مقیاس‌های سلامت، بیماری و فراوانی بیماری

نسبت‌ها و نرخ‌ها متفاوت هستند.

این تمایز به‌طور معمول در متون منتشرشده مبهم می‌شود و درست فهمیدن آن اساس سایر مطالب این درس است.

یک نسبت، کسرى است که مخرج آن زیرمجموعه‌ای از صورت آن باشد:

$\text{proportion} = \frac{x}{y} \times 10^n \qquad \text{where } x \subseteq y$

مثال: تعداد مرگ جنین‌ها از کل تعداد تولدها.

$\frac{\text{fetal deaths}}{\text{live births} + \text{fetal deaths}} \times 100$

نتیجه به‌صورت درصد خوانده می‌شود. یک نسبت بی‌بعد است و بین 0 و 1 قرار دارد.

نرخ نشان‌دهنده‌ی سرعت وقوع یک پدیده است. مخرج آن زمان است، نه تعداد افراد:

$\text{rate} = \frac{\text{events}}{\text{person-time}} \times 10^n$

مثال: تعداد موارد جدید بیماری پارکینسون در هر 1000 سال-نفر پیگیری.

$\frac{\text{new cases of Parkinson's disease}}{\text{total time disease-free subjects observed}} \times 1000$

در یک نرخ، مخرج جزئی از صورت نیست: موارد جزئی از سال‌های نفر نیستند. یک نرخ واحدهایی دارد (به ازای هر سال نفر) و می‌تواند از 1 فراتر رود. زمان، مکان و جمعیت باید برای هر نرخ مشخص شوند.

نتیجهٔ عملی: بسیاری از مقادیر منتشرشده‌ای که «نرخ» نامیده می‌شوند، در واقع نسبت هستند. نرخ حمله، نرخ مرگ‌ومیر و نرخ مرگ‌ومیر موردی همگی به‌طور دقیق نسبت‌اند. مطالعهٔ ادبیات اپیدمیولوژیک مستلزم آن است که به‌جای اعتماد به برچسب، مشخص شود که در واقع چه چیزی محاسبه شده است. عبارت «نرخ شیوع» کاملاً اشتباه است: شیوع یک نسبت است.

شیوع و فراوانی

شیوع، موارد جدید را که در طول یک دوره زمانی بروز می‌کنند، اندازه‌گیری می‌کند.

• این همان چیزی است که برای استنتاج علت‌شناختی و علّی به آن نیاز دارید، زیرا عوامل خطر ابتلا به بیماری را شناسایی می‌کند.
• تخمین زدن دشوار است، زیرا مستلزم پیگیری افراد در طول زمان است که به معنای طراحی کوهورتی می‌باشد.

شیوع، موارد موجود را در یک مقطع زمانی یا در طول یک دوره اندازه‌گیری می‌کند.

• این همان چیزی است که برای کمی‌سازی بار بیماری و برنامه‌ریزی خدمات نیاز دارید.
• تخمین آن نسبتاً آسان است، زیرا مستلزم یک طرح مقطعی است.
• برای شرایط حاد و کوتاه‌مدت مانند اسهال یا سرماخوردگی معمولی فایده‌ای ندارد، زیرا در هر لحظه تقریباً هیچ‌کس به آن‌ها مبتلا نیست، هرچند تقریباً همه به آن‌ها دچار می‌شوند.

یک تصویر ذهنی مفید، شیوع بیماری در یک کشتی کروز است. در روز اول همه را غربالگری کنید: افرادی که بیمار هستند، موارد شایع (prevalent) هستند. بقیه را دنبال کنید و یک هفته بعد دوباره غربالگری کنید: افرادی که در این فاصله بیمار شده‌اند، موارد حادثه (incident) هستند.

شیوع نقطه‌ای

$P = \frac{C}{N}$

جایی که C تعداد موارد مشاهده‌شده در زمان t و N اندازه جمعیت در زمان t است. این معیار فراوانی بیماری را در یک لحظه معین اندازه‌گیری می‌کند و نتیجه اصلی یک مطالعه مقطعی مانند پیمایش نمونه‌ای است.

مثال. در جمعیتی متشکل از 150 نفر، در یک روز معین 15 نفر به آنفولانزا مبتلا هستند.

$P = \frac{15}{150} = 10\%$

شیوع تجمعی

همچنین به آن خطر وقوع، نسبت وقوع یا نرخ حمله نیز گفته می‌شود.

$CI = \frac{I}{N}$

که در آن I تعداد موارد جدید در طول پیگیری و N تعداد افراد عاری از بیماری در شروع (جمعیت در معرض خطر) است.

این معیار نشان می‌دهد که چه تعداد مورد جدید در چه فواصل زمانی اضافه می‌شوند و همیشه برای یک دوره زمانی مشخص محاسبه می‌شود. از آنجا که زمان در فرمول لحاظ نشده است، باید همواره دوره زمانی را مشخص کنید؛ وقوع انباشته‌ای که دوره‌ای به آن اختصاص نیافته باشد، غیرقابل تفسیر است.

شیوع تجمعی فرض می‌کند که هیچ افتی رخ ندهد، هیچ خطر رقیبی وجود نداشته باشد و زمان پیگیری برای همه یکسان باشد. این روش در یک گروه ثابت با تعداد اندک افراد از دست‌رفته ساده است و هرچه این فرضیات نقض شوند، به‌تدریج نادرست‌تر می‌شود.

مثال. مطالعه‌ای بررسی کرد که آیا مصرف قرص‌های ضدبارداری خوراکی با باکتری‌اوری مرتبط است. از میان 2,390 زن که در آغاز مطالعه فاقد باکتری‌اوری بودند، 482 نفر مصرف‌کننده قرص‌های ضدبارداری خوراکی بودند. در دومین پیمایش سه سال بعد، 27 نفر از آن مصرف‌کنندگان به باکتری‌اوری مبتلا شده بودند.

$CI = \frac{27}{482} = 5.6\% \text{ over 3 years}$

نرخ وقوع

$IR = \frac{I}{PT}$

که در آن PT برابر است با کل زمان تحت نظر بودن افراد عاری از بیماری در گروه (کل زمان نفر-سال در معرض خطر).

این پیچیده‌ترین معیار برای اندازه‌گیری شیوع و دشوارترین معیار برای محاسبه است. این معیار به‌درستی از دست رفتن شرکت‌کنندگان در پیگیری، خطر‌های رقابتی، گردش دینامیک جمعیت، زمان‌های متفاوت پیگیری و تغییرات در معرض قرار گرفتن در طول زمان حساب می‌کند. هر فرد تنها در زمانی که در معرض خطر است، به زمان فرد-سال کمک می‌کند؛ بنابراین کسی که پس از شش ماه از دست می‌رود، به جای اینکه یک سال کامل محسوب شود یا حذف گردد، نیم سال فرد-سال را به حساب می‌آورد.

مثال. در یک گروه فرضی متشکل از 12 فرد که در ابتدا عاری از بیماری بودند و به مدت پنج سال پیگیری شدند، نرخ مشاهده‌شده 20 مورد جدید در هر 100 سال-فرد بود، که معادل 200 مورد در هر 1000 سال-فرد است.

تمایز خلاصه

روابط بین معیارها

$P = I \times D$

شیوع برابر است با بروز ضربدر میانگین مدت زمان بیماری. این رابطه زمانی برقرار است که بروز و مدت زمان بیماری ثابت باشند و شیوع کمتر از حدود 10% باشد.

$M = I \times C$

نرخ مرگ‌ومیر برابر است با نرخ بروز ضربدر نرخ مرگ‌ومیر موردی. این رابطه زمانی برقرار است که نرخ بروز و نرخ مرگ‌ومیر موردی در طول زمان تقریباً ثابت باشند.

این دو هویت بیشتر تناقض‌های ظاهری در داده‌های فراوانی بیماری را توضیح می‌دهند.

مثال عملی. غربالگری رادیوگرافی قفسه سینه برای سل در دو جامعه:

جامعهٔ حومه‌ای شیوع بالاتری دارد اما بروز کمتری. هر دو رقم صحیح هستند و وضعیت‌های متضادی را توصیف می‌کنند. شیوع حومه‌ای بالا است زیرا موارد به مدت 25 سال باقی می‌مانند؛ در حالی که شیوع شهری با وجود پنج برابر بودن بروز کمتر است، زیرا موارد ظرف سه سال (از طریق بهبودی یا مرگ) خاتمه می‌یابند.

اگر منابع را برای یافتن موارد اختصاص می‌دادید، شیوع نقطه‌ای اهمیت دارد. اگر منابع را برای تخت‌های درمانی اختصاص می‌دادید، شیوع نقطه‌ای اهمیت دارد. گزارش تنها یکی از آن‌ها در هر دو صورت گمراه‌کننده خواهد بود.

چرا فرکانس‌های مشاهده‌شده تغییر می‌کنند؟

تغییرات در یک فرکانس اندازه‌گیری‌شده دو علت ممکن دارد: تغییرات واقعی در بیماری یا مراقبت، و خطاهای اندازه‌گیری. تمایز میان آن‌ها بیشترِ اپیدمیولوژی کاربردی است.

عوامل مؤثر بر تغییر شیوع مشاهده‌شده

رده‌ی دوم در سمت چپ شایسته‌ی توجه است. درمان بهتر که افراد را بدون بهبودی کامل زنده نگه می‌دارد، شیوع را افزایش می‌دهد. افزایش شیوع HIV، نارسایی قلبی یا بسیاری از سرطان‌ها می‌تواند نشانه‌ی موفقیت درمانی باشد، نه وخامت اپیدمی. تلقی افزایش شیوع به‌عنوان خبر بد یک خطای رایج است.

عوامل مؤثر بر تغییر در شیوع مشاهده‌شده

با دقت توجه کنید که چه مواردی در این جدول وجود ندارد: مدت بیماری و مرگ‌ومیر موردی. این دو معیار شیوع را تغییر می‌دهند و بر بروز تأثیری ندارند، زیرا بروز تنها انتقال از وضعیت سلامت به بیماری را می‌شمارد. اشتباه گرفتن این دو جدول یکی از رایج‌ترین خطاها در این موضوع است.

همچنین به ردیف اول توجه کنید. یک برنامهٔ غربالگری جدید بدون تغییر در شیوع واقعی بیماری، شیوع اندازه‌گیری‌شده را افزایش می‌دهد، زیرا مواردی که قرار بود بعداً (یا هرگز) تشخیص داده شوند، اکنون تشخیص داده می‌شوند. تمایز این مورد از افزایش واقعی مستلزم بررسی مرگ‌ومیر است که غربالگری آن را به همین شکل افزایش نمی‌دهد.

مشکلات اندازه‌گیری در مخرج

تعریف اینکه چه کسی به‌عنوان یک مورد محسوب می‌شود، یک تشریفات فنی نیست. این تعریف پاسخ را تغییر می‌دهد، گاهی تا ده برابر.

در مطالعهٔ کانادایی سلامت و سالمندی، همان گروه 1879 نفری برای تشخیص زوال عقل با استفاده از چندین سیستم طبقه‌بندی تشخیصی استاندارد ارزیابی شد. تعداد افرادی که به‌عنوان مبتلا به زوال عقل شناسایی شدند، بسته به معیارهای به‌کاررفته، به‌طور چشمگیری بین حدود 3% تا بیش از 29% از گروه متغیر بود.

به همین ترتیب، درصد جمعیت تشخیص‌داده‌شده مبتلا به آرتریت روماتوئید در سادبری، ماساچوست، بسته به اینکه از معیارهای نیویورک یا معیارهای انجمن روماتیسم آمریکا استفاده شده بود، تفاوت قابل‌توجهی داشت.

روش تعیین به اندازهٔ معیارها اهمیت دارد: استفاده از داده‌های به‌طور معمول در دسترس (اطلاع‌رسانی بیماری، بازبینی پروندهٔ پزشکی) پاسخ‌های متفاوتی نسبت به جمع‌آوری داده‌های هدفمند (مصاحبه، معاینهٔ مستقیم جسمی یا آزمایشگاهی) می‌دهد.

مشکلات اندازه‌گیری در مخرج

تعریف جمعیت در معرض خطر نیز به همان اندازه مهم است.

برآوردهای جمعیت نیومکزیکو با تبار اسپانیایی از سرشماری US سال 1970، بسته به تعریفی که به کار می‌رفت، تا ده برابر با هم تفاوت داشتند:

هر نسبتی که در مخرج آن این گروه قرار گیرد، آن عدم قطعیت ده‌برابری را به ارث می‌برد.

یک مثال واضح‌تر از همین مشکل: نرخ‌های بروز سرطان رحم در شهرستان آلامدا، کالیفرنیا، که با و بدون تصحیح مخرج برای زنانی که هیسترکتومی انجام داده‌اند، محاسبه شده است. زنانی که رحم ندارند نمی‌توانند به سرطان رحم مبتلا شوند، بنابراین شامل کردن آن‌ها در جمعیت در معرض خطر، نرخ را دست‌کم نشان می‌دهد. با رایج‌تر شدن هیسترکتومی، نرخ‌های تصحیح‌نشده کاهش کاذبی در سرطان رحم نشان دادند. نرخ‌های تصحیح‌شده داستان متفاوتی را روایت کردند.

قاعده‌ای که این مثال نشان می‌دهد: مخرج باید فقط شامل افرادی باشد که می‌توانستند به یک مورد تبدیل شوند.

مرگ‌ومیر و نرخ مرگ و میر

نرخ مرگ‌ومیر (سالانه، از همه علل، به ازای هر 1000 نفر جمعیت):

$\frac{\text{total deaths from all causes in one year}}{\text{number of persons in the population at midyear}} \times 1000$

جمعیت میانه سال به‌عنوان تخمینی از جمعیت متوسط در معرض خطر در طول سال استفاده می‌شود.

تغییرات، مخرج را کوچک می‌کنند، صورت را کوچک می‌کنند، یا هر دو:

• نرخ مرگ‌ومیر اختصاصی به سن: مرگ‌ومیر سالانه از همه علل در میان کودکان زیر ده سال.
• نرخ مرگ‌ومیر ویژه علت: مرگ‌ومیر سالانه ناشی از سرطان ریه در کل جمعیت.
• نرخ مرگ‌ومیر اختصاصی به سن و علت: مرگ‌ومیر سالانه ناشی از لوسمی در کودکان زیر ده سال.

نرخ مرگ‌ومیر (به‌صورت درصد):

$\frac{\text{number dying from the disease}}{\text{number diagnosed with the disease in a specified period}} \times 100$

مثال. یک شیوع وبا با مجموع 771,945 مورد، از جمله 2,132 مورد مرگ، نرخ مرگ‌ومیر موردی 0.28% دارد.

تفاوت اساسی: نرخ مرگ‌ومیر کل جمعیت را در مخرج دارد؛ نرخ مرگ‌ومیر بیماران تنها شامل کسانی است که به بیماری مبتلا هستند. نرخ مرگ‌ومیر بار یک بیماری را بر جمعیت می‌سنجد؛ نرخ مرگ‌ومیر بیماران نشان می‌دهد که بیماری پس از ابتلا تا چه حد کشنده است. یک بیماری نادر اما کشنده، نرخ مرگ‌ومیر پایینی دارد اما نرخ مرگ‌ومیر بیماران بالاست.

چرا دو مکان نرخ مرگ‌ومیر متفاوتی گزارش می‌کنند؟

وقتی دو جمعیت نرخ مرگ‌ومیر متفاوتی برای یک بیماری گزارش می‌کنند، ابتدا بپرسید آیا این تفاوت ساختگی است یا واقعی.

علل مصنوعی:

• نمونه‌گیری: کدام موارد ثبت شدند.
• تفاوت در نظارت و گزارش‌دهی: مرکزی که تنها موارد شدید را تشخیص می‌دهد، نرخ مرگ‌ومیر بالایی گزارش خواهد کرد، زیرا موارد خفیف هرگز وارد مخرج نمی‌شوند. به همین دلیل برآوردهای اولیه نرخ مرگ‌ومیر در یک شیوع تقریباً همیشه بیش از حد بالا هستند.

علل واقعی:

• تفاوت‌های هم‌مorbidity بین جمعیت‌ها.
• تفاوت‌های جمعیتی در آسیب‌پذیری، از جمله ساختار سنی، تغذیه و دسترسی به مراقبت.

نرخ‌های خام و استانداردشده

نرخ خام، نرخ کلی واقعی در یک جمعیت است. این نرخ محدودیت جدی دارد.

تمثیل فروشگاه مواد غذایی

دو فروشگاه. رسیدهایشان را مقایسه کنید.

فروشگاه A: موز به قیمت 1.80 برای 2 پوند (0.90 در هر پوند)، استیک به قیمت 24.00 برای 2 پوند (12.00 در هر پوند). مجموع صورت‌حساب: 25.80.

فروشگاه B: موز به قیمت 4.00 دلار برای 5 پوند (0.80 دلار به ازای هر پوند)، استیک به قیمت 30.00 دلار برای 6 پوند (5.00 دلار به ازای هر پوند). مجموع صورت‌حساب: 34.00 دلار.

بر اساس مجموع هزینه ناخالص، فروشگاه B گران‌تر است: 34.00 در مقابل 25.80.

اما فروشگاه B برای هر پوند از هر کالا ارزان‌تر است. صورت‌حساب‌ها متفاوت هستند چون سبدها متفاوت‌اند: خریدار فروشگاه B از همه چیز بیشتر خریده است.

با قیمت‌گذاری یک سبد یکسان در هر دو فروشگاه، مثلاً 3 پوند استیک و 3 پوند موز، استانداردسازی کنید:

• فروشگاه A: (3 × 12.00) + (3 × 0.90) = 36.00 + 2.70 = 38.70
• فروشگاه ب: (3 × 5.00) + (3 × 0.80) = 15.00 + 2.40 = 17.40

فروشگاه A بیش از دو برابر گران‌تر است. این مقایسه خام دقیقاً نتیجه را برعکس نشان داده بود.

سبد استاندارد همان جمعیت استاندارد است. قیمت هر واحد، همان میزان‌های سنی-اختصاصی است. کل صورت‌حساب، میزان خام است.

استانداردسازی مستقیم سنی انجام شد

دو کشور، مرگ‌ومیر کلی بر حسب گروه سنی:

نرخ‌های خام می‌گویند کشور B تقریباً سه برابر کشنده‌تر است: 33.7 در برابر 12.5 به ازای هر 100,000 نفر.

اما به نرخ‌های ویژهٔ سنی نگاه کنید. کشور A در هر دو گروه سنی وضعیت بدتری دارد: 5 در برابر 2 در جوانان، 50 در برابر 40 در سالمندان. نرخ خام بالای کشور B کاملاً ناشی از جمعیت مسن‌تر آن است.

اکنون استانداردسازی کنید. یک جمعیت استاندارد انتخاب کنید، در اینجا 60,000 نفر در هر گروه سنی:

کشور A، مرگ‌ومیرهای مورد انتظار در جمعیت استاندارد:

• زیر 65 سال: 60,000 × 5/100,000 = 3
• 65 سال و بالاتر: 60,000 × 50/100,000 = 30
• مجموع: 33 مرگ در 120,000 = 27.5 در هر 100,000

کشور B، مرگ‌ومیرهای مورد انتظار در جمعیت استاندارد:

• زیر 65 سال: 60,000 × 2/100,000 = 1.2
• 65 سال و بالاتر: 60,000 × 40/100,000 = 24
• مجموع: 25.2 مرگ در 120,000 = 21.0 در هر 100,000

استانداردسازی نتیجه را معکوس می‌کند. کشور A پس از در نظر گرفتن ساختار سنی، نرخ مرگ‌ومیر بالاتری دارد، همان چیزی که نرخ‌های ویژه سنی همیشه نشان می‌دادند.

روند کار

استانداردسازی مستقیم، به طور کلی:

1. نرخ‌های ویژه سنی را در هر جمعیت مورد مقایسه محاسبه کنید.
2. یک جمعیت استاندارد با ساختار سنی تعریف‌شده انتخاب کنید.
3. نرخ‌های اختصاصی سنی هر جمعیت را بر ساختار سنی جمعیت استاندارد اعمال کنید تا رویدادهای مورد انتظار به دست آیند.
4. رویدادهای مورد انتظار را جمع کرده و بر کل جمعیت استاندارد تقسیم کنید.

ملاحظات

• نرخ‌های استانداردسازی‌شده فرضی هستند. این نرخ‌ها نشان می‌دهند که اگر جمعیت دارای ساختار سنی استاندارد بود، نرخ چگونه می‌بود. بزرگی مطلق آن‌ها تفسیر مستقیمی ندارد.
• آنها به جمعیت استاندارد انتخاب‌شده بستگی دارند. استفاده از یک جمعیت استاندارد جوان، وزن بیشتری به نرخ‌های ویژه سنی جوانان می‌دهد. مقایسه‌ها تنها زمانی معتبر هستند که نرخ‌ها بر اساس یک استاندارد واحد استانداردسازی شده باشند. دو مطالعه‌ای که بر اساس استانداردهای متفاوت استانداردسازی شده‌اند، قابل مقایسه نیستند.
• آن‌ها روندهای متضاد را پنهان می‌کنند. اگر جمعیت A در جوانان بدتر و در سالمندان بهتر باشد، یک نرخ استانداردشده به‌طور کامل این تفاوت را پنهان می‌کند. وقتی نرخ‌های ویژهٔ سنی با هم تقاطع پیدا می‌کنند، استانداردسازی خلاصه‌ای نادرست است و باید نرخ‌های ویژهٔ سنی گزارش شوند.

نکتهٔ آخر تعمیم می‌دهد: استانداردسازی روشی است برای انجام مقایسهٔ منصفانه با یک عدد واحد. وقتی یک عدد واحد خلاصه‌ای صادق نیست، آن را محاسبه نکنید.

درک خود را بررسی کنید

1. یک همکار می‌نویسد «نرخ شیوع آسم 8 در هر 1000 سال-نفر بود.» تمام خطاهای این جمله را شناسایی کنید.
2. شیوع دیابت نوع 2 در یک کشور طی 20 سال دو برابر می‌شود، در حالی که بروز آن ثابت می‌ماند. دو توضیح متمایز ارائه دهید، یکی مثبت و دیگری منفی، و بگویید چه داده‌های اضافی می‌تواند آن‌ها را از هم متمایز کند.
3. یک گروه 500 نفره از افراد بدون بیماری به مدت 5 سال پیگیری می‌شوند. 40 نفر به بیماری مبتلا می‌شوند، 60 نفر به طور متوسط پس از 2 سال از پیگیری خارج می‌شوند و بقیه به مدت کامل 5 سال پیگیری می‌شوند. شیوع تجمعی را همان‌طور که معمولاً گزارش می‌شود محاسبه کنید، سپس توضیح دهید چرا نرخ شیوع ارجح است و تقریباً چه تفاوتی خواهد داشت.
4. در اوایل یک شیوع، نرخ مرگ‌ومیر 12% گزارش شد. شش ماه بعد این نرخ 1.5% است. محتمل‌ترین توضیحی را ارائه دهید که شامل هیچ تغییری در ویروس یا درمان نباشد.
5. منطقه X نرخ مرگ‌ومیر خام سرطان بالاتری نسبت به منطقه Y دارد، اما نرخ استانداردشده برحسب سن آن کمتر است. توضیح دهید این بدان معناست چه، و مشخص کنید از کدام رقم برای (الف) برنامه‌ریزی خدمات آنکولوژی در منطقه X و (ب) بررسی یک عامل سرطان‌زای محیطی احتمالی استفاده می‌کنید.
6. در چه شرایطی از گزارش نرخ استانداردشده سنی خودداری می‌کنید و به جای آن چه چیزی را گزارش می‌کنید؟

مطالعه بیشتر

• Gordis L. Epidemiology. Chapter 3: Measuring the occurrence of disease.
• Centers for Disease Control and Prevention. Principles of Epidemiology in Public Health Practice, 3rd ed., Lesson 3.
• Rothman KJ, Greenland S, Lash TL. Modern Epidemiology. Chapter on measures of occurrence.
• Lyon JL, Gardner JW. The rising frequency of hysterectomy: its effect on uterine cancer rates. Am J Epidemiol. 1977;105(5):439-443.