CANCER MORTALITY DATA ANALYSIS AND PREDICTION
Creators: name: CARIOLI, GRETA
Publisher: name: Universit� degli Studi di Milano
Year: 2019

description: Tradizionalmente, l?epidemiologia descrittiva viene considerata come un semplice strumento esplorativo. Tuttavia, nel corso degli anni, la maggiore disponibilit� e il miglioramento della qualit� dei dati epidemiologici hanno portato allo sviluppo di nuove tecniche statistiche che caratterizzano l'epidemiologia moderna. Questi metodi non sono solo esplicativi, ma anche predittivi. In ambito di sanit� pubblica, le previsioni degli andamenti futuri di morbilit� e mortalit� sono essenziali per valutare le strategie di prevenzione, la gestione delle malattie e per pianificare l'allocazione delle risorse. Durante il mio dottorato di ricerca in "Epidemiologia, Ambiente e Sanit� Pubblica" ho lavorato all'analisi degli andamenti di mortalit� per tumore, utilizzando principalmente la banca dati della World Health Organization (WHO), ma anche quella della Pan American Health Organization, dell?Eurostat, della United Nation Population Division, dello United States Census Bureau e la banca dati del Japanese National Institute of Population. Considerando diversi siti neoplastici e diversi paesi nel mondo, ho calcolato i tassi specifici per ogni classe di et� quinquennale (da 0-4 a 80+ o 85+ anni), e singolo anno di calendario o quinquennio. Per poter confrontare i tassi fra diversi paesi, ho calcolato, utilizzando il metodo diretto sulla base della popolazione mondiale standard, i tassi di mortalit� standardizzati per et� per 100.000 anni-persona. Nella maggior parte delle analisi, ho poi applicato il modello di regressione joinpoint ai tassi standardizzati con lo scopo di individuare gli anni in cui erano avvenuti cambiamenti significativi nell?andamento dei tassi; per ogni segmento individuato dalla regressione joinpoint, ho calcolato le variazioni percentuali annue. Inoltre, mi sono concentrata sulle proiezioni degli andamenti futuri. Con l?obiettivo di individuare il segmento pi� recente dell?andamento di mortalit�, ho applicato il modello di regressione joinpoint al numero di morti in ogni gruppo di et� quinquennale. Quindi, ho utilizzato i Modelli Lineari Generalizzati (GLM), scegliendo la distribuzione di Poisson e diverse funzioni link, sui dati dell?ultimo segmento individuato dal modello joinpoint. In particolare, ho considerato le funzioni link identit�, logaritmica, quinta potenza e radice quadrata. Ho anche implementato un algoritmo che genera una regressione "ibrida"; questo algoritmo seleziona automaticamente, in base al valore della statistica Akaike Information Criterion (AIC), il modello GLM Poisson pi� performante, tra quelli generati dalle funzioni link di identit�, logaritmica, quinta potenza e radice quadrata, da applicare a ciascuna classe di et� quinquennale. La regressione risultante, sull?insieme dei singoli gruppi di et�, � quindi una combinazione dei modelli considerati. Quindi, applicando i coefficienti ottenuti dalle quattro regressioni GLM Poisson e dalla regressione ibrida sugli anni di previsione, ho ottenuto le stime predette del numero di morti. A seguire, utilizzando il numero di morti predetto e le popolazioni predette, ho stimato i tassi previsti specifici per et� e i corrispondenti intervalli di previsione al 95% (PI). Infine, come ulteriore modello di confronto, ho costruito un modello medio, che semplicemente calcola una media delle stime prodotte dai diversi modelli GLM Poisson. Al fine di confrontare fra loro i sei diversi metodi di previsione, ho utilizzato i dati relativi a 21 paesi in tutto il mondo e all'Unione Europea nel suo complesso, e ho considerato 25 maggiori cause di morte. Ho selezionato solo i paesi con oltre 5 milioni di abitanti e solo i paesi per i quali erano disponibili dati di buona qualit� (ovvero con almeno il 90% di coverage). Ho analizzato i dati del periodo temporale compreso tra il 1980 e il 2011 e, in particolare, ho applicato i vari modelli sui dati dal 1980 al 2001 con l?idea di prevedere i tassi sul periodo 2002-2011, e ho poi utilizzato i dati effettivamente disponibili dal 2002 al 2011 per valutare le stime predette. Quindi, per misurare l'accuratezza predittiva dei diversi metodi, ho calcolato la deviazione relativa assoluta media (AARD). Questa quantit� indica la deviazione media percentuale del valore stimato dal valore vero. Ho calcolato gli AARD su un periodo di previsione di 5 anni (i.e. 2002-2006), e anche su un periodo di 10 anni (i.e. 2002-2011). Dalle analisi � emerso che il modello ibrido non sempre forniva le migliori stime di previsione e, anche quando risultava il migliore, i corrispondenti valori di AARD non erano poi molto lontani da quelli degli altri metodi. Tuttavia, le proiezioni ottenute utilizzando il modello ibrido, per qualsiasi combinazione di sito di tumore e sesso, non sono mai risultate le peggiori. Questo modello � una sorta di compromesso tra le quattro funzioni link considerate. Anche il modello medio fornisce stime intermedie rispetto alle altre regressioni: non � mai risultato il miglior metodo di previsione, ma i suoi AARD erano competitivi rispetto agli altri metodi considerati. Complessivamente, il modello che mostra le migliori prestazioni predittive � il GLM Poisson con funzione link identit�. Inoltre, questo metodo ha mostrato AARD estremamente bassi rispetto agli altri metodi, in particolare considerando un periodo di proiezione di 10 anni. Infine, bisogna tenere in considerazione che gli andamenti previsti, e i corrispondenti AARD, ottenuti da proiezioni su periodi di 5 anni sono molto pi� accurati rispetto a quelli su periodi di 10 anni. Le proiezioni ottenute con questi metodi per periodi superiori a 5 anni perdono in affidabilit� e la loro utilit� in sanit� pubblica risulta quindi limitata. Durante l'implementazione della regressione ibrida e durante le analisi sono rimaste aperte alcune questioni: ci sono altri modelli rilevanti che possono essere aggiunti all'algoritmo? In che misura la regressione joinpoint influenza le proiezioni? Come trovare una regola "a priori" che aiuti a scegliere quale metodo predittivo applicare in base alle varie covariate disponibili? Tutte queste domande saranno tenute in considerazione per gli sviluppi futuri del progetto. Prevedere gli andamenti futuri � un processo complesso, le stime risultanti dovrebbero quindi essere considerate con cautela e solo come indicazioni generali in ambito epidemiologico e di pianificazione sanitaria.