krankheits-Häufigkeit
Verteilung von Messwerten
Hypothesen
testen
qualitativ
quantitative statistische Methoden
Studien - deskriptiv
 Kasuistik, Fallserie
(NEJM; BMJ; MMWR)
Studien - deskriptiv
 ‚Ökologische Studie‘
Korrelation zwischen Inzidenz von Oberschenkelhalsfrakturen bei Hochbetagten
und verbleibende Lebenserwartung mit 70 Jahren in Europa
Johnell et al. 1992; Osteoporos Int 2:298-302
Studien - inferenziell-schätzend
 Querschnittliche Studien
- Bevölkerungs-Survey
Prävalenz von Rückenschmerzen
- Screening-/Filterstudien
Prävalenz von Alkoholabusus;
Übergewicht bei Kindern
 Längsschnittliche Studien
- Register-, Trendstudien
Risikofaktoren, Inzidenz u.
Mortalität im Verlauf
(Krebsregister; MONICA)
Studien - inferenziell-schätzend
Inzidenz
(absolutes Risiko)
Neuerkrankungen
Prävalenz
Kranke
Studien - inferenziell-schätzend
Studien - inferenziell-schätzend
Beispiel: Prävalenz (P)
Screening auf Osteoporose in der Gemeinde Eppelheim bei
Heidelberg 1.1.1992 - 31.3.1993, bei Frauen und Männern 50-80
Jahre:
Unter Teilnehmern (58%) wurde eine manifeste Wirbel-Osteoporose
(Einbrüche eines oder mehrerer Wirbelkörper + kritisch erniedrigte
Knochendichte) mit folgender Periodenprävalenz diagnostiziert:
bei Frauen:
bei Männern:
Punktschätzer
P = 21 / 283 = 0,07
P = 15 / 297 = 0,05
Leidig-Bruckner et al. 2000; Osteoporos Int 11:102-119
95% Konfidenzintervall
[0,040 - 0,100]
[0,025 - 0,075]
Studien - inferenziell-Hypothese-testend
 Beobachtende, kontrollierte
Studien
- Korrelationsstudien
querschnittlich
- Fall-Kontroll-Studien
retrospektiv
- Kohortenstudien
prospektiv; historisch
 Randomisierte, kontrollierte Studien
- Therapiestudie
- Interventionsstudie
prospektiv
Studien - inferenziell-Hypothese-testend
Hypothese:
Es besteht ein Zusammenhang zwischen
Faktor X und Faktor Y.
Beispiele:
 Knochendichte und Blutdruck bei postmenopausalen Frauen
 Rauchen und Lungenkrebs
 Sozialstatus und Mortalität
 ...........
Studien - inferenziell-Hypothese-testend
Hypothese
Studienhypothese
Prüfplan
Studiendesign (Studientyp, -dauer; Messgrößen, Zielkriterien)
Studienpopulation (Zielpopulation; Ein-/Ausschlusskriterien; Rekrutierung)
Erhebungsinstrumente, Untersuchungsmethoden
Nullhypothese; statistische Vorbedingungen
(Signifikanzniveau=; Fallzahl, Power=1-)
Auswertung
Studien - inferenziell-Hypothese-testend
Hypothese:
Es besteht ein Zusammenhang zwischen Östrogenmangel und erhöhtem kardiovaskulären Risiko.
Studienhypothese:
 Postmenopausale Frauen, die Hormone einnehmen,
haben ein besseres kardiovaskuläres Risikoprofil
(niedrigeren Blutdruck, LDL, höheres HDL), als
Frauen, die keine Hormone einnehmen.
Studien - inferenziell-Hypothese-testend
Querschnitts-Studie:
4958 gesunde, postmenopausale Frauen, 45-64 Jahre, U.S.A., 2/3 weiß
Nabulsi et al. 1993; NEJM 328:1069-1075
Hormontherapie
Oestrogen Oest. + Prog. Früher
N (%)
Schlussfolgerungen
?
173 (4)
853 (17)
Nie
813 (16) 3119 (63)
Mittelwerte
- mg/dL
Ergebnisse valide ?
HDL-Cholesterin,
-roh
verallgemeinerbar
?
68
69
- kausaler Zusammenhang ?
adjustiert*
67
66
58
58
58
58
* Für Alter, Rasse, Bildungsstand, Body Mass Index, Rauchen, Alkohol-Konsum, Studienregion,
sportl. Aktivität; p< 0.001für Gruppenunterschiede mit vs. ohne Hormontherapie
Studien - inferenziell-Hypothese-testend
Hypothese:
Es besteht ein Zusammenhang zwischen Östrogenmangel und erhöhtem kardiovaskulären Risiko.
Studienhypothese:
 Bei postmenopausalen Frauen, die Hormone nehmen,
treten kardiovaskuläre Erkrankungen und Todesfälle
weniger häufig auf als bei Frauen, die keine Hormone
nehmen.
Kohortenstudie
Fall-Kontroll-Studie
prospektiv
retrospektiv
Risikofaktor +
Studienpopulation
von
Gesunden
Krank
Risikofaktor +
Gesund
Risikofaktor -
Krank
Risikofaktor +
Risikofaktor -
Gesund
Gesunde
Risikofaktor +
A
B
A+B
-
C
D
C+D
Risikofaktor
Relatives
=
Risiko
A / A+B
C / C+D
Kontrollen
(Gesund)
Risikofaktor -
Kranke
Risikofaktor
Fälle
(Krank)
Kranke
Gesunde
Risikofaktor +
A
B
A+B
-
C
D
C+D
Odds
(A / A+B) / (B / A+B) A x D
= BxC
Ratio = (C / C+D) / (D / C+D)
Nurses' Health Study: HRT und Kardiovaskuläre Ereignisse
Grodstein et al., N Engl J Med 1996; 335:453
16 Jahre Follow-up, 59.337 postmenopausale Frauen, 30-55 J.
(CVD 1991)
Östrogen + Progesteron
Nur Östrogen
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Adjusted Relative Risk (95% CI)
1.4
Nurses' Health Study: HRT und Gesamtmortalität
Grodstein et al., N Engl J Med 1997; 336:1769
(CVD, 1991)
Gesamtmortaltät
KHK-Mortalität
Gesamtmortalität bei
hohem kardiovask. Risiko
Gesamtmortalität bei
niedrigem
kardiovask. Risiko
0.0
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
Adjusted Relative Risk (95% CI)
1.4
Studien - inferenziell-Hypothese-testend
Hypothese:
Es besteht ein Zusammenhang zwischen Östrogenmangel und erhöhtem kardiovaskulären Risiko.
Studienhypothese:
 Hormontherapie verhindert kardiovaskuläre Todesfälle
und Erkrankungen bei postmenopausalen Frauen.
Randomisierte,kontrollierte Studie
Protektiver Effekt von konjugiertem Östrogen (0.625 mg/Tag)
plus Medroxyprogesteron-Azetat (2.5 mg/Tag) auf InfarktRisiko und KHK-Mortalität bei postmenopausalen Frauen
(44-79 J.) mit KHK ?
Randomized Trial of Estrogen Plus Progestin
for Secondary Prevention of Coronary Heart
Disease in Postmenopausal Women (HERS)
Hulley et al. JAMA 280:605-613,1998
Randomized Trial of Estrogen plus Progestin
for Secondary Prevention of Coronary Heart Disease
in Postmenopausal Women (HERS)
Screening von 68.561 möglichen Teilnehmerinnen in 20 U.S.-Studienzentren.
Randomisiert
(N=2.763)
Plazebo
(n=1.383)
kompletter Follow-up (5 J.) 1228
32
Studien-Abbruch
lost to Follow-up
123
verstorben
Hulley et al. JAMA 280:605-613,1998
Östrogen + Gestagen
(n=1.380)
1222
27
131
Heart and Estrogen / Progestin Replacement Study
Hulley et al,JAMA 280:1998, 605
KHK Ereignisse
Insgesamt
Jahr 1
Jahr 2
Jahr 3
Jahr 4 und 5
0.0
Grady et al. JAMA 2002; 288:49-57
0.5
1.0
1.5
2.0
Adjusted Relative Risk (95% CI)
2.5
Women's Health Initiative
National Institutes of Health
27.000 postmenopausale Frauen (373.092 gescreent)
50 - 79 Jahre
konj.Östrogene/Progesteron gegen Placebo (n=16.608)
Start: 1998
Follow-up: 8 - 12 Jahre
Leicht erhöhtes Risiko für kardiovaskuläre Ereignisse
(Myokardinfarkt, Schlaganfall, tiefe Venenthrombosen)
in der HRT-Gruppe vs. Placebo innerhalb der ersten
zwei Jahre
Women‘s Health Initiative (WHI)
Vorzeitiger Abbruch des Östrogen + Gestagen-Arms
am 31. Mai 2002, nach durchschnittlich 5,2 J. Follow-up.
Unter Hormontherapie für 1 Jahr je 10.000 Frauen:
+ 7 koronare Ereignisse
+ 8 invasive Mamma-Karzinome
+ 8 Schlaganfälle
+ 8 Lungenembolien
– 6 kolorektale Karzinome
– 5 Schenkelhalsfrakturen
Globalrisiko: + 19 unerwünschte Ereignisse  NNH=526
Writing Group for the Women‘s Health Initiative Investigators 2002; JAMA 288:321-333
"Healthy User" Bias
Postmenopausaler Frauen mit vs. ohne HRT
zeigen im Vergleich durchschnittlich:
-
höhere Schulbildung
gesünderen Lebenstil
höherer sozioökonomischer Status
niedrigeres Körpergewicht
mehr sportliche Aktivitäten
.......
?
Kausalitätskriterien
Ein kausaler Zusammenhang zwischen einem Faktor X und einem
Faktor Y wird gestützt durch:
 (Spezifität der Assoziation)
 Experimenteller Nachweis
 Klare Zeitabhängigkeit (X vor Y)
 Konsistenz der Studienergebnisse
 Biologischer Gradient (Dosis-Wirkungs-Beziehung)
 Biologische Plausibilität
 Stärke des Zusammenhanges (RR; OR)
Evidenzbewertung von Studien
Evidenz-Level
Vorhandene Studien
Empfehlungsgrad
I
Meta-Analyse oder syst. Review
von RCTs oder mind. 1 RCT
A
II
Mind. 1 kontrollierte Beobachtungsstudie
Fall-Kontroll-, Kohorten-Studien
B
III
Nicht-kontrollierte Beobachtungsstudien,
C
Fallserien, Querschnittsstudien
IV
Expertenmeinung; Konsensuskonferenz
US Agency for Health Care Policy and Research, 1993
D
Bias in epidemiologischen Studien
Systematische Fehler verzerren die Studienergebnisse,
(z.B. beobachteten Zusammenhang zwischen
Faktor X und Faktor Y)  Ergebnisse nicht valide
 Studienpopulation
Selektionsbias
 Datenerhebung
Misklassifikationsbias
 Datenauswertung, -interpretation
Attritionsbias
Interviewer-Bias
Methodische Fehler
‚Confounding‘
Extrapolation
Was man nicht tun sollte................
Datapool
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