[논문 리뷰] A new method for deriving incidence rates from prevalence data and its application to dementia in Germany

Ralph Brinks|arXiv (Cornell University)|2011. 12. 12.

Health and Medical Studies참고 문헌 4인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 교차 설문 조사에서의 유병률 데이터로부터 치매와 같은 만성 질환의 연령별 발병률을 유도하기 위해 일반 미분방정식(OED) 기반의 새로운 방법을 제안한다. 이 방법은 병변 모델과 자연 스퍼린 공식을 사용하며, 종단적 데이터 없이도 효율적이고 계산 비용이 낮은 발병률 추정을 가능하게 하여 독일의 치매 발병률을 기존에 발표된 값과 밀도 있게 일치시킨다.

ABSTRACT

This paper descibes a new method for deriving incidence rates of a chronic disease from prevalence data. It is based on a new ordinary differential equation, which relates the change in the age-specific prevalence to the agespecific incidence and mortality rates. The method allows the extraction of longtudinal information from cross-sectional studies. Applicability of the method is tested in the prevalence of dementia in Germany. The derived age-specific incidence is in good agreement with published values.

연구 동기 및 목표

• 교차 설문 조사 유병률 데이터로부터 만성 질환의 발병률을 계산적으로 효율적으로 추정하는 방법을 개발하기 위해.
• 비용이 많이 들고 추적 실패가 발생하기 쉬운 코hort 연구의 한계를 극복하기 위해.
• 종단적 데이터가 확보되지 않은 건강 서비스 연구에서 발병률 추정치를 위한 실용적인 대안을 제공하기 위해.
• 독일의 공적 건강보험 제도에서의 실제 치매 유병률 데이터를 사용하여 방법을 검증하기 위해.

제안 방법

• 연령에 따라 변화하는 전이율을 갖는 세 상태 병변 모델(건강, 질병, 死亡)을 기반으로 한다.
• 연령별 유병률의 변화와 발병률 및 사망률을 연결하는 일반 미분방정식(OED)을 유도한다.
• 해석적 변환을 통해 ODE를 일차원 형태로 단순화하여 발병률을 직접 해석할 수 있도록 한다.
• 자연 스퍼린 보간법을 사용하여 유병률 데이터를 미분 가능한 함수로 변환한다.
• 스플라인 기반 도함수와 사망률 데이터를 사용하여 발병률을 반복적으로 계산한다.
• 복잡한 최적화를 피함으로써 다차원 모델에 비해 계산적으로 효율적이다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 교차 설문 조사 유병률 데이터만으로도 만성 질환의 발병률을 신뢰성 있게 추정할 수 있는가?
• RQ2 제안된 ODE 기반 방법은 기존 방법에 비해 정확도와 계산 효율성 면에서 어떻게 비교되는가?
• RQ3 교차 설문 조사 유병률 데이터로부터 유도된 독일의 치매 연령별 발병률은 얼마인가?
• RQ4 사망률과 질병 지속 기간에 대한 가정이 발병률 추정치에 얼마나 민감하게 영향을 미치는가?

주요 결과

• 독일에서 유도된 치매의 연령별 발병률은 다른 연구에서 발표된 값과 강한 일치를 보였다.
• 90–94세 연령군에서 여성의 발병률은 100명년당 9.7명, 남성은 8.4명으로 추정되었으며, 이는 기존의 발표된 데이터와 밀도 있게 일치하였다.
• 이 방법은 Ziegler와 Doblhammer(2009)가 사용한 방법과 같은 대안적 접근보다 성능이 뛰어나며, 방법론적 결함으로 인해 발병률을 과대평가할 수 있는 기존 방법에 비해 우수하다.
• 민감도 분석 결과, 이 방법은 강건한 편이지만, 진단 후 사망률을 과소평가할 경우 발병률 추정치가 약간 낮아질 수 있다.
• 자연 스퍼린 스플라인을 사용함으로써 매끄럽고 미분 가능한 유병률 함수를 확보하여 정확한 ODE 해를 도출할 수 있었다.
• 이 방법은 복잡한 최적화가 필요 없어 계산적으로 효율적이며, 대규모 역학 연구에 적합하다.