Глава 2 методы эпидемиологических исследований

Для решения стоящих перед ней задач эпидемиология, как любая наука, должна располагать специальными методами исследования. Начиная с 50-х годов ХХ столетия, наблюдается прорыв в развитии методов научного исследования и обоснования теоретического фундамента эпидемиологии. Сегодня под эпидемиологическими методами понимают методы изучения закономерностей распространения неинфекционных болезней среди населения, основанные на применении статистических показателей 32, 64.

Классификация эпидемиологических исследований проводится по различным критериям.

В зависимости от цели, эпидемиологические исследования подразделяются на поисковые (выдвигающие гипотезу) и проверяющие гипотезу36.

По характеру вмешательствисследования подразделяются на эмпирические или обсервационные (observationalstudies) и экспериментальные (experimentalorinterventiveepidemiology)5, 24, 32, 36, 53, 64(рис. 2.1). Эмпирические исследования – это исследования без преднамеренного вмешательства в естественное течение и развитие заболевания. Исследователь наблюдает и фиксирует необходимую информацию в соответствии с программой исследования. Эмпирические исследования, в свою очередь, могут быть описательными и аналитическими. Одной из разновидностей описательных исследований является описание случаев и описание серии случаев. Аналитические методы могут быть когортными, исследованиями типа «случай-контроль» и экологическими45, 46, 53.

Рис. 2.1. Типы эпидемиологических исследований по характеру вмешательств, по решаемым задачам и по организации исследований

В эксперименте исследователь целенаправленно и сознательно контролирует основные параметры, являющиеся предметом изучения (например, факторы риска, новые методы лечения, профилактики), а также распределяет объекты исследования (больных и здоровых лиц) по определенным группам. Экспериментальные исследования подразделяются на полевые (профилактические) и клинические, неконтролируемые и контролируемые, рандомизированные и нерандомизированные 16.

С точки зрения продолжительности наблюденияза состоянием здоровья изучаемого контингента эпидемиологические исследования могут быть одномоментными (поперечные, трансверзальные, кросс-секционные - cross-sectional) и длительными (продольные, лонгитудинальные - longitudinal) (рис. 2.2)36, 53.

Эпидемиологические исследования

одномоментные (поперечные)

динамические

(продольные)

когортные

случай-контроль

экспериментальные

Рис. 2.2. Классификация эпидемиологических методов по временным параметрам

Исследования с применением описательных эпидемиологических методов в основном проводятся как поперечные, а аналитические и экспериментальные – как продольные.

Продольные эпидемиологические исследования делятся на проспективные (cohort study, follow study, prospective study) и ретроспективные (case-referent study, case-control study, case-history study, retrospektiv stady) (рис. 2.3).

Термины "проспективный" и "ретроспективный" употребляются в зависимости от отношения характеризуемого явления (случаи заболеваний, смерти) к прошлому или будущему времени. Ретроспективное научное исследование проводится на архивном материале, проспективное – предусматривает сбор определенных исходных данных с последующим наблюдением за развитием процессов, являющихся предметом исследования.

В результате комбинации выше указанных характеристик формируются разные типы организации или дизайна исследования (табл. 2.1).

Рис. 2.3. Классификация продольных эпидемиологических исследований по времени сбора данных и формирования выборки

2.1. Характеристика отдельных видов эмпирических исследований

Ежегодно собираемые национальными статистическими центрами данные, характеризующие здоровье населения (заболеваемость, инвалидность, смертность, физическое развитие), дают возможность формировать направление и цели эпидемиологических исследований. Они служат основой эпидемиологических исследований.

Описательные методы исследования

Описательная эпидемиология (descriptive epidemiology) занимается изучением а) частоты и распространения заболеваний (исходов) на определенной территории (страна, область, район, город, село), в определенное время (месяц, год, 5 лет и т.д), в различных группах населения (дифференцированно по полу, возрасту, национальности, социально-экономическому положению, образованию, профессии и т.д.); б) течения заболеваний; в) эффективности диагностических критериев, а также изучает распространенность потенциально опасных факторов [24,40,46,53]. На основании данных описательной эпидемиологии можно установить связь частоты встречаемости в определенный момент времени отдельных факторов и их комбинаций не с фактом возникновения того или иного заболевания, а только с его распространенностью. Например, заболеваемость раком легких наблюдается у мужчин в несколько раз чаще, чем у женщин. Это не означает, что пол является причиной заболевания раком легких.

Характеристики, полученные при проведении описательных исследований, составляют основу для формулирования этиологических гипотез, дают нужную информацию для оценки состояния здоровья населения и являются необходимыми для управления службой здравоохранения и планирования лечебно-профилактической деятельности. Полученные данныe служат основой для планирования аналитических эпидемиологических исследований.

Таблица 2.1

Типы эпидемиологических исследований с учетом различных признаков

По цели	По типу вмешательства	По решаемым задачам	По временным параметрам	По времени сбора данных и формированию выборки	Организация, структура, дизайн исследования	Источник информации о здоровье
выдвигаю-щие гипотезу	- эмпирические или обсервационные (без вмешательства)	- описательные - аналитические - экологические	- поперечные (одномомен-тные) - продольные	на момент проведения исследования - проспективные -ретроспективные	скрининг - когортные - типа «случай-контроль»	скрининг скрининг - клиническое обследование
проверяю-щие гипотезу	-экспериментальные ( активное вмешательство)	- полевые (профилакти-ческие) - клинические	- продольные (длительные)	-проспективные	- контролируемые -неконтролируемые -нерандомизи-рованные -рандомизиро-ванные	клиническое обследование

Разновидностью организации описательных исследований для редко встречающихся заболеваний являются исследования типа «описание отдельных случаев» и «описание серии случаев».

Описание отдельных случаев (Case report) – наиболее старый способ медицинского исследования. Он состоит в подробном изложении данных, полученных путем наблюдения одного или нескольких случаев заболеваний (не более 10 больных). Это метод, который позволяет привлечь внимание медиков к новым или мало известным болезням, проявлениям или сочетаниям болезней36,46.

Описание случаев используется для описания необычных проявлений болезней: представляет собой единственный способ сообщения о редком клиническом событии; а также богатый источник гипотез о патогенезе, риске, прогнозе и лечении. Исследования типа описание случаев редко могут использоваться для проверки таких гипотез, у них другая задача: поставить проблему перед медицинским сообществом и побудить к проведению более убедительных исследований. Благодаря описаниям случаев, были впервые выявлены врожденные уродства вследствие приема талидомида во время беременности, алкогольный синдром плода, токсический шок.

Описание серии случаев (Case series)– исследование, включающее обычно описательную статистику группы болезней, (численность группы с определенным заболеванием – 10 пациентов и более). Серия случаев – самый распространенный способ описания клинической картины заболевания. Он достаточно информативен и удобен для выполнения этой задачи, но имеет серьезные ограничения. Недостатки исследований серии случаев заключаются в:

а) отсутствие группы сравнения;

б) случаи изучаются в разные моменты времени и на разных стадиях течения заболеваний 36,46,48.

Аналитические методы исследования

Аналитические эпидемиологические исследования (etiologic epidemiology) применяют с целью установления причинных связей между заболеваниями и различными факторами риска (профессиональными, социально-бытовыми, окружающей среды, генетическими и др.), а также для оценки эффективности профилактических и лечебных вмешательств 36,48,53. Основной отличительной чертой таких исследований является изучение влияния тех или иных потенциально вредных воздействий на процесс возникновения хронических неинфекционных заболеваний. Роль воздействия в этиологии заболевания оценивают по степени его влияния на интенсивность появления новых случаев данного заболевания. При этом оценивают силу и достоверность связи между одним определенным воздействием или небольшим их числом и конкретной нозологической формой болезни (или небольшим их числом). Аналитическая эпидемиология внесла весомый вклад в развитие современной медицины, определив ключевые факторы риска развития многих заболеваний. Например, была установлена связь между частотой возникновения рака легких и курением; более высокий показатель встречаемости инсульта головного мозга среди лиц, страдающих гипертонией; высокая частота инфарктов миокарда среди лиц с низкой физической активностью [22,29,35].

Разновидностью аналитических исследований являются экологические исследования (еще их называют территориальными), единицей анализа в которых выступает популяция или ее подгруппа, привязанная в этом случае к географической местности. Целью этих исследований является изучение распространенности и причин того или иного заболевания в различных географических регионах в связи с особенностями этих регионов. Такой подход обоснован в следующих случаях: 1) когда региональные особенности определяются достаточно просто в отличие от сложности или дороговизны определения этих особенностей у отдельных лиц; 2) для получения большего разнообразия изучаемой особенности (например, сопоставление тех или иных привычек питания при международных исследованиях); 3) когда точность общего измерения выглядит более высокой, чем индивидуального (например, определение уровня потребления алкоголя); 4) когда популяционные измерения представляют основной интерес исследователя (например, частота прекращения курения).

Экологические исследования могут приносить важные результаты, но их нельзя экстраполировать на различия между отдельными людьми. Для этого нужны специальные исследования 5,45.

В конечном счете, цель аналитических методов состоит в проверке гипотезы о тех или иных конкретных этиологических связях «воздействие – заболевание».

Аналитические эпидемиологические исследования проводятся с применением комплекса оригинальных методических подходов (когортные исследования, случай-контроль), основанных на использовании специальных показателей и включающих особые схемы сбора и обработки информации.

Одномоментные исследования

Описательные исследования обычно проводятся как одномоментные (поперечные - cross-sectional) исследования. Это наиболее распространенный и относительно простой вид исследования. Одномоментное исследование еще называют исследованиями распространенности. Главной его особенностью является то, что наблюдение как за воздействием (причиной), так и за эффектом относится к одному моменту времени. Одномоментные исследования позволяют изучить распространенность какого-либо заболевания (или факторов риска) к моменту обследования и при необходимости выявить статистическую связь между распространенностью тех или иных заболеваний и потенциально опасными факторами. Как правило, проводится одно обследование участников научного исследования, хотя в некоторых случаях два отдельных обследования могут следовать друг за другом через определенный промежуток времени. Сначала проводится скрининг всей группы, а затем можно более тщательно обследовать лиц с подозрениями на отклонение от нормы. Общепринятой формой одномоментных эпидемиологических исследований является скрининг.

Существует два варианта проведения одномоментных исследований: а) сравнение частоты болезни или симптомов у лиц основной и контрольной групп, б) выявления различий в уровнях воздействия факторов риска в группах больных и здоровых 51.

Благодаря тому, что одномоментное исследование проводится однократно, его осуществление требует относительно небольших затрат и занимает немного времени. Доступность и простота одномоментных исследований являются их несомненным преимуществом, однако, возможности этого метода весьма ограничены. С его помощью можно ответить на определенный круг вопросов, но в ряде случаев нельзя сделать окончательного вывода о значении того или иного фактора в развитии заболевания, так как одномоментные исследования имеют ряд существенных недостатков (врезка 2.1).

Длительные (продольные) исследования

Длительное, динамическое (лонгитудинальное - longitudinal) или постоянное наблюдение за определенным контингентом называют продольным исследованием. Оно позволяет устанавливать связь между воздействием факторов риска и возникновением заболеваний даже в тех случаях, когда эти события разделены значительным промежутком времени. Различают короткие (short term) лонгитудинальные исследования продолжительностью до 3 лет и полные долгосрочные (long term) исследования от рождения до зрелости и даже до смерти [36,46,48,53].

Идея провести длительное наблюдение за развитием человека с момента рождения до зрелости родилась еще два века назад. В 1759-1777 гг. Count Philibert Cueneau de Montbeilard измерял рост своего сына с момента рождения до 18 лет, проводя измерения с интервалом в 6 месяцев. Это научное исследование позволило впервые проследить неравномерность роста человека 23.

В 1946 году английские специалисты, поставив задачу - побудить английское правительство улучшить медицинское обслуживание матерей, начали наблюдение за развитием и состоянием здоровья детей, родившихся в этом же году 3-9 марта. Это послужило началом научного проведения лонгитудинального (продольного) исследования, которое продолжается до настоящего времени 23.

Деление продольных исследований на ретроспективные и проспективные относится ко времени возникновения изучаемых явлений. В ретроспективных исследованиях изучаются характеристики в отношении заболевания, которое имело место до начала исследования, а в проспективных – изучается вероятность его возникновения в будущем.

Врезка 2.1. Недостатки одномоментных исследований

1. Оценка частоты, с которой встречается заболевание (распространенность), основана на определении числа больных, выявленных только в момент обследования. Это число зависит от соотношения между частотой новых случаев и частотой, с которой выявленные случаи заболевания исчезают по причине выздоровления, смерти или выбытия по другим причинам. Заболевание, для которого характерен высокий показатель смертности (инфаркт миокарда), будет иметь более низкую распространенность, чем другое заболевание, характеризующееся такой же частотой возникновения новых случаев, но с более низкими показателями смертности.

2. Как правило, исследования, направленные на изучение распространенности заболеваний, должны охватывать большие контингенты населения для того, чтобы выявить необходимое количество случаев болезни, так как большинство хронических болезней поражает лишь незначительную часть всего населения.

3. Перед применением в каждой новой популяции любой диагностический метод должен быть, насколько это возможно, проверен в отношении достоверности получаемых с его помощью результатов. Наиболее убедительным подтверждением достоверности метода служит соответствие результатов его применения в данный момент результатам, полученным через определенный промежуток времени - прогностическая значимость метода (см.раздел «Достоверность эпидемиологических исследований»). В чистом одномоментном исследовании подобного сопоставления сделать нельзя.

4. Большое диагностическое значение при проведении эпидемиологических исследований имеет сопоставление характеристик больных и здоровых лиц. По ряду причин характеристики, выявляемые при одномоментном исследовании уже заболевших, могут не совпадать с теми характеристиками, которые наблюдаются на начальной стадии формирования патологического процесса, лежащего в основе заболевания. Сами характеристики могут быть изменены либо в результате развития заболевания, либо в результате его лечения (например, при проведении гипотензивной терапии) или просто измениться с течением времени. Например, атеросклероз, по-видимому, начинается формироваться уже в юношеском возрасте, поэтому изучение особенностей питания лиц среднего возраста, страдающих ишемической болезнью сердца, имеет ограниченное значение: во-первых, потому что прошел значительный промежуток времени и, во-вторых, в силу того, что некоторые больные сами могли изменить пищевой рацион в результате заболевания.

5. В ходе одномоментных исследований невозможно изучить характеристики лиц, умерших в течение короткого промежутка времени после начала заболевания, и они могут отличаться от характеристик выживших лиц .

6. Существенным недостатком является невозможность учесть динамику (фактор времени).

Источник: Дж.Роуз [51].

Ретроспективное исследование. При ретроспективном исследовании путь исследования обратный - от следствия (болезнь, смерть) к возможной причине (факторам риска)24,48,60.

Ретроспективные исследования можно охарактеризовать как схему, в которой наличие связи между воздействием фактора и заболеванием оценивается путем сравнения распространенности изучаемого фактора риска среди больных рассматриваемой формой заболевания и среди лиц контрольной группы, не имеющих данного заболевания. Ретроспективное исследование опирается на информацию о факторах риска и последствиях их воздействия, собранную в течение какого-то периода в прошлом. Например, источником информации о случаях рака часто служат регистры рака или регистры причин смерти, что позволяет снизить затраты на проведение исследования. Точность такого исследования зависит от полноты регистрации заболевания в территориальном регистре и от исследуемого периода времени.

К преимуществам ретроспективной схемы исследований относится:

- значительная экономия времени на проведение исследования;

- возможность одновременно изучать влияние на заболеваемость нескольких факторов риска, причем возникает возможность анализировать влияние тех или иных сочетаний факторов и оценивать результат их взаимодействия;

- наличие воздействия факторов у наблюдаемых можно прослеживать сколь угодно далеко в прошлом. Благодаря этому, проявление связи между воздействием и заболеванием не ограничивается заранее выбранным периодом наблюдения (как при проспективных исследованиях). Ретроспективные исследования особенно эффективны при изучении рака и других заболеваний с длительным латентным периодом;

- возможность проведения исследования в относительно короткий срок; при необходимости его легко повторить;

- являются чувствительным методом изучения редких заболеваний.

Основным недостатком ретроспективной схемы исследований по сравнению с проспективной является меньшая достоверность полученных с ее помощью результатов. Причин для этого несколько: а) сравнительно невысокая точность оценки воздействия факторов риска в прошлом, которая в значительной степени основывается на субъективных данных (оценка наличия воздействия полностью или частично основывается на материалах интервьюирования наблюдаемых. Если группа формируется из лиц, умерших от того или иного заболевания, то интервью берется у ближайших родственников); б) отсутствие единых условий и критериев оценки состояния здоровья наблюдаемых.

Ретроспективное исследование чаще проводится в виде исследования "случай-контроль" (case control study, case-reference) [1,24,46,48]. Принципиальная схема исследования "случай-контроль" представлена нарис. 2.4.

При проведении данного вида исследования формируются две группы. Сначала производится отбор группы пациентов с изучаемым заболеванием (первая группа) и сходной по остальным признакам группы лиц без этого заболевания (вторая группа). Затем ретроспективно (по архивным данным или воспоминаниям, суждениям; данным, полученным в ходе интервью или анкетирования участников исследования) оценивается частота воздействия возможного фактора риска в обеих группах. Обнаружение в группе больных большей доли лиц, подверженных (экспонированных) изучаемому фактору, чем в контрольной группе, указывает на то, что между развитием болезни и действием этого фактора существует какая-то связь. Примером данного вида исследования может служить изучение распространенности врожденных пороков развития конечностей у детей, родившихся в Германии в конце 50-х годов. Результаты исследования показали, что в 41 из 46 случаев рождения детей с подобными дефектами, матери во время беременности принимали талидомид (снотворное), в то время как ни одна из 300 матерей в контрольной группе, родивших нормальных детей, не принимали этот препарат. Информация об употреблении беременными талидомида получена путем опроса 48.

Воздействие фактора риска Болезнь

Рис. 2.4. Методика исследования случай-контроль 48

Проспективное исследование.При проспективном подходе путь исследования направлен от фактора риска (предполагаемой причины) к последствиям для здоровья (возникновение заболевания, смертельные исходы и т.д.)[1,24,48,60].

Продольные проспективные исследования, в основном, проводятся как когортные исследования(follow up). Когортные исследования - наилучшая замена истинного эксперимента в ситуации, когда эксперимент невозможен.

Термин "когорта" (cohorta) означает группу лиц, объединенных каким-либо общим признаком и наблюдаемых в течение определенного периода времени, чтобы проследить, что с ними произойдет в дальнейшем [23,48].