supplemento
Epidemiol Prev 2019; 43 (4): 75-87
DOI: https://doi.org/10.19191/EP19.4.S2.P075.094

A Systematic Review of Case-Identification Algorithms Based on Italian Healthcare Administrative Databases for Two Relevant Diseases of the Respiratory System: Asthma and Chronic Obstructive Pulmonary Disease

  • Riccardo Di Domenicantonio1

  • Giovanna Cappai1

  • Mirko Di Martino1

  • Nera Agabiti1

  • Lorenzo Simonato2

  • Cristina Canova2

  • Claudio Barbiellini Amidei2

  1. Department of Epidemiology, Lazio Regional Health Service, ASL Roma 1, Rome (Italy)
  2. Department of Cardio-Thoraco-Vascular Sciences and Public Health, University of Padua, Padua (Italy)
Riccardo Di Domenicantonio

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ABSTRACT

OBJECTIVES: to identify and describe all asthma and Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) case-identification algorithms by means of Italian Healthcare Administrative Databases (HADs), through the review of papers published in the past 10 years.

METHODS: this study is part of a project that systematically reviewed case-identification algorithms for 18 acute and chronic conditions by means of HADs in Italy. PubMed was searched for original articles, published between 2007 and 2017, in Italian or English. The search string consisted of a combination of free text and MeSH terms with a common part that focused on HADs and a disease-specific part. All identified papers were screened by two independent reviewers; exclusion criteria were the following: no description of reported algorithms, algorithm developed outside of the Italian context, exclusive use of death certificates, pathology register, general practitioner or pediatrician data. Pertinent papers were classified according to the objective for which the algorithm had been used, and only articles that used algorithms for primary objectives (I disease occurrence; II population/cohort selection; III outcome identification) were considered for algorithm extraction. The HADs used (hospital discharge records, drug prescriptions, etc.), ICD-9 and ICD-10 codes, ATC classification of drugs, follow-back periods, and age ranges applied by the algorithms have been reported. Further information on specific objective(s), accuracy measures, sensitivity analyses and the contribution of each HAD, have also been recorded.

RESULTS: the search string led to the identification of 98 and 147 papers, respectively for asthma and COPD. By screening the references, 2 papers for asthma and 7 for COPD were added. At the end of the screening process, 14 pertinent papers were identified for asthma and 31 for COPD. Half of these used healthcare data covering a time period between 2008 and 2014. More than 75% considered the age range 6-17 for asthma and >45 for COPD. About one-third of the articles used algorithms to estimate the occurrence of these diseases. Fourteen algorithms for asthma and 16 for COPD were extracted from the papers and characterized. The Drug Prescription Database (DPD) was used by almost all asthma case-identification algorithms, while only 7 COPD algorithms used this data source. The spectrum of active ingredients was strongly overlapping between the two diseases, with different combinations of drugs and administration routes, as well as specific number of prescriptions, follow-back years, and age ranges. Age class and chronic treatment were the main disease-specific traits that emerged from the algorithms. Three external validation processes have been performed for asthma and three for COPD. High accuracy levels have been found for asthma. COPD sensitivity analyses were unsatisfactory, while a high specificity was found for algorithms based on hospital discharge records.

CONCLUSION: elements from the review on the use of healthcare administrative databases represent a useful tool to decide which algorithm to adopt, based on the algorithm’s individual requirements, limits, and accuracy, taking into account the specific research objective.

Keywords: Algorithms, healthcare administrative databases, asthma, chronic obstructive pulmonary disease, COPD

RIASSUNTO

OBIETTIVI: identificare e descrivere tutti i lavori pubblicati negli ultimi 10 anni che, utilizzando flussi amministrativi sanitari (FAS) italiani, hanno elaborato almeno un algoritmo originale per l’identificazione di soggetti affetti da asma e broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO).

METODI: questo studio si inserisce all’interno di un progetto di 16 revisioni sistematiche per la valutazione dello stato dell’arte degli algoritmi per l’identificazione di 18 patologie acute e croniche. La revisione, effettuata da due revisori indipendenti, mira a identificare articoli originali pubblicati tra il 2007 e il 2017 in inglese o italiano, individuati su PubMed mediante una stringa di ricerca costituita sia da testo libero che da termini MeSH, con una parte comune a tutte le patologie e una parte patologia-specifica. I lavori pertinenti sono stati classificati a seconda dell’obiettivo per cui ciascun algoritmo è stato utilizzato e si sono estratti i dati solo dagli algoritmi con obiettivi primari (I occorrenza di malattia; II selezione di coorti/popolazioni; III identificazione di outcome). I criteri di esclusione erano i seguenti: assenza di una descrizione degli algoritmi riportati; sviluppo dell’algoritmo al di fuori del contesto italiano; uso esclusivo di: certificate di morte, registri di patologia, dati dei medici di medicina generali o dei pediatri di libera scelta. Le informazioni estratte per caratterizzare e confrontare gli algoritmi originali sono: i FAS utilizzati (schede di dimissione ospedaliera, prescrizioni farmaceutiche, etc.), i codici ICD-9 e ICD-10, la selezione dei farmaci secondo il sistema di classificazione ATC, i criteri di identificazione dei casi, il periodo di osservazione/follow-back, i criteri di selezione anagrafica applicati ed eventuali validazioni esterne con le relative misure di accuratezza (sensibilità, specificità, valori predittivi) riportate.

RISULTATI: la stringa di ricerca ha portato all’identificazione di 98 e 147 articoli, rispettivamente per asma e BPCO, con l’aggiunta dai riferimenti bibliografici di 2 articoli per l’asma e 7 per la BPCO. Alla fine del processo di selezione, sono stati identificati 14 lavori pertinenti per l’asma e 31 per la BPCO. La metà di questi hanno utilizzato dati sanitari relativi al periodo 2008-2014. Più del 75% ha considerato limiti d’età compresi tra 6-17 anni per l’asma e >45 anni per la BPCO. Quasi un terzo degli articoli hanno utilizzato gli algoritmi per stimare l’occorrenza di queste patologie. Quattordici algoritmi per l’asma e 16 per la BPCO sono stati estratti dagli articoli e caratterizzati. I dati relativi alle prescrizioni farmaceutiche sono stati utilizzati da quasi tutti gli algoritmi per l’identificazione dell’asma, mentre sono stati considerati soltanto da 7 algoritmi per la BPCO. Lo spettro dei principi attivi impiegati nel trattamento di queste due patologie era in gran parte sovrapponibile, con differenze nella combinazione dei farmaci, nella via di somministrazione, così come nel numero di prescrizioni, anni di follow-back e gruppi di età. Proprio l’età e la terapia cronica costituiscono i principali elementi distintivi che sono emersi dalla revisione. Sono state eseguite 3 validazioni esterne per l’asma e 3 per la BPCO. Si sono riscontrati elevati livelli di accuratezza per gli algoritmi relativi all’asma. La valutazione della sensibilità degli algoritmi per la BPCO ha invece mostrato risultati poco soddisfacenti, mentre si è evidenziata un’elevata specificità per gli algoritmi basati sulle schede di dimissione ospedaliera.

CONCLUSIONE: gli elementi emersi dalla revisione sull’uso dei FAS rappresentano uno strumento utile per decidere quali algoritmi scegliere, sulla base dei requisiti, dei limiti e dell’accuratezza di ogni singolo algoritmo, tenendo in considerazione gli specifici obiettivi di ricerca.

Parole chiave: algoritmi, dati amministrativi sanitari, asma, broncopneumopatia cronica ostruttiva, BPCO