Эпидемиологические методы
Эпидемиология — дисциплина, объединяющая знания в области здравоохранения, статистики и естественных наук, — находит широкое применение в изучении заболеваний, вызываемых экологическими факторами.
Эпидемиологические исследования позволяют выявить последствия загрязнения окружающей среды для населения, определить количественную величину изучаемых | влияний, установить причинно-следственные связи между загрязнителями биосферы и состоянием здоровья человека, получить важную информацию, касающуюся таких аспектов неблагоприятного воздействия факторов экологического риска, как отдаленные, комплексные и неспецифические эффекты.
Эпидемиологический метод включает:
оценку состояния здоровья населения в показателях заболеваемости, пораженности, смертности, временной утрате трудоспособности и инвалидности;
оценку распространенности заболеваемости по территории, среди различных групп населения и во времени;
формулирование, оценку и обоснование гипотез о причинно-следственных связях между заболеваемостью и определяющими ее факторами (факторами риска);
доказательство гипотез о факторах риска и оценку эффективности мер по профилактике заболеваний и лечению больных.
Эпидемиологические исследования с учетом поставленных задач и характера информации осуществляют в форме дескриптивного, аналитического или экспериментального анализов.
Дескриптивные исследования — это исследования по анализу структуры заболеваемости по классам, группам и рубрикам болезней, по количественной оценке распределения заболеваемости по территории, среди различных групп населения и во времени. Объектом дескриптивных эпидемиологических исследований являются материалы медицинского учета и медицинской отчетности.
На основании результатов дескриптивных эпидемиологических исследований проводится выявление проблем профилактики, в частности определяются территории риска, группы риска, время (периоды) риска, а также тенденции динамических рядов заболеваемости, формулируются гипотезы о факторах риска отдельных заболеваний.
О риске для здоровья человека, связанном с загрязнением окружающей среды, можно говорить при следующих условиях:
- существовании источника (наличии токсического вещества в окружающей среде);
- присутствии данного источника риска в определенной, вредной для здоровья человека дозе (концентрации);
- подверженности человека воздействию дозы (концентрации) химического вещества.
Под территорией риска в отношении конкретного заболевания понимают такую территорию, которая характеризуется более высокими, по сравнению с другими территориями, показателями заболеваемости, обусловленными действием факторов риска и (или) с тенденцией к росту показателей заболеваемости в многолетней динамике в связи с нарастанием активности действия фактора риска. В тех случаях, когда на территориях обнаружены факторы риска, например загрязнение территории тяжелыми металлами и достоверно установлена причинно-следственная связь с каким-либо заболеванием, то такая территория относится к территории риска.
Под группой риска понимают группы населения, в которых отмечается повышенная заболеваемость в многолетней динамике по сравнению с другими аналогичными группами населения. Группы формируются по таким признакам, как пол, возраст, профессия, место жительства и т. д.
Под временем риска в эпидемиологических исследованиях понимаются интервалы времени (годы, месяцы, недели, дни), которые характеризуются высокими показателями заболеваемости, обусловленными предшествующим действием факторов риска.
Формирование гипотез о факторах риска осуществляется с помощью логических приемов. В их основу положено различие или сходство показателей заболеваемости конкретной болезнью на разных территориях, в разных группах населения или в разные периоды времени.
Сформулированные гипотезы необходимо подвергнуть статистическому анализу и обоснованию в аналитических эпидемиологических исследованиях. При воздействии нескольких факторов риска разной природы в эпидемиологических исследованиях часто используют дискриминантный анализ имеющихся данных. Являясь методом многомерной статистики, он позволяет вычленить наиболее значимые факторы при одновременном воздействии нескольких параметров.
Эффективность эпидемиологических исследований зависит от соблюдения ряда условий, обеспечивающих надежное выявление закономерностей распространения различных расстройств здоровья среди населения (донозологические изменения, острые, хронические соматические, инфекционные болезни). Так, при гигиенической оценке влияния факторов окружающей среды на здоровье населения необходимо базироваться на точно установленном диагнозе. При сравнении уровня заболеваемости в разных группах необходимо учитывать качество и доступность медицинской помощи населению, от которых во многом зависят выявляемость расстройств здоровья и конкретные статистические показатели.
Изучение заболеваемости с помощью эпидемиологического метода требует максимально точного определения объема выборки и соблюдения принципа рандомизации, при котором у каждого представителя изучаемой части населения имеются равные шансы быть включенным в выборку. Объем выборки следует рассчитывать по одной из принятых в статистике для этих целей формул (например, по формуле безвозвратного отбора), в которых количество особей, подлежащих обследованию, определяется частотой встречаемости в популяции конкретной нозологической формы, групп или классов болезней. Объем выборки обычно тем больше, чем меньше распространенность той или иной патологии.
Аналитические эпидемиологические исследования направлены на обоснование гипотез о факторах риска, выявленных в дескриптивных исследованиях. Эти исследования проводятся путем оценки распределения заболеваемости по территории, среди различных групп населения и во времени, с учетом наличия или отсутствия заболеваний, а также по интенсивности действия гипотетических факторов риска.
Выделяют два типа аналитических эпидемиологических исследований: когортные и типа «случай—контроль».
Когортными исследованиями принято называть исследования с использованием конкретных групп (когорт), выбранных из населения для проведения исследования, объединенных каким-либо общим признаком и наблюдаемых в течение определенного периода времени.
Для получения достоверной информации о риске независимо от способа формирования когорты наблюдение за ней должно осуществляться с обеспечением следующих двух условий. Во-первых, когорты должны наблюдаться в течение срока, превышающего продолжительность естественного течения изучаемого заболевания. Данный срок необходим для реализации риска. Во-вторых, все лица, включенные в когорту, должны прослеживаться в течение всего периода наблюдения.
Это связано с тем, что факт выбывания лиц из исследования и причины такого выбытия влияют на достоверность результата.
Определение величины риска для подверженных влиянию вредного фактора групп населения является важным (главным) итогом эпидемиологических исследований в изучении медико-экологической ситуации региона.
Экологический риск заболевания может измеряться двумя количественными характеристиками — атрибутивным и относительным рисками.
Относительный риск — это отношение показателя заболеваемости конкретной болезнью людей, подверженных действию фактора риска, к показателю заболеваемости этой болезнью людей, не подверженных действию данного фактора. Он показывает, во сколько раз увеличивается вероятность заболеть при его наличии. Относительный риск не несет информации о величине абсолютного риска (заболеваемости). Даже при высоких значениях относительного риска абсолютный риск может находиться на низких уровнях в случае, если заболевание редкое. Относительный риск показывает силу связи между воздействием и заболеванием, т. е. показывает, во сколько раз вероятность заболевания выше у лиц, подвергавшихся, чем у неподвергавшихся, воздействию фактора риска. Таким образом, относительный риск — это мера влияния фактора риска.
Атрибутивный (групповой, добавочный) риск — это разница в степени риска между лицами (группами), подвергавшимися и не подвергавшимися воздействию. Это количественная оценка связи между воздействием вредного вещества и болезнью является наиболее подходящей при принятии решений по каждому конкретному случаю. Если допустить, что исходная заболеваемость связана с другими причинами, то добавочный риск — это дополнительные случаи развития заболевания, обусловленные воздействием фактора риска. Атрибутивный риск для популяции представляет собой разницу между частотой заболеваний в какой-то популяции населения и той частотой случаев, которая имела бы место при отсутствии вредного воздействия на данную популяцию.
При проведении социально-гигиенического мониторинга важно знать, какой вклад вносит фактор риска в общую заболеваемость группы людей или населения изучаемого региона. Такого рода информация необходима для определения приоритетных факторов риска, которые имеют особое значение для здоровья населения. Она важна и для административных органов системы здравоохранения при определении приоритетов и распределении материальных ресурсов.
Воздействие фактора риска на группу лиц зависит не только от силы фактора риска, но и от его распространенности. Нередко при эпидемиологических исследованиях имеют место случаи, когда относительно слабый фактор риска, но с высокой распространенностью в данной популяции может создать более значительную заболеваемость, чем сильный, но редкий фактор риска.
Для оценки риска в популяции важно знать, с какой частотой члены рассматриваемой популяции подвергаются воздействию фактора риска. Речь идет о расчете популяционного добавочного (атрибутивного) риска. Он отражает дополнительную заболеваемость в популяции, связанную с фактором риска. Популяционный риск рассчитывается как произведение добавочного риска на распространенность фактора риска в популяции. При этом можно одновременно определить долю заболеваемости в популяции, связанную с данным фактором риска, т. е. добавочную долю популяционного риска, которая рассчитывается путем деления добавочного популяционного риска на общую заболеваемость в популяции.
Понятия относительного и атрибутивного рисков отличаются по своему смыслу. Атрибутивный риск отражает дополнительную вероятность заболевания, его применение в качестве индивидуального показателя риска в большинстве случаев более информативно по сравнению с относительным риском. С другой стороны, относительный риск лучше показывает силу причинной связи. Поэтому применение того или иного показателя риска определяется постановкой вопроса.
Аналитические эпидемиологические исследования типа «случай— контроль» являются разновидностью когортного. Они основываются на сопоставлении информации о подверженности действию гипотетического фактора больных изучаемой болезнью (случай) и лиц, не больных данной болезнью (контроль). Принятие решения о правомерности гипотезы делается на основе данных о различиях сравниваемых групп (больных и не больных данной болезнью) по признаку подверженности гипотетическому фактору риска (при условии стандартизации показателей сравниваемых групп). Изучение по методу «случай—контроль» можно рассматривать как ретроспективную выборку в рамках когортного исследования.
На начальном этапе аналитических эпидемиологических исследований устанавливается наличие или отсутствие статистических различий показателей заболеваемости в группах, подверженных и не подверженных действию гипотетического фактора риска (когортные исследования). При этом обращается внимание на то, сохраняются ли общие закономерности в уровне и структуре заболеваемости, ее распространенности в возрастных группах, устойчивости соотношений отдельных нозологических форм, групп и классов болезней на протяжении изучаемого отрезка времени. Если по сравнению с предыдущими годами или другими территориями выявляются заметные различия или высокий темп прироста заболеваемости, то отмечается кратность и значимость такого превышения. Кроме того, констатируется наличие или отсутствие статистических показателей, характеризующих степень подверженности гипотетическому фактору риска групп больных и не больных изучаемой болезнью (исследование типа «случай—контроль»). Таким образом, на данном этапе устанавливается наличие или отсутствие статистических связей между гипотетическим фактором риска и заболеваемостью. В случае установления такой связи необходимо провести анализ по определению ее причинно-следственного характера.
В пользу причинно-следственного характера статистических связей свидетельствуют:
1) повторяемость результатов, полученных при анализе проявлений заболеваемости в каждом из трех измерений (место, группа, время) когортного исследования, а также повторяемость результатов, получаемых в исследованиях когортного типа и типа «случай—контроль»;
2) количественная зависимость между силой гипотетического фактора риска и выраженностью следствия (уровнем заболеваемости) по типу «доза—эффект»;
3) специфичность связи, т. е. наличие ее в отношении конкретной болезни и отсутствие — в отношении другой;
4) опережающий характер действия гипотетического фактора риска;
5) большая сила ассоциации уровней заболеваемости с гипотетическим фактором;
6) согласование результатов эпидемиологического исследования со всей совокупностью данных, характеризующих патологию.
Одним из элементов установления взаимосвязи является дополнительный анализ заболеваемости в специально сформированных группах, с одной стороны, и изучение самого фактора (описание свойств, времени и силы действия) — с другой.
Дополнительный анализ заболеваемости носит характер сравнительного. Его применяют в случаях, когда выявляются заметные изменения в уровне, структуре или соотношении известных нозологических форм, а также при регистрации ранее неизвестного заболевания. При этом принято использовать несколько групп сравнения (группы, которые характеризуются наличием конкретного заболевания, интенсивностью влияющего фактора окружающей среды и др.), определяются группы, устойчивые к воздействию или имеющие повышенную чувствительность к токсиканту, например дети.
При оценке влияния экологического фактора существенное значение имеет правильный выбор группы, не пострадавшей от токсиканта. Предложено три подхода к выявлению такого влияния:
1. Внутреннее сравнение — определяется одна группа с достаточным количеством экспонированных и неэкспонированных лиц;
2. Внешнее сравнение — определяется экспонированная группа и предпринимаются попытки найти другую, неэкспонированную, но схожую с первой по другим признакам (полу, возрасту, месту работы и др.);
3. Сравнение с «общим» населением (популяцией) — определяется экспонированная группа и заболеваемость в ней сравнивается с заболеваемостью всего населения (рассматривается как «неэкспонированное»).
Экспериментальные эпидемиологические исследования — исследования по оценке уровня, структуры и динамики заболеваемости и ее проявления на изучаемой территории, среди различных групп населения и во времени. Речь идет об оценке результата действия гипотетического фактора риска в какой-либо группе (когорте) населения. Установление факта снижения или прекращения заболеваемости при ее сохранении в контрольной группе является доказательством причинно-следственной связи между заболеваемостью конкретной болезнью и гипотетическим фактором риска.
Экспериментальные эпидемиологические исследования во многом схожи с когортными исследованиями. Разница заключается в том, что здесь выясняется категория лиц, на которых будет воздействовать фактор. В результате проведенных эпидемиологических исследований, как правило, выявляются внешние, влияющие на организм факторы, которые повышают риск возникновения отдельных заболеваний. К ним относятся курение, злоупотребление алкоголем, неблагоприятные факторы окружающей среды. Важно заметить, что нередко исследователь сталкивается с фактами, когда население отдельных районов, находящихся под влиянием загрязнений окружающей среды, имеет более низкие уровни заболеваемости, чем показатели заболеваемости контрольных районов или городов. Это объясняется несколькими причинами. Во-первых, надо иметь в виду различия в социально-экономическом статусе и образе жизни населения опытного и контрольного районов. Во-вторых, подобные варианты могут иметь место в исследованиях, в которых допущены элементы некорректности к анализируемому материалу (недостаточная стандартизация анализируемого материала, формирование недостаточно адекватных групп сравнения и др.).