Statistica medica

Statistica medica – lezione 1

Immaginate un fenomeno come quello dei positivi in Italia, i positivi nel mondo, i pazienti in rianimazione, i pazienti positivi asintomatici. Noi abbiamo tante informazioni che vengono da più fonti, dobbiamo cercare di organizzare queste informazioni e di capire che cosa ci stanno dicendo.

Dobbiamo poter affrontare i nostri fenomeni che ci interessano più da vicino e questi fenomeni possono riguardare un piccolo gruppo di persone o sono fenomeni collettivi. Immaginate la natalità, la mortalità. Questi sono fenomeni collettivi perché riguardano le popolazioni intere. Generalmente nella ricerca scientifica non si riesce a lavorare su intere popolazioni, ma si lavora su un gruppo di persone, e tecnicamente in statistica diciamo che lavoriamo un campione di persone. Per cui noi, da questo momento in poi introdurremo il linguaggio statistico per poter capire cosa significa raccogliere dati, capire la natura dei dati e capire come poterli elaborare/analizzare, per capire cosa i dati ci stanno suggerendo.

Statistica descrittiva

Gli strumenti che mette a disposizione la statistica per capire se un fenomeno ha un andamento regolare, se invece ha un andamento tale da metterci in guardia, da avvisarci, “Guardate sta per succedere qualcosa!”, dobbiamo usare degli strumenti che, ma che alla base dello studio c’è la parte della statistica cosiddetta descrittiva, che ci consente di approcciare in maniera un po’ più soft, con calma all’analisi dei dati.

Inizieremo il nostro corso introducendo la statistica descrittiva, per poter poi passare alla seconda parte del corso dedicato alla statistica inferenziale o inferenza statistica, che è quella parte della statistica che ci consente di poter generalizzare i risultati di una ricerca.

Statistica inferenziale

Quando vi si dice, si sta sperimentando il vaccino anticovid, lo si sta facendo in un gruppo di persone, si sta sperimentando che sia efficace su quel gruppo di persone, i famosi volontari, dopo dovremmo passare all’intera popolazione. I soggetti che sono seguiti durante la sperimentazione sono quelli, sono seguiti, vengono rilevati i sintomi, vengono rilevati tutti i parametri clinici di quelle persone, ma quel vaccino sarà assunto probabilmente da ognuno di noi, funzionerà su di noi?

La statistica inferenziale ci consente di inferire, cioè di poter generalizzare un risultato trovato in un campione su un'intera popolazione, ovviamente passando per le probabilità. Vi ricordo che la medicina non è una scienza esatta, tutte le nostre scelte sono regolate da un processo decisionale di tipo probabilistico. “Se piove uscendo prima di casa probabilmente arriverò a lezione in orario”, le nostre scelte sono tutte fondate su modelli di natura probabilistica. In campo medico vi posso dire che qualsiasi tipo di trattamento, che sia del fisioterapista, che sia del chirurgo, è legato ad una probabilità di successo, non abbiamo la certezza di successo su ognuno di noi, ma abbiamo la confidenza, la fiducia che possa essere positiva una cosa per noi con un alto grado di probabilità.

Da questo momento in poi, ricordiamoci sempre che qualsiasi protocollo di riabilitazione voi doveste mettere in atto, ci sarà un’alta probabilità che il paziente guarisca, stia meglio, ma c’è sempre il rischio che questa cosa non accada o accada parzialmente, non avremo mai la certezza, di certo purtroppo c’è soltanto una cosa nella nostra vita, e non la voglio neanche dire.

Noi umani abbiamo una sola certezza, tutto il resto si muove intorno a noi con una certa probabilità, è ovvio che noi lavoriamo sull’assunzione di un nuovo farmaco per controllare un certo tipo di patologia, noi abbiamo la fiducia che funzionerà al 95%, al 98%. Ma quando in medicina noi diciamo 98% o il 95%, quel 5% che rimane o quel 2% che rimane sono persone, per cui dobbiamo essere molto attenti. Ecco perché per poter dire di generalizzare il risultato di una ricerca scientifica abbiamo bisogno della statistica fino alla fase di pianificazione.

La statistica in campo medico

Quindi noi parleremo di statistica descrittiva sin da adesso, passeremo poi alla inferenza statistica e necessariamente dovremmo fare un passaggio per il calcolo delle probabilità su cui si basa l’inferenza statistica. Noi studiamo i fenomeni, ora che sia il Covid, che sia il dolore nei pazienti con il Covid, che sia l’artrosi, per noi quello rappresenta un fenomeno oggetto di studio, rappresenta il nostro problema da risolvere.

I problemi, i fenomeni come oggetto di studio possono essere di qualsiasi natura. Uno potrebbe essere interessato a quanti like ho ricevuto su una foto, ma noi lavoriamo in campo medico, noi lavoriamo per questioni che hanno una natura diversa, ovviamente se lavorassimo nel marketing, se lavorassimo in economia avremo altri obiettivi, noi lavoriamo nel campo medico. Quindi noi vogliamo sapere se al paziente anziché fare un trattamento di 40 minuti al giorno, glielo faccio di 20 minuti più volte al giorno, sarà più efficace? Non lo so. Andiamolo a sperimentare, però per sperimentarlo dobbiamo tener conto di tutta una serie di condizioni che la scienza ci impone. “L’uso di cocaina ha effetti sul nascituro?” Come si sanno queste cose?

Tutte le cose che giungono a noi, che fino ad adesso sono giunte attraverso o i libri di scuola o i media ecc., io le faccio direttamente, cioè io vi posso dare delle risposte direttamente con dei lavori che ovviamente sono serviti a me, cercano di dare il proprio contributo alla scienza, e quindi noi ci muoviamo.

Per poterlo fare, ricordiamoci che utilizziamo la statistica. Quindi ogni volta che noi lavoriamo nel campo sanitario è necessaria la statistica, è perché stiamo studiando qualcosa che non conosciamo bene. Quel qualcosa non lo conosciamo bene, lo avviciniamo con gli strumenti della scienza, con il metodo vigoroso della statistica, dopodiché diamo le nostre informazioni, questo protocollo ha un'alta probabilità di successo, a volte può essere anche il 98% o il 99%, ma sappiamo sempre che possiamo commettere degli errori, possono accadere degli errori. Gli errori possono essere legati al personale, gli errori possono essere legati al caso, le cose accidentali succedono, in statistica noi teniamo conto, in considerazione del caso.

Ogni qualvolta che la riuscita di un protocollo, la guarigione, l’esito derivanti da una nostra azione, è efficace, abbiamo anche previsto ma sarà efficace per effetto o per effetto del caso? La statistica ci aiuta a superare questa problematica, generalmente facciamo un lavoro, cerchiamo di arrivare al risultato e l’abbiamo, qua io insieme a voi faccio un lavoro, ma sarà stato un caso o ripetendo quella stessa cosa con altri fisioterapisti, con altri statistici, si otterrebbe lo stesso risultato. Nella statistica si lavora in questo modo, non possiamo ripetere in continuazione le sperimentazioni, sennò riusciamo a farle una volta sola, la statistica ci offre gli strumenti per simulare qualcosa che non faremo direttamente, ma cerchiamo con gli strumenti della statistica di vedere, se potessimo ripetere queste cose quale sarebbe la probabilità di successo? E in campo medico, questo nostro successo, questa probabilità deve essere almeno del 95%, ogni cosa che noi facciamo deve essere efficace almeno 95 volte su 100. Se è una cosa che è legata ad un problema vitale o di morte, non ci basta il 95%, deve garantirci una probabilità più alta, non possiamo mettere a rischio le persone, ma per convenzione in medicina la probabilità di successo, noi siamo fiduciosi che la cosa funzioni, perché la statistica deve dirci che funziona almeno per il 95%.

Definizione del problema e scelta del campione

Allora come facciamo? Studiamo un fenomeno, qualsiasi esso sia, lo dobbiamo definire, che cosa stiamo studiando? Un farmaco o stiamo studiando una macchina o un dispositivo medico? Su chi lo studiamo? Su una popolazione, quale?

La prima cosa che vi si chiede, “quale”? E’ la popolazione italiana, quale popolazione? Adulta? Dobbiamo definire con dei criteri chi sono i soggetti della nostra popolazione. Generalmente nel nostro campo sono uomini, in altri campi potrebbe essere cose. Ma lo possiamo studiare su un'intera popolazione? Ricordatevi che in Italia l’unico studio che si fa sull’intera popolazione è il censimento, tutto il resto è su il campione, non abbiamo la forza, non abbiamo i tempi. Non possiamo pensare di studiare un'intera popolazione perché ci vorrebbe tanto tempo, tante risorse, tante persone a lavorare, per cui dobbiamo essere veloci, lavoriamo su quei campioni. Ma quei campioni sono rappresentativi dell’intera popolazione? Vi aiuta la statistica, per tentare di scegliere un campione che sia più vicino a rappresentare la popolazione oggetto di studio. Per scegliere ci sono delle tecniche statistiche, non si sceglie, diciamo a caso, ma in realtà il random che viene utilizzato in statistica fa riferimento a delle regole, a delle leggi.

Vogliamo studiare un fenomeno, il dolore dopo intervento al ginocchio, pensate ai calciatori, come facciamo recuperare l’atleta? Deve rientrare in campo, deve giocare, ovviamente ci atteniamo ai protocolli che conosciamo, se li volessimo migliorare dobbiamo fare uno studio. Quali sono i dati di interesse, il dolore, come glielo misuri il dolore? Esistono delle scale di valutazione del dolore, come lo misuri? In movimento, a riposo, disteso, ci sono tantissime cose da sapere, quindi dobbiamo sapere quali sono i vari ambiti su cui andiamo a studiare, il dolore, il genere. E quindi utilizzeremo le tecniche statistiche adeguate. Ricordate che in statistica la tecnica di analisi, dipende dal tipo di variabile su cui stiamo lavorando.

Concetti fondamentali di statistica

Quindi noi da oggi introdurremo il concetto di campione, di variabili, vediamo come si classificano le variabili e vediamo che necessariamente questa cosa la dobbiamo capire sin da adesso, in modo tale da saperlo utilizzare la tecnica statistica per poter elaborare/analizzare.

Studiare queste cose significa mettere in atto dei progetti di ricerca che rappresentano degli studi di tipo epidemiologico, l’epidemiologia è una scienza che studia la distribuzione delle malattie nella popolazione. Gli studi epidemiologici li classifichiamo in due grandi gruppi:

• Studi di tipo Osservazionale
• Studi di tipo Sperimentale

Gli studi osservazionali non prevedono degli interventi sulle persone, ma sono quelli studi attraverso i quali noi osserviamo dei fenomeni, per cui sono detti anche descrittivi, poi ci sono quelli un po’ più complessi, detti analitici, perché cerchiamo di studiare le relazioni tra le variabili.

Negli studi di tipo sperimentale, la fanno da padrona i cosiddetti studi clinici randomizzati, la sigla in inglese è RCT, poi abbiamo degli studi comunitari e degli studi sul campo. Diciamo che a noi interessa capire, in uno studio osservazionale nella sua parte analitica e semmai riuscissimo a vedere uno studio, un RCT sperimentale dobbiamo introdurre qualche concetto in più, la statistica sta nell’uno e negli altri.

Questi studi di clinical trials, possono anche essere detti controllati o non controllati. Gli studi si dicono controllati o non controllati, quando noi abbiamo un campione di pazienti, li seguiamo per farli la sperimentazione e se è controllato significa che è confrontato con un gruppo cosiddetto di controllo, se non c’è il gruppo di controllo lo studio viene detto non controllato. All’interno degli studi controllati, questi studi possono essere randomizzati o non randomizzati. Tra gli studi osservazionali ritrovate una serie di disegni di studio, che distinguono gli studi osservazionali in studi di coorte, in studi caso-controllo, studi di prevalenza oppure studi longitudinali.

Pubblicazione e validità scientifica

Questo è l’articolo scientifico. Il dolore dopo l’intervento chirurgico, dopo il cesareo, il controllo del dolore attraverso delle tecniche di anestesia innovative. Questo è un clinical trial, pubblicato su una rivista scientifica. Parliamo di evidenze scientifiche quando i risultati di una ricerca vengono pubblicate su riviste scientifiche, tra le riviste scientifiche ovviamente esiste Nature, Science. Per poter pubblicare un lavoro, c’è la necessità di seguire diverse procedure. Qualcuno dice, “Se volessimo aiutare le donne a gestire il dolore intervenendo con una tecnica anestesia, tale da non indurre l’anestesia generale”, per cui riduciamo quei farmaci che, ovviamente come tutti i farmaci possono avere degli effetti collaterali sulla madre e sul bambino, la gestione del dolore non richiede l’uso di altri farmaci come gli oppioidi, come in alcuni casi, riusciamo a ripristinare le funzioni fisiologiche della madre immediatamente, per noi quello è un successo. Per poterlo fare, si pensa alla ricerca, si considera un progetto, lo si sottopone all’autorizzazione del comitato etico, che va a verificare il progetto dal punto di vista clinico, medico-legale, quindi giuridico e tutto quello che c’è dietro. Si parte il lavoro, si spera di avere risultati attesi, arrivano i risultati, si scrive il lavoro, dopodiché devi provare a pubblicarlo, se il lavoro è un lavoro ritenuto valido, viene pubblicato, ovviamente dipende dalla rivista che scegli, perché ci sono riviste e riviste. Se la rivista è di forte impatto, il lavoro raggiungerà tutta la comunità scientifica. Che non è detto che tutte le cose gli interventi nel reparto cesareo hanno la stessa risposta, ma il 95% delle donne hanno avuto il miglioramento della gestione del controllo post-partum. Così come lavoriamo sugli aspetti della fertilità, quando parliamo di scienza parliamo di rigore, e il rigore non può essere che legato anche alla statistica, assolutamente non ne possiamo fare a meno.

Processo di ricerca

Quindi noi definiamo il problema, dobbiamo scegliere la popolazione, scegliamo il campione, il campione dipenderà dal metodo di campionamento, dopodiché lavoriamo sui dati. I dati rappresentano le variabili, sui dati noi studiamo le relazioni tra queste variabili e questo studio di questa relazione, le possiamo fare con delle tecniche di statistica appropriate, perché le tecniche statistiche ce ne sono quante ne volete. Le possiamo applicare sui nostri dati? Lo dobbiamo sapere, prima, durante e dopo. Dopodiché possiamo trarre le conclusioni.

Termini statistici fondamentali

Quali sono i termini che vedrete, sentirete utilizzati da me: fenomeno, carattere di studio oppure le chiamate variabile di studio. Un fenomeno è qualcosa che cambia, un qualcosa che comunque può presentarsi in un certo modo in una persona, in un'altra persona. La popolazione statistica, vi ricordo che la popolazione statistica in generale, siccome noi ci riferiamo nel nostro campo, sono le persone. Ogni persona rappresenta per me, una unità statistica, quindi io da oggi in poi non dico le persone che studio, io dico la popolazione statistica dei pazienti con diabete, ogni paziente rappresenta per me l’unità statistica.

L’insieme delle unità statistiche possono rappresentare un campione che è una sottopopolazione. Su questi campioni vado a raccogliere i dati, vado a studiare quel fenomeno, quindi non faccio altro che costruire e stimare degli aspetti di quel fenomeno, stimo, calcolo dei parametri, faccio delle stime. Quindi parlerò sempre di variabili e diciamo che il sinonimo di dato è variabile, non sarebbe corretto, ma per essere un po’ più veloci, per essere più semplici, quando parlo di variabili, sto parlando dei dati.

Questi dati come verranno analizzati? Prima di tutto per vedere cosa ci possono suggerire, li rappresenteremo su tabelle o graficamente. Noi useremo le tabelle. Io in generale un carattere oggetto di studio o un fenomeno di studio in statistica, lo indico con una lettera maiuscola (X, Y e Z). “Studiamo la patologia, il dolore neuropatico di pazienti con severità alta di Covid”, io tutto questo lo riassumo con una lettera. Generalmente lettera maiuscola latina. Un fenomeno oggetto di studio per me è X, Y, Z, lo chiamo con la lettera maiuscola per indicare il fenomeno o la variabile oggetto di studio.

Questa variabile, vendita di cellulari, consumo di acqua, sono i fenomeni, le variabili su cui sto lavorando, deterioramento cognitivo, X, Y, Z. Noi in statistica amiamo la sintesi. Quindi cerchiamo tutto ciò che ci può consentire di essere più veloci, usiamo molto delle codifiche. Quindi se la popolazione è statistica nel nostro caso, possiamo considerare che l’universo statistico della popolazione sia infinita o finita, noi stiamo nelle popolazioni finite. Chi si occupa di studiare le stelle, le stelle rappresentano una popolazione di studio infinita. Noi invece sappiamo più o meno, mica sappiamo quanti sono i pazienti con Covid, però siccome sono delle persone dovremmo essere vicini alla popolazione finita. Se noi studiamo l’obesità, la popolazione statistica potrebbe essere costituita dagli adolescenti, dai bambini o dagli anziani, se studiamo il consumo di alcol, di solito sono sempre gli studenti quelli che vengono studiati. Quando si studiano certi fenomeni, certe variabili ovviamente la popolazione di riferimento deve essere ben definita. E sto lavorando sulle unità statistiche, se lavoro, come fenomeno oggetto di studio il deterioramento cognitivo, pazienti anziani ospedalizzati, la popolazione statistica sono gli anziani ospedalizzati, non sono gli anziani che trovo al bar, sono gli anziani ospedalizzati, ricoverati, e ogni singolo anziano rappresenta la mia unità statistica. Per cui io dico, studio il fenomeno Z su ogni specifica Z. Io uso le lettere e uso gli indici ai piedi, e introduco i concetti che usiamo in matematica.

Il campione, se noi usiamo come popolazione, la popolazione dei pazienti ricoverati, chissà quanti ce ne sono, un campione che possa essere rappresentativo di tutti. Voi immaginate, quando si sceglie un campione, ogni unità statistica sta a rappresentare 10-20-1000, ma io lavoro soltanto su quella, quella vista a rappresentare tutti quei soggetti che non sentono bene, che hanno quel problema. Perché usiamo il campione? È una foto.