Las epidemias o brotes epidémicos se definen como un exceso en el número de casos de una enfermedad en la población por encima de los valores esperados, durante un período y un lugar definidos. Sin embargo, determinar lo que constituye un exceso implica conocer lo que es normal de esperar. La elaboración de Canales Endémicos es un medio eficaz para este fin.
1. Que es el canal o corredor endémico? El Canal Endémico es una herramienta epidemiológica que te permite determinar cuáles son los casos esperados de la enfermedad en el año que se estudia y, de esta forma, comparar con los valores observados para evidenciar si existe o no una tendencia epidémica. Básicamente, el canal endémico te describe en forma resumida la distribución de frecuencias de la enfermedad para el lapso de un año, basada en la incidencia histórica de la misma durante un período de años previos, generalmente entre 5 y 7.
2. Estructura del Canal Endémico.
El Canal Endémico no estaría completo sin la representación gráfica de los cálculos estadísticos en un eje de coordenadas cartesianas. En el eje horizontal X (abscisas), se representan los intérvalos de tiempo del año, lo más frecuente es que sean semanas epidemiológicas o meses. En el eje vertical Y (Ordenadas), se represeta la frecuencia de casos. Todos los canales endémicos poseen los siguientes elementos:
A. Curvas o niveles del Canal Endémico.
El Canal Endémico está conformado por 3 curvas o líneas expresadas gráficamente como polígonos de frecuencias: la curva de seguridad, la curva endémica y el umbral epidémico.
Figura 1. Curvas o niveles del canal endémico
• La curva endémica o nivel endémico: corresponde a la línea central del gráfico que representa el número esperado promedio de casos en cada unidad de tiempo del año. Es la expresión gráfica de una medida de resumen de tendencia central de la distribución de los casos observados en los años anteriores al actual (mediana, promedio aritmético, promedio geométrico).
• El umbral epidémico o nivel epidémico: corresponde a la línea superior del gráfico que representa la cantidad esperada máxima de casos en cada unidad de tiempo del año actual; expresa una medida de resumen de dispersión de la distribución de los casos observados en los años anteriores (cuartil 3 o percentil 75, promedio + 1 desviación estándar o el rango superior de los intérvalos de confianza).
B. Zonas del Canal Endémico.
Las 3 curvas anteriores definen 4 zonas en el gráfico.
Figura 2. Zonas epidemiológicas del canal endémico
• La zona de seguridad: corresponde a la franja delimitada entre la curva de seguridad y la curva endémica.
• La zona de alarma: corresponde a la franja delimitada por la curva endémica y umbral epidémico.
• La zona de epidemia: corresponde a la zona localizada por encima de Umbral Epidémico.
3. Para qué sirve el Canal Endémico.
Al llevar al gráfico la curva epidémica (serie cronológica de casos actuales), se determina la situación epidemiológica de la enfermedad en cada uno de los intérvalos de tiempo del año. La curva epidémica se representa gráficamente como un polígono de frecuencias o un histograma de columnas. Para efectos visuales te recomiendo utilices el Histograma.La situación epidemiológica de la enfermedad la determinas por la localización de la altura de cada columna del histograma o punto del polígono de frecuencias, con respecto a las 4 zonas delimitadas por los 3 curvas o niveles del canal. Entonces, la enfermedad podrá estar en situación de éxito, de seguridad, de alarma o de epidemia. En cada caso se deberán diseñar las acciones de control que corresponda a la situación.
4. Cómo interpretar el canal endémico.
Un valor de la curva epidémica ubicado en la zona de éxito, te indica que el número de casos observados para ese intérvalo de tiempo presenta una frecuencia menor de la esperada. Se podría afirmar que es tu zona de confort y que las medidas de control son efectivas. Sin embargo, si estás en presencia de una situación epidemiológica de éxito reiterada con una enfermedad cuyo comportamiento histórico te dice que es de alta incidencia, lo propio es que investigues el comportamiento inusual de dicha patología; ya que pudiera deberse realmente a una baja en la incidencia, pero también originarse por una disminución de la sensibilidad del sistema de vigilancia, ya sea por inadecuado manejo de la definición de caso, subregistro, establecimientos sin médicos, médicos nuevos con fallas de actualización sobre el la enfermedad, entre otras causas.
Por otra parte, un valor ubicado en la zona de seguridad te informa que la enfermedad presenta un comportamiento estable. Un valor ubicado en la zona de alerta te indica que el número de casos presenta una frecuencia con una tendencia hacia la epidemia, es necesario aplicar las medidas de prevención y control a tiempo para evitar un brote. Finalmente, un valor ubicado en la zona de epidemia te dice que el número de casos notificados para ese momento está claramente por encima de lo esperado, por lo tanto, se presenta una situación de epidemia o brote que requiere intervenciones inmediatas de control.En la Figura 3 puedes apreciar el canal endémico de una enfermedad transmisible. Las columnas azules representan el histograma de los casos observados hasta la semana epidemiológica 39. De acuerdo al gráfico sólo 2 semanas han estado en situación de epidemia, Cuáles son?
Figura 3. Canal endémico de una enfermedad transmisible
5. Criterios a considerar antes de hacer un canal endémico.
A. Selección de la enfermedad.
El Canal endémico fue creado inicialmente para uso exclusivo en la vigilancia en salud pública de las enfermedades infectocontagiosas, debido fundamentalmente a la posibilidad de causar epidemias en la población, que es en estos cuando se incrementa el riesgo de que aparezcan casos complicados, graves y fatales. Por consiguiente, es en este campo de las enfermedades transmisibles donde hasta el día de hoy el canal endémico ha demostrado el mayor beneficio. No obstante, su uso se ha extendido también a las enfermedades crónicas y eventos relacionados con la salud, como los accidentes de tránsito, los cuales son tan frecuentes en algunas zonas que podrían catalogarse como endémicos, causando verdaderos brotes en ciertos momentos del año: fines de semana largo, asuetos festivos, temporadas de vacaciones escolares, etc. La selección de una enfermedad crónica no transmisible para su vigilancia a través del canal endémico, será decisión autónoma inherente a las autoridades sanitarias de la zona.
Habiendo hecho la anterior aclaración, pasemos a hablar sobre los criterios de selección de la enfermedad que se va a someter a vigilancia a través del canal endémico.
En primer término, deberás tener en cuenta que la enfermedad cumpla con las siguientes características: que sea transmisible, endémica en la zona, , aguda y que tenga un período de incubación corto. No tiene sentido práctico que elabores canales endémicos para enfermedades con incidencia cero o muy baja, ya que bastarían pocos, o hasta un solo caso para definir la situación como de epidemia, sin necesidad de acudir al canal endémico.
En segundo lugar, cuando la incidencia te lo permita, será útil que realices corredores independientes para cada patología y sus subgrupos susceptibles, por ejemplo diarreas por grupos etarios (menores de 1 año, de 1 a 4 años y 5 y más), o por agentes etiológicos. En el otro extremo, puedes agrupar entidades con una similar forma de transmisión. Por ejemplo, la vigilancia conjunta del Dengue, Zica y Chikungunya en un solo canal endémico, ya que además de compartir el modo de transmisión vectorial y manejo terapéutico, se aplican las mismas medidas de prevención y control en la población para los tres padecimientos.
En segundo lugar, cuando la incidencia te lo permita, será útil que realices corredores independientes para cada patología y sus subgrupos susceptibles, por ejemplo diarreas por grupos etarios (menores de 1 año, de 1 a 4 años y 5 y más), o por agentes etiológicos. En el otro extremo, puedes agrupar entidades con una similar forma de transmisión. Por ejemplo, la vigilancia conjunta del Dengue, Zica y Chikungunya en un solo canal endémico, ya que además de compartir el modo de transmisión vectorial y manejo terapéutico, se aplican las mismas medidas de prevención y control en la población para los tres padecimientos.
Por último, deberás tener presente la virulencia del agente patógeno. Por ejemplo, si el virus de la rubeola no tuviera la facultad de causar el síndrome de rubeola congénita, no existiría la necesidad de la vigilancia, ni siquiera de la protección específica con la vacuna, dada la benignidad clínica de la entidad, aunque cumpla con los criterios de ser una enfermedad transmisible, endémica, aguda y con período de incubación corto.
B. Selección de la Población.
Elaborar canales endémicos deberá ser siempre una actividad rutinaria de los servicios de epidemiología en todos los niveles. Canales desagregados por pequeñas áreas geográficas, favorecerá la posibilidad de detectar brotes locales que resultarían diluidos en cifras consolidadas de regiones más amplias. Si cuentas con estimaciones confiables de población para cada año, es aconsejable que construyas canales endémicos usando tasas de incidencia y no casos. Esto con la finalidad de ajustar las distorsiones que sobre el canal endémico pudieran generan los cambios en los tamaños de las poblaciones a través de los años. Recuerda que la tasa es un indicador dinámico del riesgo de enfermar en la población. Por ejemplo, si te encuentras ante dos o más poblaciones en situación de epidemia, ante recursos escasos, para ti tendrán prioridad aquellas que muestren las tasas más altas.
C. Selección del número de años para la incidencia histórica.
Usualmente los canales se construyen con series de casos de 5 a 7 años. No es prudente que tomes series mayores a 7 años, ya que es probable que los determinantes ligados al agente, huésped y ambiente que mantienen la endemia hayan cambiado y la población aumentado en forma considerable, por lo tanto no serían comparables con el año actual. Puede ocurrir lo mismo con los criterios diagnósticos de denuncia y registro de la enfermedad.
Igualmente, no es recomendable tomar menos de 5 años debido a las fluctuaciones que se presentan de un año a otro. Por ejemplo, si recientemente se han realizado mejoras en el saneamiento ambiental como cloacas y acueductos, la incidencia de enfermedades de transmisión hídrica y por alimentos debería ser sensiblemente menor a la esperada por el canal endémico.
D. Selección de los intérvalos de tiempo para la distribución de la incidencia.
La selección de los intérvalos de tiempo para la distribución de los casos dependerá de la incidencia de la enfermedad y/o del tamaño de la población. Así, en entidades patológicas de alta frecuencia y/o poblaciones mayores de 50.000 habitantes, la distribución por semanas epidemiológicas es la mejor opción porque es la que más información te brinda. Estos canales presentan 52 intérvalos, uno por cada semana epidemiológica; se acepta que aquellos años que posean 53 semanas, se omita la última.
En cambio, para aquellos eventos de baja incidencia, y/o poblaciones con menor número de habitantes, en las cuales en muchas semanas del año no aparecerán casos, es recomendable que utilices canales endémicos con 13 intervalos de 4 semanas o con 12 intervalos de 1 mes. Otra opción ante enfermedades con baja incidencia y poblaciones pequeñas, es que utilices 52 intervalos semanales, pero con frecuencias acumuladas.
Te puedes encontrar con la eventualidad de que los cálculos aplicados para obtener el nivel inferior de seguridad del canal den valores negativos en algunas semanas epidemiológicas. Esto es particularmente cierto en aquellos eventos de baja o mediana frecuencia y en poblaciones de muy pocos habitantes; ocurre debido a fluctuaciones relativamente grandes entre los casos de los diferentes años para una misma semana. En general, cuando es sólo una pequeña desviación por debajo de cero, la solución es igualar a 0 los valores negativos porque no afecta mayormente la interpretación del gráfico. Pero, cuando es mayor o son muchas las desviaciones, la presencia de estos picos negativos, te estaría indicando que la selección de intérvalos semanales no es la adecuada a la serie de casos que se están graficando, y deberás optar por cambiar a intérvalos de tiempo cuatrisemanales o acumulados, más apropiados para poder graficar eventos de baja frecuencia y/o en poblaciones con pocos habitantes.
Si aún persisten los valores negativos habiendo cambiado los intérvalos semanales por cuatrimestrales, mensuales o por semanas con frecuencias acumuladas, deberás ir al histórico de la incidencia y determinar si hay uno o más años epidémicos que generen esas anomalías. En ese caso, lo apropiado es que los excluyas de la serie de históricos y luego selecciones el intervalo más apropiado para el canal.
E. Selección de la metodología para elaborar el canal endémico.
En 1957, Serfling y Sherman aplicaron un método para la confección de canales endémicos que consideraba el exceso de mortalidad por neumonía e influenza como un indicador de epidemia. En 1970 los Dres Héctor Boffi Borggero y Carlos Álvarez Herrera describían varias técnicas para la construcción de canales endémicos. por su parte R, Alonso y colaboradores, en 1999 presentaron un enfoque de vigilancia epidemiológica que diseñaba canales endémicos a partir de una modificación del modelo estadístico de Serfling. Este método se puede utilizar a través de hojas de cálculo de Excel y mediante el Epidat. Posteriormente aparecieron nuevos métodos más sofisticados que comprenden modelos matemáticos, algunos bastante complejos.
En líneas generales, el procedimiento básico en todos los modelos es que, a partir de una serie de casos observados durante un período de 5 a 7 años atrás, se obtiene una medida de tendencia central y otra de dispersión que configura el rango de fluctuación normal de la incidencia histórica para cada uno de los intervalos de tiempo seleccionados. Se diferencian en el tipo de medidas de resumen de tendencia central y de dispersión para demarcar el rango de casos esperados.
En la actualidad los modelos más reconocidos son:
1. Método de la Mediana y los Cuartiles. Es el modelo tradicional de canales endémicos y es muy sencillo de realizar. Utiliza como medida de tendencia central la mediana que es el cuartil 2 o percentil 50, y para la dispersión los cuartiles 1 o percentil 25 para el nivel inferior del canal y el cuartil 3 o percentil 75 para el nivel superior. En términos estadísticos, entre el cuartil 1 y 3 quedarán incluidos el 50% de los casos de la serie de años estudiados; el 25% corresponden a la zona de éxito y el otro 25% a la zona epidémica. Tiene la ventaja que la mediana no se ve afectada por valores extremos de las series como el proemedio aritmético. Si se conocen estimaciones confiables de poblaciones para todos los años, es recomendable que trabajes con las tasas de incidencia y así eliminas las distorsiones que sobre el canal endémico provoque los cambios en los tamaños de las poblaciones a través de los años.
2. Método del Promedio Aritmético y Desviación Estándar. Utiliza como medida de tendencia central el promedio o media aritmética, y para la dispersión la desviación estándar, de tal modo que al considerar el promedio ± 1 DE que equivale a las zonas de seguridad y alarma del canal, se estarán incluyendo al 68.26% de los valores de las series de años de estudio. La desventaja es que el promedio aritmético se deja afectar por los valores extremos altos o bajos en la serie, lo que sucede cuando hay años epidémicos en la incidencia histórica.
Es bastante común que en poblaciones pequeñas y en aquellos eventos de baja o mediana frecuencia, los canales endémicos construidos con este método presenten valores negativos en algunas semanas del año, cuando se resta del promedio la DE para determinar el nivel inferior o curva de seguridad del canal. El valor negativo se produce cuando la DE es mayor que el promedio. La conducta a seguir en este caso ya ha sido mencionada cuando hablábamos de la selección de los intérvalos de tiempo para la distribución de la incidencia. Asimismo, igual que para el método de la mediana, es deseable trabajar con las tasas de incidencia y no con casos de la enfermedad.
3. Método del promedio aritmético modificado de series excluidas. Está indicado este modelo cuando se selecciona el método aritmético y existen años atípicos con brotes epidémicos muy notables. Ante esta situación, es razonable excluir del estudio las series de años que muestren tal comportamiento inusual, para así blindar el canal de los efectos negativos que esos valores extremos causen sobre el grado de precisión de la capacidad predictiva del mismo.
4. Método de Frecuencias acumuladas o Corredores Acumulativos. Ante enfermedades con incidencias muy bajas, o en poblaciones pequeñas donde el azar puede jugar un papel importante, es propicio trabajar con la metodología de los canales endémicos acumulativos, una alternativa que utiliza la incidencia acumulada en lugar de la incidencia semanal, cuatrisemanal o mensual, de tal forma que la curva resultante siempre será creciente, excepto que no se registren más casos, situación en la cual la curva se convierte en una meseta.
Figura 4. Canal endémico acumulativo. Gráfico de áreas
5. Método del Promedio Geométricos de las Tasas.
En 1999 Marcelo Bortman publica en la Revista Panamericana de Salud Pública, un método numérico para construir canales endémicos en hojas de cálculo de Excel, que incorpora las medias geométricas de las tasas y su desviación estándar para estimar los intervalos de confianza que determinarán los valores extremos. Estadísticamente, es uno de los modelos más completos y que te recomiendo ampliamente por las ventajas que posee sobre los anteriores.
En este sentido, un aspecto positivo es que utiliza tasas de incidencia en lugar de casos, ajustando las distorsiones en el canal que pudieran generar los cambios en los tamaños de las poblaciones con los años. Otra ventaja es que emplea como medida de tendencia central, la media geométrica de las tasas transformadas a escala logarítmica, que al contrario del promedio aritmético, es apropiada para distribuciones de series con valores altos o muy altos, producto de alguna epidemia ocurrida en los años anteriores del estudio. La escala logarítmica estabiliza estos años asimétricos estirando los valores bajos y comprimiendo los valores altos.
Hay que agregar a favor del modelo, el alto grado de precisión que le imprime la estadística inferencial al disponer los intervalos de confianza (IC) de la media de las tasas para para obtener las curvas de seguridad y de alarma del canal, que es el rango en el cual se encontraría la verdadera media del universo, bajo el supuesto que las 5 o 7 tasas usadas para el cálculo constituyen una muestra del mismo.
En consecuencia, un IC del 95% será el rango en el cual existirá un 95% de probabilidades de que esté incluida la media del universo y, una tasa que supere el límite superior del canal e ingrese a la zona epidémica, tendrá un 95% de probabilidades de ser realmente superior a la verdadera media histórica. Por otro lado, los intervalos de confianza darán lugar a zonas de seguridad y alerta más estrechas y, por lo tanto, más sensibles a los cambios de incidencias que otros modelos de canales endémicos.
Desde su publicación y hasta la actualidad, el modelo de Bortman ha significado un invaluable aporte a la vigilancia epidemiológica para el monitoreo de situaciones de brotes epidémicos.
6. Método de Promedios Móviles y de Suavización Exponencial. Se utilizan para suavizar la tendencia observada. Ambos trabajan con medias aritméticas estabilizadas mediante la técnica de los promedios móviles y los datos suavizados exponencialmente para cada período. En algún momento del procedimiento utilizan también las poblaciones para el cálculo de los promedios móviles. Mientras que el método de promedios móviles se ve afectado por datos extremos, el método de suavización exponencial es adecuado en aquellos casos en los que el comportamiento de los datos no tiene una tendencia ascendente o descendente. Al igual que el Método de las Promedio Geométricos de las Tasas, es uno de los modelos más completos.
7. Otros métodos. Existen otros modelos sofisticados y complejos que se usan con la intención de suavizar la tendencia observada, son los modelos autorregresivos y la metodología de Box-Jenkins. Es importante saber que existen y que también se utilizan.
F. Selección del tipo de gráfico.
El canal endémico es la representación gráfica de series cronológicas de casos. Siendo el tiempo una variable cuantitativa continua, los tipos de gráfico indicados son el polígono de frecuencias y el histograma. Como de lo que se trata es que representes las 3 curvas que delimitan las 4 zonas del gráfico, tu opción será siempre el polígono de frecuencias. En cambio, para representar la curva epidémica de la incidencia del año actual puedes usar indistintamente cualquiera de los dos tipos de gráfico. Sin embargo, te recomiendo el histograma, porque es más descriptivo que el polígono de frecuencias para visualizar cuál es la situación epidemiológica de la enfermedad.
Todos los cálculos numéricos y la representación gráfica del canal los puedes hacer manualmente. Pero el procedimiento puede resultar laborioso y demanda conocimientos más o menos avanzados en matemáticas y estadística. Afortunadamente, las computadoras con el sistema operativo Windows, que es el más popular en el mundo, disponen de alguna versión Excel de Office, un software que te permite realizar todo el procedimiento de forma automatizada en hojas de cálculo. Los sistemas operativos de software libre también poseen hojas de cálculo.
Los tipos de gráfico recomendados en Excel para que elaborares las curvas del canal endémico son, el gráfico de líneas o el gráfico de áreas; y para la curva epidémica, el gráfico de líneas o el gráfico de columnas, prefiriendo el segundo por las razones que ya te había comentado.
Figura 5. Gráfico de líneas y columnas elaborado en Excel
Figura 6. Gráfico de zonas y columnas en Excel
Qué te ha parecido la publicación, espero tus comentarios.
